Система сухого картера — ключевой элемент современных двигателей, обеспечивающий эффективную смазку и охлаждение. В отличие от мокрого картерного типа, сухой картер устраняет проблемы с уровнем масла при интенсивных нагрузках и поворотах, что особенно важно для спортивных и гоночных автомобилей. В статье рассмотрим устройство системы сухого картера, ее принцип работы, а также преимущества и недостатки, что поможет читателям понять влияние этой технологии на производительность и надежность двигателя.
Принцип работы
На двигателях с традиционной системой смазки масло поступает из поддона через маслоприемник в масляные каналы. После смазки и охлаждения масло возвращается в поддон, где хранится основная часть объема.
Сухой картер отличается тем, что в поддоне находится лишь небольшая доля масла. Основная масса перекачивается всасывающим модулем в специальный резервуар. Из него масло под давлением подается в каналы системы смазки. Всасывающий модуль обычно представляет собой отдельную секцию маслонасоса, и мы подробнее рассмотрим его устройство и принцип работы.
Система сухого картера представляет собой важный элемент в конструкции современных двигателей, обеспечивая их эффективную работу и долговечность. Эксперты отмечают, что в отличие от традиционных систем с мокрым картером, где масло находится в поддоне, в системе сухого картера масло хранится в отдельном резервуаре. Это позволяет избежать проблем с масляным голоданием при высоких перегрузках и наклонах, что особенно актуально для спортивных автомобилей и гоночных машин.
Кроме того, такая система способствует снижению веса двигателя и улучшению его центровки. Специалисты подчеркивают, что использование сухого картера требует более сложной конструкции и дополнительных компонентов, таких как насосы и трубопроводы, что может увеличить стоимость производства. Тем не менее, преимущества в виде повышения производительности и надежности делают эту технологию привлекательной для многих производителей автомобилей.
Устройство системы смазки
На рисунке представлено схематическое устройство компонентов системы смазки с сухим картером, реализованное в Audi RS6. Основные элементы:
- резервуар для сбора масла со встроенной системой вентиляции картера;
- модуль масляного фильтра;
- теплообменник, через который проходит ОЖ и моторное масло (позволяет эффективней поддерживать тепловой баланс двигателя);
- обратная масляная магистраль из ГБЦ (правый ряд цилиндров);
- маслоотсекатель;
- всасывание обратного слива из турбонагнетателя;
- обратная масляная магистраль из ГБЦ (левый ряд цилиндров);
- модуль маслонасоса и водяной помпы;
- дополнительный масляный радиатор.
Набегающий поток воздуха, проходя через соты радиатора, призван охлаждать масло. Но в зимнее время такая работа системы смазки ухудшила бы прогрев двигателя. Поэтому внутри корпуса теплообменника вмонтирован масляный термостат. Своею работою устройство напоминает термостат системы охлаждения двигателя. Его предназначение – перекрывать доступ к радиатору, направляя поток непосредственно в резервуар. При достижении маслом 100ºС термостат открывается. Такая конструкция позволяет быстрее прогреть салон автомобиля, снизить расход топлива и количество вредных выбросов.
| Компонент системы сухого картера | Функция | Возможные проблемы и их решения |
|---|---|---|
| Масляный бак (резервуар) | Хранение масла, разделение масла и воздуха | Загрязнение масла, утечки, недостаточный объем – чистка/замена, ремонт/герметизация, увеличение объема бака |
| Масляный насос (нагнетательный) | Перекачка масла из бака в двигатель | Низкий напор, износ, утечки – замена, ремонт, проверка герметичности |
| Масляный насос (вакуумный) | Отсос картерных газов и масла из двигателя в бак | Низкий вакуум, утечки, засорение – проверка вакуума, ремонт/замена, чистка |
| Трубопроводы и шланги | Перемещение масла между компонентами | Утечки, засорение – замена, ремонт, промывка |
| Масляный фильтр | Очистка масла от загрязнений | Засорение, низкая эффективность – замена, проверка давления |
| Клапан вентиляции картера (PCV) | Управление давлением в картере, предотвращение утечек | Засорение, неисправность – чистка, замена |
| Датчики давления и температуры масла | Мониторинг состояния системы | Неисправность датчиков, неточные показания – проверка, калибровка, замена |
Интересные факты
Система сухого картера — это важный элемент в конструкции высокопроизводительных двигателей, особенно в спортивных автомобилях и мотоциклах. Вот несколько интересных фактов о ней:
-
Минимизация потерь на трение: В системе сухого картера масло хранится в отдельном баке, а не в поддоне картера. Это позволяет избежать образования пены и уменьшить потери на трение, что особенно важно при высоких оборотах двигателя. Благодаря этому двигатель может работать более эффективно и с меньшими потерями мощности.
-
Улучшение охлаждения: Система сухого картера способствует лучшему охлаждению масла. Поскольку масло не находится в поддоне, оно может быстрее циркулировать и проходить через радиатор, что помогает поддерживать оптимальную рабочую температуру двигателя и предотвращает перегрев.
-
Снижение риска масляного голодания: В условиях интенсивного вождения, например, на гоночной трассе, система сухого картера снижает риск масляного голодания. Это достигается за счет использования насосов, которые обеспечивают постоянный приток масла к критически важным частям двигателя, даже при сильных перегрузках и резких поворотах.
Эти особенности делают систему сухого картера популярной среди автогонщиков и инженеров, стремящихся к максимальной производительности и надежности двигателей.
Трехсекционный масляный насос
Чтобы понять работу 3-секционного маслонасоса, рассмотрим конструкцию помпы двигателя W12 от Audi.
Основные секции находятся на едином приводном валу, соединенном с коленчатым валом через цепную передачу. Ведомые шестерни могут свободно вращаться на общей оси, что позволяет трем независимым насосам функционировать в системе смазки с сухим картером. Размер звездочки цепного привода регулирует передаточное число, влияя на производительность масляного насоса.
Читайте также:
Забор и нагнетание масла аналогичны работе шестеренного маслонасоса. В корпусе установлен редукционный клапан. В отличие от систем с мокрым картером, излишки масла не сбрасываются в поддон, а направляются на входную сторону маслонасоса.
Схема циркуляции масла
Мы видим, что зоны смазки в двигателе имеют отдельные магистрали обратного слива, через которые масло забирается всасывающими секциями и подается в масляный бак. Давление в системе смазки с сухим картером создается нагнетательным насосом, который закачивает масло из специального бака.
Для обеспечения полного возврата стекающего в поддон масла производительность всасывающего модуля должна быть выше производительности нагнетательной секции. В случае с рассмотренным выше маслонасосом двигателя W12 значения отличаются в 1.5 раза. Также полноценному забору способствуют разделенные маслозаборники для каждой откачивающей секции.
Масляный бак
Одним из главных достоинств системы сухого картера является снижение вероятности масляного голодания двигателя. Для этого насос должен забирать масло из резервуара без захвата пузырьков воздуха.
При повышении температуры и интенсивной перекачке моторное масло может вспениваться, что снижает его плотность и производительность масляного насоса. Это может привести к падению давления в смазочных точках и увеличению износа трущихся элементов.
В системе сухого картера Audi RS6 используется уникальный резервуар.
Объем масла, перекачиваемый всасывающей секцией, попадает в двухпоточную трубку, соединяющуюся с «циклонным» устройством. В процессе вращения масла в «циклоне» удаляются газы. Затем масло проходит через специальную камеру для уменьшения пены и колебаний (пластины успокоителя) и направляется в отстойник. Пары и картерные газы поднимаются к верхней части масляного бака, где находятся маслоотделитель и система вентиляции картерных газов.
-
Читайте также:
Среди других особенностей конструкции сухого картера — наличие щупа, заливной горловины и датчиков уровня и температуры масла в корпусе масляного резервуара.
Преимущества установки
Если сравнивать работу сухого картера с обычной системой смазки, мы получаем следующие преимущества:
- Значительное уменьшение риска масляного голодания.
- Снижение центра тяжести автомобиля. Масляный резервуар позволяет уменьшить размеры поддона, поэтому двигатель можно опустить ниже. Схожие цели преследуют при установке оппозитного двигателя.
- Более эффективное охлаждение смазочного материала. В случае с мокрым картером основной заправочный объем постоянно контактирует с прорывающимися в картер газами, а масло циркулирует только в теплонагруженных магистралях. Также немаловажно увеличение заправочного объема, позволяющее увеличить сервисные интервалы.
Система сухого картера получила наибольшее распространение в автоспорте. В условиях гонок при многократной смене направления масло в поддоне склонно к разбалтыванию. А в затяжных поворотах оно собирается в противоположной к направлению виража стороне поддона. Установка сухого картера на внедорожники обусловлена движением по рельефной местности. В случае сильного наклона автомобиля риск отлегания масла и голодания также довольно велик.
Недостатки и ограничения системы сухого картера
Система сухого картера, несмотря на свои преимущества, имеет ряд недостатков и ограничений, которые могут повлиять на её применение в различных типах двигателей. Один из основных недостатков заключается в сложности конструкции. Система требует наличия дополнительных компонентов, таких как насосы для откачки масла, резервуары и трубопроводы, что увеличивает вес и стоимость двигателя. Это может быть критично для легковых автомобилей, где важна каждая грамм веса и каждая копейка в бюджете.
Кроме того, установка системы сухого картера требует значительных изменений в конструкции автомобиля. Это может привести к необходимости переработки кузова или шасси, что также увеличивает затраты на производство и усложняет процесс сборки. В некоторых случаях, особенно в серийных автомобилях, это может сделать систему сухого картера экономически нецелесообразной.
Еще одним ограничением является необходимость в постоянном контроле уровня масла. В отличие от системы мокрого картера, где масло находится в поддоне и всегда доступно для насоса, в системе сухого картера масло может находиться в резервуаре, что требует более тщательного мониторинга. Неправильный уровень масла может привести к недостаточной смазке и, как следствие, к повреждению двигателя.
Система сухого картера также может быть менее эффективной в условиях низких температур. При холодном запуске масло может быть слишком густым, что затрудняет его откачку насосами. Это может привести к недостаточной смазке в первые моменты работы двигателя, что увеличивает риск износа. В таких условиях может потребоваться использование специальных масел или подогревателей для обеспечения нормальной работы системы.
Наконец, стоит отметить, что система сухого картера может быть менее эффективной в условиях экстремального вождения, таких как гонки или спортивные соревнования. В таких ситуациях, когда двигатель работает на высоких оборотах и под высокими нагрузками, может возникнуть риск кавитации в насосах, что приведет к недостаточной подаче масла. Это может стать причиной перегрева и повреждения двигателя.
-
Читайте также:
Таким образом, несмотря на свои преимущества, система сухого картера имеет ряд недостатков и ограничений, которые необходимо учитывать при её выборе и использовании. Эти аспекты могут существенно повлиять на эксплуатационные характеристики и надежность двигателя, что важно учитывать как при проектировании новых автомобилей, так и при модернизации существующих моделей.
Вопрос-ответ
Как работает система сухого картера?
В этой системе масло хранится в специальном масляном баке, из которого с помощью насоса нагнетается в двигатель. Пройдя двигатель, отработанное масло стекает в поддон картера, где собирается всасывающим модулем, и через радиатор снова отправляется в масляный бак.
В чем плюсы сухого картера?
Главное преимущество сухого картера – бесперебойная подача технической жидкости благодаря постоянному давлению. Кроме того, на силовой агрегат положительным образом влияет то, что масло заранее охлаждается и хранится отдельно от него.
Чем отличается мокрый картер от сухого?
Из-за того, что сухой картер не выполняет традиционную роль масляного резервуара, он может быть намного меньше, чем мокрый картер. Система сухого картера оборудована как минимум двумя масляными насосами: осушающим и нагнетательным. Также есть решения с одним насосом, состоящим как минимум из двух секций.
Сколько масла вмещает сухой картер?
В них используется обычный масляный поддон с щупом, в котором масло хранится и поступает в масляный насос. Объём поддона может варьироваться от 3 до 20 литров и более в зависимости от двигателя.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите основные компоненты системы сухого картера, такие как масляный поддон, насос и фильтр. Понимание их функций поможет вам лучше разобраться в работе всей системы и выявить возможные проблемы.
СОВЕТ №2
Регулярно проверяйте уровень масла и его состояние. Система сухого картера требует качественного масла для эффективной работы, поэтому следите за его чистотой и заменяйте при необходимости.
СОВЕТ №3
Обратите внимание на особенности эксплуатации вашего автомобиля с системой сухого картера. Например, при агрессивном вождении или частых поворотах может возникнуть риск недостатка масла, что негативно скажется на работе двигателя.
СОВЕТ №4
При обслуживании автомобиля не забывайте о необходимости проверки системы сухого картера на наличие утечек и повреждений. Это поможет избежать серьезных поломок и продлить срок службы двигателя.
-
Читайте также:
