Система смазки с сухим картером: преимущества, недостатки и куда их ставят

Система смазки с сухим картером. | Автомания

Сухой картер является разновидностью системы смазки ДВС.Эта система наиболее распространена на спортивных авто,спецтехнике и внедорожниках.

• Вследствие резких маневрирований автомобиля,масло в поддоне начинает «гулять» (мокрая система смазки) а затем пенится,что затрудняет подачу масла в двигатель. Система с сухим картером отличается тем, что масло находится не в картере, а в отдельном масляном баке,что исключает возможность вспенивания.

К парам трения внутри двигателя смазку из бака подает нагнетающий насос, при этом стекающее в поддон масло сразу выкачивается обратно в масляный бак с помощью откачивающего насоса. Скопления масла в поддоне нет, получается картер сухой.

Плюсы и минусы данной системы смазки.

Плюсы:

1) Система с сухим картером позволяет добиться стабильного давления масла при любых условиях движения транспортного средства.

2) Более эффективное охлаждение масла.

3) Мощность двигателя несколько выше.

4) Сухой картер делает контакт масла с отработавшими картерными газами минимальным. В результате масло не так быстро окисляется и стареет.

Перейдем к минусам:

1) Обслуживание такой системы обходится дороже.

2) Наличие ряда доп. элементов приводит к увеличению веса.

3) В такую систему нужно заливать больше масла по объему.

Итог.

Установка такого решения оправдана только в случае с гоночными, раллийными и другими спортивными авто, а также на внедорожниках, которые используются для офф-роадинга.

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

Спасибо что уделили время на прочтение данной статьи.

источники:

http://ssk2121.com/suhoy-karter-svoimi-rukami/?

http://allanda-auto.ru/vaz-2110/karter-dvigatelya-maslyanyj.html? .

3. Классификация системы смазки . Мотоциклы

Система смазки служит для обеспечения подачи масла к трущимся деталям двигателя на всех режимах его работы и при любых нагрузках. У современных мотоциклетных двигателей системы смазок различаются: по способу размещения рабочего запаса масла, по способу подвода масла к трущимся деталям двигателя и по способу использования рабочего запаса масла.

По способу размещения рабочего запаса масла системы смазок мотоциклетных двигателей могут быть разделены на три группы: с сухим картером, с мокрым картером и с полусухим картером.

Системой смазки с сухим картером называется такая система, при которой рабочий запас масла размещается вне картера двигателя (в масляном баке), а непосредственно в картере находится очень небольшой количество масла, обеспечивающее смазку двигателя только в данный момент. Система смазки с сухим картером имеет то преимущество, что масло, размещенное вне картера, не соприкасается с горячими деталями двигателя, охлаждается потоком воздуха, омывающим масляный бак, и поэтому подходит к деталям двигателя достаточно охлажденным. Это обеспечивает надежную смазку и хороший отвод тепла от деталей двигателя. При системе смазки с сухим картером срок службы масла удлиняется, так как с горячими деталями двигателя соприкасается небольшое количество находящегося в картере масла. Но вместе с тем система смазки с сухим картером усложняется наличием масляного бака и системы трубопроводов.

Система смазки с мокрым картером характеризуется тем, что запас масла, необходимый для работы двигателя на определенный промежуток времени, размещен непосредственно в картере двигателя. При этой системе масло постоянно соприкасается с горячими деталями двигателя, поэтому к трущимся поверхностям масло подходит более горячим и окисление его идет интенсивнее, чем в системе смазки с сухим картером.

Преимущество этой системы — отпадает необходимость в баке и во внешних маслопроводах, простота устройства системы смазки благодаря тому, что рабочий запас масла близко расположен к деталям двигателя, нуждающимся в смазке.

При системе смазки с полусухим картером в картере двигателя находится постоянно некоторое количество масла, расход которого непрерывно пополняется из запаса, находящегося вне картера. При такой системе смазки положительным является то, что в картер двигателя постоянно вводится свежее холодное масло. Недостаток этой системы смазки — продукты износа и окисления не выносятся из картера, а все время там накапливаются.

По способу подвода масла к трущимся деталям системы смазки мотоциклетных двигателей можно различить смазку разбрызгиванием, самотеком и принудительную смазку.

Смазка разбрызгиванием в мотоциклетных двигателях обычно применяется для смазывания стенок цилиндров, поршневых пальцев, кулачков и толкателей, а иногда коренных подшипников и втулок валиков кулачковых шестерен.

При такой смазке детали в процессе работы двигателя покрываются пленкой масла, разбрызгиваемого в картере вращающимися деталями.

Смазка разбрызгиванием является наиболее простой, но вместе с тем и наименее надежной, так как в данном случае масло подается к трущимся поверхностям деталей двигателя в недостаточном количестве. Во время работы двигателя разбрызгиваемое масло образует в картере двигателя масляный туман и мельчайшие капельки масла, соприкасаясь с горячим воздухом и газами, проникающими в картер двигателя из цилиндра, а также конденсируясь на стенках цилиндра и картера, значительно нагреваются, что, конечно, ускоряет окисление и порчу масла.

Смазка самотеком в мотоциклетных двигателях используется для подвода к трущимся деталям двигателя масла, стекающего по внутренним стенкам картера в сборники, откуда оно по каналам самотеком поступает к трущимся деталям. Преимущество этого вида системы смазки — простота ее устройства. Недостатком этой системы является то, что в сборники масло поступает после разбрызгивания, а, стекая по горячим стенкам картера, оно сильно нагревается.

При этом значительно понижается вязкость масла и не обеспечивается надежная смазка деталей двигателя. После долгой стоянки масло из сборников стекает через зазоры деталей в картер, вследствие чего также не обеспечивается надежная смазка деталей. Кроме того, движение масла самотеком по каналам возможно при условии, если температура масла выше температуры его застывания. Поэтому в условиях низкой температуры оно поступает к деталям только тогда, когда и масло, и стенки каналов достаточно прогреты.

Принудительная смазка является наилучшим способом подвода масла к более ответственным трущимся деталям. Принудительная подача масла осуществляется масляными насосами, с помощью которых создается давление воздуха в картере двигателя или в масляном баке. Кроме того, для принудительной подачи могут использоваться центробежные силы, возникающие при вращении коленчатого вала.

По способу использования рабочего запаса масла системы смазки мотоциклетных двигателей могут быть разделены на следующие две группы: смазка циркуляционная и смазка смесью масла и горючего.

Циркуляционной называется такая смазка, когда при помощи масляных насосов осуществляется непрерывная циркуляция масла, обеспечивающего смазку деталей двигателя. Масло может циркулировать или непосредственно в картере двигателя, или же через масляный бак, расположенный вне картера. В первом случае циркуляция масла совершается по следующему пути: картер двигателя — нагнетательный масляный насос — масляные клапаны — места смазки — картер двигателя.

Во втором случае циркуляция масла совершается по несколько иному пути: масляный бак — нагнетательный масляный насос — масляные каналы — картер двигателя — фильтр — отсасывающий масляный насос — масляный бак.

При циркуляционной смазке масло в необходимом количестве подается к местам смазки, отводит тепло от подшипников и вымывает из них грязь и отложения. Кроме того, загрязненное и нагретое масло в процессе циркуляции фильтруется и охлаждается, что обеспечивает подвод к подшипникам чистого и охлажденного масла. Циркуляционная смазка применяется на двигателе мотоцикла М-72.

Смазка смесью масла и горючего применяется в двухтактных мотоциклетных двигателях с кривошипно-камерной продувкой. Масло, поступающее в смеси с горючим через карбюратор в картер двигателя, оседает на деталях и смазывает их. Разбрызгиваемое вращающимися деталями масло проникает затем с парами горючего в цилиндр двигателя и там сгорает.

Преимуществом этой системы смазки является ее простота, а недостатком — невозможность обеспечить подачу необходимого количества масла трущимся деталям, так как подача масла является произвольной.

Смазка трущихся деталей мотоциклетных двигателей в основном определяется характером их работы и возможностью применения того или иного способа подвода к ним масла. Цилиндры и поршни мотоциклетных двигателей смазываются разбрызгиванием и в редких случаях в качестве вспомогательной меры масло принудительно подается на зеркало цилиндра. Поршневой палец, толкатели и кулачки смазываются только разбрызгиванием. Опоры кулачковых шестерен смазываются разбрызгиванием и чаще самотеком. Коренные подшипники коленчатого вала смазываются как разбрызгиванием, так и принудительно и в редких случаях самотеком. Шатунные подшипники в подавляющем большинстве случаев смазываются принудительно, но при кривошипно-камерной продувке, как правило, разбрызгиванием. Шестерни распределения смазываются разбрызгиванием, но в некоторых случаях осуществляется их принудительная смазка.

Таким образом, в мотоциклетных двигателях часть деталей может смазываться разбрызгиванием, часть самотеком и часть принудительно. Поэтому подавляющее большинство систем смазок представляет собой комбинацию различных способов подвода масла к трущимся поверхностям.

Система смазки — enginering — LiveJournal

 

В зависимости от размещения работающего масла циркуляционные системы подразделяют на системы с мокрым картером (все масло хранится в картере дизеля) и сухим картером (масло находится в отдельной сточной циркуляционной цистерне). Система представленная на рис. 9.1, относится к системам с мокрым картером и является типичной для дизелей относительно небольшой мощности и для большинства судовых вспомогательных дизелей. Системы с сухим картером имеют все мощные судовые дизели (мало- и среднеоборотные), используемые на судах в качестве главных. Параметры системы: вместимость, удельная вместимость, подана масляного насоса, кратность циркуляции масла (отношение подачи насоса к количеству залитого в систему масла вместимости системы). Наибольшей вместимостью обладают системы МОД 2,5—3,5 л/кВт при масляном охлаждении поршней и 0,8—2 л/кВт — при водяном, Кратность циркуляции в этих дизелях составляет 4—12. Это означает, что за 1 и весь объем масла проходит через двигатель 4-—12 раз. Большим объемом системы, Т. е. малой кратностью циркуляции, в значительней мере объясняется большой срок службы системного масла в МОД (десятки тысяч часов).В среднеоборотных дизелях удельная вместимость масляных (систем несколько ниже (1,2—1,5 л/кВт), а удельная подача масляных накосов (15-22 л/(кВт ч)|.    Это предопределяет наличие в системах СОД большей кратности циркуляции масла (15—17), что, учитывает более жесткие условии работы в системе, непрерывное загрязнение стоками масла и агрессивных соединений из цилиндров, обуславливает значительно больший срок службы. В циркуляционной системе смазывания малооборотного дизеля рис.9.2 масло из циркуляционной цистерны, отделенной от днищевого набора и в торцах коффердамом, через приемную сетку   забирается автономным масляным насосом. От насоса масло поступает к фильтрам и затем к маслоохладителю (насос фильтры и  маслоохладители обязательно резервируют). От охладителей масло поступает в дизель, где распределяется на смазывание и охлаждение внутренней системой смазывания. Из дизеля  масло стекает в расположенную под ним сточную циркуляционную цистерну, обычно резервируемую. Кроме сточно-циркуляционных цистерн, для восполнения потерь масла в дизеле предусмотрены цистерны запаса свежего масла, для хранения и сепарации отработавшего масла — цистерна грязного масла. Имеются так же цистерны цилиндрового масла   и   масла для   ГТН».Фильтр пропускает весь поток масла поступающий к дизелю. ( Такой фильтр называется полнопоточным). Сепараторы масла обеспечивают более тонкую очистку. Масло на сепарацию забирается навешанным на сепаратор насосом из циркуляционной системы или из цистерны грязного масла, куда оно может подаваться главным масляным насосом. Этим же насосом можно подавать масло на палубу. Просипарированное масло 2_ым навешанным насосом возвращается в циркуляционную систему. Контроль за paботой циркуляционной системы смазывания, работу системы контролируют по показаниям навешанных приборов. В первую очередь необходимо следить за давлением в системе: если оно опускается ниже допустимого момента необходимо немедленно снизить нагрузку и частоту вращения до малого хода; получить разрешение и остановить дизель. Перегрев подшипников контролируют по температуре картерных лючков, а после вскрытия картера проверяют находящееся в нем масло, а также масляный фильтр на возможное наличие белого металла подшипникового сплава.

 

Особое внимание нужно обращать на температуру и характер струи масла, вытекающего из поршней. Если по выходе из поршня (или нескольких поршней) струя масла уменьшается и температура растет, это может привести к перегреву поршня и отложению на нем асфальтосмолистых продуктов, препятствующих теплоотводу. В этом случае необходимо снизить нагрузку и очистить внутренние полости головок поршней. Важными показателями являются также перепады давления на фильтрах и температуры в маслоохладителях.     

Эффективное смазывание существенно затрудняется или нарушается там, где имеется пропуск газов вдоль образующей цилиндра независимо от того, вызван он нарушением цилиндричности втулки вследствие деформации или износа либо нарушениями в работе колец (потеря упругости, зависание в кепах, поломка). В местах прорыва газов масляная пленка перегревается, окисляется, сгорает или сдувается. Если в таких случаях локальные участки поверхности металла остаются незащищенными, это способствует как коррозионному, так и механическому изнашиванию. Особенно велика опасность прорыва газов через первое поршневое кольцо. Прорыв газов происходит через открытые замки поршневых колец; особенно опасна ситуация, когда замки колец выстраиваются в одну линию. Поэтому необходимо сохранение подвижности колец в кепах, при которой кольца имеют возможность непрерывно вращаться, занимая положения, не зависимые друг от друга. Пропуск газов через кольца вследствие их неплотного прилегания определяют по появлению на кольцах местных пятен ожога, а на втулке — темных полос. Особенно тяжелые условия смазывания в поясе выпускных окон двухтактного двигателя, где имеются благоприятные условия для сдувания масла с поверхностей втулки, колец и поршня в момент прохождения его мимо окон и их открытия. Этим объясняются большие износы втулок в поясе окон и задиры, типичные для дизелей с петлевой схемой газообмена.

 

1  — сепаратор, 2 – нагреватель масла, 3,4 – цистерны масла, 5,6 –цистерны запаса масла, 7- маслоохладитель, 8 – фильтр, 9 – главный масляный насос, 10 – дизель, 11 – циркуляционная цистерна, 12 – кафедрам,  13 – приемная сетка

%d1%81%d0%b8%d1%81%d1%82%d0%b5%d0%bc%d0%b0%20%d1%81%d0%bc%d0%b0%d0%b7%d0%ba%d0%b8%20%d1%81%20%d1%81%d1%83%d1%85%d0%b8%d0%bc%20%d0%ba%d0%b0%d1%80%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%be%d0%bc — с русского на все языки

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────Айнский языкАканАлбанскийАлтайскийАрабскийАрагонскийАрмянскийАрумынскийАстурийскийАфрикаансБагобоБаскскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийБурятскийВаллийскийВарайскийВенгерскийВепсскийВерхнелужицкийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийГуараниГэльскийДатскийДолганскийДревнерусский языкИвритИдишИнгушскийИндонезийскийИнупиакИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКарачаевскийКаталанскийКвеньяКечуаКиргизскийКитайскийКлингонскийКомиКомиКорейскийКриКрымскотатарскийКумыкскийКурдскийКхмерскийЛатинскийЛатышскийЛингалаЛитовскийЛюксембургскийМайяМакедонскийМалайскийМаньчжурскийМаориМарийскийМикенскийМокшанскийМонгольскийНауатльНемецкийНидерландскийНогайскийНорвежскийОрокскийОсетинскийОсманскийПалиПапьяментоПенджабскийПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСанскритСеверносаамскийСербскийСефардскийСилезскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТаджикскийТайскийТатарскийТвиТибетскийТофаларскийТувинскийТурецкийТуркменскийУдмурдскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеркесскийЧерокиЧеченскийЧешскийЧувашскийШайенскогоШведскийШорскийШумерскийЭвенкийскийЭльзасскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЮпийскийЯкутскийЯпонский

 

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────АлтайскийАрабскийАрмянскийБаскскийБашкирскийБелорусскийВенгерскийВепсскийВодскийГреческийДатскийИвритИдишИжорскийИнгушскийИндонезийскийИсландскийИтальянскийКазахскийКарачаевскийКитайскийКорейскийКрымскотатарскийКумыкскийЛатинскийЛатышскийЛитовскийМарийскийМокшанскийМонгольскийНемецкийНидерландскийНорвежскийОсетинскийПерсидскийПольскийПортугальскийСловацкийСловенскийСуахилиТаджикскийТайскийТатарскийТурецкийТуркменскийУдмурдскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрумскийФинскийФранцузскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеченскийЧешскийЧувашскийШведскийШорскийЭвенкийскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЯкутскийЯпонский

Конспект лекции по Устройству автомобиля на тему «Система смазки двигателя»

Тема 5. Смазочная система

Система смазки (другое наименование смазочная система) предназначена для снижения трения между сопряженными деталями двигателя.

Кроме выполнения основной функции система смазки обеспечивает:

• охлаждение деталей двигателя;

• удаление продуктов нагара и износа;

• защиту деталей двигателя от коррозии.

Способы смазывания:

• разбрызгиванием;

• принудительный;

• комбинированный.

Смазочная система с разбрызгиванием масла применяется в простейших двигателях, имеющих, как правило, в качестве подшипников коленчатого и распределительного валов подшипники качения. В этом случае смазочное масло заливается в картер двигателя до уровня, при котором специальный выступ-черпак на шатуне или крышке шатунного подшипника погружается в масло при нахождении поршня вблизи НМТ. Образующиеся при этом мелкие брызги масла (масляный туман) разносятся картерными газами по всему объему картера и, оседая на рабочих поверхностях цилиндров, подшипников качения, поршневых пальцев и толкателей газораспределительного механизма, смазывают их; стекая с них, масло уносит теплоту.

Принудительную смазочную систему (смазка под давлением) применяют в форсированных двигателях, в которых для устранения перегрева трущихся поверхностей и масла с помощью специальных насосов создается его интенсивная циркуляция не только через подшипники коленчатого вала, но и через подшипники поршневого пальца, распределительного вала, валов передач, охладители и фильтры.

Комбинированные смазочные системы позволяют упростить конструкцию двигателя, так как часть трущихся поверхностей смазывается разбрызгиваемым маслом, а под давлением оно подводится только к наиболее напряженным узлам трения, главным образом к подшипникам коленчатого и распределительного валов.

В зависимости от места хранения запаса масла, необходимого для циркуляции, принудительные смазочные системы, в свою очередь, делят на системы с мокрым картером, в которых запас масла хранится в поддоне картера или раме двигателя, и на системы с сухим картером, в которых запас масла находится в циркуляционных баках или цистернах, а поддон картера или рама двигателя являются только сборниками масла, стекающего со смазываемых поверхностей или из полостей охлаждаемых поршней, серводвигателей, передач или агрегатов.

Система смазки с мокрым картером

Принципиальная схема смазочной системы с мокрым картером:

1 — масляный поддон, 2 — масляный насос, 3 — редукционный клапан масляного насоса, 4 — масломерный щуп, 5 — промежуточная шестерня, 6 — масляный фильтр, 7- редукционный (температурный) клапан, 8 — масляный радиатор, 9 — сливной клапан, 10 — распределительный вал, 11 — манометр, 12 — ось коромысел, 13 — главный масляный канал, 14 — полость шатунной шейки, 15 — коленчатый вал, 16 — масло заливная горловина

По наклонным каналам коленчатого вала масло попадает в полость 14 шатунных шеек, где дополнительно очищается и, выходя на поверхность шеек, смазывает шатунные подшипники. От первого коренного подшипника масло поступает к пальцу промежуточной шестерни 5 и втулке шестерни топливного насоса.

По каналу в одной из шеек распределительного вала масло пульсирующим потоком подается в вертикальный канал блока и по каналам в головке и наружной трубке — в пустотелую ось 12 коромысел. Через отверстия в валике коромысел масло поступает к втулкам коромысел и, стекая по штангам, смазывает толкатели и кулачки распределительного вала.

Стенки цилиндров и поршней, поршневые пальцы, распределительные шестерни смазываются разбрызгиванием. Масло, вытекающее из подшипников коленчатого вала и стекающее с клапанного механизма, разбрызгивается быстровращающимся коленчатым валом на мелкие капли, образуя масляный туман. Капельки масла, оседая на поверхности цилиндров, поршней, кулачков распределительного вала, смазывают их и стекают в поддон картера, откуда масло вновь начинает свой путь. Поршневой палец смазывается капельками масла, которые забрызгиваются в отверстие верхней головки шатуна. В двигателях, имеющих канал в стержне шатуна, поршневой палец смазывается под давлением.

Работу смазочной системы контролируют по манометру 11, показывающему давление в главной магистрали. На некоторых двигателях, кроме того, устанавливают термометр, измеряющий температуру масла в смазочной системе и датчики аварийного падения давления масла.

Система смазки с сухим картером

Система смазки с сухим картером (обиходное название – сухой картер) предназначена для обеспечения стабильной работы системы смазки во всех положениях транспортного средства, в т.ч. при резких маневрах на большой скорости, больших наклонах автомобилях.

Схема смазочной системы с сухим картером:

1 — поддон картера; 2 — маслозаборник; 3 — откачивающие секции насоса; 4—редукционный клапан нагнетательной секции насоса; 5 — нагнетательная секция насоса; 6 — полнопоточный фильтр; 7 — перепускной клапан; 8 — главная масляная магистраль; 9 — сливной клапан; 10 — масляный охладитель; 11 — труба, соединяющая циркуляционный бак с картером; 12 — предохранительный клапан; 13 — маслозаливная горловина; 14 — циркуляционный бак

В высокофорсированных двигателях применение системы с сухим картером объясняется также тем, что масло меньше времени соприкасается с картерными газами и нагретыми деталями, меньше вспенивается, медленнее окисляется и насыщается водой и топливом, что способствует сохранению свойств масла, сокращению расхода и увеличению сроков между сменами масла.

На рисунке видны дополнительные устройства смазочной системы с сухим картером, которых нет в системе с мокрым картером. Поддон картера или рама имеют по концам углубления, из которых масло откачивается двумя секциями 3 насоса с помощью двух маслозаборников 2 в наружный циркуляционный бак 14 через охладитель 10 по общему нагнетательному трубопроводу, что предотвращает засасывание пены одной из секций. Из циркуляционного бака в главную магистраль 8 двигателя масло подается с помощью нагнетательной секции 5 масляного насоса через полнопоточный фильтр 6.

Преимуществами системы смазки с сухим картером являются:

• отсутствие масляного голодания;

• уменьшение размеров и снижение центра тяжести двигателя ввиду меньших размеров картера;

• лучшее охлаждение масла;

• некоторое увеличение мощности двигателя за счет снижения сопротивления масла коленчатому валу.

Вместе с тем, сухой картер усложняет конструкцию системы, увеличивает вес автомобиля, повышает расходы на обслуживание, и в итоге повышает стоимость автомобиля.

Масляный насос системы смазки с сухим картером выполняет следующие функции:

• откачка масла из картера в масляный бак;

• откачка масла из турбонагнетателя в масляный бак;

• нагнетание масла из масляного бака в систему смазки.

Масляный насос выполнен в виде секций, при этом каждой функции соответствует как минимум одна секция насоса. Насос имеет привод от коленчатого вала двигателя.

Для лучшего охлаждения масла в системе смазки с сухим картером вместе с жидкостным масляным радиатором может устанавливаться дополнительный воздушный масляный радиатор. Его работа регулируется с помощью масляного термостата, который на холодном двигателе направляет масло непосредственно в бак, а на прогретом до определенной температуры – через дополнительный радиатор.

Масляный бак помимо хранения масла обеспечивает гашение колебаний и уменьшение пенообразования. Для этого в баке имеется успокоитель. В масляный бак также встроена система вентиляции картера, размещены масляный щуп и датчик температуры и давления масла.

Помимо системы смазки с сухим картером на современных автомобилях применяются и другие технические решения, препятствующие масляному голоданию двигателя:

Углубленный масляный поддон обеспечивает надежный забор масла насосом при всех возможных наклонах автомобиля и используется на внедорожниках.

Система дополнительных заслонок представляет собой ряд заслонок, расположенных в картерном поддоне параллельно продольной оси автомобиля. Две заслонки с одной стороны, две – с другой. В нормальном положении заслонка закрыта (опущена вниз) и имеет возможность поворота вовнутрь поддона.

При движении автомобиля в повороте, масло стремиться к внешней стороне поддона. Две заслонки, обращенные к внешней стороне, закрыты и препятствуют движению масла. Две другие заслонки открываются, обеспечивая подачу дополнительной порции масла в зону всасывания. Таким образом, в зоне всасывания всегда находится необходимое количество масла.

Система смазки



Система смазки

 

Основное назначение системы смазки двигателя — своевременный подвод чистого и, при необходимости, охлажденного моторного масла к трущимся деталям двигателя для уменьшения трения и износа этих деталей за счет создания на их поверхностях несущего масляного слоя. Система смазки также должна обеспечивать охлаждение поверхностей путем отвода теплоты маслом и вымывание продуктов износа из подшипников и зазоров между сопряженными поверхностями.

Система смазки может использоваться для организованного отвода теп­лоты от деталей, которые непосредственно не соприкасаются с охлажда­ющей жидкостью. К ним относятся внутренняя поверхность поршня, кор­пуса турбокомпрессора (в зонах подшипников), шестерни и др.

Смазка, кроме того, улучшает уплотнение поршневыми кольцами внутри-цилиндрового пространства и предохраняет детали двигателя от коррозии.

В зависимости от способа подвода масла к трущимся поверхностям различают смазку под давлением, смазку разбрызгиванием и комбиниро­ванную. В современных двигателях транспортных средств смазка наибо­лее ответственных и нагруженных пар трения (подшипники коленчатого и распределительного валов) осуществляется под давлением. Иногда под давлением смазываются направляющие толкателей, подшипники верхних головок шатунов, подшипники вала привода прерывателя-распределителя зажигания, вала привода водяного насоса. К остальным трущимся поверх­ностям (цилиндры, поршни, привод механизма газораспределения и др.) масло поступает разбрызгиванием и самотеком.

В зависимости от назначения и условий работы двигателя применяются  системы смазки двух типов: с мокрым и сухим картерами.

Система с мокрым картером получила преимущественное распространение. В этом случае резервуаром для масла служит нижняя часть картера. При больших продольных углах наклона двигателя в системах с мокрым картером уровень масла может быть расположен выше переднего или заднего концов коленчатого вала.  При этом сальники будут находиться под избыточным давлением. Для уменьшения взбалтывания  масла углубление в картере для масла может быть отделена от остального пространства успокоительным листом. Высота двигателя при системе смаз­ки с мокрым картером возрастает.

В некоторых двигателях для обеспечения надежной смазки при любом положении двигателя, а также для борьбы с пенообразованием в картере применяют системы смазки с сухим картером. В таких системах основное количество масла помещается в специальных емкостях-баках, куда оно откачивается из картера. Такие системы применяются в двигателях спортивных автомобилей, тракторов, специальных транспортных средств.

 

  

Системы смазки двигателей — багги-планс.рф

Двигатель для работы нуждается в смазке. В статье приведено описание основных систем смазки двигателей внутреннего сгорания, их достоиства и недостатки.

Системы смазки автомобильных ДВС

Бесперебойный подвод масла к трущимся поверхностям в ДВС обеспечивает система смазки. Система смазки автомобильного двигателя должна обеспечивать подачу достаточного количества масла к трущимся деталям при работе на различных скоростных и нагрузочных режимах, при подъемах и спусках до 35%, кренах до 25%, при отрицательных и положительных температурах окружающего воздуха, положительных и отрицательных горизонтальных и вертикальных ускорениях. Кроме того, она должна обеспечивать возможность длительной работы двигателя без перегрева масла с минимальным его расходом, а также обеспечивать достаточную очистку масла от механических примесей, не требовать больших трудозатрат на обслуживание.

Подвод масла к трущимся поверхностям осуществляется с помощью циркуляционных систем смазки или путем добавления масла в состав топлива (3-6% по объему).

Последний вариант смазки используется в маломощных двухтактных двигателях с криво-шипно-камерной продувкой. Масло, добавленное в топливо, в смеси с воздухом поступает в кривошипную камеру, где частично конденсируется на деталях ЦП Г и КШМ, а частично попадает в КС. В связи с этим к маслам для таких двигателей предъявляются особые требования по зольности и коксуемости.

В остальных двигателях применяются циркуляционные системы смазки, в которых масло, подводимое к трущимся поверхностям, собирается, очищается от продуктов износа и повторно подается для смазки деталей.

В зависимости от способа подвода масла в циркуляционных системах различают подачу смазки под давлением и путем разбрызгивания. В современных системах смазки двигателей используются оба варианта подвода масла, поэтому их называют комбинированными. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, подшипники распределительного вала, вала турбокомпрессора, оси коромысел привода клапанов, сопряжения шатунов с поршневыми пальцами и др. В некоторых конструкциях для улучшения смазки организуется принудительный впрыск масла на зеркало цилиндра, а также на внутреннюю поверхность днища поршня с целью его охлаждения. Подвод масла под давлением организуется также в охлаждаемых циркулирующим маслом поршнях, к поршням с изменяемой степенью сжатия, гидравлическим толкателям клапанов, механизмам изменения фаз газораспределения и к другим исполнительным механизмам. Остальные подвижные детали двигателя смазываются путем разбрызгивания — каплями, образующимися при вытекании масла из подшипников коленчатого вала и других сопряжений. При этом распределение разбрызгиваемого масла в значительной степени связано с компоновкой двигателя.

В зависимости от места размещения основного запаса масла различают системы смазки с мокрым (рис. 1.24, а) и сухим (рис. 1.24, б) картером.

В автомобильных двигателях наиболее распространены системы смазки с мокрым картером, которые имеют более простую конструкцию. В этом случае основной запас масла находится в поддоне картера и при работе двигателя масло подается к трущимся деталям масляным насосом.

В системах с сухим картером основной запас масла содержится в автономном масляном баке и масло подается к трущимся деталям нагнетающим масляным насосом. Стекающее в поддон масло полностью удаляется из него откачивающим насосом и вновь подается в масляный бак.

Система смазки с сухим картером обеспечивает длительную работу на крутых подъемах, спусках и при кренах без утечки масла через сальники коленчатого вала, а также дает возможность снизить высоту двигателя. Отсутствие запаса масла в зоне вращения коленчатого вала исключает возможность его забрасывания на стенки цилиндров, что положительно влияет на снижение эксплуатационного расхода смазки. Кроме того, при сухом картере масло в меньшей степени нагревается от горячих деталей и подвергается воздействию картерных газов, благодаря чему сохраняет свои физико-химические свойства в течение более длительного времени, чем в системах с мокрым картером.

В основу большинства систем смазки положен один и тот же принцип, иллюстрируемый рис. 1.24. Масло из поддона 11 (или бака 14) нагнетающим насосом 2 через полнопоточный фильтр 4, подается в масляную магистраль. Давление в ней контролируется манометром 5. Из масляной магистрали масло подается к шейкам коленчатого вала 16 (в некоторых вариантах к одной шейке, а к остальным по внутренним каналам коленвала), распределительного вала 8 и к другим парам трения. Слив избытка масла из магистрали осуществляется через фильтр 9. Контроль температуры масла осуществляется термометром 12, охлаждение — с помощью радиатора 13. Уровень масла контролируется мерным щупом 10. Для откачки масла в системах с сухим картером используются насосы 15. В качестве насосов в системах смазки, как правило, используются шестеренчатые насосы (прямозубые или косозубые) с шестернями внешнего или внутреннего зацепления (рис. 1.25, а, б)

Рис. 1.24. Схемы систем смазки:
а — с мокрым картером; б — с сухим картером; 1 — маслоприемник; 2 — нагнетающий насос; 3, 9 — фильтры; 4 — редукционный клапан; 5 — манометр; 6 — подвод масла к коленчатому валу; 7 — поршень; 8 — распредвал; 10- щуп; 11- картер; 12 — указатель температуры; 13 — радиатор; 14 — бак; 15 — откачивающий насос; 16 — коленчатый вал.

Рис. 1.25. Схемы шестеренных насосов системы смазки:
а- с внешним зацеплением; б — с внутренним зацеплением; 1 — разгрузочная канавка; 2 — полость нагнетания; 3 — полость всасывания.

Производительность масляного насоса и создаваемое давление в значительной мере зависит от вязкости масла и частоты вращения вала двигателя, которая изменяется в широких пределах. Кроме того, в процессе эксплуатации сопряженные детали двигателя изнашиваются, что приводит к увеличению зазоров между ними и к повышению количества прокачиваемого масла. Чтобы обеспечить бесперебойную подачу масла ко всем трущимся деталям при неблагоприятном сочетании указанных факторов, расчетную производительность масляного насоса увеличивают, а для поддержания требуемого давления в магистрали вводят регулятор, называемый редукционным клапаном.

В автомобильных двигателях применяются конические, сферические, пластинчатые и цилиндрические редукционные клапаны. На рис. 1.26 показан цилиндрический клапан, который состоит из плунжера 2 и пружины 3, установленных в корпусе 1 с отверстиями. В случае повышения давления в магистрали плунжер 2, сжимая пружину 3, перемещается и обеспечивает перепуск части масла в поддон или во всасывающую полость насоса. Требуемая характеристика клапана достигается соответствующим подбором пружины.

Рис. 1.26. Плунжерный редукционный клапан:
1 — корпус; 2 — плунжер; 3 — пружина.

Редукционные клапаны могут устанавливаться в корпусе насоса на входе в главную масляную магистраль или в конце масляной магистрали. Установка редукционного клапана в корпусе насоса исключает возможность резкого повышения давления на входе в магистраль. Однако в этом случае давление в конце магистрали, под которым смазываются подшипники, может значительно колебаться при изменении гидравлического сопротивления системы и расхода масла. В связи с этим в некоторых системах устанавливают два редукционных клапана — в начале и в конце магистрали. Кроме редукционных в системах смазки могут устанавливаться нагнетательные, впускные, обратные и перепускные клапаны. Давление масла в системах смазки ДВС различных типов и назначения находится в пределах от 0,2 до 1,5 МПа. Большие значения относятся к быстроходным форсированным двигателям. Производительность используемого в системе смазки насоса должна обеспечивать расход масла 13-68 л/кВт • ч. Наибольшие значения используются для форсированных быстроходных двигателей с масляным охлаждением поршней. Объем масла в системах смазки с мокрым картером для двигателей различных типов составляет 0,03-0,48 л/кВт.

Очистка масла от механических примесей в системах смазки осуществляется фильтрами. Наибольшее распространение в двигателях современных автомобилей получили бумажные полнопоточные поглощающие фильтры, улавливающие частицы размером до 0,5 мкм. Для исключения перегрева масла и сохранения нормального теплового режима трущихся пар масло в системе смазки двигателя, особенно в летний период, нуждается в охлаждении. Чаще всего для этого используются воздушно-масляные радиаторы, устанавливаемые перед радиатором системы охлаждения двигателя. С целью снижения вредного воздействия на масло прорывающихся из КС газов (кар-терных газов), а также снижения давления в картере для предотвращения утечек масла из двигателя, картер снабжают системой вентиляции. В настоящее время для минимизации вредных выбросов автомобильными двигателями в атмосферу используют закрытые системы вентиляции картера. Для отвода картер-ных газов в этих системах картер соединяется с впускным трубопроводом и (или) с воздушным фильтром.

 

Система смазки мокрого и сухого поддонов

У вас действительно есть базовые знания о системе смазки двигателя, если да, то вы знакомы с термином «масляный поддон»? Основными типами являются мокрый и сухой поддон, который является вашей целью здесь сегодня.

Деталь представляет собой металлическую тарелку, закрывающую нижнюю часть блока цилиндров. Он служит резервуаром для моторного масла, которое из него циркулирует по двигателю. Это случай мокрого отстойника. Сухой картер находится где-то вокруг двигателя, но масло все еще находится в поддоне в нижней части двигателя.

В этой статье вы познакомитесь с работой мокрого и сухого маслосборника, а также с их отличиями, преимуществами и недостатками.

Прочтите, что вы должны знать о шатуне

Система смазки мокрого поддона

Система мокрого картера является обычным и стандартным масляным картером в автомобильном двигателе. он называется мокрым картером, потому что он содержит масло только в поддоне, служащем резервуаром, и в нем используется единственный масляный насос.Процесс циркуляции масла в этой системе смазки кажется быстрым, потому что масло перекачивается непосредственно к движущимся частям.

Картер изготовлен из тонкого нержавеющего металла, которым закрывается двигатель. Он собирает масло, когда двигатель не работает. Влажные отстойники имеют более глубокую форму и монтируются в нижней части картера, служа резервуаром для масла. Хотя масляное застревание часто происходит, есть способы предотвратить это.

Мокрый картер предназначен для следующих целей, поэтому он широко используется в автомобильных двигателях:

• Двигатель полностью закрыт крышкой, предотвращающей попадание внешней грязи.
• Масляные поддоны также помогают охлаждать горячее смазочное масло во время движения автомобиля. Под поддоном находится воздушный поток, который помогает охладить горячее масло перед подачей в двигатель для смазки.
• В поддоне есть ребра охлаждения, увеличивающие его площадь.
• Масляные поддоны удерживают большие загрязнения и предотвращают их попадание в двигатель. масляный фильтр задерживает мелкую грязь.
• Содержащееся в нем масло используется для смазки, охлаждения и очистки двигателя.
• Масляный поддон с масломерным щупом позволяет показывать уровень масла в качестве указателя.
• Масляный поддон / поддон позволяет маслу стекать, поэтому можно установить новое масло.

Читать: Общие сведения о системе смазки двигателя

Преимущества и недостатки системы мокрого отстойника

Преимущества:

Ниже приведены преимущества системы с мокрым картером:

• Работа не сложная, то есть разобраться с циркуляцией масла несложно.
• Система смазки с мокрым картером экономична.
• Масло циркулирует легче и быстрее.
• Поддон / поддон имеет некоторые компоненты, такие как перегородки, поддон для защиты от ветра, масляный щуп для контроля уровня масла.
• Влажный масляный поддон удерживает более крупные загрязнения в нижней части поддона.
• Этот компонент не увеличивает вес двигателя, как система с сухим картером.
• Требуется меньше обслуживания.
• Мокрый картер широко применяется в коммерческих автомобилях.

Недостатки:

Несмотря на преимущества системы с мокрым картером, некоторые ограничения все же имеют место.Ниже приведены недостатки системы мокрого отстойника.

• Циркуляция масла ограничена.
• Любые проблемы с масляным поддоном или насосом влияют на циркуляцию масла.
• В этой системе смазки легко возникает масляный голод.
• В системе всего один масляный насос.

Посмотрите видео, чтобы лучше понять, как работает смазка с мокрым картером:

Смазка с сухим поддоном

В системе смазки с сухим картером помимо масляного поддона имеется дополнительный масляный резервуар.Это процесс управления смазочным маслом как в двухтактных, так и в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания. Нефть перекачивается на разных ступенях системы, как минимум на двух, а их от 5 до 6.

Первая ступень для подачи давления, которая подает масло со дна резервуара, вместе с регулируемым регулятором давления подает масло под давлением через фильтр в двигатель. Следующим этапом является удаление масла из поддона сухого картера и возврат масла и газов во внешний резервуар.

Охладитель всегда используется между линией выпускных отверстий продувки и внешним резервуаром. Для привода насоса обычно используются зубчатый ремень и шкивы Gilmer или High Torque Drive (HTD). Причина проведения нескольких этапов состоит в том, чтобы убедиться, что все масло вымыто из поддона, а также для удаления лишнего воздуха из картера.

Система с сухим картером в основном используется на больших дизельных двигателях, например, на кораблях. Он также используется в бензиновых двигателях, используемых в гоночных автомобилях, пилотажных самолетах, а также в высокопроизводительных мотоциклах.Они используются в высокопроизводительных двигателях из-за их надежности, емкости масла, меньшего масляного голодания и т. Д., Они могут не подходить для всех применений из-за своей высокой стоимости, сложности и т. Д.

Основная цель этой системы — иметь отдельный резервуар или резервуар для хранения масла. Бак может быть высоким и круглым или узким и иметь внутренние перегородки и выпускное отверстие для масла. Выход для подачи масла расположен в самом низу, чтобы не мешать подаче масла.

Прочтите: Основные части поршней и их функции

Преимущества и недостатки системы сухого картера

Преимущества:

Система с сухим картером имеет много преимуществ по сравнению с мокрым картером.Ниже приведены преимущества системы с сухим картером:

• Повышает надежность двигателя за счет постоянного давления масла.
• Предотвратить масляное голодание двигателя.
• Двигатели с системой сухого картера испытывают повышенную мощность в лошадиных силах из-за уменьшения вязкого трения и воздушного трения.
• Из-за большего внешнего резервуара емкость всасываемого масла намного выше.
• Высокопроизводительный двигатель, такой как гоночные автомобили, спортивные автомобили очень важны с этой системой смазки.
• Температура масла высокая и идеально контролируется.
• Повышение устойчивости и управляемости автомобилей.
• Насосы, расположенные снаружи, упрощают их замену и обслуживание.
• Система с сухим картером помогает контролировать газы, попавшие в масло из деталей двигателя.
• Повышена эффективность насоса для обеспечения подачи масла в двигатель.

Недостатки:

Несмотря на преимущества двигателей с сухим картером перед двигателями с мокрым картером, его ограничения по-прежнему превышают ограничения двигателя с мокрым картером.Ниже приведены недостатки системы с сухим картером:

• Система с сухим картером увеличивает вес, сложность и стоимость двигателя.
• Поскольку поршневые пальцы и поршни зависят от смазки и охлаждения соответственно размазанным маслом. Если насос откачивает слишком много масла, может произойти недостаточное смазывание.
• В системе есть дополнительные насосы и трубопроводы, что делает ее неэкономичной.
• Внешний резервуар и насосы занимают много места, не оставляя пространства для дыхания или пространства для внешней циркуляции воздуха.
• Требуется дополнительное масло и обслуживание системы.
• Недостаточная смазка верхней части клапанного механизма также может стать проблемой, если из этой зоны удаляется слишком много масляных паров.

Посмотрите видео, чтобы лучше понять, как работает система смазки с сухим картером:

Прочтите Все, что вам нужно знать о распределительном валу

Принцип работы

Назначение масла в двигателях — смазка и охлаждение его деталей посредством циркуляции, смазки различных подшипников и других движущихся частей.Затем масло самотеком сливается в поддон в основании двигателя. в системе с мокрым картером насос собирает масло и перекачивает его к месту назначения через масляные галереи. Затем масло возвращается в поддон для охлаждения перед рециркуляцией.

В сухом картере масло перекачивается из поддона во внешний резервуар, прежде чем другой насос нагнетает масло к деталям двигателя. Но очевидным фактом между двумя системами является то, что масла возвращаются в резервуар в нижней части двигателя.

Одним из отличий мокрого картера от сухого является скорость охлаждения масла. Это связано с тем, что маслу из резервуара потребуется время, чтобы вернуться во внешний резервуар перед рециркуляцией. Однако в случае с мокрым картером нет альтернативы тому, чтобы дать маслу достаточно времени для того, чтобы должным образом остыть перед его рециркуляцией в двигатель.

В системе с сухим картером не будет масляного голодания, потому что смазка начинается с верхней части двигателя к нижней части.Масло должным образом охлаждается и деаэрируется перед рециркуляцией через двигатель с помощью нагнетательного насоса.

Система влажного и сухого отстойников в мотоцикле

В современных мотоциклах используется смазка с мокрым картером, потому что она понятна для рядных четырехцилиндровых двигателей с поперечным расположением цилиндров. Из-за того, что двигатели должны быть установлены достаточно высоко в раме, поэтому пространство под ним можно использовать для мокрого картера.

Сухая смазка применима к мотоциклам, так как они работают с большей энергией, чем другие дорожные транспортные средства.В мотоциклах, таких как Honda CB750, используется система смазки с сухим картером. Более узкие двигатели могут быть установлены ниже и могут отличаться смазкой с сухим картером.

Читайте: Понимание системы автоматической коробки передач

Итак, большой вопрос сегодня — это разница между системой смазки с мокрым картером и системой смазки с сухим картером.

Влажный отстойник и сухой отстойник

Как указывалось ранее, в масляном поддоне с мокрым картером масло хранится, в то время как система с сухим картером имеет внешний резервуар для хранения масла.Таким образом, большая разница между ними заключается в том, что мокрые отстойники используются на небольших двигателях, потребляющих небольшую мощность и не требующих избыточной смазки. В то время как система с сухим картером предназначена для высокопроизводительного автомобиля, где требуются максимальная мощность и управляемость.

Циркуляция масла в мокром картере осуществляется только от картера к движущимся частям двигателя, если обработка масла (продувка) системы сухого картера производится поэтапно перед рециркуляцией. В коммерческих автомобилях часто используется мокрый картер, но в гоночных автомобилях используется система с сухим картером.

В заключение, двигатели с мокрым картером сконструированы с одним масляным насосом. Он расположен под коленчатым валом двигателя и подает масло из поддона прямо в двигатель. в то время как двигатель с сухим картером имеет внешний резервуар для масла помимо картера, и он разработан с несколькими масляными насосами.

Разница между системами с мокрым и сухим поддоном заключается в их применении. Как уже говорилось, мокрый картер используется на коммерческих автомобилях, а сухой картер используется на высокопроизводительных двигателях, таких как спортивные автомобили.

Чтение: понимание работы маховика

На этом статья «Система масляного картера». Надеюсь, вам понравилось чтение. Если да, то оставьте комментарий, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей!

WET-Sump Vs. DRY-Sump SystemsPerformance Racing Industry

Стоимость, мощность и размещение — вот лишь некоторые из соображений, которые необходимо учитывать при определении того, какой тип масляного насоса подходит для конкретного гоночного применения.В колонке этого месяца Янн Крискуоло из Canton Racing Products выступает против мокрых отстойников, а Гэри Армстронг из Armstrong Race Engineering дает свидетельские показания от имени систем с сухим отстойником.

АДВОКАТ WET-SUMP:
ИАН КРИСКУОЛО,
CANTON RACING PRODUCTS

Системы с мокрым отстойником не обладают такой же сложностью, как системы с сухим отстойником, и это дает ряд различных преимуществ.

Важно учитывать, что система с сухим картером действительно может снизить надежность автомобиля.У вас больше сантехники и фитингов, а это увеличивает вероятность утечек. Внешние насосы также могут выйти из строя без предупреждения, и это может испортить гоночный день.

Некоторые люди рекламируют увеличение мощности, которое может быть достигнуто с помощью системы с сухим картером, но в конечном итоге мы говорим о незначительной разнице, если она вообще есть. Системы с сухим картером часто считаются лучшими в этом отношении, поскольку вам не нужно иметь дело с выплескиванием масла в нижней части, ветровыми нагрузками и аэрацией масла вращающимся узлом.Тем не менее, эти преимущества также могут быть достигнуты с помощью правильно настроенной системы мокрого картера с использованием Accusump или системы, которая имеет поддон для защиты от ветра и надлежащие перегородки внутри масляного поддона.

Accusump — это аккумулятор, который удерживает масло в резерве за пределами масляного поддона, что делает масло менее восприимчивым к разбрызгиванию или аэрации, а также к кавитации маслозаборника из-за воздуха при высоких боковых нагрузках. По сути, это имитирует общие принципы системы с сухим отстойником, но на самом деле это система с мокрым отстойником и сборным баком.Accusump сохраняет давление в системе смазки, и когда давление в системе падает, Accusump выталкивает масло в двигатель для поддержания смазки.

Основная проблема здесь заключается в том, что ветер и аэрация масла могут отрицательно повлиять на способность масла выполнять свою работу и увеличить вероятность повреждения двигателя, и поэтому системы с мокрым картером часто получают плохую репутацию. Но даже простое использование поддона и перегородок может иметь большое значение — они требуют минимальной модификации и могут очень хорошо контролировать масло внутри поддона.

Вы также должны учитывать различия в сложности, когда дело касается упаковки. Масляный поддон — довольно простая установка, как и Accusump. Но все меняется, когда вы строите систему с сухим картером. Вот когда вам нужно начать рассматривать связанные с этим ограничения — где вы собираетесь поставить резервуар на 10 литров и установить внешние насосы, и что нужно будет переместить, чтобы приспособиться к этому. И это может повлиять на то, какие варианты доступны вам с точки зрения настроек двигателя.

Тогда есть стоимость. Если вы строите готовую к гонкам систему с мокрым картером для драг-стрипа, кольцевого трека или даже для использования в гонках на дорогах, вам нужно около 500 долларов за кастрюлю и пикап. Если бы вы захотели объединить это с системой Accusump, это было бы еще 500 долларов.

Если вы собираете систему с сухим поддоном для аналогичного применения, вам потребуются поддон с сухим поддоном, бак, трубопроводы и фитинги, а также насосы. В то время как остальное оборудование примерно эквивалентно стоимости системы с мокрым отстойником, насосы добавляют к стоимости от 2000 до 4000 долларов, в зависимости от того, что вам нужно.Реально готовая к гонкам система с сухим картером будет стоить как минимум около 3000 долларов. И это не включает трудозатрат на то, чтобы все было подключено, смонтировано и настроено.

АДВОКАТ DRY-SUMP:
ГЭРИ АРМСТРОНГ,
АРМСТРОНГ RACE ENGINEERING (АРЕ)

Простая правда заключается в том, что с чем-то вроде приложения для шоссейных гонок, где вы регулярно тянете более чем на одну поперечную G, вы не сможете сконструировать поддон с мокрым картером, который должным образом удерживал бы масло.Системы с сухим картером были изобретены по этой причине — для хранения масла в отдельном контейнере, который позволяет контролировать колебания и поддерживать надлежащее давление.

Подносы и перегородки Windage эффективны только до определенного предела. Вы должны содержать довольно много масла в поддоне мокрого поддона, и у вас должно быть отверстие для масляного насоса, чтобы он мог поместиться в него, чтобы образовалось гигантское отверстие в поддоне для защиты от ветра. Также есть много задержек, связанных с открытием и закрытием перегородок на поворотах, и как бы сильно вы ни пытались их закрыть, масло всегда будет красться по бокам.Эти решения в основном являются пластырями.

А система с мокрым картером может стоить вам лошадиных сил. Лучшая аналогия — представить себе управление троллинговым мотором в озере. Если вы вытащите винт из воды, вы сразу же наберете тысячу оборотов в минуту или около того, и это из-за разницы в сопротивлении воды и воздуха — воздух практически не создает сопротивления. Точно так же коленчатый вал, находящийся в масле, создает огромное вязкое сопротивление. С нашей системой сухого картера Corvette автомобиль движется по гоночной трассе с менее чем квартой масла в двигателе в любой момент времени, поэтому коленчатый вал в основном вращается в воздухе, и это обеспечивает мощность, которая в противном случае была бы потеряна. сопротивление в системе с мокрым картером.

Системы с сухим картером также предлагают преимущества в производительности, которые выходят за рамки мощности, например, возможность установить двигатель ниже в автомобиле, поскольку вам не нужно устанавливать глубокий масляный поддон. Вы также можете поиграть с распределением веса с точки зрения того, где поставить бак с сухим картером, и возможность сделать это стратегически является огромным преимуществом. Дело не только в надежности двигателя, и это то, что люди часто упускают из виду. Если у вас есть водитель с одной стороны от машины, то возможность переложить вес масла на другую сторону машины, чтобы компенсировать часть этого, может сделать машину более конкурентоспособной, и это то, что вы можете » На самом деле это касается системы с мокрым картером.

Да, здесь сложнее, и да, система с сухим картером будет значительно дороже. Но спросите себя, сколько стоит ваш двигатель. Сколько двигателей вы можете позволить себе взорвать в течение сезона? Если ответ один или несколько, вы, вероятно, уже трижды заплатили за систему с сухим поддоном. Считайте это страховым полисом. p

Объяснение смазывания сухого поддона | Скоростная академия

Масляные системы с сухим картером — одна из менее понятных и, в свою очередь, ценимых тем в мире высокопроизводительных автомобилей.Многие энтузиасты даже не знают об этом, а те, кто действительно знают, что это то, что вам нужно, если вы серьезно относитесь к гонкам, но это не обязательно для «всех нас».

Прежде чем я смогу обсудить последнее, мне нужно коснуться первого. Что такое смазка с сухим картером? Нет, это не бутылка слизи из , как было показано по телевизору, , которая позволяет осушить двигатель и заставить его работать лучше, чем раньше. Концепция масляной системы с сухим картером включает в себя несколько вещей, но в основе ее, как следует из названия, лежит роль, которую играет масляный картер.

Обычно система смазки рассматривается как замкнутая цепь внутри двигателя, за исключением, возможно, поездки к маслоохладителю. Масляный поддон — это просто ведро, в котором остается масло, когда оно не используется. Затем, когда двигатель вращается, насос, приводимый в действие от коленчатого вала, всасывает масло из этого ведра, циркулирует по двигателю, обычно сначала через коленчатый вал на пути к подшипникам кривошипа, а затем к поршневым кольцам и головкам цилиндров. ), а оттуда он снова падает в кастрюлю.Вследствие этой роли масляный поддон или масляный поддон называют мокрым, отсюда и термин , «мокрый картер» .

С другой стороны, в основе установки с сухим картером лежит идея о том, что масло не должно находиться в масляном поддоне двигателя. Мы можем положить его куда захотим, а затем транспортировать туда и обратно из этого внешнего резервуара по мере необходимости. Между входом в систему кровообращения двигателя и обратным сливом все остальное остается прежним.

Звучит достаточно просто, почему это может быть полезно? Есть множество причин, и многие из них не интуитивно понятны.

Первый простой и наиболее известный — предотвращение масляного голодания. Вспомните, когда вы в последний раз пытались допить напиток трубочкой. Вы всасываете много воздуха, не так ли?

Это то, что происходит внутри масляного поддона мокрого картера. За исключением того, что двигатель не может преследовать жидкость с подборщиком, когда он движется. Таким образом, когда вы подвергаете автомобиль воздействию сил в горизонтальной плоскости — например, поперечного от поворота или продольного от торможения или ускорения — вы отбрасываете масло от пикапа.В лучшем случае вы аэрируете масло, поступающее в двигатель, а воздух — не самая лучшая смазка. В худшем случае вы временно прекращаете подачу масла в двигатель. Многие из вас знают, что будет дальше (к сожалению, из первых рук). Подшипники двигателя «плавают» на коленчатом валу в тонкой масляной пленке, и если ее удалить, очень быстро может произойти катастрофическое повреждение. Если вам повезет, это означает простейшую модернизацию двигателя. Если вы этого не сделаете, тепло вращающегося подшипника может приварить шток к коленчатому валу, сломав его при попытке вращения, а затем выступ будет вентилировать ваш блок.Натяжители цепи привода ГРМ также обычно, по крайней мере, частично гидравлические, поэтому цепь может проскакивать, соединяя ваши клапаны с вашими поршнями.

Масляный бак системы с сухим картером очень похож на расширительный бак в гоночных топливных системах. Идея состоит в том, чтобы иметь контейнер, который выше, чем ширина, таким образом, даже если масло каким-то образом вытечет в сторону с вашим эпическим уровнем сцепления, пикап внизу все равно будет подаваться. Кроме того, поскольку размеры резервуара теперь произвольны в разумных пределах, вы можете залить в систему НАМНОГО больше масла, чем с мокрым отстойником — обычно только 2-3 галлона объема резервуара.Баки могут иметь внутренние нагреватели (см. Ниже), чтобы вы могли получить горячее масло еще до того, как двигатель заработает.

Преимущество, о котором знают многие люди, заключается в том, что из-за того, что двигатель теряет большое ведро под ним, его часто можно довольно резко опустить, не беспокоясь о том, что масляный поддон заденет на бордюре, и снизится центр тяжести на стороне двигателя. автомобиль.

Еще одно преимущество связано с ранее высказанным мнением о том, что воздух не является хорошей смазкой. Даже если ваш пикап находится в масле, оно часто похоже на только что открывшуюся бутылку содовой.Масло разбрызгивается, взбивается коленчатым валом, и даже с поддонами для ветров и т. Д. Оно будет вентилировать (читай: пена). В системе с сухим картером масло возвращается в резервуар, где оно может деаэрироваться и собираться снизу. У вас также есть возможность помочь ему в этом с помощью встроенных устройств. Лучшим из них является Spintric от ARE, который подобен центрифуге для масла. Когда нефть проходит сквозь нее, движущийся по спирали импульс сжимает жидкость наружу, в то время как газ выходит из середины.Разница легко заметна: масло, поступающее в Spintric, выглядит как кофе со слишком большим количеством сливок, а выходящее из него больше похоже на то, что вы получили из нового кувшина с маслом.

Это особенно важно для системы с сухим картером, поскольку она откачивает гораздо больше, чем просто масло. И это приводит меня к другому преимуществу, которое очень плохо понимается. Мокрый картер зависит от силы тяжести, чтобы вернуть масло обратно в контейнер. В системе с сухим картером необходимо обеспечить транспортировку масла от двигателя к резервуару и обратно.Войдите в масляный насос с сухим картером. Он всасывает масло из бака (в идеале не нужно делать для этого много работы, подробнее об этом в деталях моей установки) и заклинивает его в двигатель под давлением. Здесь мы находим еще одно преимущество сухого картера, где вы можете настроить внешний масляный насос, чтобы установить желаемое давление, не разбирая ничего. Но тот же насос также всасывает масло из двигателя, чтобы доставить его обратно в резервуар.

Масляный поддон с сухим картером кажется второстепенным — это просто алюминиевая пластина, которую нужно прикрутить болтами, чтобы закрыть картер.На самом деле это критически важная особенность конструкции в успехе системы с сухим картером, потому что она должна собирать масло, которое всасывается насосом с сухим картером, и если он плохо спроектирован для подачи и перегородки ступеней всасывания — так называемой продувки — вы будете столкнуться с проблемами. Компания ARE производит поддоны на основе 40-летнего опыта, которые оптимизируют возврат масла через мини-отстойники с перегородками и экранированные подборщики.

Итак, теперь, когда у вас есть насос, откачивающий масло, какая еще польза от этого? Ну а зачем нам вентиляция картера? Поскольку газы сгорания неизменно проходят мимо поршней, и чем выше производительность двигателя, особенно с принудительной индукцией, тем больше будет прорыв.Прорвавшийся газ смешается с масляным паром, и его необходимо удалить. Современные системы выбросов будут закачивать ее обратно во впускной канал для сжигания (или в современных двигателях с прямым впрыском — осадок на впускных клапанах, большое спасибо …), и многие высокопроизводительные проекты вместо этого перенаправляют эту смесь в уловитель (или сбрасывают ее. из шланга на землю… тск тск), откуда периодически нужно будет сливать скопившееся сконденсированное масло и воду.

Но представьте, если бы вместо давления в картере был вакуум.Этот поршень, опускающийся во время такта сгорания или впуска, больше не имеет такой же плотной воздушной подушки, чтобы его замедлить, не так ли? Это, в сочетании с тем, что коленчатому валу не нужно сбивать масло с мокрым картером, приводит к одному из недооцененных преимуществ сухого картера: он высвобождает количество лошадиных сил! Сколько зависит от индивидуальной настройки, но обычно 30 л.с. и есть примеры 70+.

Системы с сухим картером имеют «ступени». Есть как минимум одна стадия очистки, и иногда это все, что нужно пользователю.Стандартный масляный насос остается и питается от бака с сухим картером. В противном случае добавляется ступень давления. Таким образом, четырехступенчатый насос, который используется как для нагнетания, так и для продувки, имеет 1 ступень давления и 3 ступени продувки, как, например, этот насос ARE.

Теперь, когда мы знаем, почему все это является хорошей идеей, давайте быстро посмотрим, что входит в типичную установку.

Насос — это сердце системы. Он устанавливается где-то сбоку от блока, часто заменяя что-то глупое, например, компрессор кондиционера.Насос приводится в движение ремнем от коленчатого вала или внутренним приводом, как на сухих картерах OEM, таких как Porsche, AMG и Corvette.

Минимальная система использует только ступени продувки и повторно использует насос запаса для давления. Добавленный насос всасывает масло из поддона и возвращает его в бак (желательно через деаэратор, такой как Spintric). Сам резервуар будет иметь внутреннюю перегородку для уменьшения плескания и аэрации, а также как можно более низкий слив, который будет подаваться обратно в фильтр / насос оригинального двигателя для подачи в него надежного источника масла.

Более сложные системы будут использовать насос для подачи давления, как мы упоминали ранее. Это также упрощает установку маслоохладителя. Некоторые ребята ставят охладитель на возвратную магистраль в бак, некоторые на подачу давления в двигатель или даже на то и другое вместе. Я лично хочу, чтобы масло в баке было как можно более горячим (и жидким), чтобы мой кулер был фильтром предварительной очистки.

Вам нужно будет выяснить, как приводить в действие насос, но если для вашего двигателя доступен демпфер кривошипа ATI, ARE производит приводные оправки, которые разработаны для схемы расположения болтов ATI.

Надеюсь, теперь стало ясно (э-э), что система с сухим картером — это не только обеспечение подачи масла. Но поскольку это основная задача, я кратко упомяну здесь аккумуляторы. Это было то, что я пробовал, и не думаю, что это бесполезная идея. Accusump и другие делают что-то вроде масляного конденсатора — чего-то, что хранит масло под давлением по мере его подачи, и если давление подачи падает, он освобождает накопитель, поддерживая давление масла… теоретически.

Основная проблема аккумуляторов в том, что они костыль, а не решение.Таким образом, у них есть ограничения. В качестве экстренной меры это лучше, чем ничего. Но для того, чтобы работать, нужно, чтобы наступил голод. Тогда ему нужно отреагировать, а сделать это мгновенно физически невозможно. Я основываю это на информации из вторых рук, но гоночные инженеры сказали мне, что если аккумулятор не расположен практически прямо у впускного отверстия моторного масла, например, на опоре двигателя или направляющей рамы, к тому времени, когда давление упадет (и если это Кстати, соленоид открывается), он не среагирует достаточно быстро.В зависимости от напряжений, которые испытывает коленчатый вал, серьезное повреждение занимает очень мало времени. В идеале вы также должны иметь способ предотвратить обратное заполнение гидроаккумулятором истощенного масляного насоса / поддона через обратный клапан. Чтобы быть ясным, я не говорю, что аккумуляторы бесполезны, но они не решение, как и запасной пончик — решение для спущенной шины.

Хорошо, а как теперь сделать сухой картер на E30 с мотором на базе M50? Давайте взглянем.

Причина, по которой мне потребовалось так много времени, чтобы переключиться на смазку с сухим картером, та же самая причина, по которой, я уверен, вас сдерживает: это дорого.Но с моей машиной я дошел до того момента, когда стоимость системы с сухим картером по сравнению с высокой вероятностью повреждения двигателя из-за голода, благодаря силам, которые теперь могла генерировать моя машина, превратила ее в совершенно дешевую страховую премию. .

Комментарии закрыты.

Открытые двигатели: системы смазки с сухим поддоном

Источник: Mercedes-Benz

Я помню, как сидел в старшей школе по физике и просил учителя объяснить нам, почему центробежная сила — это «фиктивная сила».В качестве примера она привела машину, которая поворачивает за угол, и пассажиры чувствуют, что что-то толкает их к стороне машины. Фактически, пассажиры пытаются ехать по прямой, а машина поворачивает им дорогу. Когда я начал изучать автомобильные технологии, я начал понимать, что эти силы влияют на всю машину, а не только на ее пассажиров. Фактически, это наиболее ярко проявляется, когда речь идет о больших резервуарах с жидкостью в автомобиле (которые в значительной степени соответствуют людям, если подумать), а именно масляному поддону и бензобаку.В обоих этих контейнерах жидкость плещется, когда на автомобиль действуют различные силы. Учитывая, что насос для обоих из них является стационарным, жидкость может двигаться только до того, как насос перестанет работать. Очевидно, это проблема высокопроизводительных приложений, поэтому необходимо было разработать решение.

В этой статье мы рассмотрим именно такое решение, сосредоточив внимание на масляной системе. В качестве грунтовки масляный поддон типичного двигателя, называемого системой мокрого картера, устанавливается в нижней части блока цилиндров.Он прикручен к блоку и улавливает масло, возвращающееся после смазки двигателя. Многие масляные поддоны — это не что иное, как следует из названия: простые резервуары для жидкости. Однако в высокопроизводительных приложениях масляные поддоны часто имеют перегородки (металлические пластины со специально спроектированными проходами и люками для потока масла), которые предотвращают разбрызгивание жидкости при ускорении автомобиля в различных направлениях. Это работает для большинства приложений, но есть еще один вариант для тех, кому нужна масляная система, которая будет работать при экстремальных нагрузках, обеспечивая при этом дополнительные преимущества в производительности.

Источник: Facebook / Valvoline

Задолго до того, как люди начали «грохотать» автомобили, используя системы подвески подушек безопасности, гонщики осознали, что наличие веса автомобиля, близкого к земле, улучшает управляемость за счет понижения центра тяжести. Центр тяжести — это место расположения средней массы автомобиля. Автомобили с высоким центром тяжести больше катятся в поворотах, так же как легче упасть, если вы несете кого-то на плечах. Когда вес сосредоточен близко к земле, автомобиль становится более устойчивым.На этом этапе вы, вероятно, начинаете задаваться вопросом, какое отношение все это имеет к масляным системам. Читайте дальше…

Источник: Mercedes-Benz

В среднем легковой автомобиль весит около 3500 фунтов, из которых на двигатель и трансмиссию приходится около 500 фунтов. Учитывая, что двигатель составляет такую ​​значительную часть общего веса автомобиля, есть явное преимущество в том, чтобы установить его как можно ниже. Однако масляный поддон представляет собой проблему, поскольку обычно под двигателем находится на 6-10 дюймов лишнего материала.В 1950-х годах автопроизводители начали поиск решений этой проблемы и начали экспериментировать с радикальной гоночной технологией, которая до сих пор используется в автомобилях с высокими характеристиками.

В системе с мокрым картером масляный поддон вмещает масляный насос и служит резервуаром для всего масла. Если вы вытащите насос из поддона и отодвинете масляный резервуар от двигателя, у вас останется очень неглубокий уловитель на месте поддона, как вы можете видеть на двигателе Corvette Z06 2015 года ниже.Добавление дренажа в этот улавливающий бассейн позволяет перекачивать масло в резервуар, где оно деаэрируется (оседает) и охлаждается, часто с использованием внешнего маслоохладителя, перед тем, как закачать обратно в двигатель. Это известно как система с сухим картером, потому что масло быстро откачивается из картера, масляного поддона, что оставляет его «сухим».

Источник: General Motors

Система с сухим картером имеет четыре основных преимущества. Во-первых, неглубокий масляный поддон позволяет установить двигатель ближе к земле, что снижает центр тяжести автомобиля и улучшает управляемость.Во-вторых, неглубокий масляный поддон означает, что под двигателем нет большого резервуара с маслом, которое могло бы перекачиваться из-за сил на поворотах. Масло перекачивается в резервуар, который специально разработан для учета сил, возникающих при прохождении поворотов, — обычно это высокий цилиндрический резервуар. В-третьих, резервуар (а иногда и резервуары) можно установить в любом месте автомобиля, что позволяет улучшить распределение веса и балансировку. Наконец, масло способно выделять воздух или картерные газы, которые накапливаются в течение продолжительных периодов движения в верхней части диапазона оборотов.Это означает, что масло, возвращаемое в двигатель, будет лучше смазывать и охлаждать, поскольку в нем меньше воздуха.

Но есть проблемы, связанные с системой сухого картера, и они, как правило, относятся к сфере практичности. Системы сухих отстойников значительно дороже мокрых отстойников из-за их дополнительной сложности и деталей. Система с сухим картером может стоить более 3000 долларов в зависимости от конструкции. Кроме того, эти системы потребляют больше масла и усложняют каждую замену масла, поскольку вам необходимо заполнить резервуар, линии между ним и двигателем.В результате автомобиль с сухим картером, такой как винтажный Porsche 911 с воздушным охлаждением, потребляет колоссальные 12 литров масла при каждой замене. Тем не менее, если вы проектируете автомобиль для высокопроизводительного вождения и не хотите рисковать повреждением двигателя из-за плохой смазки, когда это действительно нужно, эти несколько лишних литров синтетики и еще несколько долларов на вашу сборку — это небольшая сумма. цена, которую нужно заплатить.

Нравится классика? Где-то всегда бывает четверг с возвратом.

Объяснение систем сухого поддона

и зачем он нужен

Системы с сухим картером популярны в автоспорте, так как же они работают?

Масляная система — одна из важнейших характеристик любого автомобиля, которую нельзя недооценивать или принимать как должное.С огромным объемом движущихся частей, которые, в свою очередь, создают целую тонну трения, важно, чтобы все необходимые части оставались смазанными и свободно перемещались, таким образом поддерживая плавную и эффективную работу двигателя.

Когда дело доходит до жидкостей в механической системе, такой как двигатель, всегда есть пара общих черт, которые находят отклик во всем. Во-первых, должна быть какая-то форма резервуара, где бы основная масса жидкости могла сесть перед отправкой для смазывания.Затем движение жидкости осуществляется с помощью насоса, который перемещает жидкость из хранилища туда, где она должна смазываться. Это достигается за счет использования встроенных каналов для направления смазки по двигателю в определенные области, требующие снижения трения.

Как видите, поддон находится прямо у основания двигателя.

В традиционной масляной системе резервуар / резервуар называется отстойником.Это камера, которая находится в основании двигателя под коленчатым валом, также известная как масляный поддон. Это дает простое решение для хранения масла из-за того, что сила тяжести всегда будет втягивать жидкость в отстойник, откуда она может находиться, а затем перераспределяться.

К сожалению, при использовании этого метода возникают некоторые проблемы, первая из которых — масляное голодание. Когда автомобиль движется в повороте, поперечная перегрузка, действующая на автомобиль, заставляет масло наклоняться в одну сторону, колеблясь в направлении, противоположном движению.Таким образом, если прохождение поворотов происходит часто или постоянно, масло постоянно попадает в область поддона, где маслосборник не может получить к нему доступ, а это означает, что масло не достигает насоса, поэтому двигатель не получает количество масла, необходимое для эффективной смазки. сам.

Повреждение подшипников распределительного вала из-за масляного голодания

Наличие поддона также означает, что сам блок цилиндров представляет собой очень высокий и тяжелый кусок металла, который ухудшает характеристики автомобиля только потому, что его расположение приводит к высокому центру тяжести.

Одним из способов решения этой проблемы является система с сухим картером.

Система сухого картера от AMG GT-S

Сухой картер создается путем снятия картера с нижней части блока цилиндров и размещения вместо этого масляного резервуара в другом месте моторного отсека.Затем при использовании контейнера для хранения масло перекачивается внутрь двигателя из внешнего положения. Это достигается за счет использования большого количества силиконовых и металлических трубок, которые проходят от резервуара до места, где требуется смазка.

Внешний резервуар означает, что масляное голодание осталось в прошлом (пока насос полностью надежен), поэтому срок службы двигателя, особенно в автоспорте, значительно увеличивается. Особый маршрут масла по маслопроводам означает, что вы также можете очень точно указать, где применяется смазка.Небольшой поддон все еще существует для сбора масла, которое попадает в основание двигателя, но он очень неглубокий, и излишки масла быстро собираются обратно во внешний резервуар.

Сложный масляный резервуар Mercedes, используемый в его системах с сухим картером

Что касается самого блока цилиндров, то отсутствие большого поддона в основании блока означает, что двигатель может быть установлен намного ниже в моторном отсеке автомобиля.Таким образом, доминирующий вес блока цилиндров размещается очень низко в шасси автомобиля, улучшая таким образом расположение центра тяжести, распределение веса и общие динамические характеристики рассматриваемого автомобиля. Некоторые производители пошли еще дальше и добавили в блок опоры активного двигателя, которые дополнительно управляют объемом двигателя для повышения производительности.

Другой более простой способ избежать масляного голодания — непонятный. При приваривании металлических пластин внутри поддона или к металлической прокладке поддона масло будет попадать в эти небольшие барьеры, удерживая гораздо большее количество жидкости в зоне сбора маслосборника.Хотя это не надежный метод защиты от голода, для большинства производителей это гораздо более дешевое решение, чем система с полностью сухим картером, которая может потребовать полной переконфигурации в моторном отсеке.

Некоторые основные препятствия в стандартном « мокром » картере

Как и система охлаждения, настоящий бензин действительно не должен пренебрегать жизненно важным источником жизни для своего двигателя, которым является подача масла.Двигатель, которому не хватает масла, очень быстро нагревается, при этом резко возрастает износ движущихся частей, что может привести к катастрофическому отказу двигателя. Так что, если вы настроены на слегка запутанную, но полезную модификацию, от которой вы можете пожинать плоды динамически, сухой отстойник — неплохой вариант.

Сухой отстойник

— обзор

5.10. Выбор и конструкция упорных подшипников

Упорные подшипники бывают двух различных типов, которые имеют довольно разные технические уровни; во-первых, подшипник, который в основном является устройством ограничения или регулировки концевого зазора, и, во-вторых, подшипник, который должен нести большую нагрузку.Типичным примером первого типа является подшипник, используемый для фиксации коленчатого вала поршневого двигателя. Нагрузка в этих подшипниках обычно неизвестна с какой-либо разумной точностью, так как она возникает в результате ударов или наклона двигателя.

Очевидно, что полезно посоветоваться с производителем подшипников относительно материала и максимальной нагрузки, однако наиболее практичным подходом обычно является использование прошлого опыта и сопоставимых машин, но с учетом возможных будущих модификаций с учетом дальнейших изменений. опыт.Подшипники такого типа больше не производятся путем облицовки корпуса белым металлом. Практически повсеместно штампуют полные кольца или полукольца из полосы со стальной основой, облицованной белым металлом, плакировкой медь-свинец, алюминий-олово или одним из самосмазывающихся или работающих всухую композиционных материалов подшипников. При необходимости эти кольца можно снять, не повреждая главный вал. В прошлом упорные кольца — часто из твердой бронзы — предотвращали от вращения с помощью винтов с потайной головкой, которые крепили их к корпусам.Однако в настоящее время существует тенденция зажимать их в выемках с поднутрением, затягивая крышку подшипника. На рис. 5.38 показан типичный разрез такого устройства, которое одновременно дешево и удобно. Многие из этих простых колец упорного подшипника смазываются маслом, текущим из конца соседнего опорного подшипника, и обычно на поверхности подшипника предусматривается несколько радиальных канавок не только для того, чтобы способствовать распределению масла по упорной поверхности, но и более того. это важно, чтобы свести к минимуму ограничивающее воздействие на масло, выходящее из опорного подшипника.

Рисунок 5.38.

Следует обратить внимание на практический момент, так как его непонимание привело к дорогостоящему повреждению многих коренных подшипников. Радиальная ширина упорной поверхности вала всегда должна быть больше, чем ширина упорного кольца. Конструкция, которая изначально была удовлетворительной, легко может стать опасной, если на более позднем этапе ширина упорного кольца будет увеличена. Кромка более твердой упорной поверхности затем будет врезаться в мягкий материал подшипника, образуя ступеньку, которая сильно ограничивает наружный поток масла.Результатом является перегрев и, как правило, полный выход из строя основного подшипника с возможным повреждением дорогостоящего вала. Поэтому разумно допускать достаточную радиальную ширину упорных поверхностей на тот случай, если позже, в результате опыта эксплуатации, возникнет необходимость в увеличении площади подшипника. Также очевидно, что необходимо оценить дифференциальное тепловое расширение, чтобы предотвратить затяжку узла в торцевом направлении. При проектировании упорных подшипников для более точно определенных условий, особенно при очень высоких нагрузках, требуемые характеристики и отвод выделяемого тепла, вероятно, будут определяющими факторами.Упорный подшипник скольжения с радиальными масляными канавками может выдерживать удивительно высокие нагрузки. Хотя упорная поверхность имеет плоскую механическую обработку, эффекты вязкости и давления в масляной пленке в сочетании с небольшими тепловыми и механическими отклонениями подушек между масляными канавками позволяют создать эффективную масляную пленку в соответствии с гидродинамической теорией.

Помимо этой простой конфигурации есть еще три типа упорных подшипников. Тип с фиксированной колодкой представляет собой простую плоскую упорную шайбу с канавками, но с наклоном колодок для образования наклонных участков, способствующих развитию гидродинамической масляной пленки.Подшипники с наклонными подушками имеют подушки, поддерживаемые на центральной или смещенной ступеньке или шарнире, или на каком-либо шарнирном устройстве, чтобы улучшить распределение нагрузки между подушками. Гидростатический подшипник предотвращает контакт и, следовательно, чрезмерное трение и износ между упорным кольцом и подшипниковым блоком за счет приложения статического давления жидкости к одной или нескольким кольцевым полостям в подшипниковом блоке. Обычно жидкость подают с помощью насосов постоянного объема, так что периферийные зазоры, через которые она протекает в канализацию, меняются в зависимости от приложенной нагрузки, и давление в полости, таким образом, регулируется для уравновешивания нагрузки.

Характеристики этих трех типов упорных подшипников известны в основном из экспериментов, проведенных на полномасштабных подшипниках, нагруженных широким диапазоном нагрузок. Особый интерес для проектировщика вызывает то, что:

(i)

на грузоподъемность сильно влияет наклон пандусов;

(ii)

в идеале наклон должен быть очень маленьким; на практике и при обычно используемых размерах уклон от 0,025 до 0,050 мм по ширине колодки дает приемлемые результаты, оставаясь в рамках достижимых производственных стандартов;

(iii)

с подкладками подходящей конструкции грузоподъемность быстро увеличивается с увеличением скорости, даже с нуля.Поэтому запуск или остановка под нагрузкой не представляет серьезной проблемы;

(iv)

в условиях смещения колодки в более нагруженной дуге окружности работают с меньшим зазором, чем в противоположной дуге, и поэтому создают более высокие гидродинамические давления. Таким образом, устанавливается восстанавливающая пара, которая стремится исправить несоосность, занимая часть доступного зазора в соседних опорных подшипниках. Хотя, очевидно, желательно избежать перекоса, подшипник автоматически уменьшит его вредное воздействие;

(v)

Подшипник с неподвижной подушкой — это простое, эффективное и компактное устройство, способное работать в тяжелых условиях, связанных с остановкой и запуском под нагрузкой.Это особенно полезно там, где осевая длина должна быть минимальной.

5.10.1. Характеристики подшипника с наклонной подушкой

Подшипник с наклонной подушкой представляет собой сложную конструкцию из-за сложной взаимосвязи между рядом конструктивных особенностей. Традиционная форма состоит из кольца колодок, каждая из которых опирается на шарниры, которые могут находиться либо в оптимальной точке, на расстоянии 0,4 ширины колодки от задней кромки, либо, если необходимо разрешить вращение в обоих направлениях, в центре. колодки.Более того, за счет некоторого усложнения конструкции колодки могут опираться на какую-либо механическую или гидростатическую систему сочленения с целью выравнивания нагрузок на них.

Примерно через 50 лет после изобретения оригинального подшипника Michell предполагалось, что колодки наклоняются таким образом, чтобы принять что-то вроде идеального угла наклона по отношению к упорному кольцу и, таким образом, вызвать образование эффективной гидродинамической смазки. В этот период предельная удельная нагрузка на упорные подшипники паровых турбин, вертикальных гидроэлектростанций и аналогичных установок оставалась около 0.021 МПа. Практически не было предпринято никаких попыток улучшить это, чтобы уменьшить большие размеры, вес, стоимость и потери мощности этих подшипников. При исследовании этих проблем были установлены очень интересные факты. Прежде всего было установлено, что при типичных текущих условиях нагрузки и скорости колодки не наклоняются, а их гидродинамическое действие обусловлено термическими и механическими деформациями поверхностей. Сдвиг нагрузки между опорами часто бывает крайне низким, отношение максимальной нагрузки к минимальной составляет 7 или 8 в типичной установке.Даже при крайней осторожности при установке колодок в соответствии со стандартами точности в помещении оно составляет от 2 до 4. Это и очень тонкая масляная пленка стали причиной выхода из строя многих таких подшипников в эксплуатации. Эксперименты со снятыми чередующимися парами колодок привели к значительному увеличению допустимой нагрузки. Например, если для восьми колодок заедание хотя бы одной из них произошло при общей номинальной удельной нагрузке примерно 0,07 МПа, то только для двух колодок этот показатель стал не менее 0,28 МПа в наиболее благоприятном диапазоне скоростей (от 1000 до 1750 об. / Мин.вечера) и более 0,21 МПа на всех скоростях от 500 до 3000 об / мин. Уменьшение количества колодок увеличивало вероятность распределения нагрузки, доказывая, что одна или несколько колодок в полном подшипнике почти наверняка несли удельную нагрузку, превышающую общую среднюю удельную нагрузку 0,07 МПа. Обычный упорный подшипник смазывается и охлаждается за счет закачки масла в корпус в нижней точке, позволяя ему вытекать откуда-то близко к верху. Таким образом, весь узел становится гидравлическим тормозом, что приводит к выделению тепла и, следовательно, к необходимости обильного потока масла.Если только уменьшить потери, очевидно, что лучше всего подойдет что-то вроде системы смазки с сухим картером. Для подачи масла на отдельные колодки в системе с сухим картером масло разбрызгивается высокоскоростными струями радиально наружу и под наклоном на поверхность упорного кольца между парами колодок. Это обеспечивает достаточную пленку для нижних колодок, одновременно быстро сливая горячее масло, выходящее из вышележащих колодок. Очищающее действие на поверхности воротника отводит большую часть тепла, переносимого здесь.Требуемый общий поток масла значительно снижается, температура поверхности колодок ниже, а в типичном подшипнике потери снижаются примерно до 30% от потерь при обтекаемой смазке. Теоретически желателен как круговой, так и радиальный наклон подушек, что предполагает поддержку гидравлической капсулы под каждой подушкой. Соединяя отдельные капсулы гидравлически и сохраняя заполненный жидкостью объем как можно меньшим и абсолютно свободным от воздуха, можно создать работоспособную систему сочленения.Основная проблема конструкции заключается в том, чтобы выдержать относительно высокое давление в капсулах. Такая система может улучшить коэффициент нагрузки примерно до 2. Механический метод достижения этой цели, рычажная система Кингсбери, кажется недостаточно чувствительной и неэффективной на практике, в то время как капсулы с резиновыми связями имеют ограничения по нагрузкам, которые снижают их полезность.

Прежде чем приступить к разработке упорного подшипника с наклонной подушкой, полезно рассмотреть некоторые из более общих факторов, которые могут определять пределы его допустимой нагрузки в различных условиях.

Во-первых, неверно, особенно с большим, сильно нагруженным подшипником, что он может выдерживать большую нагрузку на умеренных скоростях. Напротив, в любом устройстве в зависимости от гидродинамической смазки давление масляной пленки уменьшается со скоростью. Потери мощности, нанесенные на график в зависимости от конкретных нагрузок на различных скоростях, четко показывают предельные нагрузки на каждой скорости. На самых низких скоростях нагрузка ограничивается снижением гидродинамического давления и, следовательно, толщины масляной пленки. На самых высоких скоростях производительность ограничивается высокой скоростью сдвига масляной пленки, которая вызывает высокие температуры и, таким образом, снижает вязкость масла.Таким образом, наилучшие характеристики достигаются при промежуточных скоростях, а предел определяется прямым схватыванием и протиранием подшипниковых поверхностей, вызванных очень тонкой пленкой горячего масла.

Подводя итог, можно сказать, что упорный подшипник качения имеет ряд отрицательных особенностей; он относительно сложен и тяжел и требует большего осевого пространства, чем более простые формы. Трудно обеспечить одинаковую высоту поверхностей колодок и очень высокие внутренние потери, если не будут приняты специальные меры для обеспечения направленной смазки и дренажа из сухого картера.Самовыравнивающиеся свойства очень похожи на свойства подшипников с фиксированными подушками. Принимая во внимание доказательства того, что колодки не наклоняются, по крайней мере, при традиционной конструкции и в нормальных условиях, было бы бессмысленно проектировать так, как если бы они это делали. Тем не менее, некоторая форма гибкой опоры для отдельных колодок должна быть полезной для достижения разумно хорошего распределения нагрузки. Однако следует сделать поправку на разработку такой системы.

Подшипник типа Michell традиционно выбирается для судовых упорных блоков и больших паровых турбин, но конструкторы вполне могут серьезно подумать о более простом подшипнике с неподвижной подушкой для этих и подобных применений.Правильно спроектированный и изготовленный, последний, вероятно, будет нести большие грузы, занимая при этом меньше места. С маслом, подаваемым из внутреннего кольцевого пространства, 30% масел в обычном затопленном узле с наклонной подушкой.

Тип применения, для которого хорошо подходит наклонная опора, — это большая вертикальная гидроэлектрическая машина, где каждая опора может отдельно опираться на домкрат для регулировки высоты. Если термопары или датчики давления вставлены в наиболее нагруженную зону каждой площадки, полученные показания можно использовать для контроля нагрузки на них, чтобы можно было выполнить соответствующие настройки.Такие условия позволили оснастить одну конкретную машину колодками значительно уменьшенной площади, так что средняя удельная нагрузка была увеличена с 0,021 МПа до примерно 0,07 МПа, а производительность в течение нескольких лет после этого считалась удовлетворительной.

5.10.2. Конструктивные особенности гидростатических упорных подшипников

Работа этого типа подшипника зависит от баланса между давлением в одной или нескольких полостях в упорном блоке и приложенной нагрузкой. Жидкость выходит через кольцевой зазор между блоком и упорным кольцом.Изменение этих зазоров в зависимости от нагрузки автоматически регулирует гидравлическое давление по всей площади подшипника. Предел нагрузки устанавливается максимальным давлением, которое подающий насос может поддерживать при малых объемах подачи, то есть при максимальной осевой нагрузке, когда зазоры уменьшаются до нуля. Очевидно, что отказ или внезапное уменьшение подачи жидкости позволит периферийным площадкам упорного блока вступить в контакт с втулкой, и следует ожидать быстрого образования задиров или заедания. Поэтому безопасность зависит от надежности подачи масла.

В одном из важных приложений безопасность была обеспечена дублированием насоса, подача которого осуществлялась через простые обратные клапаны, так что, если поток от одного насоса останавливается, поток от другого берет на себя. Ввиду необходимости обеспечения полной надежности был также предусмотрен третий насос, приводимый в действие двигателем, питающимся от отдельного аварийного источника питания.

Внутренние потери хорошо спроектированного гидростатического упорного подшипника могут быть очень малы по сравнению с потерями любого гидродинамического подшипника с подушечками.Единственная область высокого сдвига находится в периферийных зазорах, которые можно сделать довольно узкими в радиальном направлении и очень гладкими. Жидкость может быть маслом с низкой вязкостью, поэтому потери при взбалтывании незначительны при соответствующем дренаже. Таким образом, тепло, отводимое из центральной зоны подшипника, значительно снижается, и большая часть работы по поддержанию осевой нагрузки переносится наружу, на насосы, где с ней гораздо легче справиться и где с ней легче справиться. быть внимательным.

Тип подшипника с единственной кольцевой полостью не имеет самоустанавливающихся свойств, но путем замены ряда отдельных полостей, каждая из которых проходит через подходящее ограничение, можно спроектировать практически любой восстанавливающий момент. Однако чем больше этот эффект, тем больше будут общие потери в системе.

Последнее предупреждение; Проектировщик не должен покрывать ту или иную сторону зазора белым металлом в надежде уменьшить негативные последствия контакта металл-металл в этой точке.В этом случае повреждение белого металла, которое намного глубже, чем у обычной стали и чугуна, позволяет давлению жидкости в полости упасть, тем самым еще больше снижая безопасность подшипника.

Системы смазки поршневых двигателей — Работа системы смазки с сухим картером

Следующая система смазки типична для небольших одномоторных самолетов. Масляная система и компоненты используются для смазки шестицилиндрового двигателя мощностью 225 л.с. (л.с.) с горизонтальным расположением цилиндров и воздушным охлаждением.В типичной системе смазки под давлением с сухим картером механический насос под давлением подает масло к подшипникам по всему двигателю. [Рис. 6-4] Масло течет на впускную или всасывающую сторону масляного насоса через всасывающий экран и линию, соединенную с внешним резервуаром в точке выше дна масляного поддона. Это предотвращает попадание осадка, попадающего в отстойник, в насос.

Рисунок 6-4. Схема масляной системы. [Щелкните изображение, чтобы увеличить] Рисунок 6-6. Масляный насос двигателя и сопутствующие агрегаты.[Щелкните изображение, чтобы увеличить] Выходное отверстие резервуара находится выше входа насоса, поэтому сила тяжести может способствовать потоку в насос. Объемный шестеренчатый насос с приводом от двигателя нагнетает масло в полнопоточный фильтр. [Рис. 6-6] Масло либо проходит через фильтр при нормальных условиях, либо, если фильтр забивается, перепускной клапан фильтра открывается, как упоминалось ранее. В байпасном положении масло не фильтруется. Как видно на Рисунке 6-6, регулирующий (сбросной) клапан определяет, когда давление в системе достигнуто, и открывается достаточно, чтобы перепустить масло на впускную сторону масляного насоса.Затем масло поступает в коллектор, который распределяет масло через просверленные каналы к подшипникам коленчатого вала и другим подшипникам по всему двигателю. Масло течет от коренных подшипников через просверленные в коленчатом валу отверстия к нижним шатунным подшипникам. [Рисунок 6-15] Рисунок 6-15. Циркуляция масла в двигателе. [Щелкните изображение, чтобы увеличить] Масло достигает полого распределительного вала (в рядном или оппозитном двигателе) или кулачковом диске или кулачковом барабане (в радиальном двигателе) через соединение с концевым подшипником или главным масляным коллектором; Затем он течет к различным подшипникам распределительного вала, кулачкового барабана или кулачкового диска и кулачкам.

На поверхности цилиндров двигателя поступает масло, разбрызгиваемое из коленчатого вала, а также из шатунных подшипников. Поскольку масло медленно просачивается через небольшие зазоры шатунной шейки перед тем, как распыляться на стенки цилиндра, требуется значительное время, чтобы достаточное количество масла достигло стенок цилиндра, особенно в холодный день, когда поток масла более медленный. Это одна из главных причин использования современных мультивязкостных масел, которые хорошо текут при низких температурах.

Когда циркулирующее масло выполняет свою функцию смазки и охлаждения движущихся частей двигателя, оно стекает в отстойники в самых нижних частях двигателя.Масло, собранное в этих отстойниках, улавливается шестеренчатыми или героторными поглотительными насосами так же быстро, как и накапливается. Эти насосы имеют большую производительность, чем нагнетательный. Это необходимо, потому что объем масла обычно увеличивается из-за пенообразования (смешивания с воздухом). В двигателях с сухим картером это масло выходит из двигателя, проходит через маслоохладитель и возвращается в резервуар подачи.

Термостат, прикрепленный к охладителю масла, регулирует температуру масла, позволяя части масла течь через охладитель, а части — непосредственно в резервуар подачи масла.Такое расположение позволяет горячему моторному маслу с температурой ниже 65 ° C (150 ° F) смешиваться с холодным нециркулируемым маслом в баке. Это увеличивает всю подачу моторного масла до рабочей температуры за более короткий период времени.