Двигатель с сухим картером устройство

Назначение и принцип действия

Сухой картер» – разновидность системы смазки, применяемая на гоночных, спортивных автомобилях и некоторых моделях внедорожников. Для таких машин обычная система смазки не подходит. Это связано с тем, что при быстром движении в поворотах, при резких торможениях и ускорениях, а также на крутых подъемах и спусках масло в поддоне двигателя слишком сильно «плещется» от одного края поддона к другому. При этом может оголиться маслоприемник, а само масло вспенивается. Это приводит к «масляному голоданию» двигателя или сильному падению давления в системе смазки. В результате происходит перегрев смазываемых деталей или выход их из строя.

Принципиальное отличие системы с сухим картером состоит в том, что масло хранится в специальном масляном баке (резервуаре), который исключает его «взбалтывание». К деталям двигателя смазка подается нагнетающим насосом, а стекающее в поддон масло тут же откачивается обратно в бак несколькими секциями откачивающего насоса. Таким образом, в поддоне масло не задерживается – отсюда и название «сухой картер». В остальном устройство системы аналогично системе с «мокрым картером».

Кроме масляного бака, нагнетающего и откачивающего насосов, в систему смазки с сухим картером входят: один или два масляных радиатора, масляный термостат, фильтр, редукционные и перепускные клапана, датчики температуры и давления масла.
Масляный бак представляет собой резервуар круглой или прямоугольной формы. Внутри него обычно встроены успокоители (перегородки) для гашения колебаний масла и уменьшения пенообразования. В баке также размещаются система вентиляции, предназначенная для удаления из масла воздуха и газов, а также датчики температуры и давления, масляный щуп. Масляный бак можно изготовить любой емкости (на некоторых автомобилях до 30 л) и разместить в любом удобном месте, обеспечив тем самым наивыгоднейшие условия для охлаждения масла и распределения веса.

Нагнетающий насос создает давление в системе смазки, обеспечивая подачу масла через фильтр к трущимся поверхностям. Он располагается, как правило, ниже масляного бака. Таким образом, на его входе обеспечивается постоянное давление под действием силы тяжести. Давление в системе регулируется с помощью редукционных и перепускных клапанов.
Откачивающий насос предназначен для быстрого удаления стекающего масла из поддона картера и подачи его в масляный бак. По производительности он в несколько раз превосходит нагнетающий насос. В зависимости от конструкции двигателя откачивающий насос может содержать от двух до шести секций. В высокопроизводительных моторах устанавливают по одной секции насоса на каждую секцию картера, а в V-образных двигателях – дополнительную секцию для откачки масла, подаваемого к газораспределительному механизму. Например, в восьмицилиндровом V-образном двигателе откачивающий насос может иметь до 5 секций. В двигателях с наддувом дополнительная секция может устанавливаться для откачки масла, подаваемого к турбонагнетателю. Откачивающие насосы в системах с сухим картером, в отличие от обычных насосов в системах с «мокрым» картером, менее чувствительны к наличию в масле воздуха и пены (не теряют способность к всасыванию).
Откачивающий и нагнетающий масляные насосы как правило шестеренного типа. Они располагаются в одном корпусе и имеют общий ременной или цепной привод от коленчатого вала, иногда от распределительного вала. Такая конструкция позволяет устанавливать нужное количество секций на одном валу. Внешнее расположение насосов на двигателе существенно облегчает их монтаж и демонтаж. В некоторых конструкциях откачивающий и нагнетающий насосы разделены. Это позволяет избежать дополнительного нагрева масла, подаваемого в двигатель, маслом, откачиваемым из поддона.
Масляный радиатор жидкостного охлаждения устанавливается либо между нагнетающим насосом и двигателем, либо между откачивающим насосом и масляным баком. В мощных моторах для лучшего охлаждения может устанавливаться и дополнительный масляный радиатор воздушного охлаждения. Он подключается к системе через масляный термостат, который закрыт на холодном двигателе и открывается при нагреве масла до определенной температуры.

Преимущества и недостатки

Главное достоинство системы смазки с сухим картером – обеспечение бесперебойной подачи масла с постоянным давлением при любых условиях движения автомобиля. Кроме того, масло лучше охлаждается, так как оно хранится в удаленном от двигателя резервуаре. Меньшие размеры поддона уменьшают высоту двигателя. Это позволяет расположить двигатель ниже, тем самым снизив центр тяжести (т.е. улучшить устойчивость), и улучшить аэродинамику (днище получается более плоским). Коленчатый вал при вращении не испытывает сопротивления плещущегося в поддоне масла, позволяя выиграть несколько лошадиных сил. А масло, в свою очередь, не разбрызгивается коленвалом по всему картеру (что снижает расход смазки) и меньше вспенивается. Масло не контактирует с картерными газами, что позволяет увеличить срок его службы. Все перечисленные преимущества в совокупности позволяют повысить общую надежность двигателя.

К недостаткам системы с сухим картером относится сложность конструкции, больший вес и больший объем масла. А сложность означает повышенную стоимость и расходы на обслуживание.
Для переоборудования дорожных версий некоторых автомобилей в гоночные в продаже имеются киты. Однако помните, что установка системы с сухим картером оправдана только тогда, когда автомобиль большую часть времени будет проводить на гоночной трассе или на серьезном бездорожье. При езде по обычным дорогам все преимущества «сухого картера» не будут ощутимы, а, следовательно, такое переоборудование будет бесполезной тратой времени и денег.

Обычные моторы имеют специальный поддон снизу, где находится всё моторное масло. Из этого поддона насос прокачивает масло для смазки трущихся деталей друг о друга по всем каналам.

Но сейчас существуют двигатели, у которых отсутствует масляной поддон. Разберемся, для чего это сделано и где используют эти двигатели?

Необходимость смазки. Смазывание всех деталей очень важно для любых двигателей. Бывает так, что масляные каналы забиваются и прокачка моторного масла из поддона не происходит. Это приводит к тому, что детали перегреваются и порой даже могут заклинить.

Сухой картер. Машины, на которых установлен сухой картер, не имеют масляный поддон снизу, потому что его специально вынесли за границы мотора. Как это выглядит: ко дну мотора приспособлена пластина, из которой выходит специальный шланг. Он, в свою очередь, покачивает масло в масляной бак, который может располагаться либо в салоне, либо в багажнике. Затем масло проходит через охлаждающий радиатор и фильтр прямо в двигатель. Масло же в свою очередь качается благодаря двум насосам.

Преимущества. Главное достоинство системы "сухого картера" – обеспечение бесперебойной подачи масла с постоянным давлением при любых условиях движения авто. Помимо этого, масло лучше охлаждается, ибо оно хранится в удаленном от мотора резервуаре. Меньшие размеры поддона уменьшают высоту двигателя. Это дает возможность расположить мотор ниже, тем самым понизив центр тяжести (улучшить устойчивость), и повысить аэродинамику (днище выходит более плоским). Коленвал при вращении не испытывает сопротивления плещущегося в поддоне масла и выигрываются несколько лошадиных сил.

Ну, а масло не разбрызгивается коленчатым валом по всему картеру (снижается расход смазки) и меньше вспенивается. Масло не контактирует с картерными газами и увеличивается срок его службы. Все перечисленные преимущества позволяют повысить общую надежность мотора.

Недостатки. К недостаткам двигателя с сухим картером относится больший вес, сложность конструкции и больший объем масла. А сложность означает повышенные расходы на обслуживание.

Для переоборудования дорожных версий некоторых авто в гоночные, в продаже имеются киты. Однако установка системы с сухим картером оправдана только тогда, когда машина большую часть времени будет проводить на серьезном бездорожье или на гоночной трассе . При езде по обычным дорогам всё преимущество «сухого картера» не будет ощутимо, а значит, такое переоборудование будет бесполезной тратой времени и денег.

Где можно встретить такой двигатель? Самый распространенный вариант установки таких моторов, так это на гоночные автомобили и на специальную технику. В первом случае сухой картер помогает избежать неприятностей с оттоком – превращением в пену моторного масла во время резких поворотов.

Еще один известный случай – это возможность избежать так называемого «масляного голодания», ведь такая конструкция полностью обеспечивает смазывание всех элементов двигателя. Еще один плюс, о котором было вскользь сказано выше – это охлаждение масла в процессе его прохождения через радиатор, а это целиком и полностью снижает температуру мотора во время сильной нагрузки.

Итог. К сожалению, на обыкновенные автомобили установить подобную систему будет крайне проблематично из-за больших габаритов и весьма высокой стоимости. Тем более, при городском «режиме жизни», автомобилю будет достаточно обычного и привычного всем масляного картера.

Двигатели с традиционной, «влажной» системой смазки подходят не для всех типов транспортных средств. При передвижении по бездорожью с большим наклоном корпуса, а также на больших скоростях с обилием резких поворотов, разгонов и торможений, обычный двигатель может дать сбой. Поэтому на спортивных автомобилях и транспортных средствах, работающих в сложных дорожных условиях, устанавливают систему сухого картера. Она способна обеспечить качественную смазку деталей в любом положении ТС, а также при резких манёврах во время движения.

Что такое система сухого картера и чем отличается от влажной

Сухой картер – разновидность системы смазки мотора внутреннего сгорания. Она устанавливается на спортивных автомобилях и на многих моделях специальной техники. Принципиально отличается от традиционной влажной.

В моделях с влажной системой масло находится в поддоне картера, откуда мощный насос подаёт его в магистраль и по каналам. Под давлением масло распределяется по мотору, смазывает все детали и самотёком возвращается назад в картер.

Такой принцип работы смазки не подходит для некоторых транспортных средств. При наличии сложных условий движения мотор испытывает «масляное голодание». К примеру, если ТС едет по сильно пересечённой местности или резко разгоняется и тормозит, масло переливается по поддону. Маслоприёмник оголяется, и смазка не поступает в насос. Двигатель перегревается от недостатка масла и в сложных случаях может даже заклинить и выйти из строя.

Система смазки сухим картером принципиально отличается от традиционной. Масло в ней хранится в специальном баке и подаётся на детали нагнетающим насосом. Стекающая в поддон смазка, не задерживаясь, закачивается в масляный резервуар откачивающим насосом.

Назначение и устройство системы

Система сухого картера сконструирована специально для техники, передвигающейся в экстремальных условиях. Сухой картер состоит из круглого или прямоугольного резервуара со специальными перегородками. Они выполняют функцию «успокоителей» смазки, что исключает возможность вспенивания при раскачивании авто.

Ряд дополнительных заслонок в поддоне установлены параллельно продольной оси автомобиля: по две с каждой стороны. Когда машина находится в нормальном положении, заслонки опущены и способны открываться внутрь. При движении в повороте масло стремится к внешней стороне поддона, и две заслонки, обращённые к внешней стороне, опущены, что препятствует движению масла. Две другие заслонки в это время открываются и обеспечивают подачу масла в зону всасывания. Таким образом система постоянно обеспечивает мотор необходимым количеством масла. Кроме того, бак снабжён системой вентиляции, эффективно удаляющей из резервуара газы и лишний воздух, а также способствующей охлаждению смазки. Встроенные датчики контролируют температуру и давления масла.

За бесперебойную подачу масла в сухом картере отвечают 3-4 насоса. В отдельных моделях ТС их количество увеличено до 7-9 штук. Минимум два насоса работают на забор смазки из разных точек поддона. Маслозаборники расположены таким образом, что смазка захватывается ими из любого положения поддона. В некоторых моделях спортивных ТС (мотоциклах и авто для «прыгающих» гонок) поддоны устроены как школьные чернильницы-непроливашки. Такие моторы работают при положении машины даже вверх дном.

Высокофорсированные моторы оснащены насосными комплектами в каждой секции картера. V-образные модели моторов дополнительно имеют доборную секцию для раздельного откачивания масла, поступающего к механизму газораспределения. Такая секция стоит на ДВС с турбонаддувом, для откачки смазки от турбонагревателя.

Все насосы расположены в едином корпусе и имеют единый привод от коленвала. Реже встречаются модели с приводом, идущим от распределительного вала. При этом есть варианты с цепными и ременными приводами.

Важно! Масляный резервуар сухого картера даже при пробитом поддоне и перевёрнутом ТС обеспечит подачу смазки из резервуара, поэтому возможность заклинивания мотора исключена.

Преимущества сухого картера

Главное достоинство сухого картера – стабильное давление масла при любом характере движении и положении автомобиля. Дополнительными плюсами системы являются:

1. Дополнительное охлаждение масла. Особенно важна эта функция для турбированных моторов.
2. Размеры поддона. Высота поддона при установке системы сухого картера меньше. И это позволяет расположить мотор ниже. Такое расположение мотора смещает центр тяжести и улучшает аэродинамические характеристики транспортного средства. Автомобиль меньше раскачивается во время движения и его устойчивость на дороге гораздо выше.
3. Увеличение мощности двигателя. Сухая смазка позволяет облегчить работу мотора на старте. Коленчатому валу не нужно прокручиваться на старте в масляной ванне при низкой температуре смазки, следовательно, он не испытывает лишнее сопротивление.
4. Сохранение свойств масла более длительный срок. В системе сухого картера масло не контактирует с отработанными газами, поэтому медленно окисляется. В бак с маслом загрязнения практически не проникают.

Существенный плюс системы – облегчённое обслуживание масляных насосов. Заменить или отремонтировать масляные насосы в конструкциях с сухим картером проще, поскольку они находятся непосредственно под капотом около бачка.

Некоторые минусы системы

Несмотря на явные преимущества, сухой картер имеет также некоторые недостатки.

1. Высокая стоимость. Большое количество элементов устройства системы повышает её стоимость в разы.
2. Увеличение необходимого количества масла для работы мотора. Масло дольше остаётся чистым, но залить его нужно гораздо больше, чем для «влажного» картера.
3. Повышенный вес системы. Большое количество дополнительных деталей приводит к увеличению веса конструкции в сборе.

Система сухого картера – интересная и эффективно работающая установка, но массового использования в автомобилях такого варианта не наблюдается. Связано это, прежде всего, с высокой стоимостью как самой системы, так и её обслуживания. Несмотря на преимущества, смазочные системы с сухим картером вряд ли целесообразны в обычных автомобилях. Установка подобных систем оправдана только на машинах для гонок и внедорожников. Без использования в экстремальных условиях это лишняя трата средств.