Сухой картер

«Промывочный насос» перенаправляется сюда. Информацию о выталкивании отработанного газа из цилиндра см. в разделе « Продувка (автомобиль)» .

Принципиальная схема базовой системы смазки двигателя с сухим картером. Масло собирается в поддоне (1), непрерывно откачивается продувочным насосом (2) и поступает в масляный бак (3), где газы, попавшие в масло, отделяются и масло охлаждается. Газы (6) возвращаются в картер двигателя. Нагнетательный насос (4) подает дегазированное и охлажденное масло (5) обратно в точки смазки двигателя (7).

Система с сухим картером — это метод управления смазочным моторным маслом в четырехтактных и больших двухтактных с поршневым приводом двигателях внутреннего сгорания . В системе с сухим картером используются два или более масляных насоса и отдельный масляный резервуар, в отличие от обычной системы с мокрым картером , в которой используется только главный поддон (США: масляный поддон) под двигателем и один насос. Для двигателя с сухим картером требуется предохранительный клапан для регулирования отрицательного давления внутри двигателя, поэтому внутренние уплотнения не переворачиваются.

Сухой картер часто встречается в более крупных дизельных двигателях , например, используемых на кораблях, а также в бензиновых двигателях, используемых в гоночных автомобилях , пилотажных самолетах , высокопроизводительных гидроциклах и мотоциклах. Для этих применений может быть выбрана смазка с сухим картером из-за повышенной надежности, маслоемкости, уменьшения масляного голодания при высоких перегрузках и/или по другим техническим причинам или причинам производительности. Системы с сухим картером могут подходить не для всех применений из-за повышенной стоимости, сложности и/или большого размера, а также других факторов.

Дизайн

Двигатели смазываются и охлаждаются маслом, которое циркулирует по всему двигателю, питая различные подшипники и другие движущиеся части, а затем стекая под действием силы тяжести в поддон двигателя. В системе с мокрым картером почти всех серийных автомобильных двигателей масло, которое не циркулирует активно, хранится в поддоне, который достаточно велик для этой цели. Насос собирает масло из поддона и напрямую прокачивает его обратно через двигатель. В системе с сухим картером масло по-прежнему попадает в основание двигателя, но в гораздо меньший поддон, где один или несколько продувочных насосов отсасывают его и переносят в резервуар (обычно внешний), где оно одновременно охлаждается. и деаэрируется перед рециркуляцией через двигатель с помощью нагнетательного насоса. Картер в системе с сухим картером на самом деле не сухой; он все еще влажный от стекающего из двигателя масла. Резервуар обычно высокий и узкий и специально спроектирован с внутренними перегородками и выпускным отверстием (подачей) масла в самом низу для беспрепятственной подачи масла даже во время плескания.

Работа сухого насоса состоит из стадии давления и стадии продувки. Хотя термин «ступени» обычно используется для описания работы нескольких насосов, они обычно работают параллельно, а не последовательно, как это может подразумеваться под этим термином. Ступень давления забирает масло со дна резервуара и пропускает его через фильтр в сам двигатель. Регулируемый регулятор давления обеспечивает стабильное давление масла при различных оборотах двигателя. Для системы с сухим картером требуется как минимум два насоса — один нагнетательный и один продувочный, а иногда используется до четырех или пяти продувочных насосов, чтобы минимизировать количество масла в двигателе. Нагнетательный и продувочный насосы часто монтируются на общем коленчатом валу, так что один шкив в передней части системы может запускать столько насосов, сколько требует конструкция двигателя. Обычно на каждую секцию картера устанавливается один продувочный насос ; однако в случае инвертированных двигателей (обычно авиационных ) необходимо использовать отдельные продувочные насосы для каждого ряда цилиндров . Следовательно, двигатель с перевернутым V- образным расположением цилиндров должен иметь как минимум два продувочных насоса и нагнетательный насос в насосной установке .

Системы с сухим картером могут быть дополнительно спроектированы так, чтобы поддерживать давление в картере двигателя (вакуум) ниже атмосферного путем герметизации картера и предоставления продувочным насосам возможности откачивать как масло, так и газы. Равновесное давление будет достигнуто, когда скорость газов, поступающих в картер (картерные газы мимо поршневых колец, а также утечки воздуха и паров масла) будет равна скорости удаления газов из производительности продувочного насоса сверх того, что требуется для удаления только масло. Альтернативно, давление в картере можно поддерживать близким к атмосферному, выпуская его в масляный резервуар, который, в свою очередь, выбрасывается в воздухозаборник двигателя, или в наружный воздух.

Преимущества

Система с сухим картером имеет множество преимуществ по сравнению с системой с мокрым картером. К основным преимуществам относятся:

• Предотвращение масляного голодания двигателя при высоких перегрузках при выплескивании масла, что повышает надежность двигателя. Большинство двигателей могут быть повреждены даже в результате кратковременного масляного голодания. По этой причине были изобретены системы с сухим картером, которые особенно ценны в гоночных автомобилях, высокопроизводительных спортивных автомобилях и пилотажных самолетах , которые регулярно испытывают высокие ускорения. Выплескивание масла происходит и в системах с сухим картером, но гораздо проще спроектировать удаленный резервуар, способный выдерживать большое количество выплесков, поскольку он должен быть высоким и узким и иметь большие перегородки.
• Увеличенный объем масла за счет использования большого внешнего резервуара, что было бы непрактично в системе с мокрым картером.
• Улучшения управляемости и устойчивости автомобиля. автомобиля Центр тяжести можно понизить, установив двигатель (обычно очень тяжелый) ниже на шасси из-за неглубокого профиля картера. автомобиля Общее распределение веса можно изменить, разместив внешний масляный бак подальше от двигателя.
• Улучшен контроль температуры масла. Это связано с увеличенным объемом масла, обеспечивающим устойчивость к перегреву, расположением масляного резервуара вдали от горячего двигателя и возможностью включения возможностей охлаждения между продувочными насосами и масляным резервуаром, а также внутри самого резервуара.
• Улучшенное качество масла. Когда масло ударяется о коленчатый вал и другие высокоскоростные вращающиеся детали, это вызывает «ураган, который превращает масло в двигателе с мокрым картером в пену, похожую на молочный коктейль в блендере». Газированное масло защищает компоненты двигателя гораздо менее эффективно. Система с сухим картером сводит к минимуму аэрацию масла, а также гораздо эффективнее деаэрирует масло, сначала перекачивая его в удаленный резервуар.
• Увеличенная мощность двигателя. В двигателе с мокрым картером выплеск масла на вращающиеся детали вызывает значительное вязкостное сопротивление , которое приводит к паразитным потерям мощности . Система с сухим картером удаляет масло из картера вместе с возможностью такого вязкого сопротивления. Более сложные системы с сухим картером могут собирать масло из других мест, где может скапливаться масло, например, из клапанного механизма. Мощность можно еще больше увеличить, если система с сухим картером спроектирована так, чтобы создавать вакуум внутри картера, что снижает сопротивление воздуха (или « парусность ») на движущихся частях. также
• Повышенная эффективность насоса для поддержания подачи масла в двигатель. Поскольку продувочные насосы обычно устанавливаются в самой нижней точке двигателя, масло поступает во впуск насоса под действием силы тяжести, а не поднимается во впуск насоса, как в мокром картере. Кроме того, конструкция продувочных насосов может быть более устойчивой к захваченным газам, чем типичный нагнетательный насос, который может потерять всасывание, если в масло попадет слишком много воздуха. Поскольку нагнетательный насос обычно расположен ниже внешнего масляного бака, он всегда имеет положительное давление на всасывании, независимо от поворотных сил.
• Расположение насосов вне двигателя упрощает их обслуживание или замену.

Недостатки

Двигатели с сухим картером имеют ряд недостатков по сравнению с двигателями с мокрым картером, в том числе;

• Системы с сухим картером увеличивают стоимость, сложность и вес.
• Дополнительные насосы и трубопроводы в двигателях с сухим картером требуют дополнительного масла и технического обслуживания.
• Большой внешний резервуар и насосы может быть сложно разместить вокруг двигателя и внутри моторного отсека из-за их размера.
• Поскольку для смазки и охлаждения поршневых пальцев и поршней масло разбрызгивается в картере соответственно, эти детали могут иметь недостаточную смазку, если насос откачивает слишком много масла. Установка поршневых масленок может обойти эту проблему, но это приведет к дополнительным затратам и сложности для двигателя.
• Недостаточная смазка верхнего клапанного механизма также может стать проблемой, если из этой зоны вытягивается слишком много паров масла, особенно при использовании многоступенчатых насосов.

Общие применения двигателя

Сухой картер часто встречается в более крупных дизельных двигателях , например, в двигателях судов, в основном из-за повышенной надежности и удобства обслуживания. Они также широко используются в гоночных автомобилях и пилотажных самолетах из-за проблем с перегрузками , надежной подачей масла, выходной мощностью и управляемостью транспортных средств. Chevrolet Corvette Z06 оснащен двигателем с сухим картером, который требует первоначальной замены масла через 500 миль.

Мотоциклетные двигатели

Смазка с сухим картером особенно подходит для мотоциклов, которые, как правило, эксплуатируются более интенсивно, чем другие дорожные транспортные средства. Хотя такие мотоциклы, как Honda CB750 (1969 г.), оснащены двигателем с сухим картером, современные мотоциклы, как правило, используют конструкцию с мокрым картером. по всей раме Это понятно для рядных четырехцилиндровых двигателей, расположенных , поскольку эти широкие двигатели должны быть установлены довольно высоко в раме (для дорожного просвета), поэтому пространство внизу также можно использовать для мокрого картера. Однако более узкие двигатели можно устанавливать ниже, и в идеале для них следует использовать смазку с сухим картером.

Несколько моделей мотоциклов, в которых используется сухой картер, включают:

• Классические британские мотоциклы с параллельными сдвоенными двигателями , такие как BSA , Triumph и Norton , использовали смазку с сухим картером. Традиционно масляный бак был удаленным элементом, но в некоторых поздних моделях BSA, а также в Meriden Triumphs использовалась конструкция «масло в раме».
• Triumph Rocket 3 — рядный трехцилиндровый двигатель DOHC с водяным охлаждением.
• Мотоцикл Yamaha TRX850 с параллельными сдвоенными двигателями с поворотом на 270 градусов оснащен двигателем с сухим картером. Его масляный резервуар не удален, а является неотъемлемой частью двигателя и расположен над коробкой передач. Эта конструкция исключает необходимость использования внешних маслопроводов, что упрощает демонтаж двигателя и обеспечивает более быстрый прогрев масла.
• В Yamaha XT660Z (и моделях R/X) используется конструкция с сухим картером, в которой трубы рамы велосипеда используются в качестве масляного резервуара и системы охлаждения.
• В Yamaha SR400/500 используется конструкция с сухим картером, в которой трубы рамы мотоцикла служат одновременно масляным резервуаром и системой охлаждения.
• Harley-Davidson использует в своих двигателях масляные системы с сухим картером с 1930-х годов.
• Rotax с двигателем Aprilia RSV Mille и Aprilia RST1000 Futura имеют сухой картер, а также родственные мотоциклы SL1000 Falco и ETV1000 Caponord.
• Все мотоциклы BMW K-серии с рядными четырехцилиндровыми двигателями.
• В четырехтактных мотоциклах для бездорожья Honda NX650, XR500R, XR600R, XR650R и XR650L используется сухой картер с маслом в трубках рамы.
• Suzuki DR-Z400 оснащен 2-литровым сухим картером с маслом в трубах рамы.
• Ченнаи построил Royal Enfield до 2007 года. К 2012 году проекты Royal Enfield с сухим картером были полностью прекращены.

См. также

• Мокрый картер

Внешние ссылки

• «Почему в некоторых двигателях используется масляная система с сухим картером?» . Как все работает . Апрель 2000 года . Проверено 16 ноября 2006 г.
• «Техническое объяснение системы с сухим картером» . ЯВЛЯЮТСЯ . Проверено 3 августа 2016 г.
• «Мокрый картер против сухого картера — системы моторного масла» . YouTube.com . Инженерное объяснение. 04.01.2017 . Проверено 4 января 2017 г.