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

Как известно, моторное масло, которое является рабочей жидкостью масляной системы силового агрегата,  играет важную роль в общем устройстве ДВС. Главной задачей системы смазки и самой смазочной жидкости становится предотвращение сухого трения поверхностей сопряженных деталей, удаление продуктов износа и загрязнений, а также охлаждение поверхностей.

К одним деталям и узлам силового агрегата масло подается под давлением, смазывание других осуществляется методом разбрызгивания, некоторые элементы получают смазку благодаря тому, что смазочная жидкость попросту стекает на них естественным образом.

Наибольшее распространение получила система смазки с «мокрым» картером, в  которой масло постоянно находится в масляном поддоне. Во время работы двигателя маслонасос осуществляет забор смазки из поддона, который фактически является резервуаром, после чего под давлением смазка подается в масляные каналы двигателя.

Отметим, что хотя решение надежное и давно проверенное, такая система не лишена недостатков, а также в определенных условиях не справляется со своей основной задачей по защите нагруженных деталей. Если автомобиль предполагается эксплуатировать в подобных условиях, часто используется альтернативная схема, более известная как система «сухого картера». Давайте рассмотрим особенности масляной системы с сухим картером более подробно.

Система «сухого картера» двигателя: назначение и устройство

Итак, как уже было сказано выше, сухой картер является разновидностью систем смазки двигателя внутреннего сгорания. Сразу отметим, данная система активно используется в устройстве спортивных авто, некоторых внедорожников и определенных групп  спецтехники.

Дело в том, что во время похождения резких поворотов  на высокой скорости, при интенсивных оттормаживаниях и разгонах, на подъемах и спусках автомобиль кренится, раскачивается продольно и поперечно. При этом масло в поддоне привычной системы смазки с мокрым картером сильно расплескивается внутри поддона.

Это приводит к вспениванию смазочной жидкости, маслоприемник может не «захватывать» плещущееся в поддоне масло, в результате чего неизбежно начинается масляное голодание двигателя. Давление масла в этом случае резко понижается, а сам двигатель испытывает значительный износ. Не трудно догадаться, что сильно сокращается не только ресурс ДВС, но и возникает риск его перегрева, заклинивания и т.д.

Система с сухим картером  отличается тем, что масло находится не в картере, а в отдельном масляном баке. Такой подход исключает возможность вспенивания смазочной жидкости. К парам трения внутри двигателя смазку из бака подает нагнетающий насос, при этом стекающее в поддон масло немедленно выкачивается обратно в масляный бак при помощи откачивающего насоса. Получается, скопления масла в поддоне нет, то есть картер сухой.

Устройство системы сухого картера двигателя

Среди основных элементов следует выделить:

• бак для масла;
• нагнетающий насос;
• откачивающий насос;
• масляный радиатор;
• датчик температуры масла;
• датчик давления масла;
• масляный термостат;
• масляный фильтр;
• редукционные и перепускные клапаны;

Масляный резервуар (бак) может иметь разную форму (круглый, прямоугольный). Внутри бака реализованы специальные перегородки. Они выполняют задачу успокоителей масла, чтобы минимизировать его колебания при раскачке и исключить возможность вспенивания.

Также бак имеет вентиляцию. Основная функция, как и у системы вентиляции  картера, состоит в том, чтобы эффективно удалить из масляного бака лишний воздух и газы, которые попадают туда вместе с моторным маслом из поддона.

Еще в бак интегрированы датчики температуры и давления масла, имеется масляный щуп для поверки уровня. Сам резервуар для масла достаточно компактен, плюсом является то, что его можно установить в наиболее подходящем месте в подкапотном пространстве.

Прежде всего, это позволяет наилучшим образом распределить вес, что очень важно для спортивных авто в плане управляемости. Еще возможность выбора места установки позволяет разместить данный элемент системы так, чтобы улучшить охлаждение бака и понизить температуру масла.

• Нагнетающий насос отвечает за подачу масла в систему смазки под давлением, при этом осуществляется прокачка смазки через масляный фильтр.

Насос зачастую стоит ниже бака с маслом, что позволяет на входе реализовать постоянное давление с учетом силы тяжести. За регулировку давления в системе отвечают редукционные и перепускные клапаны.

• Откачивающий насос служит для того, чтобы масло, которое стекает в поддон, сразу откачивалось и снова поступало в масляный бак. Производительность такого насоса намного выше, чем нагнетающего. Конструктивно такой насос имеет несколько секций в зависимости от типа и особенностей двигателя.

Если двигатель высокофорсированный, в каждой секции катера стоит по одной насосной секции. На V-образных моторах также присутствует дополнительная секция, чтобы отдельно откачивать масло, которое поступает к механизму газораспределения. Аналогичная секция стоит и на ДВС с турбонаддувом, чтобы откачивать масло, которое смазывает турбонагнетатель.

Как нагнетающий, так и откачивающий масляный насос, являются решениями шестеренного типа. Насосы находятся в едином корпусе, а также имеют общий привод от коленвала. Реже встречаются варианты  с приводом от распредвала.  Привод может быть как цепным, так и ременным.

Данная конструкция обеспечивает возможность поставить необходимое количество секций на одном валу. Насосы расположены снаружи на двигателе, их легко снять для ремонта или замены. Еще можно встретить конструкцию, когда откачивающий и нагнетающий насосы реализованы по отдельности. Такой подход позволяет избежать повышения температуры масла в баке в результате поступления уже нагретой смазки из поддона.

Добавим, что еще одной особенностью откачивающего насоса является то, что он отличаются сниженной чувствительностью к наличию воздуха в масле, вспениванию смазочной жидкости и т.п. Другими словами, эти насосы могут нормально всасывать масляную пену без потери производительности, чего не скажешь об обычных маслонасосах в системах с мокрым картером.

• Масляный радиатор является радиатором жидкостного охлаждения. Данный элемент располагается между нагнетающим насосом и мотором. Еще одним вариантом может быть расположение между откачивающим насосом и масляным резервуаром.

Форсированные двигатели дополнительно могут иметь еще один масляный радиатор, который является масляным радиатором воздушного охлаждения. Такой радиатор подключен к системе посредством масляного термостата.

В двух словах, если двигатель холодный, термостат в это время закрыт, что не позволяет недостаточно нагретому маслу попадать в радиатор. Другими словами, сначала важно, чтобы смазка как можно быстрее прогрелась и разжижилась в холодном ДВС. В дальнейшем открытие термостата происходит только после нагрева моторного масла до заданной температуры.

Плюсы и минусы системы сухого картера

Как уже было сказано, система смазки с сухим картером позволяет добиться стабильного давления масла при любых условиях движения транспортного средства. Также подобная схема позволяет эффективно охладить масло, что очень важно для форсированных двигателей, которые предельно чувствительны к температуре смазочной жидкости.

Что касается особенностей конструкции, двигатель с такой системой имеет меньший по размеру поддон картера, что автоматически уменьшает и общую высоту силовой установки. В результате такой мотор можно установить несколько ниже, переместить центр тяжести, улучшить устойчивость автомобиля. Также изменяются и  аэродинамические характеристики, так как днище таких автомобилей более плоское.

Мощность двигателя с системой сухого картера также несколько выше, чем у традиционных аналогов. Такие моторы легче запускаются и раскручиваются, так как коленвалу нет необходимости вращаться в масляной ванне и испытывать сопротивление масла в поддоне. Также коленвал не разбрызгивает масло, повышается его плотность, смазка не пенится, меньше расходуется.

Еще одним плюсом является то, что сухой картер делает контакт масла с отработавшими картерными газами минимальным. В результате масло не так быстро окисляется и стареет. Также в поддоне не так интенсивно скапливаются загрязнения и отложения, система смазки двигателя дольше остается более чистой.

Маслонасосы находятся снаружи мотора, что позволяет быстрее обнаружить причину и отремонтировать двигатель в случае возникновения проблем с давлением масла, причем без разборки самого ДВС. В совокупности, указанные преимущества позволяют говорить о том, что двигатель с сухим картером более надежен.

Что касается минусов, система сухого картера является более дорогостоящей и сложной. Наличие ряда дополнительных элементов (бак с маслом, насосы, масляный и воздушный радиаторы и т.д.) приводит к закономерному увеличению веса. Также в такую систему нужно заливать больше масла по объему.

Как результат, моторы с такой системой смазки стоят дороже, расходы на содержание двигателя также повышаются, особенно если дело доходит до ремонта или необходимости замены тех или иных элементов. Именно по этим причинам сухой картер не ставится на подавляющие большинство гражданских авто, так как подобные автомобили не предполагают использование в экстремальных или даже отдаленно приближенным к таковым условиях.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое маслоохладитель (маслокулер). Из этой статьи вы узнаете об особенностях реализации дополнительного охлаждения моторного масла двигателя и нюансах, которые нужно учитывать при установке масляного охладителя.

Если же возникла необходимость доработать гражданскую версию ТС и модернизировать систему смазки, по тем или иным причинам требуется эффективно снизить температуру масла и улучшить охлаждение масла в двигателе, тогда можно ограничиться установкой охладителя масла в двигателе (маслокулера) или же реализовать полный переход на систему сухого картера двигателя.

Сделать это можно как путем установки готового кит-комплекта системы сухого картера или изготовления ряда элементов по индивидуальному заказу, так и путем установки б/у компонентов с разных автомобилей.

Что в итоге

Отметим, что хотя преимуществ системы смазки с сухим картером много, нужно также понимать, в рамках обычной эксплуатации гражданского автомобиля водитель не почувствует особой разницы. Другими словами, установка такого решения оправдана только в случае с гоночными, раллийными и другими спортивными авто, а также на внедорожниках, которые используются в качестве специально подготовленных машин для офф-роадинга.

Рекомендуем также прочитать статью о том, почему загорается лампа давления масла на горячую. Из этой статьи вы узнаете о причинах загорания лампы давления масла, почему горит давление масла после нагревания двигателя, а также как найти и устранить данную неисправность.

В остальных случаях доработка системы смазки и переход на сухой картер потребует значительных финансовых расходов, при этом во время практической повседневной эксплуатации весь потенциал такой системы на гражданском или даже тюнингованном автомобиле, который при этом не участвует в гонках, окажется попросту нереализованным.

Источник