Картер двигателя что это: Что такое картер двигателя, в автомобиле?

Содержание

Двигатель с сухим картером: устройство и особенности

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.

Содержание статьи

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.

Читайте также

Картер, его назначение в двигателе

Любое автотранспортное средство, оснащенное двигателем внутреннего сгорания, укомплектовано и картером. Он является одним из важнейших компонентов ДВС. Удивительно, но далеко не каждый автолюбитель сможет объяснить, что это и с какой цельюиспользуется. О том, что такое картер двигателя, какие на него возложены функции, и пойдет речь в нашей статье.

Что такое картер двигателя

Устройство изобретено еще в 1889 году английским инженером Джоном Картером. Изобретатель разработал корпус для популярного в то время велосипеда марки Sunbeam, считающийся первым в мире картером. Предназначено оно было для содержания масла, смазывающего цепь, укрытия ее от внешних воздействий.

Некоторое время спустя картер стал широко применяться и в автотехнике, начинавшей бурное развитие. Сейчас он присутствует почти во всех узлах, использующих масло и, естественно, в двигателе.

По вертикальным сторонам картера проходят специальные каналы, используемые для свободного перетекания масла в поддон, где оно остывает, а после втягивается насосом. Чтобы мельчайшие частички металла, образовавшиеся при износе кривошипно-шатунного механизма, не поступали в смазку, на стене резервуара размещены магниты.

В отдельных моделях двигателей дополнительная защита обеспечивается мелкой сеткой из тончайшей проволоки, которая задерживает частички более крупных фракций и не допускает их оседания на дне.

В корпус проникают выхлопные газы, а также концентрируются пары масла, ухудшающие качество смазки. Для вентиляции картера двигателя установлена небольшая трубка, подключенная к воздушному фильтру либо к головке блока цилиндров. 

Расположение и назначение картера

Читайте также: ZF- лидер по производству коробок передач

Вопрос о том, где расположен картер, не совсем правильный. Он размещается в том же месте, где и «движок», потому как относится к его компонентам. Картер по сути является объемом пространства между коленвалом и поддоном. Так как в нем размещен резервуар для стекающего масла, оба элемента нередко считают единым понятием. Но фактически поддон используется не только для накопления смазки, а считается только частью конструкции.

Функции картера следующие:

  1. Размещение и закрепление двигающихся частей двигателя, нуждающихся в качественной смазке.
  2. Хранение большого объема масла, применяемого в двигателе. Для этих целей задействуется нижний элемент – масляный поддон, образующий своеобразную полость. Для удаления отработанной смазки внизу емкости предусмотрен слив, закрытый пробкой.
  3. Охлаждение. В процессе работы двигателя температура контактирующих поверхностей и вращающихся частей постепенно возрастает. Вместе с ними также прогревается и залитое в емкость масло. Чтобы смазочный материал не перегревался и не терял своих характеристик, его требуется остужать. Эта функция возложена на резервуар, непрерывно соприкасающийся с воздухом. При перемещении автомобиля поток нарастает, охлаждая двигатель.
  4. Защита маслонасоса и КШМ от загрязнителей и ударных воздействий. Для изготовления картера применяется высокопрочный металл. При езде по неровностям и неосторожном вождении автомобиля, он защищаеткрутящийся вал и насос от поломки. 

Материалы для изготовления картера

Для изготовления картера применяется преимущественно листовая сталь, алюминиевые сплавы, нержавейка. В старых машинах можно увидеть и чугунный картер, но в наши дни этобольшая редкость – из-за значительного веса и ломкости чугун проиграл конкуренцию современным материалам.

На некоторых моделях европейских авто имеется картер из высокопрочного термостойкого пластика. Но из-за высокой стоимости его использование сильно ограничено. Для повышения прочности и стабильности корпус иногда дополняется ребрами жесткости.

Поддон картера двигателя также отливается из алюминия либо изготавливается из листовой стали способом штамповки. Такая емкость обеспечивает лучшее охлаждение двигателя. Существенные недостатки – слишком высокая цена, меньшая прочность и слабая ремонтопригодность.

Разновидности картеров

В зависимости от типа двигателя, устанавливаемые на транспортных средствах картеры принято разделять на две категории, которые выполняют различные функции. По этому признаку отдельно рассматриваются конструкции, предназначенные для:

  1. 2-х тактных двигателей;
  2. 4-хтактных ДВС.

Конструктивные особенности картеров различных ДВСобуславливаются разницей в устройстве самих «движков». 

Для двухтактных двигателей

В двухтактных ДВС картер считается не только лишь корпусом, используемым для установки частей и узлов двигателя. Он также относится и к основным компонентам топливной системы транспортного средства.

На картер здесь возлагается функция подготовки и безостановочной подачи в цилиндры воздушно-топливной смеси. Так выполняется качественное промазывание поверхностей всех подвижных элементов двигателя. Спереди размещается кривошипная камера, участвующая в процессе газораспределения.

Для обеспечения герметичности этой камеры и исключения протекания в нее смазки в левом отделе картера ставитсяуплотняющий сальник. С правой стороны размещена еще одна уплотнительная прокладка картера двигателя, предотвращающая проникание в блок наружного воздуха.

Для четырехтактных двигателей

В случае с двигателями-четырехтактниками, картер считается второстепенной деталью и выполняет, скорее, вспомогательную функцию. Как правило, он служит лишь для стекания масляной смазки.Такое предназначение объясняется просто. Для современных четырехтактных двигателей поступление масла в цилиндры не требуется.

Выхлопные газы у них не такие дымные и имеют цвет более светлый. К тому же и сами выхлопы более чистые и наносит меньший вред экологии. Для очистки газов в таких «движках» предназначен катализатор, устанавливаемый почти на всех выпускающихся сейчас моделях автомобилей с ДВС.

Защита картера

Каким бы высоким ни был дорожный просвет автомобиля, встретившееся на пути препятствие может стать непреодолимым. Чтобы не допустить повреждения, а вместе с ним эвакуации и последующего серьезного ремонта, картер нуждается в защите.

Большинство легковых автомобилей и кроссоверов, в отличие от внедорожников, оснащено защитой только от брызг воды и грязи из-под колес. При наезде на крупный камень эти пластмассовые щитки не смогут защитить картер от повреждения. Потому такие автомобили оснащаются дополнительной жесткой защитой из металла.

Пробить и ее, конечно же, тоже можно. Но, будучи зафиксированной на силовом подрамнике и укрепленной ребрами жесткости, конструкция срабатывает наподобие лыжи, приподнимая всю переднюю часть автомобиля. При этом вероятность повреждения двигателя значительно снижается.

Щиток, защищающий картер, производится штамповкой листа стали, имеющеготолщину 2-4 мм либо толстого алюминия вдвое толще. Вес алюминиевой защиты намного ниже, но стоимость ее на порядок дороже.

Предпочитающие переплатить за высокие технологии могут воспользоваться защитой картера двигателя из кевлара. Лист легко демонтируется при ремонте либо осмотре двигателя, а благодаря имеющимся отверстиям и прорезям обеспечивается хороший теплообмен и охлаждение.

Особенности сухих картеров

Все сказанное выше относится к автомобилям, в которых устанавливается «мокрый» поддон. Название свое он получилпо той причине, что масло в картере двигателя сливается самотеком по внутренним канавкам. Это самая распространенная схема смазки, применяемая в гражданском автомобильном транспорте.

Существуют еще так называемые «сухие картеры». Их отличие от привычной всем смазочной системы, заключается в том, что масло внутри картера отсутствует и помещено в отдельный резервуар.

«Сухой» способ смазки применяется преимущественно в гоночных автомобилях, спорткарах и отдельных моделях внедорожников. Такое инженерное решение объясняется назначением машин. Когда при скоростном движении автомобиль вписывается в поворот, ускоряется либо резко тормозит, поднимается на значительную возвышенность, возникают высокие инерционные и динамические нагрузки. При этом масло расплескивается по всему предназначенному для него объему двигателя, от края до края.

В таких ситуациях вероятность оголения маслоприемника высока, при этом сама смазка, в качестве которой используется моторное масло, вспенивается. Если это происходит, двигатель может столкнуться с такой неприятной проблемой, как масляное голодание. Из-за этого давление в системе также резко снижается.

В итоге «движок» перегревается, выходит из строя и может потребоваться его замена.Также сухими картерами оснащаются все «тяжеловесы» типа Burmeister&Wain, ДКРН, Sulzer, некоторые мотоциклы. В последнем случае габаритный поддон для масла в корпусе двигателя разместить попросту невозможно.

Заключение

Несмотря на имеющиеся конструктивные и функциональные различия, картеры в ДВС автомобилей выполняют важнейшую функцию – обеспечение надежной и качественной смазкой подвижных частей. В противном случае не избежать перегрева двигателя, что может привести к проблемам с его эксплуатацией и дорогостоящему ремонту либо замене.

Поддон картера двигателя

Поиск запроса «картер двигателя» по информационным материалам и форуму

Особенности картера двигателя автомобиля — MegaSOS

 

Картер – это неподвижный элемент двигателя, на верхней части которого размещается блок цилиндров, а на нижней – коленчатый вал. Эти две части соединяются между собой крепежными болтами с помощью уплотнительной прокладки.

Двигатели, которые не отличаются большими размерами, оснащены картером, разделенным по вертикали, а не по горизонтальной плоскости.

Иначе говоря, картер – это корпус автомобильного мотора, который отвечает за работу всех его деталей и помогает работе смазочной системы и системе охлаждения двигателя.

Особенности конструкции картера

Помимо двигателя, картер имеется на редукторе, коробке передач, раздаточной коробке и других механизмах. Как правило, для изготовления картеров используется алюминиевый сплав, отличающийся высокой прочностью и надежностью.

На нижней части картера мотора имеется специальный поддон, который служит для его защиты. Поддон изготавливают из такого же сплава алюминия, либо методом штамповки из стали.

Поддон служит для защиты картера от протечки масла и различных загрязнений. Также поддон играет роль резервуара для масла. Для этого на нижнем отсеке поддона имеется специальное отверстие с маленькой пробкой для замены и слива моторного масла.

На внутренних стенках картера имеются поперечные перегородки с небольшими углублениями. Они обеспечивают большую жесткость всей конструкции. На эти перегородки закрепляются подшипники коренных шеек коленчатого и распределительного валов. Такие подшипники имеют съемные крышки, которые соединяются с картером с помощью болтов или шпилек.

На задней и передней выступающих частях коленчатого вала имеются специальные канавки и сальники. Они служат для предотвращения утечки масла. Их изготавливают из резины не высокой стойкости, пробки, войлока или кожи.

На крышках подшипников и по стенкам картера устанавливаются отражатели масла и дренажные канавки, которые служат для своевременного оттока масла.

На картере также имеются специальные приливы, которые используются для установки различных дополнительных механизмов мотора автомобиля. К примеру, для установки генератора, бензинового или водяного насосов и прочих элементов.

Поддон картера служит для сбора и хранения масла, которое уже не участвует в работе двигателя. Кроме масла в поддоне также накапливаются частички металла, которые появляются при трении деталей мотора друг об друга в процессе работы.

Некоторые автомобильные двигатели имеют поддоны с установленными на них магнитами, которые служат для притягивания этой металлической стружки на дно или стенки поддона.

Заборник масляного насоса, который служит для отхода масла из поддона картера, устанавливается не на дно поддона, а несколько выше, чтобы попавшая грязь не проходила в смазочную систему. Это будет защищать двигатель от различных металлических примесей. На некоторых современных автомобилях устанавливается система вентиляции картера. Она служит для отвода газов из самого картера. Большая часть выхлопных газов попадает в выхлопную систему. Но некоторая их часть просачивается в картер из масла, паров бензина, камеры сгорания. Эта смесь выхлопных газов постепенно накапливается и оказывает негативное влияние на состав и свойства масло, а также на качество различных металлических и резиновых элементов мотора.

Для устранения этих негативных последствий, из картера принудительно откачивают выхлопные газы. Для этого и необходима вентиляционная система картера.

Картер двухтактного двигателя

В двухтактном двигателе картер выполняет функцию не только корпуса для мотора, но и функцию основной части топливной системы автомобиля. В этом случае картер обеспечивает подготовку и своевременную подачу смеси топливо/воздух в цилиндры двигателя. Таким образом, картер отвечает за надежную смазку всех основных узлов автомобильного мотора.

На передней части картера двухтактного двигателя располагается кривошипная камера, которая служит для бесперебойной работы газораспределительного процесса.

На левой части картера имеется резиновый уплотнительный сальник, который обеспечивает надежную герметизацию камеры, т.е. исключает попадание масла в камеру.

На правой части картера также располагается уплотнительный сальник, который необходим для предотвращения попадания воздуха извне в камеру.

Сухой картер

Сухой картер – это картер, в котором нет масла, в отличие от обычного, используемого в качестве резервуара для сбора и хранения моторного масла. Такое название появилось не случайно, но оно не совсем верно. Сухой картер двигателя также получает масло, но оно там не остается. При помощи насосов масло откачивается в специальный резервуар, расположенный за пределами автомобильного мотора. Такой резервуар, как правило, располагается недалеко от самого двигателя, но точное местоположение может быть различным.

Подобная смазочная система используется для гоночных и спортивных машин, а также для внушительных внедорожников.

Сухие картеры в некоторых случаях просто необходимы. Так как для спортивных автомобилей и внедорожников, которые имеют высокие показатели динамики и инерционной нагрузки, масло в стандартном картере может пениться и расплескиваться.

Процесс смазки двигателя может быть нарушен. Как правило, это возникает при крутых и затяжных поворотах, а также на крутых спусках и подъемах. В этом случае маслозаборник оголяется, что негативно влияет на всю работу системы в целом и ведет к нарушению смазочного процесса. Такие действия вынуждают работать двигатель на повышенных оборотах, увеличивая нагрузку, что приводит к скорой поломке.

Для решения такой проблемы используется, так называемый, сухой картер. Подача масла осуществляется из специального резервуара под давлением и независимо от условий эксплуатации автомобиля, процесс смазки двигателя не нарушается. Картер двигателя – это достаточно сложная конструкция, которая выполняет множество полезных функций.


Блок-картера двигателей

Цилиндр вместе с поршнем и головкой цилиндра образуют замкнутый объем, в котором совершается рабочий цикл двигателя. Внутренняя поверхность стенок цилиндра служит направляющей при движении поршня. Цилиндры 4 (рис. 2) могут быть изготовлены каждый в от — дельности, как, например, у двигателей Д-21 и Д-37Е, или в общей отливке — блоке цилиндров. Блоки или отдельные цилиндры крепятся к корпусной детали двигателя — картеру 7, внутри которого установлен коленчатый вал.

Картер 7 двигателя представляет собой массивную неподвижную металлическую деталь, которая несет основные сборочные единицы и детали двигателя. В нем находятся подшипники коленчатого и распределительного валов, оси и валы шестерен приводов разных механизмов и др. Снизу картер закрыт поддоном 9, который служит резервуаром для масла.

Картер большинства двигателей выполнен в общей отливке с блоком, например А-41 (рис. 1), Д-240, А-41, СМД-60, ЯМЗ-238, ГАЗ-53, ЗИЛ-130. Такие отливки называются блок-картерами, они сообщают конструкции большую жесткость. Блок-картер отливают из серого чугуна (СМД-60, ЗИЛ-130) и алюминиевого сплава (ГАЗ-53).

Чугунные блоки обладают достаточной прочностью и сравнительно дешевы. Блоки из алюминиевого сплава легко обрабатываются, значительно легче чугунных, однако дороже их.

При У-образной конструкции блок-картера (рис. 3) ряды цилиндров обычно расположены под углом 90° между их осями. Такое расположение цилиндров уменьшает массу и габариты двигателя по длине и высоте и делает конструкцию более жесткой. Последнее снижает возможность появления нежелательных деформаций блок-картера и др.

Конструкция цилиндров в основном определяется способом охлаждения. При воздушном охлаждении цилиндры 4 (рис. 2) снабжаются специальными ребрами 10 для увеличения поверхности охлаждения.

При жидкостном охлаждении между наружной поверхностью цилиндра и внутренними стенками блока имеется кольцевое пространство — водяная рубашка 26 (рис. 1), заполняемая охлаждающей жидкостью. К верхней обработанной плоскости блок-картера (рис. 4) на шпильках крепится головка цилиндров. В стенках блок-картера расположены каналы для подвода масла к трущимся поверхностям деталей и отверстия для установки деталей. На внутренних и наружных поверхностях стенок имеются обработанные площадки для крепления различных деталей и механизмов.

Конструкция блок-картера зависит от расположения клапанов. В двигателях с боковым расположением клапанов в блок-картере имеется боковой прилив для их размещения, называемый клапанной коробкой, а в верхней стенке блок-картера сбоку каждого цилиндра сделаны клапанные отверстия. Такая конструкция применена в двигателях ГАЗ-52.

В двигателях с подвесным расположением клапанов последние помещаются в головке цилиндров, в результате чего конструкция блоккартера упрощается. Такая конструкция применена в двигателях А-41 (рис. 1), Д-240, А-41М, ЯМЗ-238, Д-37Е, Д-160, ГАЗ-53 и некоторых других.

Внутреннюю тщательно отполированную поверхность цилиндра называют зеркалом цилиндра. Точная обработка этой поверхности (ее овальность и конусность должны быть не более 0,02 мм) обеспечивает легкость движения поршня и плотное прилегание его к цилиндру.

Блок-картеры выполняются со вставными гильзами из легированных чугунов, обладающих большой износостойкостью и высокими механическими качествами. Применение вставных гильз позволяет увеличить срок службы блок-картера (путем замены изношенных гильз новыми) и упрощает его отливку.

Рис. 1. Дизель А-41:

1 — головка цилиндров; 2 — впускной клапан; 3 — валик декомпрессиоиного механизма; 4— пружины; 5 — колпак головки цилиндров; 6 — сапун; 7— коромысло клапана; 8 — выпускной клапан; 9 — штанга Толкателя; 10 — гильза цилиндров; 11 — зубчатый венец маховика; 12— маховик; 13 — ось толкателей; 14 — распределительный вал; 15 — крышка шатуна; 16 — крышка среднего коренного подшипника; 7 — механизм уравновешивания; 18 — маслоприемник; 19 — масляный насос; 20 —коленчатый вал; 21 — шатун; 22 — поршневой палец; 23 — поршень; 24 — блок-картер; 25 — вентилятор; 26 — водяная рубашка блок-картера.

Рис. 2. Детали двигателя Д-37:

1 — крышка клапанов; 2, 5, 8 — прокладки; 3 —головка цилиндра; 4— цилиндр; 6 — шпилька; 7 —картер; 9 — поддон картера; 10 — ребра цилиндра.

Рис. 3. Блок-картер двигателя ЗИЛ-130:

1 — блок-картер; 2 — крышка распределительных шестерен; 3 — крышка коренного подшипника; 4 — картер маховика.

Рис. 4. Блок-картер двигателя А-41:

1 — гильза цилиндра; 2 — верхний центрирующий пояс гильзы цилиндра; 3 и 4 — большая и малая шпильки крепления головки цилиндров; 5 — отверстия для штанг толкателей; 6 — резьбовое отверстие для шпильки крепления головки цилиндров; 7 — боковой люк для установки толкателей; 8 — площадка для крепления масляных фильтров; 9 — отверстие для присоединения маслопровода; 10— крышка коренного подшипника; 11 — шпилька крепления коренного подшипника; 12 — замковая шайба; 13 — передняя плоскость для крепления картера шестерен: 14 — опора коленчатого вала; 15 — втулка передней опоры распределительного вала; 16 — фланец для крепления пальца промежуточной шестерни; 17 — главная масляная магистраль: 18 — плоскость для крепления водяного насоса; 19 — окно в водораспределительный канал.

Что такое картер двигателя в автомобиле?


Достаточно много внимания уделяется ремонту и обслуживанию различных компонентов двигателя. Причём очень часто при обсуждении всех этих вопросов звучит такое понятие как картер.

Но оказывается, что далеко не все знают значение этого элемента конструкции двигателя. Многие автомобилисты не могут ответить, что это и зачем используется в автомобилях.

Хотя по факту любое транспортное средство, оснащённое двигателем внутреннего сгорания, комплектуется картером. Он считается одним из главных компонентов силовой установки, несмотря на то, что является неподвижным элементом.

Что такое картер автомобиля?

Картер двигателя автомобиля – часть корпуса мотора. Он установлен под блоком цилиндров. Между этими элементами корпуса установлен коленчатый вал. Помимо двигателя, данный элемент имеют также коробки передач, редукторы, задний мост и другие части автомобиля, которые нуждаются в постоянной смазке.

Принято считать, что картер это резервуар, в котором находится масло. Что касается мотора, то чаще всего это так и есть. Что касается картеров трансмиссии, то это не только масляный поддон, но весь корпус механизма со всеми необходимыми сливными, заливными и крепежными отверстиями. В зависимости от назначения емкости, в нее заливается специальная смазка, подходящая для конкретного агрегата.

История появления

Впервые идея, которую воплотила в себе данная деталь, появилась в 1889-м г. Инженер Х.Картер придумал небольшой резервуар, в котором находилась жидкая смазка для велосипедной цепи.

Дополнительно деталь предотвращала попадание посторонних предметов между зубьями звездочки и звеньями цепи. Постепенно эта идея перекочевала в автомобильный мир.

Назначение и функции картера

Основной задачей картеров является крепление подвижных механизмов, которые нуждаются в обильной смазке. В картере двигателя расположен коленвал, масляный насос, балансировочные валы (о том, в каких моторах используются такие механизмы и зачем они нужны, читайте в отдельной статье) и другие важные элементы силового агрегата.

В картерах трансмиссии размещены все валы и шестерни, которые обеспечивают передачу крутящего момента от маховика мотора до ведущих колес. Эти детали постоянно испытывают нагрузку, поэтому тоже нуждаются в обильной смазке.

Помимо смазки картер выполняет еще несколько важных функций:

  • Охлаждение агрегата. В результате работы вращающихся деталей, контактные поверхности сильно нагреваются. Температура масла, находящегося в емкости постепенно тоже повышается. Чтобы оно не перегрелось и не потеряло своих свойств, его нужно остудить. Эту функцию выполняет резервуар, постоянно контактирующий с прохладным воздухом. Во время передвижения автомобиля поток увеличивается, и механизм лучше охлаждается.
  • Защищает детали агрегата. Картер двигателя и коробки передач изготавливается из прочного металла. Благодаря этому даже если автомобилист невнимателен к обстановке на дороге, данная деталь способна защитить масляный насос и вращающийся вал от деформации при ударах. В основном он изготавливается из железа, которое при ударах деформируется, но не лопается (все зависит от силы удара, поэтому следует все равно быть аккуратным при езде по кочкам).
  • В случае трансмиссионных картеров, то они позволяют установить валы и шестерни в один механизм и зафиксировать его на раме машины.

Президентская кампания 1976

Что такое рабочий цикл двигателя

Президентским выборам 1976 года предшествовал один из крупнейших политических скандалов в истории США – «Уотергейт». Президент Ричард Никсон досрочно ушел в отставку, и его Вице-президент Джеральд Форд баллотировался на собственный срок.

Джимми Картер объявил о выдвижении своей кандидатуры на президентский пост 12 декабря 1975 года. Основным шансом на выдвижение от Демократической партии для Картера стала победа над губернатором Алабамы Джорджем Уоллесом на праймериз в южных штатах. Уоллес был консервативным расистом, приверженцем старых порядков и до последнего сопротивлялся отмене сегрегационных законов. Картер решил сделать ставку на прогрессивно-реформаторскую риторику, рассчитывая на голоса чернокожих и просто либерально настроенных. Кампании «Нового Юга» Картера помогли член Палаты Представителей из Джорджии Э. Янг и мэр Детройта Колумэн Янг. В целом Картер достиг своих целей, Уоллес победил лишь в Алабаме и Миссисипи, и получил номинацию от Демократической партии. Своим Вице-президентом Картер выбрал либерального сенатора из Миннесоты Уолтера Мондейла. Процесс либерализации Демократической партии начался еще при Президенте Джоне Кеннеди, однако замедлился после его смерти. Именно при Картере этот процесс окончательно завершился, и партия стала той леволиберальной силой, которой является и сегодня.

От Республиканской партии Картеру противостоял действующий Президент Джеральд Форд. Ранее неизвестный на общенациональном уровне Джимми Картер решил этот свой недостаток он решил превратить в преимущество. Помилование Никсона Фордом сильно подкосил его рейтинг и общее недовольство элитой делало Картера, человек из регионов более предпочтительным для избирателей. 2 ноября 1976 Джимми Картер одержал победу над Джеральдом Фордом со счетом 297/240 в коллегии выборщиков.

Миротворческие стремления Президента Картера были понятны уже во время инаугурационной речи:

«Мы твёрдо намерены проявлять настойчивость и мудрость в своём стремлении к ограничению арсеналов оружия на Земле теми пределами, которые необходимы для обеспечения собственной безопасности каждой страны. Соединённые Штаты в одиночку не могут избавить мир от ужасного призрака ядерного уничтожения, но мы можем и будем сотрудничать в этом с другими»

Конструкция картера

Так как картер является частью корпуса мотора (или КПП), то его конструкция зависит от особенностей агрегатов, в которых он используется.

Нижняя часть элемента называется поддоном. В основном он изготавливается из алюминиевого сплава или из штампованной стали. Это позволяет ему выдерживать серьезные удары. В самой нижней точке установлена маслосливная пробка. Это небольшой болт, который при замене масла откручивается и дает возможность полностью удалить всю смазку из двигателя. Похожее устройство имеет и картер коробки.

Чтобы стенки детали выдерживали повышенные нагрузки при вибрации мотора, внутри они оснащены ребрами жесткости. Чтобы предотвращалась утечка масла из системы смазки, на валах устанавливаются уплотнительные сальники (передний сальник больший по размеру, чем задний, и он чаще выходит из строя).

Они обеспечивают качественное уплотнение, даже если в полости образуется высокое давление. Эти детали также предотвращают попадание посторонних частиц в механизм. Подшипники фиксируются к корпусу при помощи специальных крышек и болтов (или шпилек).

Устройство картера

В устройство картера также входят масло проводящие каналы, благодаря которым смазка стекает в поддон, где она охлаждается и в дальнейшем всасывается насосом. В процессе работы кривошипно-шатунного механизма в смазку могут попадать мелкие металлические частицы.

Чтобы они не повредили насос и не попали на контактные поверхности механизма, на стенке поддона некоторых автомобилей установлены магниты. В некоторых модификациях моторов дополнительно имеется металлическая дренажная сетка, которая отфильтровывает крупные частицы и не дает им осесть на дне поддона.

Дополнительно картер двигателя имеет вентиляцию. Внутри корпуса скапливаются пары масла, а также в него попадает часть выхлопных газов из верхней части мотора. Смесь этих газов имеет негативное влияние на качество масла, из-за чего оно теряет свои смазочные свойства. Для удаления картерных газов в крышке головки блока цилиндров имеется тонкая трубка, которая подсоединена к карбюратору или идет к воздушному фильтру.

Каждый производитель использует свои разработки для удаления картерных газов из мотора. На некоторых автомобилях в системе смазки стоят специальные сепараторы, которые очищают картерные газы от масляного аэрозоля. Это предотвращает загрязнение воздуховодов, через которые сбрасываются вредные газы.

Плюсы и минусы сухого типа

Основной плюс такой системы смазки – это возможность бесперебойной подачи масла в нуждающиеся узлы мотора. При этом давление его будет постоянным при любых условиях. Масло будет лучше охлаждаться и не смешается с картерными газами. Размер поддона меньше, а это уменьшает габариты самого двигателя. Мотор можно устанавливать ниже. Аэродинамика на таких машинах значительно лучше. Коленвал при работе двигателя не испытывает сопротивления, и можно тем самым выиграть драгоценные лошадиные силы. Масло не разбрызгивается, за счет чего снижается его расход.

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.

Ранние годы

Джимми Картер родился в семье предпринимателя, занимающийся выращиванием арахиса, Джимми Эрла Картера-старшего. Будучи уроженцем Юга США Джимми с детства исповедовал баптизм. Был вторым ребенком в семье, имел старшего брата и двух младших сестер. После окончания Технологического института Джорджии и Военно-Морской академии пошел на службу на флот офицером-подводником

Упорный труд Картера привлек внимание адмирала Хаймана Риковера и тот был отобран для программы внедрения и эксплуатации экспериментальных подводных лодок. Службу окончил старшим приемочной команды АПЛ USS Seawolf (SSN-575)

Вышел в отставку в 1953 году после семи лет службы.

После отставки вернулся в Плейнс и продолжил сельскохозяйственный бизнес. Вскоре начал принимать участие в общественно-политической жизни своего округа: стал членом окружного совета по делам образования, а позже и возглавил совет.

Политическая карьера Картера началась в 1962, когда он впервые был избран в Сенат Джорджии. После переизбрания в 1964 принял участие уже в губернаторских выбора в 1966, но потерпел неудачу. Однако уже на следующих выборах 1970 года одержал уверенную победу и стал губернатором Джорджии.

Особенности картера двухтактного двигателя

В четырехтактном моторе картер двигателя участвует только в смазке двигателя. В таких модификациях масло не проникает в рабочую камеру ДВС, благодаря чему выхлоп намного чище, чем у двухтактников. Выхлопная система таких силовых агрегатов будет оснащена каталитическим нейтрализатором.

Устройство двухтактных моторов отличается от предыдущей модификации. В них картер играет непосредственную роль в приготовлении и подаче топливно-воздушной смеси. У таких моторов вообще нет отдельного поддона с маслом. В этом случае смазка добавляется непосредственно в бензин. От этого многие элементы двухтактных ДВС чаще выходят из строя. Например, в них чаще нужно менять свечи.

Что собой представляет картер, зачем он нужен двигателю и из каких материалов изготавливается

Достаточно много внимания уделяется ремонту и обслуживанию различных компонентов двигателя. Причём очень часто при обсуждении всех этих вопросов звучит такое понятие как картер.

Но оказывается, что далеко не все знают значение этого элемента конструкции двигателя. Многие автомобилисты не могут ответить, что это и зачем используется в автомобилях.

Хотя по факту любое транспортное средство, оснащённое двигателем внутреннего сгорания, комплектуется картером. Он считается одним из главных компонентов силовой установки, несмотря на то, что является неподвижным элементом.

Отличие в двухтактном и четырехтактном двигателях

Чтобы понять, чем отличаются картеры в двухтактном и четырехтактном моторах, необходимо помнить об отличиях самих агрегатов.

В двухтактном ДВС часть корпуса играет роль элемента топливной системы. Внутри его воздух смешивается с топливом и подается в цилиндры. В таком агрегате нет отдельного картера, который имел бы поддон с маслом. Для обеспечения смазки масло для двигателя добавляется в топливо.

В четырехтактном моторе больше деталей, которые нуждаются в смазке. Причем большая часть из них не контактируют с топливом. По этой причине смазка должна подаваться в большем количестве.

Картер для четырехтактных силовых агрегатов

Мы выше рассмотрели, что такое картер, и теперь разберемся с поддонами для четырехтактных ДВС автомобиля. Здесь задача элемента, скорее, второстепенная, вспомогательная. В данных двигателях картер выполняет функцию резервуара для масла и все. Это обусловлено тем, что в четырехтактном ДВС смазка практически не может попадать в цилиндры. А выхлоп, который вырабатывает двигатель, значительно светлее. Кроме того, состав выхлопных газов четырехтактного двигателя также чище по сравнению с двухтактным. Четырехтактные двигатели нередко снабжены катализатором.

Что такое сухой картер

Относительно сухих картеров можно выделить отдельную статью. Но, если коротко, то особенностью их устройства является наличие дополнительного резервуара для масла. В зависимости от модели машины он устанавливается в разных частях подкапотного пространства. Чаще всего он находится близко к мотору или непосредственно на нем, только в отдельной емкости.

Такая модификация тоже имеет поддон, только масло в нем не хранится, а сразу откачивается насосом в резервуар. Эта система нужна, так как в высокооборотных моторах масло нередко вспенивается (кривошипно-шатунный механизм в этом случае играет роль миксера).

Внедорожники нередко покоряют затяжные перевалы. При большом угле масло в поддоне перемещается в сторону и оголяет всасывающий патрубок насоса, из-за чего мотор может испытывать масляное голодание.

Чтобы предотвратить подобную проблему, система сухого картера подает смазку из емкости, расположенной сверху ДВС.

Обслуживание, ремонт и замена картеров

Поломка картера происходит крайне редко. Чаще всего страдает его поддон. Когда автомобиль преодолевает серьезные бугры, он может сильно удариться днищем об острый камень. В случае с поддоном это обязательно приведет к утечке масла.

Если водитель не обратит внимание на последствия удара, то из-за масляного голодания мотор будет испытывать усиленную нагрузку и, в конечном счете, сломается. Если в поддоне образовалась трещина, то ее можно попытаться заварить. Стальные ремонтируются обычной электрической или газовой, а алюминиевые только аргоновой сваркой. Нередко в магазинах можно встретить специальные герметики для поддонов, но они эффективны до следующего удара.

Замена поддона не такая уж и сложная задача. Для этого нужно слить старое масло (если оно все не выбежало через пробоину), открутить крепежные болты и установить новый поддон. Вместе с новой деталью следует также заменить и прокладку.

Чтобы минимизировать шансы пробить поддон картера, стоит воспользоваться стальной пластинчатой защитой. Она крепится к лонжеронам под автомобилем. Перед тем как купить такую защиту, стоит обратить внимание на прорези в ней. Некоторые модификации имеют соответствующие отверстия, позволяющие без снятия защиты поменять масло в двигателе или в коробке.

Устройство и используемые материалы

Картеры принято классифицировать по их способы установки на блок цилиндров. Но также не стоит забывать о различия в устройстве и используемых материалах.

Чаще всего встречаются конструкции, изготовленные на основе алюминиевого сплава и нержавеющей стали. Крайне редко, и скорее на старых автомобилях, используются чугунные изделия. Хотя раньше чугун активно применяли при производстве автомобильных картеров и поддонов.

Но чугун утратил свою актуальность. Причина в слишком большой массе получаемой конструкции. Потому было принято решение перейти на более легковесные элементы из сплавов.

Одним только металлом ассортимент картеров не ограничивается. Всё чаще на современных автомобилях, особенно европейского производства, устанавливаются пластиковые детали. Только не стоит воспринимать такие элементы как крайне хрупкие и ломкие, что характерно для обычного пластика.

Для поддонов применяют специальные полимерные составы, которые отличаются повышенной прочностью, устойчивостью к высоким температурам и механическим повреждениям. Но без дополнительной защиты эксплуатировать машины с пластиковыми картерами в условиях бездорожья или при плохих дорогах не рекомендуется. Придётся хорошо постараться, чтобы повредить даже полимерный поддон. Но всё же вероятность есть.

Что же касается устройства, то тут нет ничего сложного. Учитывается внешний вид конструкции. На большинстве автотранспортных средств такой элемент как поддон-картер выполнен в виде резервуара или ёмкости прямоугольной формы сравнительно небольшого размера. Также зачастую его цвет чёрный.

Чтобы обеспечить дополнительную защиту для автомобильного установленного картера, его закрывают листами из металла или специального ударопрочного пластика. Именно такие листы называются защитой картера.

В некоторых конструкциях поддон-картеров предусмотрены так называемые рёбра жёсткости. Если они и присутствуют, то располагаются по всей его поверхности. Такие рёбра предназначены для обеспечения дополнительной жёсткости всей конструкции, когда на картер возлагаются дополнительные функции.

Сухой картер: что это такое

27.10.2019, Просмотров: 1005

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.

Бак

Масляный бак может быть иной формы. Внутри расположены специальные перегородки, предотвращающие вспенивание в момент раскачки. За отвод воздуха и газов, попадающих из картера, отвечает система вентиляции. Также, к емкости полагается датчик температуры, давления, термостат и щуп. Благодаря компактности резервуара, он не занимает много места под капотом, и располагается в удобном месте.

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.

Система вентиляции картера двигателя: неисправности, проверка

Среди различных систем авто система вентиляции картера играет значительную роль в формировании топливовоздушной смеси, стабильной и экономичной работы, полной отдаче мощности, защите моторного масла и продления ресурса цилиндропоршневой группы.

В конструкции автомобиля система вентиляция картера – это «легкие» двигателя, необходимые для его нормальной жизнедеятельности. Система носит название PCV (Positive Crankcase Ventilation). Однако именно ей незаслуженно уделяется минимум внимания и обслуживания, а многие автовладельцы даже не знают о ее существовании. В этой статье постараемся разобраться для чего нужна данная система, как она работает, присущие ей неисправности и методы проверки ее работоспособности.

Что такое «картерные газы»?

Топливовоздушная смесь, при сгорании, резко увеличивается в объеме, создавая огромное давление внутри камеры сгорания. Расширяющиеся газы от сгорания заставляют поршень двигаться к нижней мертвой точке, приводя во вращательное движение коленчатый вал двигателя. Часть газов через неплотности между кольцами и зеркалом цилиндров проникают в поддон картера, где, смешиваясь с парами масла, создают давление, агрессивно воздействующее на уплотнения коленчатого вала и прокладку поддона, и канал масляного щупа.

Такт расширения повторяется в каждом цилиндре, постоянно нагнетая в поддон следующую порцию газов и если вентиляция картера не будет работать, то газы либо выдавят сальники коленчатого вала, либо «выбьют» масляный щуп и выгонят масло из картера, со всеми вытекающими.

Помимо этого, вместе с газом в поддон переносятся частицы несгоревшего топлива, мелкие фрагменты нагара, пары влаги, которые смешивается с моторным маслом, находящимся в поддоне двигателя. Это, в свою очередь, ведет окислению масла, засоряет его продуктами износа, снижая его рабочие свойства и уменьшая его эксплуатационный ресурс.

Конструкция системы

Для того, чтобы снизить до минимума воздействие давления газов в конструкции двигателя предусмотрена систем вентиляции картера. В современных автомобилях применяется система вентиляция закрытого типа, что необходимо для соблюдения экологических норм.

Устройство системы вентиляции картера

Несмотря на различие систем на разных марках авто, все они имею три общих компонента, таких как:

• Воздушные патрубки для отвода газов из картера;

• Клапан вентиляции, отвечающий за урегулирование величины давления газов;

Клапан системы PCV

• Маслоотделитель, отсекающий масляные пары при выходе газов из поддона двигателя.

Маслоотделитель

Клапан открывается при появлении избыточного давления и при разряжении закрывается, то есть принцип его работы основан на разности давлений за и перед ним.

Отделение частиц масла осуществляется при прохождении газов через систему лабиринтов, завихрений и сеток в маслоотделителях. Затем отделившееся масло стекает обратно в поддон двигателя. Это позволяет не только экономить масло, но и защищать детали двигателя от нагара. При этом маслоотделители могут размещаться внутри крышки клапанов, быть встроенными в мотор или выполненные как отдельный узел.

Принцип работы

Система работает следующим образом. Патрубок вентиляции связан с впускным коллектором, где сразу после запуска двигателя создается разряжение, благодаря которому картерные газы «вытягиваются» из поддона и проходя через маслоотделитель попадают во впуск, где, смешиваясь с поступающим воздухом попадают в камеру сгорания и догорают.

Принцип работы системы вентиляции картерных газов

Достоинства системы вентиляции

Применение вентиляции картера позволяет сократить процент вредных выбросов в атмосферу, снизить угар моторного масла, поддерживать стабильные обороты двигателя при прогреве, так как заборный воздух смешиваясь с картерными газами нагревается, что в целом благоприятно воздействует на работу силовой установки.

Недостатки

Несмотря на наличие маслоотделителя воздуховоды и элементы впуска загрязняются от прохождения картерных газов, вызывая частые отказы приборов при работе. Так на бензиновых моделях авто покрываются налетом узел дроссельной заслонки и регулятор холостого хода, так как они имеют специальные каналы, выполняющие вытяжную функцию. Подобное может наблюдаться и на карбюраторных моделях, например, с карбюратором «Солекс», оснащенным штуцером для вентиляции картера.

Нагар на дроссельной заслонке

Узел дроссельной заслонки и вытяжной клапан газов на карбюраторах являются так называемой малой ветвью и задействуются тогда, когда разрежение в воздушном фильтре недостаточное.

Признаки неисправности PCV

• Появление следов масла в воздушном фильтре;

• Запотевание сальников и стыка крышки клапанов двигателя;

• Дым из выхлопа по причине попадания частиц масла с газами в камеру сгорания;

• Следы масла вокруг крышки заливной горловины и на крышке клапанов.

Cледы масла на заливной горловине и по стыку крышки клапанов

Помимо этого, данные симптомы указывают и на сильный износ или неисправность (сгорел клапан, залегли кольца, лопнули перегородки поршня) поршневой группы и необходимости их проверки путем замера компрессии.

Причины неисправности:

• Забит или неисправен клапан вентиляции картерных газов;

Загрязненный клапан PCV

• Загрязнились вытяжные отверстия в узле дросселя или штуцере карбюратора;

• Сильный износ поршневой группы;

Проверка исправности

Для проверки работы системы вентиляции нужно снять на заведенном моторе крышку с заливной горловины. Если все исправно, то могут наблюдаться лишь отдельные «выстреливающие» капельки масла, либо вообще не будет следов его появления. В противном случае из горловины будет выбрасываться моторное масло.

Если прикрыть отверстие рукой, то при исправной системе не должно чувствоваться какого-либо давления на нее, а когда система находится под избыточным давлением, то газ будет пытаться оттолкнуть ладонь и это усилие будет постепенно увеличиваться.

Для проверки исправности клапана вентиляции, а он обычно расположен во впускном коллекторе, нужно отсоединить шланг от картера к клапану, завести мотор и закрыть пальцем освободившийся штуцер на клапане. Если клапан рабочий, то палец почувствует создание вакуума, а при снятии пальца со штуцера, последует характерный щелчок. В противном случае клапан требует замены.

Клапан вентиляции картерных газов

Нарушение работы клапана отражается на нарушении состава топливной смеси и сопутствующими проблемами.

В заключении

При обнаружении признаков неисправности вентиляции картера, рекомендуется, не откладывая на спасительное завтра, приступить к прочистке и профилактике системы, чтобы сократить до минимума угар масла и износ двигателя.

Картер двигателя: назначение и конструктивные особенности

Картер — основная неподвижная часть двигателя внутреннего сгорания с коленчатым валом внизу и блоком цилиндров вверху. Соединение верхней и нижней частей картера производится посредством болтов крепления с помощью уплотнительной прокладки. Если так получилось, что картер двигателя, а вместе с ним и вся машина пришли в негодность, то сдайте на утилизацию: https://towingandscrapcarremoval.ca/scrap-car-removal-whitby.

Конструкция картера

Надо сказать, конечно, что картер есть не только у двигателя, коробки передач, раздаточной коробки и других механизмов. Часто картер двигателя отливают из сверхпрочного и надежного алюминиевого сплава.

Снизу картер двигателя защищен специальным поддоном, также изготовленным из алюминиевого сплава или стальной поковки.

Основное назначение поддона — надежная защита картера двигателя от грязи и протечек масла. Кроме того, он служит резервуаром для масла, поэтому в нижнем отсеке есть специальное отверстие с небольшой пробкой для слива и замены моторного масла.

Для повышения жесткости всей конструкции внутренние стенки картера имеют поперечные сечения с выемками, к которым крепятся коренные подшипники всех коленчатых валов – коленчатого и распределительного валов. Коренные подшипники имеют съемные крышки, соединенные с картером болтами или шпильками.

Для предотвращения утечки масла на выступающих частях коленчатого вала (задней и передней) предусмотрены специальные канавки и уплотнения из маслостойкой резины, войлока, кожи или пробки.

В крышках подшипников и стенках картера предусмотрены маслоотражатели и дренажные канавки для своевременного слива масла, стремящегося к утечке.

Картер имеет специальные фланцы для установки дополнительных механизмов двигателя, таких как бензиновый и водяной насосы, стартер, генератор.

В поддоне картера, служащем сборником и временным хранилищем масла, которое в данный момент не участвует в процессе работы двигателя, помимо масла скапливаются и различные металлические частицы – стружка, образующаяся при работе двигателя от трущихся деталей друг о друга.

Некоторые современные двигатели оснащены системой вентиляции картера.Эта система нужна для удаления газов из картера. Газы в картере представляют собой смесь выхлопных газов (большая часть которых выходит через выхлопную систему), просачивающихся в картер из камер сгорания, паров бензина и масла. По мере накопления они отрицательно влияют на свойства и качество масла, состояние резиновых и металлических деталей двигателя.

Для снижения негативного воздействия картерных газов их принудительно откачивают из картера. Именно за это отвечает система вентиляции картерных газов.

Особенности картера двухтактного двигателя

Данный тип картера представляет собой не просто корпус двигателя, это основная часть топливной системы автомобиля. При этом за подготовку и своевременную подачу топливно-воздушной смеси в цилиндры двигателя отвечает картер двигателя. Таким образом обеспечивается надежная смазка всех основных деталей двигателя.

Передняя часть картера двухтактного двигателя снабжена кривошипной камерой, принимающей участие в процессе газораспределения.

Для надежной герметизации камеры с левой стороны картера предусмотрена резиновая прокладка, предотвращающая попадание масла в камеру.

На правой стороне картера имеется уплотнительный сальник, основной задачей которого является предотвращение попадания наружного воздуха в камеру.

Что такое сухой картер

Название «сухой картер» появилось конечно не случайно, и несложно догадаться, что раз картер сухой, то в нем нет масла, как и в обычном картере, который служит как резервуар для сбора и хранения нефти.

Отчасти это правда, но не совсем. В двигателе с сухим картером масло тоже стекает в поддон, но оставаться там ему мешают насосы, сразу перекачивающие его в специальный резервуар, который вынесен за пределы двигателя и может находиться, в общем-то, где угодно, но обычно недалеко от двигателя или даже прямо на нем, а снаружи.

Данная система смазки двигателя используется на спортивных автомобилях, гоночных автомобилях, а также 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 было бы сильно брызгающим и пенистым.

В крутых крутых поворотах или при движении вверх и вниз по крутым склонам отверстие для подачи масла может открыться, что приведет к проблемам со смазкой, что приведет к перегрузке двигателя и может привести к его отказу.

Система смазки с сухим картером решает эту проблему. Масло подается из специального резервуара под давлением, а смазка двигателя обеспечивается при любых условиях эксплуатации.

Картер двигателя | Автопедия | Фэндом

В двигателе внутреннего сгорания картер является корпусом для коленчатого вала.Корпус образует самую большую полость в двигателе и расположен под блоком цилиндров.

Помимо защиты коленчатого вала и шатунов от посторонних предметов, в зависимости от типа двигателя картер выполняет и другие функции.

Двухтактные двигатели

В двухтактных бензиновых двигателях картер герметичен и используется в качестве камеры наддува топливно-воздушной смеси. Когда поршень поднимается, он выталкивает выхлопные газы и создает в картере частичное разрежение, которое всасывает топливо и воздух.По мере того, как поршень движется вниз, топливно-воздушный заряд выталкивается из картера в цилиндр. [1]

В отличие от четырехтактных бензиновых двигателей, картер двигателя не содержит моторного масла, так как он работает с топливно-воздушной смесью. Вместо этого масло смешивается с топливом, и смесь обеспечивает смазку стенок цилиндров, коленчатого вала и шатунных подшипников.

Четырехтактные двигатели

В четырехтактном двигателе картер в основном заполнен воздухом и маслом и в значительной степени изолирован от топливно-воздушной смеси поршнями.

Циркуляция масла

Циркуляция масла отделена от топливно-воздушной смеси, что позволяет сохранить масло, а не сжигать его, как это происходит в двухтактных двигателях. Масло движется из своего резервуара, нагнетается масляным насосом и прокачивается через масляный фильтр для удаления песка. Затем масло впрыскивается в коленчатый вал и шатунные подшипники, а также на стенки цилиндров и в конечном итоге капает на дно картера. [2] В системе с мокрым картером масло остается в резервуаре на дне картера, называемом масляным поддоном .В системе с сухим картером масло перекачивается во внешний резервуар. [3]

Даже в системе с мокрым картером коленчатый вал имеет минимальный контакт с маслом в картере. В противном случае высокоскоростное вращение коленчатого вала вызовет вспенивание масла, что затруднит перемещение масла масляным насосом, что может привести к недостаточной смазке двигателя. [4] Небольшое количество масла может разбрызгиваться на коленчатый вал во время резкого вождения, называемого ветром. [5]

В системе с мокрым картером главный щуп и крышка маслозаливной горловины соединяются с картером.

Вентиляция

Во время нормальной работы небольшое количество несгоревшего топлива и выхлопных газов выходят вокруг поршневых колец и попадают в картер двигателя, что называется « прорыв газов ». [6] Если эти газы останутся в картере и сконденсируются, масло со временем станет более разбавленным, что снизит его смазывающую способность. Конденсированная вода также может вызвать ржавчину деталей двигателя. [7] Чтобы противостоять этому, существует система вентиляции картера, которая втягивает свежий воздух из воздушного фильтра и выбрасывает газы через клапан PCV во впускной коллектор.В двигателе без турбонаддува давление во впускном коллекторе ниже, чем в картере, что обеспечивает всасывание для поддержания работы системы вентиляции. Двигатель с турбонаддувом обычно имеет обратный клапан где-то в трубке, чтобы избежать повышения давления в картере, когда турбонаддув создает наддув.

Если двигатель поврежден или стареет, между стенками цилиндра и поршнями могут образовываться зазоры, что приводит к большему количеству картерных газов, чем может выдержать система вентиляции картера. Зазоры вызывают потерю мощности и в конечном итоге означают, что двигатель необходимо восстановить или заменить. [6] Признаки чрезмерного прорыва газов включают попадание масла в воздушный фильтр, из маслоизмерительного щупа [8] или из клапана PCV.

Двигатель с открытым коленвалом

Ранние двигатели внутреннего сгорания были типа «открытый кривошип», то есть не было закрытого картера. Коленчатый вал, шатун, распределительный вал, шестерни, регулятор и т. д. были полностью открыты, и их можно было увидеть в работе при работающем двигателе. Это создавало грязную обстановку, поскольку масло выбрасывалось из двигателя и могло течь по земле.Еще одним недостатком было то, что грязь и пыль могли попасть на движущиеся детали двигателя, вызывая чрезмерный износ и возможную неисправность двигателя. Для поддержания его в нормальном рабочем состоянии требовалась частая чистка двигателя.

Проблемы PCV: вентиляция картера газового двигателя имеет решающее значение

Во время рабочего такта работающего двигателя некоторые побочные продукты сгорания просачиваются через поршневые кольца и попадают в картер. Если загрязняющие вещества остаются в моторном масле, снижается смазывающая способность и образуются шлам и кислоты.Затем будет образовываться конденсат, и давление будет расти.

По этой причине каждый двигатель имеет средства для вентиляции картера. Если бы масляный поддон не вентилировался должным образом, срок службы двигателя резко сократился бы.

Бензиновые двигатели делают это с помощью системы принудительной вентиляции картера (PCV). Это клапан, который приводится в действие вакуумом двигателя.

PCV — это высокотехнологичная деталь, которая имеет определенную скорость потока и реакцию на получаемый вакуумный сигнал.Он состоит из внешней оболочки с вакуумным фитингом, а также внутренней пружины, штифта и седла, к которому он прилегает.

должен соответствовать спецификациям

Клапан, установленный в двигателе на заводе, точно подобран по расходу, но предназначен для того, чтобы не перекосить подачу смеси из карбюратора или системы впрыска топлива. Сигнал, который приводит в действие PCV, можно рассматривать как контролируемую утечку вакуума.

Многие PCV вторичного рынка имеют одну внутреннюю конструкцию; только внешний вид изменен, чтобы физически соответствовать двигателю.На ваш взгляд, клапан выглядит так же и хорошо подходит, но внутри все не так. Это может привести к нескольким проблемам.

  • Заглох – особенно когда двигатель не прогрет.
  • Постоянные утечки масла через прокладки и задний главный сальник.
  • Карбюратор, который не хочет регулировать.
  • Скопление влаги и кислот в картере и крышках клапанов.

Кроме того, PCV с неправильным расходом может привести к замене многих задних главных уплотнений и безрезультатному ремонту карбюраторов.Часто владельцы просто сдаются и списывают это на старость двигателя.

заводская часть лучше

Если он все еще предлагается, всегда используйте PCV заводской замены. Это, безусловно, стоит нескольких дополнительных долларов. Если оригинальная заводская деталь не предлагается, то выбирайте качественную замену американского производства от известной фирмы.

Чтобы определить, влияет ли замена PCV на карбюратор, снимите и заткните вакуумную линию и оставьте клапан открытым, чтобы двигатель мог дышать.ПВК — проблема, если газовоздушная смесь перекошена.

M/E Wagner производит регулируемый PCV за 120 долларов, который можно откалибровать практически для любого приложения, чтобы решить эту проблему.

Кстати, если трясти ПВХ и слышать его грохот, это только доказывает, что у вас работают руки и уши! Это действие не дает абсолютно никаких указаний на его способность к потоку и переходу.

Утечки масла, проблемы с настройкой и правильная вентиляция картера

Неправильная регулировка продувки может привести к замасливанию сапуна и крышек клапанов.

Является ли неправильный контроль картерных газов причиной проблем в двигателе? Если какой-либо из приведенных ниже вопросов покажется вам знакомым, читайте дальше.

«Почему из моего двигателя течет масло? Я позаботился об установке прокладок и уплотнений.»
«Почему на клапанных крышках вокруг сапуна постоянно масло?»
«Почему моя машина пахнет маслом?»
«Почему я не могу усовершенствовать настройку холостого хода?»

Представьте себе небольшую выхлопную трубу, которая постоянно перекачивает побочные продукты сгорания в картер вашего двигателя.По сути, это то, что происходит, когда ваш двигатель работает. Картерные газы, попадающие в картер через поршни и кольца в процессе сгорания, нуждаются в надлежащем удалении. Если их не остановить, они вызывают многочисленные побочные эффекты, вызывая проблемы с двигателем, которые могут показаться не связанными друг с другом.

Побочный эффект № 1: Давление в картере («Мой двигатель течет масло»)

Работа системы принудительной вентиляции картера (PCV) заключается в удалении картерных газов из картера с помощью вакуума и их рециркуляции через впуск коллектор, который нужно сжечь в двигателе.Если двигатель вырабатывает картерные газы быстрее, чем система PCV может их утилизировать, увеличивающийся избыток попадает в картер, вызывая избыточное давление и, что неизбежно, утечки масла. Даже самые тщательно герметизированные прокладки дают течь при повышении внутреннего давления в картере.

Правильно работающая система PCV выталкивает газы из картера двигателя быстрее, чем их производит двигатель. Кроме того, низкий уровень вакуума всасывает свежий воздух в картер из системы вентиляции картера.В 99% нормальных условий вождения именно так работает правильно функционирующая система PCV. Очевидно, что работа прокладки облегчается, когда в картере низкий уровень вакуума, направляющий масло внутрь, а не наружу.

Побочный эффект №2: Нежелательный выброс картерных газов («Мои клапанные крышки всегда масляные» или «Моя машина всегда пахнет маслом»).

Когда двигатель вырабатывает картерные газы быстрее, чем система PCV может справиться, увеличивающийся избыток находит выход через сапун картера.На самом деле, если система работает правильно, сапун почти всегда будет втягивать свежий воздух, а не выталкивать картерные газы. Кроме того, эти случайные картерные газы вызывают другие неприятности.

Распространенным признаком случайного прорыва газов является наличие масла на наружных поверхностях клапанных крышек. Это часто неправильно устраняется путем обертывания тряпки или носка вокруг основания сапуна, что просто предотвращает беспорядок, но не устраняет корень проблемы. Конечно, запах постоянных течей масла из сапуна картера — остатка масла, который должен сгореть в двигателе — часто проникает в салон автомобиля во время движения.Избыток масла в основании воздухоочистителя является еще одним контрольным признаком двигателя с закрытой системой PCV (где сапун картера соединяется с основанием воздухоочистителя).

Побочный эффект № 3: Чрезмерное выделение газов в нужное место в неподходящее время («Кажется, я просто не могу правильно настроить холостой ход») на холостом ходу. Точно так же они не могут допустить, чтобы большой поток воздуха из картера рециркулировал во впуск на холостом ходу, поскольку воздушно-топливную смесь на холостом ходу необходимо точно контролировать.По этой причине правильно функционирующий клапан PCV ограничивает поток воздуха во впускном потоке в условиях холостого хода. Если клапан PCV пропускает избыточный воздух на холостом ходу, результатом может быть невосприимчивость винта регулировки смеси холостого хода карбюратора, плохое качество холостого хода, а также трудности с настройкой EFI на холостом ходу.

Как работает стандартный клапан PCV
Стандартные клапаны PCV OEM-типа остаются неизменными уже более 50 лет. Типичный стандартный PCV имеет один канал воздушного потока; поток воздуха через этот канал контролируется поршнем, приводимым в действие пружиной.Расход на холостом ходу, а также расход в крейсерских условиях и уровень вакуума, при котором клапан переключается между этими режимами, контролируются жесткостью пружины и геометрией поршня. Эти параметры фиксированы и не регулируются.

Поддержание необходимого объема воздушного потока через систему PCV является важным компонентом настройки любого двигателя. Слишком сильный или слишком слабый поток воздуха в неподходящее время вреден; кроме того, идеальный профиль воздушного потока может широко варьироваться от одного двигателя к другому.

Клапаны PCV для модифицированных двигателей
Долгое время считалось, что для контроля прорыва картерных газов в двигателе с рабочими характеристиками достаточно использовать свободно проточные сапуны клапанной крышки без клапана PCV, но это не так. Одни только сапуны снимут некоторое, но не все давление в картере. Системы коллектора e-vac и вакуумные насосы также являются опцией, но, как правило, непрактичны для уличных двигателей. Вакуум, обеспечиваемый системой PCV с подачей свежего воздуха, проходящего через картер, является более эффективным методом.

Когда детали двигателя, такие как распределительный вал и головки цилиндров, входят в состав двигателя, в результате изменяется вакуумный профиль PCV. Сборка любого высокопроизводительного двигателя требует пристального внимания ко всем выбранным компонентам, и правильно вентилируемый картер может быть последним рассматриваемым компонентом, но это важный компонент. Правильно функционирующая система PCV очистит картер за счет циркуляции свежего воздуха, соберет вредную влагу и пары картерных газов и направит эти пары обратно во впускной поток.Это не только поможет настроить двигатель и производительность, но и продлит срок службы двигателя.

Представляем двухпоточную технологию PCV
В 2016 году компания M/E Wagner Performance получила патент на новую конструкцию PCV, которая позволяет пользователю контролировать все аспекты работы PCV. Dual Flow PCV — это первый доступный клапан, специально разработанный для уличных двигателей с высокими рабочими характеристиками, и это первый значительный пересмотр конструкции клапана PCV более чем за полвека.

Просмотреть все 3 фотоЭтот двухпоточный клапан PCV Wagner оснащен регулируемыми контурами холостого хода и крейсерского режима.

Технология Dual Flow разделяет поток воздуха на два отдельных контура для режимов холостого хода и крейсерского режима.Это позволяет пользователю регулировать скорость потока системы PCV, а также уровень вакуума, при котором клапан переключается с низкого на высокий поток. Для низкого или колеблющегося вакуума на холостом ходу двухпоточный PCV Wagner также может работать в режиме с фиксированным отверстием, который поддерживает регулируемый пользователем поток воздуха и полную защиту от обратного огня. Конструкция обратного шара клапана обеспечивает превосходную защиту от обратного воспламенения и особенно полезна при работе с наддувом. Все клапаны проходят 100% испытания на расход и продаются по цене 129 долларов США с бесплатной доставкой.

Для получения дополнительной информации обращайтесь:

Посмотреть все 3 фотографииКаждый двухпоточный клапан PCV Wagner производится в США и включает в себя более 50 отдельных операций обработки с ЧПУ при его производстве.Просмотреть все 3 фотографии

Модель прокачки картера двигателя на JSTOR

Абстрактный

Была разработана (и закодирована на FORTRAN) нестационарная одномерная двухфазная модель потока (картерные газы и жидкости) для расчета давления в картере в зависимости от угла поворота коленчатого вала во время работы двигателя и последующего среднего эффективного давления прокачки картера (CPMEP) . Двухфазный поток был представлен эмпирическим выражением. Обратите внимание, что CPMEP является одним из компонентов FMEP двигателя (среднее эффективное давление трения) и вводится здесь как новый термин.Модель была откалибрована с помощью измерений давления в картере двигателя. Мотивом для настоящей работы послужил тот факт, что не существует коммерческого (или общедоступного) программного обеспечения для адекватного и достаточно подробного рассмотрения этого вопроса. Модель также предсказывает, что закрытие (т.е. герметизация) отдельных отсеков двигателя может привести к (почти) нулевому CPMEP. Это было подтверждено измерениями одноцилиндрового двигателя. Однако с практической точки зрения отсеки не могут быть полностью герметизированы, поскольку требуется минимальное проходное сечение для облегчения обратного слива масла и удаления картерных газов из каждого отсека.Следовательно, некоторых расходов на CPMEP избежать нельзя. Однако двигатель с почти закрытыми отсеками может иметь и другие преимущества, такие как улучшенная структура блока цилиндров, уменьшенный объем двигателя, более низкая линия капота и т. д. Между тем, в настоящее время концепция (почти) закрытых отсеков может иметь лишь минимальную ценность, пока не будут найдены методы борьбы с ними. Разработаны продувка и слив масла обратно из закрытых бухт.

Информация об издателе

SAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и соответствующих технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой отраслях промышленности.Основными компетенциями SAE International являются обучение на протяжении всей жизни и добровольная разработка согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является Фонд SAE, который поддерживает множество программ, в том числе A World In Motion® и серию Collegiate Design Series.

Технология: контроль давления в картере — контроль масла и воздуха

Надлежащий контроль давления в картере двигателя и смазки может быть значительным преимуществом с точки зрения мощности и срока службы двигателя.Хотя все современные заводские двигатели оснащены системой PCV, этих заводских деталей редко бывает достаточно. Система оригинального оборудования, особенно на двигателях с наддувом или любых модифицированных двигателях, часто неадекватна. Почти в каждом случае есть преимущества в надлежащем контроле паров и масла, которые обычно улетучиваются обратно в двигатель через заводскую систему принудительной вентиляции картера (PCV).

Вакуумные насосы

— это еще один компонент решения по давлению в картере, который мы также рассмотрим в этой статье.Это определенная область, где гонщики могут получить преимущество, если это разрешено установленными правилами и рекомендациями. Контроль смазки двигателя также имеет решающее значение во всех высокопроизводительных приложениях. Контролируя и подавая масло в надлежащем объеме во все части двигателя, можно увеличить срок службы деталей, а также производительность двигателя.

Мы поговорили с несколькими высокопроизводительными компаниями, включая Moroso, Peterson Fluid Systems, JE Pistons, GZ Motorsports и Canton Racing, относительно контроля давления в коленчатом валу и надлежащего контроля масла.То, что мы здесь нашли, может помочь продлить срок службы вашего двигателя и, возможно, повысить ваши шансы оказаться в кругу победителей.

Для примера, даже в самом обычном уличном автомобиле можно использовать воздушно-масляный сепаратор Moroso.

  PCV и его важность

Все двигатели внутреннего сгорания создают определенное давление в картере в виде картерных газов. Blow-by — это продукты сгорания, которые выходят через поршневые кольца. В начале 1960-х General Motors определила картерные газы как источник выбросов углеводородов.Они разработали клапан PCV, чтобы уменьшить эти выбросы. Это было первое реальное устройство контроля выбросов, установленное на транспортном средстве. В то время как большинство из нас, энтузиастов производительности, закатывают глаза, когда упоминается о контроле за выбросами, GM действительно оказала миру производительность услугу.

Эти скриншоты из видео Moroso показывают, что заводская система PCV во многих случаях не справляется с поставленной задачей. Рядом вы можете увидеть разницу в емкости для масла в начале видео (слева) и в конце (справа) всего после получаса езды.

Правильно работающая система PCV не только снижает общий выброс вредных веществ автомобиля, не жертвуя при этом мощностью, но и имеет другие преимущества. Улучшает герметичность прокладки и продлевает срок службы прокладки за счет снижения эффекта прорыва газов. Кроме того, это также помогает уменьшить количество масла, которое двигатель потребляет в цикле сгорания или теряет из-за негерметичных уплотнений.

Воздушно-масляные сепараторы

Воздушно-масляный сепаратор Moroso для использования в гонках. В отличие от системы трамвая, этот сепаратор представляет собой автономную установку и не предназначен для возврата каких-либо газов обратно в двигатель.

Недавно компания Moroso выпустила видеоролик, демонстрирующий работу одной из своих систем воздушно-масляного сепаратора. Сепаратор был установлен в линию с системой PCV на стандартном Cadillac CTS-V. Автомобиль проехал всего 24 000 миль, а тест-драйв длился около тридцати минут. Они включали как резкое ускорение, так и просто обычный крейсерский режим, который автомобиль, вероятно, будет использовать при регулярном использовании. Вы можете видеть, как несколько струек масла и водяного пара попадают в прозрачный контейнер, который был заменен на алюминиевый для этого видео.

Это еще одно свидетельство того, что заводская система PCV на высокопроизводительном немодифицированном двигателе с небольшим пробегом неадекватна. Владелец автомобиля заявляет, что примерно через неделю регулярного вождения в сепараторе обычно остается около 3/4 дюйма масла. Хотя это может показаться не таким уж большим, подумайте, сколько масла уходит в течение интервала замены масла, в среднем от двенадцати до шестнадцати недель.

Таким образом, каждые двенадцать недель в резервуаре сепаратора накапливалось около восьми дюймов масла.Фактический объем может варьироваться в зависимости от размеров сепаратора, но это определенно значительное количество моторного масла.

Удаление этого масляного тумана перед его повторным попаданием в двигатель уменьшает детонацию и отложения на впускном тракте, включая сами клапаны. – Тор Шредер

Воздушно-масляные сепараторы Moroso

устанавливаются непосредственно в систему PCV автомобиля. Используя сетчатый фильтрующий материал, они улавливают большую часть моторного масла, вытекающего из картера и обычно направляемого обратно в двигатель через впускное отверстие.«Удаление этого масляного тумана до того, как он снова попадет в двигатель, снижает детонацию и отложения на впускном тракте, включая сами клапаны», — говорит Тор Шредер из Moroso.

Большинство сепараторов имеют общий объем чуть менее литра масла и имеют сливной клапан, позволяющий чисто и легко слить собранное масло в другой контейнер. Moroso предлагает эти сепараторы как универсального типа, так и непосредственно подходящие для различных транспортных средств. Они также предлагают воздушно-масляные сепараторы для сухого картера и гоночных автомобилей.Эти сепараторы работают почти так же, как их уличные системы, однако они предназначены для движения автомобилей по трассе, а не для автомобилей, которые регулярно ездят по улицам. Эти системы не подключаются к заводской системе PCV, вместо этого они являются автономными сепараторами.

Воздушно-масляный сепаратор Moroso для уличного использования. Эти сепараторы улавливают пары и масло, попавшие в систему PCV. Они улавливают жидкость и направляют газы обратно в двигатель, сохраняя целостность выхлопной системы автомобиля и повышая производительность двигателя.

Компания

Canton Racing Products также занимается производством воздушно-масляных сепараторов и вмешалась в эту тему. Джефф Бехуниак из Canton говорит нам: «Воздушно-масляный сепаратор важен, потому что он отделяет картерные газы от масла в двигателе». Бехуниак также отметил, что удаление картерных газов из двигателя имеет решающее значение для срока службы сальников двигателя, особенно сальников коленчатого вала.

Влажный или сухой

Важно отметить, что мы будем обсуждать применение смазки как с мокрым, так и с сухим картером.В рамках этих обсуждений мы также представим различные части и компоненты этих систем. Обе эти системы используются в различных высокопроизводительных сценариях, от уличных до полноценных гонок. Для тех, кто не знаком с различиями или конкретными преимуществами и недостатками каждого из них, мы включили дополнительную информацию ниже.

Погружные насосы

Чаще всего мы рекомендуем масляный насос в зависимости от зазоров двигателя.

Насосы с мокрым картером установлены в большинстве дорожных двигателей.Эти насосы приводятся в действие коленчатым валом или приводным валом распределителя. Мокрый поддон — это как раз то. Масляный поддон — это место, где происходит сбор всего масла и где масло находится в двигателе. Масло всасывается из маслоприемника в насос и проталкивается через фильтр в каналы маслосборника внутри корпуса двигателя. Это то, что смазывает жизненно важные подшипники и компоненты двигателя. Затем масло возвращается через другие каналы в поддон, где снова возобновляет цикл.

В мокром картере использование надлежащего масляного насоса может существенно повлиять на мощность двигателя.Долгое время считалось, что использование масляного насоса большого объема необходимо в большинстве высокопроизводительных приложений. Однако, как отмечает Джефф Бехуниак, Кантон, это не всегда так. Все упирается в допуски внутри двигателя. «Чаще всего мы рекомендуем масляный насос в зависимости от зазоров двигателя. С узкими зазорами вам не нужен насос большого объема, потому что пустота, которую может заполнить масло, очень велика. С двигателем с неплотным зазором вы можете использовать масляный насос большого объема, потому что количество масла, необходимое для заполнения пустоты, больше.«Короче говоря, подбор насоса для конкретной настройки двигателя — это еще одна область, в которой надлежащий контроль масла может сэкономить вам мощность.

Часто самым большим недостатком системы с мокрым картером является необходимость держать подборщик закрытым за счет контроля уровня масла. Это может стать проблемой при динамичном или динамичном вождении. Будь то улица, дрэг-рейсинг на треке или повороты на трассе для автокросса, высокие нагрузки могут привести к тому, что масло будет отходить от пикапа, что сделает систему открытой для кавитации.

Слева: внешний масляный насос Peterson Fluid Systems с мокрым картером. Справа: типичный внутренний насос с мокрым картером от Canton Racing Products.

Это потенциально может привести к нехватке масла в двигателе или как минимум к падению давления масла. Решение часто состоит в том, чтобы переключиться на поддон большой емкости, некоторые из которых могут даже иметь люки или перегородки, чтобы улавливать как можно больше масла вокруг поддона. С другой стороны, существует компромисс в виде меньшего доступного пространства, поскольку эти типы масляных поддонов обычно намного глубже.Таким образом, поддон большего размера с большим количеством «хитростей» часто занимает больше места и потенциально уменьшает дорожный просвет.

Системы с сухим картером

Сколько этапов?

Количество ступеней в системе с сухим картером напрямую влияет на несколько факторов. Чем больше количество ступеней, тем больше масла может быть возвращено в систему и направлено обратно в двигатель, где оно необходимо. Как правило, большее количество ступеней также означает больший вакуум, когда эти ступени продувки не тянут масло, а создают вакуум в картере.

В системе с сухим картером масло по-прежнему возвращается в поддон, как и в традиционной системе с мокрым картером. Тем не менее, он сразу же оттягивается продувочной ступенью внешнего масляного насоса. Без внутреннего насоса и без масла, поддон сам по себе значительно мельче. Насос с сухим картером — это внешний насос, который может иметь одну или несколько ступеней. Сторона продувки насоса вытягивает масло из поддона и обратно в бак или резервуар. Напорная сторона системы затем перекачивает масло в двигатель.Типичная установка будет иметь одну ступень давления и несколько ступеней продувки. Другими компонентами системы с сухим картером будут система привода, масляный бак или ресивер, воздушно-масляный сепаратор, фильтр и маслопроводы.

Основным преимуществом здесь является то, что система с сухим картером может использоваться для более эффективного направления масла по мере необходимости. Масло не должно «ждать», чтобы пройти через блок и к различным компонентам. Это может улучшить смазку всех частей двигателя, а также более эффективно отделить воздух от моторного масла.

Сухие картеры также могут более эффективно собирать и направлять масло при любых условиях вождения. С сухим картером миграция масла в поддон при высоких нагрузках сводится на нет, поскольку масло собирается почти сразу после его возврата в поддон. Этот быстрый сбор также помогает гарантировать, что подборщик не испытывает нехватки масла в таких условиях, которые могут привести к падению давления в двигателе или полному отсутствию смазки.

Резервуар или резервуар, подобный этому, — это место, где масло хранится в системе с сухим картером, а не в поддоне.

Еще одним ключевым преимуществом систем с сухим картером является неглубокий поддон. По своей природе эти поддоны предлагают увеличенный дорожный просвет, а также возможность опустить двигатель в шасси.

Сбор масла также контролируется более точно в системе с сухим картером. Многие системы будут запускать три или более этапов (см. врезку справа). Независимо от количества ступеней обычно имеется только одна ступень давления. Остальные ступени используются для удаления нефти обратно в резервуар или резервуар.Обычно большая часть продувки происходит в масляном поддоне, хотя некоторые производители двигателей также размещают продувочную линию в нише двигателя, чтобы предотвратить скопление там масла; как можно быстрее направить его обратно через систему.

Чем больше количество работающих ступеней, тем быстрее масло втягивается обратно в систему. Это также влияет на вакуум, так как большее количество ступеней увеличивает количество создаваемого вакуума, когда система не вытягивает масло. Самым большим недостатком системы с сухим картером часто является стоимость и доступное пространство.

Насосы Moroso с сухим картером. Слева: одноступенчатый. Центр: три этапа. Справа: Шестой этап.

Повышение вакуума

Этот внешний насос с мокрым картером Peterson Fluid Systems также имеет секцию, предназначенную исключительно для вакуума.

Где-то в конце 1970-х – начале 1980-х годов профессиональные моторостроители обнаружили, что создание вакуума в картере на самом деле улучшает характеристики двигателя. Уэйд Мун из Peterson Fluid Systems говорит нам: «Вакуум от двенадцати до четырнадцати дюймов — довольно безопасная область.Вакуум, применяемый при температуре от двенадцати до четырнадцати дюймов ртутного столба (HG), улучшит уплотнение кольца, позволяя использовать кольца с более низким натяжением.

Это также улучшает продувку масла, кавитацию и аэродинамическое сопротивление, позволяя быстрее отводить масло от движущихся частей и возвращать его обратно в подборщик. Далее Мун сказал нам: «У нас были клиенты, которые говорили нам, что они видели увеличение мощности на 35 л.с. при четырнадцатидюймовом вакууме». Это делает работу вакуумного насоса на гоночном двигателе намного более привлекательной.

Мун также указал на две другие ключевые особенности, которые следует учитывать при выборе вакуумного насоса.Материал блока один; алюминиевый блок может быть труднее создать вакуум. При более высоких оборотах стенки цилиндра немного двигаются, нарушая кольцевое уплотнение, что влияет на общий вакуум. Тип топлива — это еще одна область, которую следует учитывать; бензин или метанол. Двигатели, работающие на метаноле, обычно имеют больший прорыв газов, поэтому для создания и поддержания надлежащего вакуума требуется насос большего размера. Именно здесь важно работать с поставщиком вакуумных насосов, таким как Peterson Fluid Systems, чтобы выбрать правильную настройку насоса.

Сухие картеры и вакуум

В системах с сухим картером вакуум подается на картер всякий раз, когда ступень продувки не отбирает масло из системы.Это означает, что обычно нет необходимости в отдельном вакуумном насосе в системе с сухим картером. «Все ступени продувки насоса с сухим картером будут перемещать масло и воздух. Не все ступени очистки постоянно перекачивают масло, поэтому, если масла нет, они перемещают воздух», — говорит Мун. Уровень вакуума определяется выбором шкива, конструкцией насоса, количеством ступеней и количеством времени, которое каждая ступень тратит на продувку масла по сравнению со временем, которое она тратит на создание вакуума. Это означает, что в установке с сухим картером необходимо надлежащим образом контролировать разрежение, чтобы обеспечить его правильное применение во всем рабочем диапазоне двигателя.

Мокрые картеры и вакуум

В случае системы с мокрым картером необходим отдельный вакуумный насос или может потребоваться его включение в масляный насос, если используется внешний насос. Отдельный вакуумный насос мог быть добавлен в качестве вспомогательного оборудования двигателя, приводимого в действие ремнем. Этот вакуумный насос будет создавать давление в картере, как правило, из масляного поддона, и его скорость затем будет определять величину создаваемого вакуума. Скорость регулируется ведомым шкивом насоса.

Слева: Вакуумный насос Moroso, типичный для применения с мокрым картером.Справа: вы можете видеть, как вакуумный насос крепится так же, как и любой другой агрегат двигателя, приводимый в движение коленчатым валом.

Общие меры предосторожности при работе с пылесосом

Надлежащая регулировка вакуума — еще одна область, которую следует учитывать. Некоторые системы будут использовать регулятор для управления вакуумом. В других случаях двигатели будут иметь дополнительное вентиляционное отверстие в задней части долины, обеспечивающее контролируемый выпуск воздуха. Это вентиляционное отверстие должно быть отфильтровано и иметь надлежащий размер для регулирования вакуума в двигателе. По сути, это выпуск воздуха, который позволяет подавать наружный воздух, уменьшая влияние вакуума, которое оказывает насос.

В шоссейных гонках и некоторых случаях дрэг-рейсинга, где происходят частые колебания дроссельной заслонки из-за изменения условий или «вращения педали» дроссельной заслонки, также может потребоваться отсечной клапан для сброса повышенного давления. В этих условиях двигатель может перейти от вакуума к режиму положительного давления. Как правило, эти откидные клапаны имеют одностороннее действие и обычно размещаются на крышке клапана. Они открываются при заданном давлении и позволяют давлению картера сбрасываться в атмосферу.

Использование вакуумного регулятора, вентиляционного или отсечного клапана часто необходимо при работе с вакуумом в картере.

В нашем проекте Blown Z используется система с сухим картером для смазки и вакуумирования.

Меры предосторожности с мокрым картером

Если вы решите использовать вакуум в системе с мокрым картером, обратите внимание на другие аспекты. Тип масляного насоса, объем поддона и место всасывания имеют еще более важное значение в этих обстоятельствах. Поскольку вы подаете вакуум на сам картер, вы фактически будете работать против масляного насоса.По сути, оба насоса всасывают одну и ту же часть двигателя. Вакуумный насос пытается всасывать воздух, а масляный насос пытается всасывать моторное масло. Это неизбежно приведет к тому, что масляный насос будет работать с большей нагрузкой, работать при более низком давлении или даже кавитировать, что может отрицательно сказаться на долговечности вашего двигателя.

Эффект вакуумного насоса с GZ Motorsports

Любой правильно сконструированный двигатель может выиграть от добавления вакуумного насоса, но результаты будут различаться в зависимости от количества картерных газов, которые он генерирует, и возможных утечек воздуха.Для достижения максимальной выгоды оптимальным является более свободный пакет поршневых колец; однако использование вакуумного насоса не обязательно учитывать при первоначальной сборке.

Один из способов уменьшить просачивание газов и улучшить уплотнение поршневых колец — добавить вакуумный насос вторичного рынка. Вакуумные насосы работают, создавая отрицательный воздушный поток (вакуум), тем самым вытягивая воздух из картера. Они оцениваются по пропускной способности воздушного потока, измеряемой в кубических футах в минуту (CFM), и доступны в различных размерах. Какой насос подходит именно вам, зависит от комбинации вашего двигателя и переменных параметров.

В двигателе меньшего размера без наддува будет эффективно использоваться меньший насос, чем в двигателе большего рабочего объема или в двигателе, в котором используются добавки мощности, такие как закись азота, нагнетатели или турбосистемы. Эти двигатели создают более высокое давление в картере и, как таковые, требуют большего насоса или большего числа оборотов в минуту от меньшей модели. Вакуумный насос подходящего размера может обеспечить положительные результаты практически для любого двигателя. Ваша силовая установка получит улучшенное кольцевое уплотнение, улучшенное сгорание и меньшее загрязнение всасываемого заряда.Все эти преимущества могут повысить выходную мощность вашего двигателя.

Если вы находитесь на стадии планирования сборки вашего двигателя, вакуумный насос позволяет использовать более свободные поршневые кольца или поршневые кольца с низким натяжением. Этот тип кольца создает меньшее трение о стенки цилиндра, и, как и в случае с любой частью вашей высокопроизводительной машины, меньшее трение означает большую мощность. Тем не менее, важно отметить, что при использовании стандартного комплекта натяжных колец, как правило, увеличение мощности не будет таким резким. Мощность насоса обычно ниже из-за повышенной утечки по сравнению с пакетом колец низкого натяжения.

Мы поставили большой блок LSx 454ci на динамометрический стенд, а затем установили насос GZ Motorsports Sportsman для дополнительной мощности. Вы можете прочитать о наших последних испытаниях вакуумного насоса GZ Motorsports здесь.

Кольцевое уплотнение и поршни

Кольцевое уплотнение играет жизненно важную роль в том, как ваш двигатель использует масло и работает. Надлежащее кольцевое уплотнение уменьшает прорыв газов, тем самым снижая давление внутри картера. Запустив вакуумный насос в гоночном двигателе, вы действительно можете перейти на пакет колец с более низким натяжением, используя кольца с обратным разрезом вместо D-образных колец с высоким натяжением старого типа.Это позволяет снизить внутреннее трение и улучшить общую производительность двигателя.

Мы говорили об этом с Гэри Мейером из JE Pistons. Мейер говорит нам: «В идеале вам нужно кольцо с обратным вырезом и поршнями с газовым портом, система лучше уплотняется и более эффективна. Если вы бежите с кольцом D-wall, вы получите лишь минимальное количество энергии».

Мейер отмечает, что использование поршней с газовыми отверстиями и боковыми отверстиями является лучшим выбором. «В прежние времена ребята утверждали, что газовые порты забиваются, и тогда они не приносили никакой пользы.В наши дни топливо настолько лучше, что оно устранило этот аргумент, если вы не работаете на очень богатой смеси или что-то еще не так», — говорит Мейер.

Поскольку работа вакуумного насоса отводит масло от вращающихся компонентов обратно в поддон, сопротивление воздуха уменьшается. Однако подход «чем больше, тем лучше» не применяется к вакууму двигателя. Использование высокого уровня вакуума может отрицательно сказаться на сроке службы двигателя.

В то время как Мейер смог сказать нам: «На стандартном двигателе мощностью 600 л.с. не может быть и речи о 22-23 л.с. при вакууме около 14-15 дюймов ртутного столба.«В то время как некоторые гоночные автомобили высокого класса превышают эти цифры, чтобы проехать более двадцати дюймов вакуума, это автомобили, которые обычно буксируют и толкают по промежуточным дорожкам, и их двигатели живут большую часть своей жизни, либо прогреваясь для гонки, либо делая проход на трассе.

«При вакууме выше 14-15 дюймов вы отводите слишком много масла от поршневых пальцев и стенок цилиндров», — сказал Мейер. В этих случаях в двигателях более высокого класса будут применяться такие меры, как распылители масла для распыления поршневых пальцев, а также специальные распылители распределительного вала и даже другие приспособления для смазки коромысел и клапанного механизма.Все это необходимо учитывать при работе с более высокими уровнями вакуума.

В то время как вакуумные насосы в прошлом считались чем-то, предназначенным только для высококлассных гоночных двигателей с сухим картером, они также могут увеличить мощность в системе с мокрым картером. Однако Мейер рекомендовал это только для двигателей для дрэг-рейсинга. Он также заявил, что прирост мощности будет не таким значительным, как при использовании системы с сухим картером. В системах с мокрым картером ожидаемый прирост мощности будет около 6-12 лошадиных сил.

Те же правила применяются в отношении слишком сильного вакуума. Уэйд Мун из Peterson Fluid System отметил, что его компания предлагает одноступенчатый внешний насос с мокрым картером и секцией, предназначенной только для создания вакуума.

Масляные поддоны и аккумуляторы

Очевидно, что мы должны коснуться и этих тем, обсуждая смазку двигателя и контроль. Мы встретились с Джеффом Бехуниаком из Canton по этому вопросу, чтобы обсудить важность наличия надлежащего масляного поддона и роль, которую другие детали могут играть во многих двигателях.

Кастрюли

Правильный поддон имеет решающее значение для контроля масла. Если маслоприемник расположен в масляном поддоне, то он должен оставаться закрытым при любых условиях движения. Независимо от того, едет ли машина по дороге, проезжает четверть мили по дрэг-стрипу или поворачивает на автокроссе или шоссейной трассе. Бехуниак говорит нам: «В хорошо спроектированном поддоне масло будет держать пикап закрытым и поддерживать давление в двигателе там, где оно должно быть».

Аккумуляторы

Продукты

, такие как Accusump от Canton, позволяют «заправлять» двигатель маслом при холодном пуске, выпуская масло под давлением в двигатель до того, как он будет запускаться.Эта система также может подавать масло в двигатель, если давление масла упадет, позволяя моторному маслу в течение нескольких секунд продолжать течь из резерва Accusump и, возможно, предотвращая катастрофический отказ.

Что все это значит

Настройка системы смазки двигателя с использованием правильных деталей и понимания может дать вам прирост мощности, надежности и большое преимущество на трассе. Должное внимание должно быть уделено деталям, и каждый компонент должен быть правильно подобран.

В гонках разница между победителями и проигравшими иногда составляет лишь несколько тысячных долей секунды, что в итоге может свести к паре лошадиных сил, которые вы сэкономили, уделив внимание мелким деталям, которые могут иметь большое значение. . Даже использование масляного/воздушного сепаратора на вашем уличном автомобиле, особенно в форсированных приложениях, имеет множество преимуществ и может продлить срок службы двигателя и снизить потребность в ремонте в будущем. Как и во всем остальном; исследуйте, исследуйте, исследуйте, и вы будете на пути к победным пасам.

Quick Tech: Преимущества снижения давления в картере | Часть 1

Ни для кого не секрет, что более высокое давление наддува приводит к более высокому крутящему моменту и выходной мощности. Поднимите давление наддува, получите больше мощности. В то время как многие понимают достоинства увеличения давления воздуха, поступающего в цилиндры, меньше понимают достоинства уменьшения давления внутри картера. В то время как многие гоночные классы высокого класса, от Формулы-1 до Pro Stock, полагаются на системы смазки с сухим картером, которые работают в картере при отрицательном давлении (вакууме), лишь немногие гоночные автомобили начального уровня и еще меньше уличных автомобилей выигрывают от отрицательного давления в картере сухого двигателя. поддонная система смазки.Стоимость и сложность системы смазки с сухим картером делает ее недоступной для многих. К счастью, преимущества снижения давления в картере также можно получить более простыми и экономичными средствами.

Текст Майкла Феррары // Фото Джо Синглтона // Иллюстрации Пола Лагетта

ДСПОРТ Выпуск #176

Оптимизированные системы вентиляции картера и добавление вакуумного насоса могут снизить положительное давление в картере до нуля (атмосферное) или даже отрицательного значения (вакуум).Эти решения могут быть доступны по цене от 100 до 1500 долларов. Даже на самом высоком уровне это может составлять менее 25 процентов от стоимости решения для смазки с сухим картером. Для тех, кто может позволить себе такие расходы, ничто не заменит хорошо спроектированную, высококачественную систему с сухим картером и все преимущества, которые могут быть получены. Для остальных из нас преимущества более дешевых альтернатив вполне оправдывают затраты. Как только используется решение для снижения давления в картере, результатом является «бесплатная мощность».Это «бесплатно» в том смысле, что для реализации мощности не нужно сжигать дополнительное топливо. Вместо этого пониженное давление в картере просто высвобождает или реализует новую мощность за счет повышения эффективности двигателя и снижения потерь мощности.


Заводская система вентиляции картера представляет собой принудительную вентиляцию картера. На холостом ходу и при высоком вакууме клапан PCV использует вакуум двигателя для снижения давления в картере до нуля. Однако, когда разрежение во впускном коллекторе равно нулю (или находится под наддувом), разрежение во впускном коллекторе для снижения давления в картере отсутствует, поэтому давление направляется на впускные отверстия компрессора.В большинстве случаев это создаст положительное давление в картере порядка 3-6 фунтов на квадратный дюйм, снижая производительность.


Решение для вторичного рынка, такое как Buschur Racing Pro Plus R35GT-R Catch Can, устраняет избыточное давление в картере, сбрасывая давление картера в атмосферу через вентилируемый улавливатель. Более низкое давление в картере (от 0 до 1 фунта на квадратный дюйм) приводит к лучшему кольцевому уплотнению и повышению производительности, обычно порядка 2-3 процентов увеличения мощности.Система также устранила проблему попадания масла из картера во впускные отверстия компрессора, нагнетательный трубопровод и промежуточный охладитель.


Масляная система с сухим картером или вакуумный насос с приводом от шкива могут сбрасывать давление в картере настолько эффективно, что может создаваться вакуум. Вакуум обычно регулируется на уровне от -5 до -20 дюймов ртутного столба в большинстве случаев. Отрицательное давление в картере (также известное как вакуум) дополнительно улучшает кольцевое уплотнение. Производительность обычно увеличивается на порядок от 3 до 6 процентов.


Понимание того, как формируется давление в картере, является ключом к пониманию того, как его можно уменьшить. В первой части серии «Меньше давления, больше производительности» мы определим давление в картере и его причины, прежде чем определять методы снижения или устранения давления в картере. Чтобы продемонстрировать реальные результаты, мы протестируем простое решение на нашем проекте Project R35 и убедимся в масштабности результатов.

Что такое давление в картере? Проще говоря, это давление выше атмосферного (или положительное давление) в картере вашего двигателя.Если бы вы поместили датчик давления или манометр на картер вашего двигателя, вы могли бы измерить величину давления в картере, создаваемого в вашем двигателе. По предложению Дэвида Бушура мы добавили датчик давления в наш динамометрический стенд для измерения давления в картере любого автомобиля, который мы испытываем на динамометрическом стенде. На двигателях, использующих систему вентиляции картера, разработанную на заводе (PCV или система принудительной вентиляции картера), мы обычно измеряем пиковое давление в картере порядка от 2,5 до 6,0 фунтов на квадратный дюйм, когда двигатель находится в нормальном рабочем состоянии.

Фактическое давление в картере можно зарегистрировать, вставив штуцер в заводскую крышку маслозаливной горловины и измерив давление стандартным датчиком давления. Теперь мы регистрируем каждый двигатель каждой машины, прошедшей динамометрию в DSPORT.

Так что же вызывает давление в картере? В большинстве случаев давление в картере создается не в первую очередь движением поршней вверх и вниз в цилиндре. Это связано с тем, что на каждый поршень, движущийся вниз по цилиндру (потенциально уменьшая размер картера и увеличивая давление), есть другой поршень, движущийся вверх в цилиндре (увеличивая объем картера и уменьшая давление).Следовательно, объем картера остается практически постоянным в любое время. Несмотря на то, что на некоторых конструкциях двигателей существует фактическая разница в объеме картера из-за поворота коленчатого вала из-за угла наклона штока и других факторов (рядные четыре цилиндра имеют разный объем картера при горизонтальном или вертикальном вращении коленчатого вала), основная часть увеличения Давление в картере на самом деле идет откуда-то еще. Фактически, основным источником давления в картере является утечка давления сгорания в цилиндрах через кольца.Это явление часто называют «прорывом»; ссылаясь на тот факт, что часть давления сгорания проходит через кольцевое уплотнение в цилиндре. Конечно, главной целью всегда должно быть максимальное качество кольцевого уплотнения (см. врезку «Улучшение кольцевого уплотнения»), но понимание его влияния на утечку давления сгорания необходимо для понимания преимущества пониженного давления в картере.

Когда давление в картере можно уменьшить, довести до нуля или даже сделать меньше нуля (вакуум), то происходят хорошие вещи.Пониженное давление в картере улучшает уплотнение колец в цилиндре. Увеличение перепада давления на поршневых кольцах приводит к улучшению уплотнения колец. В двигателях с турбонаддувом противодавление выхлопных газов обычно выше, чем давление в картере, поэтому такт выпуска не имеет особых проблем с кольцевым уплотнением из-за перепада давления. Даже при полностью моторном применении перепад давления на кольцах будет высоким во время такта сжатия и рабочего такта. К сожалению, перепад давления во время такта впуска может быть настолько низким, что кольцо не может обеспечить идеальное уплотнение в своей канавке при высоком давлении в картере.Наличие нулевого давления или, что еще лучше, вакуума (ниже атмосферного нуля) улучшает кольцевое уплотнение во время такта впуска. На самом деле, некоторые проблемы, связанные с потерей кольцевого уплотнения при более высоких оборотах двигателя или при использовании более толстых колец, могут быть устранены, если картер находится под вакуумом, а не под давлением. На самом деле, лучшие разработчики двигателей всегда учитывают тип системы смазки и величину давления в картере (положительное, нулевое или разрежение), которое ожидается при выборе пакета колец для конкретного применения.

Почти все современные двигатели внутреннего сгорания используют систему смазки с мокрым картером и систему вентиляции картера, что позволяет поддерживать положительное давление в картере практически при любых условиях эксплуатации. В условиях, когда присутствует высокое разрежение во впускном коллекторе (холостой ход, движение с легким дросселем и замедление), клапан PCV (по сути, односторонний обратный клапан) в системе позволяет сбросить давление в картере во впускной коллектор (вакуум во впускном коллекторе). впускной коллектор помогает снимать давление с картера).В условиях эксплуатации, когда абсолютное давление во впускном коллекторе ниже давления в картере, давление в картере едва ли можно измерить. Это относится к двигателю в хорошем механическом состоянии. Двигатели с чрезмерным износом цилиндров или плохим уплотнением колец могут создавать высокое давление в картере даже при высоком уровне разрежения во впускном коллекторе.

В ситуациях, когда разрежение во впускном коллекторе падает до нуля или превращается в положительное давление (при «наддуве»), односторонний клапан PCV закрывается, и двигатель становится зависимым от других средств для сброса давления в картере.Это другое средство на большинстве автомобилей с турбонаддувом включает в себя подачу положительного давления в картере во впускные трубы компрессора. Эти впускные трубы компрессора могут находиться под атмосферным давлением или при небольшом вакууме. Хотя эта система может помочь снизить положительное давление в картере, у нее есть недостатки. Поток картерных паров во впускные трубы компрессора содержит масляный туман и пары, которые часто конденсируются на входе турбокомпрессора, в секции турбокомпрессора или в промежуточном охладителе или трубопроводе промежуточного охладителя.Накопление масляной пленки в промежуточном охладителе снижает его эффективность.

До начала 1960-х годов система откачки картера автомобилей просто выбрасывалась в атмосферу через несколько «сапунков». В некоторых случаях дорожные тяговые трубы использовались вместе с сапунами для создания некоторого отрицательного давления (вакуума) в системе, когда автомобиль двигался на скорости. Поскольку люди стали беспокоиться о загрязнении, эти системы исчезли, и система принудительного картера стала стандартом.

В то время как система с атмосферной вентиляцией может показаться грубой и может быть законно использована только на гоночных/внедорожных транспортных средствах, этот тип простой системы снизит давление в картере большинства двигателей до уровня, близкого к атмосферному (без манометрического давления), если он правильно спроектирован. . Система маслоуловителя Buschur Racing Pro Plus GT-R является примером хорошо спроектированного решения с вентиляцией в атмосферу для R35 GT-R. Эта система связывает крышки клапанов и горловину заливной горловины моторного масла в централизованное место для улавливания, которое сбрасывает все давление в картере в атмосферу.

Лучшее кольцевое уплотнение приводит к повышению производительности и эффективности любого поршневого двигателя. Производителям, механикам и разработчикам двигателей известно, что более круглые цилиндры, более плоские канавки для поршневых колец, более тонкие поршневые кольца и улучшенная обработка цилиндров могут способствовать улучшению уплотнения колец в цилиндре. Качество кольцевого уплотнения может быть чем-то вроде отношений между курицей и яйцом. Всякий раз, когда кольцевое уплотнение улучшается, в картер двигателя попадает меньше картерных газов.Следовательно, давление в картере также снижается. Более низкое давление в картере улучшает качество кольцевого уплотнения. В конце концов, целью является наилучшее кольцевое уплотнение. При разработке и производстве двигателей в нашем подразделении Club DSPORT используется ряд процессов, обеспечивающих максимально возможное качество кольцевых уплотнений. Эти процессы и процедуры включают:

• Хонингование цилиндров с помощью оптимизированной хонинговальной пластины (также известной как торсионная пластина): этот процесс исправляет искажение отверстия, возникающее при прикручивании головки цилиндра к блоку.Конечным результатом является более круглый цилиндр.

• Оптимизация отделки цилиндра с помощью профилометра: подготовка поверхности цилиндра к идеальному состоянию невозможна без использования профилометра. Процесс хонингования занимает в 3-4 раза больше времени, чем обычно, поэтому рассчитывайте заплатить от 100 до 150 долларов за цилиндр в мастерской, где есть инструменты и знания, чтобы сделать это правильно. Результатом этого процесса является поверхность цилиндра, оптимизированная для материала и отделки поршневых колец.

• Выбор поршня: хотя многие поршни выглядят одинаково, критические размеры, невидимые невооруженным глазом, будут определять способность поршня удерживать кольца плоскими и правильно работать в двигателе. Более плоские и более параллельные кольцевые канавки просто обеспечивают лучшее уплотнение кольца. Зазоры и допуски в кольцевых канавках также являются важным фактором. Для оптимального кольцевого уплотнения кольцевые канавки должны быть обработаны с учетом конкретного набора колец.

Выбор кольца

: при прочих равных условиях более тонкое кольцо обеспечивает лучшее уплотнение, чем более толстое.В первую очередь это связано с двумя причинами. Во-первых, более тонкие кольца легче и имеют меньшую инерцию. При высоких оборотах двигателя более легкие кольца не будут выскальзывать из кольцевых канавок при изменении направления поршня. Во-вторых, более тонкие кольца лучше соответствуют неровностям канала ствола. Так почему же не каждый двигатель просто использует самые тонкие кольца? Компромиссом в уменьшении толщины является способность передавать тепло от поршня к стенке цилиндра. Более тонкое кольцо следует выбирать из лучших материалов с превосходными покрытиями из-за повышенных тепловых нагрузок, которые оно будет выдерживать.При использовании более тонких поршневых колец необходимы другие средства охлаждения поршней (например, поршневые маслораспылители) для продления срока службы поршней и колец.

Если вы хотите получить преимущества работы с отрицательным давлением в картере, но не можете позволить себе решение для смазки с сухим картером, изучите решение с вакуумным насосом. Правильно спроектированная вакуумная насосная система может создать сухой картер, как картерный вакуум.

Чтобы еще больше снизить давление (до состояния вакуума), другим вариантом является использование вакуумного насоса на вашем двигателе.Moroso — один из самых популярных источников этих решений. Moroso предлагает модельный ряд, включающий 3- и 4-лопастные вакуумные насосы, различные кронштейны и несколько вариантов шкивов. Поскольку многие стандартные кронштейны предназначены для популярных отечественных двигателей, есть вероятность, что вам придется изготовить кронштейн, чтобы он подходил. Во второй части этой серии мы рассмотрим выбор и настройку вакуумного насоса на обычном двигателе с мокрым картером.

Перед установкой маслоуловителя Buschur Racing Pro Plus GT-R мы протестировали наш Project R35 на динамометрическом стенде, чтобы установить базовый уровень мощности.Наш проект R35 оснащен заводским двигателем и заводскими турбокомпрессорами с полным набором деталей с болтовым креплением под управлением сменного ЭБУ MoTeC M1. Работая на насосе E85, мы настроили двигатель, чтобы использовать всю мощность с заводскими турбонагнетателями. Заводские турбонагнетатели выведены на максимум и не могут удерживать давление наддува до красной отметки.

В дополнение к записи лошадиных сил, мы также записали давление наддува и давление в картере. При заводской системе вентиляции картера пиковое давление в картере достигало 4.4пси. Пиковое давление наддува составляло 24,3 фунта на квадратный дюйм, а давление наддува при пиковой мощности составляло 17,9 фунта на квадратный дюйм. Пиковая мощность колеса составила 633,84 л.с.

При просмотре данных мы заметили, что пиковые значения давления в картере возникают при частоте вращения двигателя, которая коррелирует с максимальным выходным крутящим моментом. Поскольку пиковый выходной крутящий момент возникает, когда давление в цилиндре также максимально, это подтверждает мнение о том, что на давление в картере больше всего влияет утечка давления в цилиндре через кольца (просачивание газов).

В систему Buschur Racing Pro Plus R35 GT-R Catch Can входят все необходимые детали для преобразования оригинальной системы картера двигателя в вентилируемую для повышения производительности.

Всегда стремясь освоить новые навыки, наш стажер по графическому дизайну Микико Акаоги ухватилась за возможность установить маслоуловитель Buschur Racing Pro Plus GT-R. Вы можете найти видео ее установки на DSPORTMAG.com или на канале DSPORT на YouTube. Процесс был достаточно простым и понятным.По сути, новая система завершает соединение входных патрубков компрессора с картером (теперь масло не может попасть в систему наддувочного воздуха из картера). Трубки картера, которые ранее питали впускные отверстия компрессора, перенаправляются в ловушку. Дополнительный порт ведет к специальной крышке маслозаливной горловины, которая обеспечивает еще один путь для сброса картерного давления в улавливающий бак. Система имеет исключительную посадку, и для установки требуются только простые ручные инструменты и около часа времени.

После установки пришло время посмотреть, можно ли реализовать какие-либо отличия. Опять же, мы зарегистрировали мощность, давление наддува и давление в картере. С новой системой картера, которая выбрасывает воздух в атмосферу (опять же, это только для бездорожья, гоночного использования из-за увеличения выбросов), пиковое давление в картере упало до менее 1,0 фунта на квадратный дюйм (0,92 фунта на квадратный дюйм). Неожиданно пиковое давление наддува также немного упало. Пиковое давление наддува снизилось на 0,7 фунта/кв.5 фунтов на квадратный дюйм, снизив его до 17,45 фунтов на квадратный дюйм. Несмотря на более низкое давление наддува, пиковая мощность все же увеличилась до 644,08 л.с. Это означало прирост почти в 10 лошадиных сил. Если бы мы смогли выровнять наддув до пикового значения 17,9 фунтов на квадратный дюйм, мощность составила бы чуть более 653 лошадиных сил. Это означало бы прирост почти на 20 лошадиных сил или около 3,0% от общей мощности двигателя. На приложениях с нештатными турбинами будет реализован солидный 3,0-процентный прирост или около 20 лошадиных сил на 650-сильном VR38.На 1000-сильном VR38 ожидайте увидеть прирост ближе к отметке в 30 лошадиных сил.

Наше тестирование комплекта Buschur Racing Pro Plus Catch Can, установленного на нашем Project R35, показало, что при одинаковых уровнях наддува можно ожидать увеличения мощности на 3,0%. Это около 20 лошадиных сил на 600-сильном VR38 или 30 на 1000-сильном. Поскольку кольцевое уплотнение улучшено, а потребность двигателя в воздушном потоке улучшится, не удивляйтесь, увидев падение давления наддува на 0.5 ~ 1,0 фунтов на квадратный дюйм при том же рабочем цикле вестгейта. Мы поняли, что прирост мощности составил около 10 лошадиных сил при давлении наддува, которое было на 0,5 фунта на квадратный дюйм ниже. С компенсацией потери давления наддува наш прирост составил бы 20 лошадиных сил, что точно соответствует собственным результатам Buschur Racing.

Полученные нами независимые результаты почти идентичны результатам, полученным Buschur Racing. На R35 GT-R мощностью 580 л.с. было получено в общей сложности 22 дополнительных лошадиных силы на колесах при одинаковом давлении наддува.Показания давления в картере также были такими же, поскольку оно упало с диапазона 4,5 фунтов на квадратный дюйм до менее 1 фунта на квадратный дюйм.

Масляный улавливатель Buschur Racing Pro Plus GT-R обеспечил неплохой прирост производительности, а также важные вторичные преимущества (больше масло не попадает во впуск компрессора, патрубки промежуточного охладителя или промежуточный охладитель). С хорошо спроектированной вентилируемой системой аналогичные преимущества должны быть получены всякий раз, когда положительное давление в картере может быть снижено.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.