Как известно, моторное масло, которое является рабочей жидкостью масляной системы привода, играет важную роль в общей конструкции двигателя внутреннего сгорания. Основной функцией системы смазки и самой смазочной жидкости является предотвращение сухого трения поверхностей сопрягаемых деталей, удаление продуктов износа и загрязнений, а также охлаждение поверхностей.
Некоторые детали и компоненты силового агрегата снабжаются маслом под давлением, другие смазываются разбрызгиванием, а третьи — просто естественным стеканием на них смазочного материала.
Наиболее распространенной системой смазки является система с «мокрым» картером, в которой масло постоянно находится в картере. Когда двигатель работает, масляный насос забирает смазку из поддона, который, по сути, является резервуаром, а затем нагнетает масло в масляные каналы двигателя.
Следует отметить, что, хотя это проверенное решение, оно не лишено недостатков и в некоторых случаях может не выполнить свою основную задачу по защите нагруженных компонентов. Если автомобиль должен эксплуатироваться в таких условиях, часто используется альтернативный метод, более известный как система с «сухим картером». Давайте подробнее рассмотрим особенности масляной системы с сухим картером.
Система «сухого картера» двигателя: назначение и устройство
Таким образом, как упоминалось выше, сухой картер — это тип системы смазки для двигателя внутреннего сгорания. Сразу отметим, что эта система активно используется в конструкции спортивных автомобилей, некоторых внедорожников и отдельных групп спецтехники.
Дело в том, что при резких поворотах на высоких скоростях, резком торможении и ускорении, на подъемах и спусках автомобиль наклоняется, раскачиваясь вдоль и поперек. Масло в картере обычной системы смазки с мокрым картером сильно разбрызгивается внутри картера.
Это приводит к вспениванию смазочного материала, и масляный картер может не «уловить» масло, бурлящее в картере, что неизбежно приведет к голоданию двигателя. Давление масла резко падает, и двигатель подвергается значительному износу. Легко догадаться, что не только сильно сокращается срок службы двигателя, но и повышается риск перегрева, заедания и т.д.
Разница с системой с сухим картером заключается в том, что масло находится не в картере, а в отдельном масляном резервуаре. Это предотвращает вспенивание смазки. Напорный насос подает смазку к парам трения внутри двигателя, а масло, капавшее в масляный поддон, немедленно перекачивается обратно в масляный бак насосом поддона. Это означает, что в масляном поддоне не скапливается масло, т.е. картер сухой.
Устройство системы сухого картера двигателя
Основные компоненты включают:
- масляный бак;
- напорный насос;
- выгребной насос;
- масляный радиатор;
- датчик температуры масла;
- манометр давления масла;
- масляный термостат;
- масляный фильтр;
- редукционные и перепускные клапаны;
Масляный бак может иметь различную форму (круглую, прямоугольную). Внутри резервуара установлены специальные перегородки. Они действуют как стабилизаторы масла, чтобы минимизировать раскачивание масла и избежать вспенивания.
Резервуар также вентилируется. Основная функция, как и в случае с системой вентиляции картера, заключается в эффективном удалении из поддона воздуха и газов, которые попадают в масляный бак вместе с моторным маслом.
В бак также встроены датчики температуры и давления масла, а также щуп для определения уровня масла. Сам масляный бак очень компактен и, как плюс, может быть установлен в наиболее удобном месте под капотом.
Это позволяет, прежде всего, наилучшим образом распределить вес, что в спортивных автомобилях очень важно с точки зрения управляемости. Он также может быть расположен таким образом, чтобы улучшить охлаждение бака и снизить температуру масла.
- Напорный насос отвечает за подачу масла в систему смазки под давлением, после чего смазочный материал прокачивается через масляный фильтр.
Насос часто устанавливается под масляным баком для поддержания постоянного давления на входе с учетом силы тяжести. Редукционные и перепускные клапаны отвечают за регулирование давления в системе.
- Насос картера обеспечивает немедленный слив масла, попавшего в масляный поддон, и его возврат в масляный бак. Производительность этого насоса значительно больше, чем у напорного насоса. В зависимости от типа и технических характеристик двигателя насос имеет несколько секций.
Если двигатель сильно форсирован, в каждой секции лодки имеется по одной насосной секции. V-образные двигатели также имеют дополнительную секцию для отдельного отвода масла к клапанному механизму. Подобная секция также присутствует на двигателях с турбонаддувом для слива масла, смазывающего турбокомпрессор.
И нагнетатель, и выгребной насос — это решения шестеренчатого типа. Насосы размещены в одном корпусе и имеют общий привод коленчатого вала. Менее распространены версии с приводом от распределительного вала. Привод может быть цепным или ременным.
Такая конструкция позволяет разместить необходимое количество секций на одном валу. Насосы установлены снаружи на двигателе и легко снимаются для ремонта или замены. Также можно встретить конструкцию, в которой всасывающий и нагнетательный насосы реализованы отдельно. Это позволяет избежать повышения температуры масла в резервуаре из-за притока уже нагретого смазочного материала из масляного картера.
Кроме того, еще одной особенностью насоса-отстойника является то, что он менее чувствителен к воздуху в масле, вспениванию смазочного масла и т.д. Другими словами, эти насосы могут всасывать масляную пену без потери эффективности, чего нельзя сказать об обычных масляных насосах в системах с мокрым картером.
- Масляный радиатор — это радиатор, который охлаждает жидкость. Этот компонент расположен между нагнетательным насосом и двигателем. Другой вариант — расположить его между поддонным насосом и масляным резервуаром.
Форсированные двигатели могут дополнительно оснащаться еще одним масляным радиатором, который представляет собой масляный радиатор с воздушным охлаждением. Этот радиатор подключен к системе через масляный термостат.
В двух словах, если двигатель холодный, термостат в это время закрыт, не позволяя недостаточно нагретому маслу поступать в радиатор. Другими словами, в первую очередь важно, чтобы смазочный материал как можно быстрее прогрелся и сконденсировался в холодном двигателе. Термостат открывается только тогда, когда моторное масло прогреется до заданной температуры.
Плюсы и минусы системы сухого картера
Как упоминалось ранее, система сухой смазки картера позволяет поддерживать постоянное давление масла в любых условиях движения. Она также позволяет охлаждать масло, что очень важно для двигателей с повышенной передачей, поскольку они чрезвычайно чувствительны к температуре.
Конструктивно двигатель с такой системой имеет меньшую чашу картера, что автоматически уменьшает общую высоту привода. В результате двигатель может быть установлен ниже, центр тяжести смещен, а устойчивость автомобиля улучшена. Изменилась и аэродинамическая концепция: днище автомобиля стало более плоским.
Двигатель с сухим картером также имеет немного большую мощность, чем его традиционные аналоги. Запуск и проворачивание коленчатого вала облегчаются, поскольку коленчатому валу не приходится вращаться в масляной ванне, а в масляном картере нет сопротивления. Кроме того, на коленчатый вал не разбрызгивается масло, плотность масла увеличивается, смазка не пенится и расходуется меньше масла.
Дополнительным плюсом является то, что сухой картер обеспечивает минимальный контакт масла с выхлопными газами. В результате масло не окисляется и не стареет так быстро. Кроме того, грязь и отложения не так интенсивно накапливаются в масляном картере, и масляная система двигателя дольше остается чистой.
Масляные насосы расположены вне двигателя, что позволяет быстрее обнаружить причину проблемы и отремонтировать двигатель в случае проблем с давлением масла без необходимости демонтажа двигателя. В совокупности эти преимущества делают двигатель с сухим картером более надежным.
С другой стороны, система с сухим картером дороже и сложнее. Некоторые дополнительные компоненты (масляный бак, насосы, масляные и воздушные охладители и т.д.), естественно, увеличивают вес. Для этого также требуется добавление большего объема масла.
В результате эксплуатация двигателей с такой масляной системой обходится дороже, и затраты на обслуживание также выше, особенно когда речь идет о ремонте или необходимости замены деталей. Именно по этим причинам сухие картеры не устанавливаются на подавляющее большинство гражданских автомобилей, поскольку такие автомобили не предназначены для эксплуатации в экстремальных или даже схожих условиях.
Также рекомендуем прочитать статью о том, что такое масляный радиатор (масляный радиатор). Из этой статьи вы узнаете об особенностях реализации дополнительного охлаждения моторного масла и нюансах, которые необходимо учитывать при установке масляного радиатора.
Если при модификации гражданской версии автомобиля и модернизации системы смазки по тем или иным причинам возникает необходимость эффективного снижения температуры масла и улучшения охлаждения масла в двигателе, то установка масляного радиатора двигателя (масляного радиатора) может быть уменьшена или может быть осуществлен полный переход на систему двигателя с сухим картером.
Это можно сделать либо путем установки готового комплекта сухого картера, либо путем адаптации нескольких компонентов, либо путем установки использованных компонентов от различных автомобилей.
Что в итоге
Важно отметить, что, несмотря на многочисленные преимущества системы смазки с сухим картером, важно также понимать, что при нормальной эксплуатации гражданского автомобиля водитель не почувствует особой разницы. Другими словами, установка такого решения оправдана только в случае гоночных, раллийных и других спортивных автомобилей, а также во внедорожниках, которые используются как специально подготовленные внедорожники.
Также рекомендуем прочитать статью о том, почему контрольная лампа давления масла загорается в горячем состоянии. В этой статье вы узнаете о причинах появления лампочки давления масла, о том, почему загорается лампочка давления масла при горячем двигателе, а также о том, как найти и устранить проблему.
В других случаях модификация системы смазки и переход на сухой картер потребует значительных инвестиций, а при практической, повседневной эксплуатации такой системы на гражданском или даже тюнингованном автомобиле, который, таким образом, не является гоночным, это будет просто нецелесообразно.
