Как устроена система сухого картера

Система смазки, в которой применяется сухой картер, устанавливается преимущественно на гоночные автомобили, но встречается и на сельскохозяйственной технике, внедорожниках и спортивных авто. Рассмотрим принцип работы системы смазки такого типа, устройство, а также преимущества и недостатки ее установкой.

Принцип работы

На двигателях с обычной системой смазки масло забирается через маслоприемник с поддона и нагнетается в масляные каналы. Высвободившееся из зон смазки и охлаждения масло самотеком стекает в поддон, где и находится большая часть заправочного объема.

Принцип работы сухого картера: в поддоне двигателя находится лишь небольшая часть заправочного объема. Основная часть перекачивается из картера всасывающим модулем в специальный резервуар. Уже из дополнительного бака масло забирается для подачи под давлением в каналы системы смазки. Чаще всего всасывающий модуль выполнен в виде отдельной секции маслонасоса двигателя. Именно на устройстве и принципе работы такой системы остановимся подробней.

Устройство системы смазки

На рисунке представлено схематическое устройство компонентов системы смазки с сухим картером, реализованное в Audi RS6. Основные элементы:

• резервуар для сбора масла со встроенной системой вентиляции картера;
• модуль масляного фильтра;
• теплообменник, через который проходит ОЖ и моторное масло (позволяет эффективней поддерживать тепловой баланс двигателя);
• обратная масляная магистраль из ГБЦ (правый ряд цилиндров);
• маслоотсекатель;
• всасывание обратного слива из турбонагнетателя;
• обратная масляная магистраль из ГБЦ (левый ряд цилиндров);
• модуль маслонасоса и водяной помпы;
• дополнительный масляный радиатор.

Набегающий поток воздуха, проходя через соты радиатора, призван охлаждать масло. Но в зимнее время такая работа системы смазки ухудшила бы прогрев двигателя. Поэтому внутри корпуса теплообменника вмонтирован масляный термостат. Своею работою устройство напоминает термостат системы охлаждения двигателя. Его предназначение – перекрывать доступ к радиатору, направляя поток непосредственно в резервуар. При достижении маслом 100ºС термостат открывается. Такая конструкция позволяет быстрее прогреть салон автомобиля, снизить расход топлива и количество вредных выбросов.

Трехсекционный масляный насос

Для понимания принципа работы 3-секционного маслонасоса рассмотрим устройство помпы двигателя W12 от Audi.

Ведущие секции установлены на общем приводном валу, который посредством цепной передачи соединен с коленчатым валом двигателя. Ведомые шестерни свободно вращаются на общей оси. Можно сказать, что в 3-секционном маслонасосе системы смазки с сухим картером работают 3 отдельные насоса. Диаметр звездочки цепного привода позволяет выбирать передаточное число, напрямую влияющее на производительность масляного насоса.

Принцип забора и нагнетания ничем не отличается от работы маслонасоса шестеренного типа. Также в корпус вмонтирован редукционный клапан. Но в отличие от обычных систем с мокрым картером, излишки масла сливаются не в поддон, а попадают непосредственно на сторону впуска маслонасоса.

Схема циркуляции масла

Мы видим, что зоны смазки в двигателе имеют отдельные магистрали обратного слива, через которые масло забирается всасывающими секциями и подается в масляный бак. Давление в системе смазки с сухим картером создается нагнетательным насосом, который закачивает масло из специального бака.

Для обеспечения полного возврата стекающего в поддон масла производительность всасывающего модуля должна быть выше производительности нагнетательной секции. В случае с рассмотренным выше маслонасосом двигателя W12 значения отличаются в 1.5 раза. Также полноценному забору способствуют разделенные маслозаборники для каждой откачивающей секции.

Масляный бак

Одно из преимуществ сухого картера – снижение риска масляного голодания двигателя. Но для осуществления поставленной задачи важно, чтобы нагнетающая секция всасывала из бака масло без пузырей воздуха.

При повышении температуры и обильном перекачивании моторное масло вспенивается. Из-за снижения плотности падает производительность масляного насоса, что чревато падением давления в точках смазки и повышенным износом трущихся пар.

В системе сухого картера Audi RS6 применен резервуар специальной конструкции.

Перекачиваемый всасывающей секцией объем попадает в двухпоточную трубку, которая входит в «циклон». При вращении масла в «циклоне» из него испаряются газы. Затем, масло проходит через полость для гашения пены и колебаний (пластины успокоителя). После прохождения пластин поток попадает в отстойник. Пары, а также проникнувшие в полость картерные газы поднимаются к верхней части масляного бака, где находится маслоотделитель и система вентиляции картерных газов.

Среди прочих особенностей устройства сухого картера – расположение в корпусе масляного резервуара щупа, заливной горловины, датчика уровня и температуры.

Преимущества установки

Если сравнивать работу сухого картера с обычной системой смазки, мы получаем следующие преимущества:

1. Значительное уменьшение риска масляного голодания.
2. Снижение центра тяжести автомобиля. Масляный резервуар позволяет уменьшить размеры поддона, поэтому двигатель можно опустить ниже. Схожие цели преследуют при установке оппозитного двигателя.
3. Более эффективное охлаждение смазочного материала. В случае с мокрым картером основной заправочный объем постоянно контактирует с прорывающимися в картер газами, а масло циркулирует только в теплонагруженных магистралях. Также немаловажно увеличение заправочного объема, позволяющее увеличить сервисные интервалы.

Система сухого картера получила наибольшее распространение в автоспорте. В условиях гонок при многократной смене направления масло в поддоне склонно к разбалтыванию. А в затяжных поворотах оно собирается в противоположной к направлению виража стороне поддона. Установка сухого картера на внедорожники обусловлена движением по рельефной местности. В случае сильного наклона автомобиля риск отлегания масла и голодания также довольно велик.