Система смазки с сухим картером: назначение, принцип работы, плюсы и минусы

Смазочные системы с сухим картером

В смазочных системах с сухим картером основной запас масла содержится в автономном масляном баке, откуда подается в главную масляную магистраль двигателя нагнетающей секцией масляного насоса. Такие системы обеспечивают бесперебойный подвод масла к трущимся деталям двигателя на длительных крутых подъемах, спусках и при кренах без какого-либо масляного голодания и утечек масла через сальники коленчатого вала. Кроме того, применение системы с сухим картером позволяет уменьшить высоту двигателя, снизить расход масла и сохранять его физико-химические свойства в течение более длительного периода благодаря возможности удаления из масла картерных газов.

Типичная схема смазочной системы с сухим картером для мощных дизелей представлена на рисунке. Перед пуском двигателя масло из масляного бака 6 с помощью предпускового маслозакачивающего насоса имеющего электропривод, подается, минуя все фильтры, в главную масляную магистраль двигателя, для того чтобы в начальный период пуска снизить трение и износ его деталей.

В зимнее время масло в баке, основной маслоподводящей магистрали и насосе 8 предварительно подогревается предпусковым жидкостным подогревателем. Подогрев масла в баке обычно осуществляется с помощью змеевика 7, в котором циркулирует нагретая жидкость системы охлаждения двигателя. При работе двигателя за счет функционирования нагнетающей секции 10 основного масляного насоса масло из бака подается через маслоприемный сетчатый фильтр 9 в полнопоточный фильтр 3 грубой очистки, а оттуда — в главную масляную магистраль двигателя. Смазав трущиеся детали, масло стекает в передний и задний маслоприемники двигателя, откуда его основная часть (80…92%) удаляется обратно в бак с помощью откачивающей секции 11 основного масляного насоса. Эта секция состоит из двух пар шестерен — по одной на каждый маслоприемник. По пути в бак масло охлаждается в масляном радиаторе 4. Если масло еще холодное, а значит, имеет высокую вязкость, то для предохранения радиатора от разрушения срабатывает перепускной клапан 5. Небольшое количество масла (8…20%) от откачивающей секции насоса подается в фильтр тонкой очистки — масляную центрифугу 1. Очищенное в центрифуге масло стекает в картер двигателя. В некоторых системах с сухим картером центрифуга не используется. В таких случаях неполнопоточный фильтр тонкой очистки располагается в одном корпусе с ленточно-щелевым фильтром грубой очистки! Очищенное в секции тонкой очистки масло стекает в картер двигателя.

Общее устройство

В систему смазки двигателя входят:

• поддон картера с маслозаборником
• масляный насос
• масляный радиатор
• масляный фильтр
• соединительные магистрали и каналы

Предназначением поддона картера двигателя является хранения масла. Проконтролировать уровень масла в поддоне можно используя щуп, а также датчик уровня и температуры масла.

Масляный насос служит для закачки масла в систему. В действие он приводится коленчатым, распределительным или дополнительным приводным валом. Самыми распространенными являются масляные насосы шестеренного типа.

От продуктов нагара и износа масло очищается масляным фильтром. Очищение моторного масла достигается фильтрующим элементом, замену которого рекомендуется производить одновременно с заменой масла.

Охлаждение и нагрев моторного масла производит масляный радиатор. Через масляный радиатор пропускается охлаждающая жидкость, которая нагревает масло в холодном двигателе и охлаждает его, когда двигатель горячий. Масло в двигателе должно иметь температуру выше 100°С чтобы из него выпаривалась остаточная вода, но его температура не должна превосходить границу в диапазоне от от 138°С до 148°С.

Давление масла в системе контролируют датчики установленные в масляной магистрали. Датчик направляет сигнал к лампе на приборной панели. Также информация о давлении может поступать в систему управления двигателем. При снижении давления сверх нормы, система управления должна остановить двигатель.

Современные двигатели могут иметь датчики уровня и температуры масла. Поступающая от них информация также отображается на приборной панели.

Постоянное рабочее давление в системе смазки поддерживается с помощью одного или нескольких редукционных (перепускных) клапанов, которые устанавливают в масляных насосе и фильтре.

Масляный фильтр

Для очистки масла (в основном от механических примесей) используются, как правило, два фильтра — грубой и тонкой очистки. Первый всегда полнопоточный. Он задерживает механические примеси, в основном продукты износа деталей двигателя. Фильтр тонкой очистки чаще всего неполнопоточный из-за большого сопротивления, которое он оказывает протеканию масла. Некоторые фильтры тонкой очистки кроме задержания механических примесей могут также за счет специальных пропиток фильтрующего элемента поглощать воду, свободные кислоты и щелочи. Засоренные в процессе эксплуатации двигателя масляные фильтры грубой очистки промывают или прочищают. Засоренные фильтры тонкой очистки заменяют новыми при каждой смене масла.

Фильтры грубой очистки масла аналогичны топливным фильтрам грубой очистки. Они могут быть сетчатыми, пластинчато-, ленточно- и проволочно-щелевыми. На тяжелых дизелях чаще всего используются ленточно-щелевые двухступенчатые фильтры.

В фильтрах тонкой очистки в качестве фильтрующего элемента применяют бумагу, картон, войлок, древесные опилки, пряжу и другие материалы со специальной пропиткой. Наиболее широко распространен картонный фильтр типа «многолучевая звезда». Ранее, когда использовались только минеральные моторные масла, в качестве фильтров тонкой очистки часто применялись реактивные масляные центрифуги, в которых механические примеси, загрязняющие масло, отделяются под действием центробежных сил.

Центробежные фильтры имеют значительные преимущества:

• они обеспечивают высокую степень очистки масла при относительной простоте процесса
• их фильтрующие свойства и пропускная способность почти не зависят от загрязнения ротора
• отсутствует необходимость в замене элементов при обслуживании

В то же время практика использования центрифуг в смазочных системах, в которых применяются синтетические и полусинтетические масла, показала, что вместе с вредными примесями, загрязняющими масло, из него выводятся также некоторые полезные присадки.

Разновидности картера

На сегодняшний день существует две разновидности картеров:

• Классический «мокрый» картер. В нем масло находится в поддоне. После смазывания они стекают по дренажу вниз, а оттуда всасывается масляным насосом.
• «Сухой» картер. Эта модификация используется в основном в спорткарах и полноценных внедорожниках. В таких системах смазки существует дополнительный резервуар с маслом, который пополняется при помощи насосов. Чтобы смазка не перегревалась, система оснащается масляным радиатором.

В большинстве автомобилей используется обычный картер. Однако для двухтактных и четырехтактных ДВС разработаны свои картеры.

Сухой картер: что это такое

Моторное масло играет ключевую роль в работе двигателя. От него зависит эластичность работы, звук, степень износа деталей, расход топлива, и общее состояние мотора. В двигателе масло подается тремя способами, в зависимости от типа детали: под давление, самотеком, разбрызгиванием.

Чем отличается классический картер (масляная ванна) от сухого

Самый распространенный — мокрый картер, в который погружен масляный приемник для подачи масла в насос. Также благодаря картеру, шейки коленчатого вала захватывают масло, и разбрызгивают его по стенкам цилиндров, что дополнительно охлаждает гильзы и снижает трение. Система является простой и надежной, проверенной десятками лет. Но и недостатков хватает: на затяжных поворотах есть риск масляного голодания, риск пробить поддон.

Назначение сухого картера

Изначально сухой картер широко использовался в автоспорте. Объясняется потребность в сухом картере просто: при затяжных поворотах, резких спусках и подъемах, при резком разгоне и торможении происходят поперечные и продольные раскачки. В отличие от сухого картера, в ванне масло расплескивается, а значит масляный насос периодически захватывает воздух вместо масла. Также жидкость вспенивается, давление системы понижается, то есть — ресурс мотора резко уменьшается.

Принцип сухого картера несколько другой. Здесь масло находится в отдельном баке. Благодаря этому исключается процесс вспенивания, что влечет к масляному голоданию. После того, как масло стекло, из картера специальный насос откачивает масло в бак. Тем самым, исключается масляное голодание, а если поддон пробьется — двигатель не сразу выйдет из строя, и скорее всего, вы успеете в автосервис.

Система сухого картера состоит из следующих деталей:

• емкость для масла;
• радиатор для масла;
• нагнетающий контур;
• датчик давления;
• термостат;
• перепускной и редукционный клапан;
• насос откачки с картера;
• датчик температуры масла;
• масляный фильтр.

Масляные помпы

Основной насос подает масло под давлением. Для достижения необходимого давление, насос расположен ниже бака. Регулируется давление перепускным и редукционным клапаном. Прежде чем, масло под давлением попадет в систему, оно очищается посредством масляного фильтра. Роль откачивающего насоса в том, что подает масло с картера обратно в бак. Он намного мощнее первого насоса, к тому же внутри есть несколько секций. Тип привода у обоих насосов шестеренчатый, привод через цепь или ремень, а приводится в движение от коленвала, реже от распредвала.

Радиатор масляный

Работает по принципу радиатора охлаждения двигателя. Благодаря радиатору обеспечивается оптимальная температура масла.

В чем достоинства

В первую очередь, система эффективно позволяет подать масло, охладить и обезопасить двигатель от масляного голодания

Особенно это важно для высокофорсированных моторов. Также, отсутствие картера облегчает вес двигателя, а также обеспечивает аэродинамику, за счет плоскости.
Как правило, подобная система установлена на мощных моторах

За счет отсутствия масла в картере, шейкам коленчатого вала не приходится сопротивляться жидкости. Масло не пенится за счет сохранения плотности, а этого невозможно добиться с мокрым картером.
Срок годности масла значительно повышается, так как оно, практически не контактирует с отработанными газами. Вдобавок исключается отложение и загрязнение картера. За счет внешних контуров смазки, обслуживание системы значительно облегчается, равно как и поиски возможных течей.

О недостатках

Основные недостатки системы сухого картера — дороговизна комплектующих и стоимость ремонта с обслуживанием. В систему нужно заливать больше масла. По этому, сухой картер еще не скоро появится на моторах бюджетных автомобилях.

Система сухого картера имеет массу достоинств, которые значительно улучшают характеристики мотора. На некоторых автомобилях Volkswagen уже применена подобная система, которая имеет только одни плюсы, если не учитывать цены на новый пластиковый картер и другие детали.

Принцип работы и виды систем смазки

Все смазочные системы разделяют на две основные группы: с «сухим» и с «мокрым» картером. Последняя более популярна, благодаря простоте реализации. С другой стороны конструкции с «мокрым» картером склонны к таким проблемам, как вспенивание и расплескивание моторного масла , приводящее к перепадам уровня. В этом случае его подача в систему может быть нестабильной.

Системы смазки с «сухим» и «мокрым» картером

Отличительной чертой «сухих» систем является наличие отдельного бака, в котором хранится моторное масло. Моторное масло после поступления в двигатель стекает в поддон, но не накапливается в нем, а перекачивается назад в бак дополнительным насосом. Картер в таком случае всегда остается сухим.

Эта конструкция сложнее и дороже в изготовлении, однако, позволяет уменьшить высоту двигателя и обеспечивает надежную смазку при движении автомобиля по наклонным поверхностям. Это определило сферу применения систем с «сухим» картером — преимущественно в автомобилях высокой проходимости и спецтехнике.

Принципиально масло может подаваться к основным узлам двигателя тремя способами:

• Под давлением. Масло подается принудительно ко всем узлам двигателя при помощи насоса.
• Разбрызгиванием или самотеком. Подача выполняется под действием центробежной силы вращающихся деталей двигателя. При этом масло разделяется на мелкие частички, внешне похожие на масляный туман. Благодаря этому смазка заполняет все пространство между деталями мотора и оседает на их поверхности.
• Частично под давлением и частично самотеком (комбинированный метод). В этом случае масло к наиболее важным узлам осуществляется под давлением, а для всей остальной конструкции разбрызгиванием.

В современном автомобилестроении практически всегда применяют комбинированный способ, поскольку он позволяет более экономно расходовать смазочные материалы и при этом гарантирует своевременную смазку основных деталей.

Как работает комбинированная система смазки с мокрым картером

Процесс смазки двигателя представляет собой повторяющийся цикл. Он состоит из следующих этапов:

• В момент запуска двигателя приводится в действие масляный насос.
• Маслозаборник начинает всасывать масло из поддона картера, выполняя грубую очистку.
• На входе в насос масло проходит через масляный фильтр, где выполняется тонкая очистка.
• Из насоса по магистралям масло подается на такие узлы двигателя как подшипники (вкладыши) коленвала, опоры распредвала, поршневые кольца, а также на рабочую поверхность цилиндров. Для этого в системе могут быть установлены специальные форсунки или просто выполнены отверстия в блоке.
• Излишки масла, подаваемой на основные узлы, стекают через специальные зазоры на кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы. Их движущиеся элементы выполняют разбрызгивание рабочей жидкости, что обеспечивает ее попадание на остальные детали двигателя.
• Масло стекает обратно в поддон картера, смывая с деталей мотора металлическую стружку, нагар и другие загрязнения.
• После этого цикл повторяется.

Уровень масла и его значение

Для разных типов двигателей требуется различный объем масла в системе. В конструкциях с «мокрым» картером минимальное и максимальное значение уровня рабочей жидкости определяется при помощи специального щупа, который расположен на блоке цилиндров. Он имеет две метки «min» и «max».

Проверку уровня масла в системе выполняют на заглушенном двигателе после того, как он проработал некоторое время. В этом случае оно достаточно прогревается и стекает в поддон. Щуп вытаскивают, протирают тряпкой (ветошью) и погружают обратно в поддон. Далее достают повторно и проверяют уровень. Если масло, попавшее при этом на щуп, выходит за пределы максимального или минимального значения необходима доливка или слив масла. Также этот способ позволяет определить состояние и степень загрязнения.

Отличия систем смазки бензинового и дизельного двигателя

Особых конструктивных различий в смазочных системах бензинового и дизельного моторов нет. Однако, поскольку работа дизельного двигателя связана с более высокими температурами, основным отличием является используемое моторное масло. Базовая основа дизельного масла аналогична используемой в бензиновых моторных маслах, но имеет другой пакет присадок, которые позволяют обеспечить ей следующие функции:

• Высокую моющую способность — дизельные двигатели склонны к обильному образованию сажи, а потому требуют интенсивной очистки.
• Устойчивость к окислению — из-за высокой степени сжатия, в картер дизеля могут проникать отработавшие газы, что приводит к окислению моторного масла и более быстрой выработке его ресурса.

Защита картера

Во время езды по грунтовой дороге или по ухабам есть риск зацепить острый предмет, торчащий из земли (например, камень). Часто удар приходится именно на масляный поддон. Чтобы не потерять жизненно важную для мотора жидкость, водитель может установить специальную защиту картера.

На самом деле в защите от серьезных ударов нуждается не только поддон картера, но и другие детали мотора. Чтобы нижняя часть моторного отсека была надежно защищена, защита картера должна быть сделана из прочного металла, который при больших нагрузках не деформируется.

Защитный элемент может быть изготовлен из черного металла, алюминия или композитных материалов. Самые дешевые модели – стальные, но по сравнению с алюминиевыми аналогами они тяжелее.

Чтобы деталь со временем не испортилась из-за ржавчины, ее покрывают специальным защитным средством. В конструкции детали также делаются технические отверстия. Через них мастер может провести некоторый ремонт моторного отсека (например, в некоторых авто поменять масляный фильтр), но их основное назначение – обеспечить необходимую вентиляцию отсека.

Монтаж защиты осуществляется при помощи болтов в специально сделанные для крепления отверстия. Если автомобилист приобрел модель, предназначенную для данного автомобиля, то установка не займет много времени.

Как видно, большинство деталей в автомобиле нуждаются в аккуратном обращении и своевременном обслуживании. В случае с картером не стоит скупиться и приобрести подходящую защиту. Это продлит срок службы данного элемента.

5 / 5 ( 2 голоса )

Уровень Масла, Объем Емкости и Крепление, Причина Попадания Бензина и Воды в Устройство, Для Дизельного Топлива

Картер двигателя является наибольшей полой частью автомобиля. Он соединяется с блоком цилиндров через специальную прорезиненную прокладку, предотвращающую утечку масла. Объем картера двигателя зависит от мощности двигателя и типа транспортного средства, на котором он используется.

Блок картера

 Назначение картера двигателя и его устройство

Картер предназначен для установки коленчатого вала и сопутствующих деталей двигателя. Его нижняя часть выполнена в виде поддона, изготовленного штамповкой из листовой стали. Так как картер подвергается механическим нагрузкам в нем применяются специальные поперечные ребра жесткости. В них присутствуют посадочные места для опорных подшипников коленвала и распредвала.

Защита картера двигателя — алюминиевый композитный кожух

На поддон, крепление которого к картеру выполнено на болтах, возложено несколько функций:

• защита кривошипно-шатунного механизма от загрязнений;
• резервуар для сбора масла, которое не используется в данный момент;
• осаждение мелких абразивных элементов, преимущественно металлического происхождения.

В картере двигателя имеются выходы для коленвала. Для предотвращения протекания масла используются резиновые либо войлочные сальники. Для большей герметизации системы в картере применяются канавки специальной конфигурации.

Для слива масла с картера используется специальное отверстие. Оно закрывается пробкой с резьбой. При холодном климате возможно вворачивание пробки с встроенным ТЭНом, предназначенным для предпускового прогрева масла двигателя.

Разжижение масла бензином

Проверяя уровень масла в картере двигателя, автовладелец может заметить изменение консистенции, цвета или появление постороннего запаха. Устройство четырехтактного двигателя не предусматривает смешивание масла с чем-либо, поэтому бензин или вода в картере являются серьезными неисправностями, требующими неотложного ремонта. Попадание топлива в масляный картер двигателя ведет к повышенному износу всех трущихся элементов, что ускоряет необходимость проведения капитального ремонта силовой установки.

Картер двигателя BMW N52

Для диагностики наличия бензина в картер рекомендуется:

• Присмотреться к выхлопу. Если он стал серого цвета и имеет запах бензина, то не сгоревшее топливо из цилиндра попадает в емкость с маслом;
• Прислушаться к работе двигателя на различных оборотах. Троение, нестабильная работа и наличие посторонних стуков сигнализируют о возможности попадания бензина в картер;
• Уровень масла повышен, так как оно не вмещается в отведенной ему ёмкости;
• Смазка визуально разжижена из-за наличия в ней топлива;
• Легкое воспламенение капли моторного масла при поднесении открытого огня.

При наличии достаточного количества времени можно проверить бензин в картере следующим образом:

1. Взять чистый лист бумаги;
2. При помощи щупа сделать небольшую каплю;
3. Просушить лист в течении нескольких часов;
4. Ровный контур будет свидетельствовать о хорошем состоянии смазки.

Методом «масляного пятна» можно выявить не только топливо, но и воду, антифриз и прочие примеси, на которые не рассчитано устройство двигателя.

Особенности картеров двухтактных и дизельных двигателей

Устройство  двухтактного двигателя предполагает использование картера в качестве части топливной системы. В нем готовится смесь, предназначенная для воспламенения в цилиндре. Особенностью является отсутствие независимых контуров бензина и масла, поэтому все трущиеся поверхности смазываются бензо-масляной смесью, что сказывается на их ресурсе в худшую сторону.

Двухтактный картер

Картер дизельного двигателя работает в более сложных условиях, так как рабочее давление для воспламенение топливной смеси больше, чем давление, создаваемое в бензиновом двигателе. Работа на разжиженном масле  способна в более краткие сроки вывести из строя дизель, так как для создания высокой компрессии требуется более плотное прилегание поверхностей.

Картер дизельного двигателя

Вне зависимости от того, какое устройство двигателя и какая причина вызывает наличие примесей в картере, устранение неисправностей должно быть максимально быстрым. Проехав несколько десятков километров на разжиженном масле автовладелец может настолько повредить двигатель, что без капитального ремонта выйти из ситуации не получится.

Картер двигателя назначение и особенности конструкции

Антигравийная защита автомобиля

По сути, картер — это корпус двигателя, на котором держатся и в котором работают все детали двигателя. Помимо этого картер так же помогает в работе системе смазки и охлаждения двигателя.

Конструкция картера

Снизу картер двигателя защищен специальным поддоном, изготовленным либо также из алюминиевого сплава, либо же из стали методом штамповки.

Основным назначением поддона картера является надежная защита КШМ от загрязнений и протечки масла. Дополнительно он выполняет функцию масляного резервуара, поэтому нижний отсек имеет специальное отверстие с небольшой пробкой для слива и замены моторного масла.

Чтобы увеличить жесткость всей конструкции, внутренние стенки картера имеют поперечные перегородки с углублениями, к которым крепятся подшипники коренных шеек всех валов — коленчатого и распределительного. Коренные подшипники оснащены съемными крышками, соединенными с картером болтами или шпильками.

Чтобы предотвратить утечку масла, на выступающих частях коленвала (задней и передней) предусмотрены специальные канавки и сальники, изготовленные из маслостойкой резины, войлока, кожи или пробки.

Для своевременного отвода масла, стремящегося вытечь наружу, в крышках подшипников и на стенках картера установлены отражатели масла и дренажные канавки.

Для установки дополнительных механизмов двигателя, например, бензинового и водяного насосов, стартера, генератора, в картере предусмотрено наличие специальных приливов.

В поддоне картера, служащего сборником и временным хранилищем масла, которое в данный момент времени не участвует в рабочем процессе двигателя, помимо масла скапливаются и различные частички металла — стружка, которая образуется в процессе работы двигателя от трения деталей друг о друга.

В некоторых двигателях для удержания этой стружки на дне или на стенках поддона устанавливаются магниты, притягивающие к себе металлические примеси.

Для защиты двигателя от стальной, алюминиевой стружки и прочих примесей масляный насос (его заборник), забирающий масло из поддона картера устанавливается не на самое его дно, а чуть выше, чтобы осевшая грязь не попадала в систему смазки.

Некоторые современные двигатели оснащены системой вентиляции картера. Эта система нужна для отвода газов из картера. Газы в картере — это смесь выхлопных газов (большая часть которых уходит через выхлопную систему), просачивающихся в картер из камер сгорания, пары бензина, масла. Накапливаясь, они оказывают негативное влияние на свойства и качество масла и состояние резиновых и металлических деталей двигателя.

Чтобы снизить негативное влияние картерных газов, их принудительно выкачивают из картера. За это как раз и отвечает система вентиляции картера.

Особенности картера двухтактного двигателя

Передняя часть картера двухтактного двигателя оснащается кривошипной камерой, которая принимает участие в газораспределительном процессе.

Для надежной герметизации камеры в левой части картера предусмотрен резиновый уплотнительный сальник, который предотвращает попадание масла в камеру.

В правой части картера расположен уплотнительный сальник, основным назначением которого является предотвращение попадания в камеру внешнего воздуха.

Что такое сухой картер

Отчасти это верно, но не совсем. В двигателе с сухим картером масло так же стекает в поддон, но вот задержаться ему там не дают насосы, которые сразу же откачивают это масло в специальный резервуар, который вынесен за переделы двигателя и может находиться, в общем-то, где угодно, но, как правило, неподалеку от двигателя или даже непосредственно на нем, но снаружи.

Такая система смазки двигателя применяется на спортивных, гоночных автомобилях, а так же на серьезных внедорожниках.

Необходимость в сухом картере возникает из-за того, что такие автомобили испытывают повышенные динамические и инерционные нагрузки, из-за которых масло в обычном картере очень сильно плескалось бы и пенилось.

В крутых затяжных поворотах или при преодолении крутых подъемов и спусков возможно оголение маслозаборника и как следствие — нарушение процесса смазки, которое ведет к работе двигателя с повышенной нагрузкой и может привести к поломке.

Система смазки «сухой картер» позволяет решить эту проблему. Масло подается из специального резервуара под давлением, и смазка двигателя обеспечивается в любых условиях его эксплуатации.

Вот такое непростое это устройство — картер двигателя, а на первый взгляд, всего лишь железяка :).