Сухой картер - Dry sump

«Насос для мусора» перенаправляется сюда. Для выталкивания отработанного газового заряда из баллона см. Уборка мусора (автомобильная).
Принципиальная схема базовой системы смазки двигателя с сухим картером. Масло собирается в поддоне (1), непрерывно отводится продувочным насосом (2) и направляется в масляный бак (3), где газы, захваченные маслом, отделяются, и масло охлаждается. Газы (6) возвращаются в поддон двигателя. Нагнетательный насос (4) нагнетает дегазированное и охлажденное масло (5) обратно в точки смазки двигателя (7).

А сухой картер система - это метод управления смазкой моторное масло в четырехтактный и большой двухтактный поршень ведомый двигатель внутреннего сгорания. В системе с сухим картером используются два или более масляные насосы и отдельный масляный резервуар, в отличие от обычного мокрый отстойник система, использующая только основные отстойник (США: масляный поддон) под двигателем и один насос. Для двигателя с сухим картером требуется предохранительный клапан для регулирования отрицательного давления внутри двигателя, поэтому внутренние уплотнения не переворачиваются.

Сухие отстойники распространены на больших дизельные двигатели такие как те, которые используются на кораблях, а также бензиновые двигатели, используемые в гоночные автомобили, пилотажный самолет и высокопроизводительные мотоциклы. Смазка с сухим картером может быть выбрана для этих применений из-за повышенной надежности, емкости масла, уменьшения масляного голодания при высоких грамм -загрузок и / или по другим техническим причинам или причинам производительности. Системы с сухим картером могут не подходить для всех применений из-за увеличения стоимости, сложности и / или большого размера, среди других факторов.

Дизайн

Двигатели смазываются и охлаждаются маслом, которое циркулирует по двигателю, питая различные подшипники и другие движущиеся части, а затем слив под действием силы тяжести в поддон в основании двигателя. В системе мокрого отстойника большинства производств автомобиль В двигателях масло, которое не циркулирует активно, хранится в отстойнике, который достаточно велик для этой цели. Насос собирает масло из поддона и направляет его обратно через двигатель. В системе с сухим картером масло все еще падает на основание двигателя, но в гораздо более мелкий картер, где один или несколько продувочных насосов отводят его и перекачивают в (обычно внешний) резервуар, где оба охлаждают. и деаэрированный до рециркуляции через двигатель нагнетательным насосом. Поддон в системе с сухим поддоном на самом деле не сухой; он еще влажный из-за вытекания масла из двигателя. Резервуар обычно высокий и узкий и специально спроектирован с внутренними перегородками и выпускным отверстием для масла (подача) в самом низу для беспрепятственной подачи масла даже при плескании.

Система с сухим картером требует, по крайней мере, двух насосов - одного нагнетательного и одного продувочного, а иногда используется до четырех или пяти продувочных насосов, чтобы минимизировать количество масла в двигателе. В конструкциях с сухим картером нагнетательный насос и продувочные насосы часто устанавливаются на общем коленчатом валу, так что один шкив в передней части системы может запускать столько насосов, сколько требует конструкция двигателя. Обычно используется один продувочный насос на картер раздел, однако в случае перевернутые двигатели (авиационный двигатель ) необходимо использовать отдельные продувочные насосы для каждого ряд цилиндров. Следовательно, перевернутая V двигатель будет иметь как минимум два продувочных насоса и нагнетательный насос в насосе куча. Хотя термин «ступени» обычно используется для описания нескольких продувочных насосов, они обычно работают параллельно, а не последовательно, как может подразумевать этот термин. Ступень давления всасывает масло со дна резервуара и вместе с регулируемым регулятором давления подает масло под давлением через фильтр в двигатель. Если используется маслоохладитель, он обычно устанавливается на линии между выпускными отверстиями для продувки и баком. Насос с сухим картером обычно приводится в действие Гилмер или зубчатый ремень привода с высоким крутящим моментом (HTD) и шкивы на передней части коленчатого вала примерно на половину скорости вращения коленчатого вала.

Системы с сухим картером могут быть дополнительно спроектированы для поддержания давления в картере двигателя ниже атмосферного (вакуума) путем герметизации картера и обеспечения откачки масла и газов из продувочных насосов.[1][2] Равновесное давление будет достигнуто, когда скорость газов, попадающих в картер (картерные газы, проходящие мимо поршневых колец, а также утечки воздуха и пары масла), сравняется со скоростью удаления газа из откачивающего насоса сверх того, что требуется для удаления только масло. В качестве альтернативы, картер может поддерживаться близким к атмосферному давлению за счет сброса его в масляный резервуар, который, в свою очередь, выходит в воздухозаборник двигателя или в наружный воздух.

Преимущества

Система с сухим отстойником имеет много преимуществ по сравнению с мокрым отстойником. Основные преимущества:[1][3][4]

  • Предотвращение масляного голодания двигателя во время высокой грамм -нагрузка при плескании масла, что повышает надежность двигателя. Большинство двигателей могут быть повреждены даже в результате кратковременного масляного голодания. Именно по этой причине были изобретены отстойники, которые особенно ценны в гонки легковые автомобили, высокая производительность спортивные автомобили и пилотажный самолет которые регулярно испытывают высокие ускорения. Выплескивание масла также происходит в системах с сухим картером, но гораздо проще сконструировать удаленный резервуар, выдерживающий большое количество выплескивания, за счет того, что он высокий и узкий и имеет большие перегородки.
  • Увеличенный запас масла за счет использования большого внешнего резервуара, что было бы непрактично в системе с мокрым отстойником.
  • Улучшения управляемости и устойчивости автомобиля. Автомобиль центр гравитации может быть опущен путем установки (обычно очень тяжелого) двигателя ниже в шасси из-за неглубокого профиля поддона. Комбинезон автомобиля распределение веса можно изменить, разместив внешний масляный резервуар подальше от двигателя.
  • Улучшенный контроль температуры масла. Это связано с увеличенным объемом масла, обеспечивающим устойчивость к тепловому насыщению, расположением масляного резервуара вдали от горячего двигателя и возможностью включения охлаждающих возможностей между насосами продувки и масляным резервуаром, а также внутри самого резервуара.
  • Повышенное качество масла. Когда масло попадает на коленчатый вал и другие высокоскоростные вращающиеся части, это вызывает «ураган, который превращает масло в двигателе с мокрым картером в аэрированную пену, как молочный коктейль в блендере».[5] Аэрированное масло гораздо менее эффективно защищает компоненты двигателя. Система с сухим картером минимизирует аэрацию масла, а также значительно более эффективно деаэрирует масло, закачивая его сначала в удаленный резервуар.
  • Увеличенная мощность двигателя. В двигателе с мокрым картером брызги масла на вращающиеся детали вызывают значительное увеличение вязкости. тащить что создает паразитная потеря мощности.[5][6] Система с сухим картером удаляет масло из картера вместе с возможностью такого вязкого сопротивления. Более сложные системы с сухим картером могут улавливать масло из других областей, где масло может скапливаться, например, из клапанного механизма. Мощность может быть дополнительно увеличена, если система с сухим картером предназначена для создания вакуума внутри картера, что снижает сопротивление воздуха (илипарусность ') на движущихся частях.
  • Повышенная эффективность насоса для поддержания подачи масла в двигатель. Поскольку продувочные насосы обычно устанавливаются в самой нижней точке двигателя, масло поступает во впускное отверстие насоса под действием силы тяжести, а не поднимается во впускное отверстие насоса, как в мокром отстойнике. Кроме того, продувочные насосы могут иметь конструкцию, более устойчивую к захваченным газам, чем типичный нагнетательный насос, который может терять всасывание, если слишком много воздуха подмешивается в масло. Поскольку нагнетательный насос обычно находится ниже внешнего масляного бака, он всегда имеет положительное давление на всасывании независимо от силы поворота.[7]
  • Размещение насосов снаружи двигателя упрощает их обслуживание или замену.

Недостатки

Двигатели с сухим картером имеют несколько недостатков по сравнению с двигателями с мокрым картером, в том числе:[1] [8] [9][10]

  • Системы с сухим картером увеличивают стоимость, сложность и вес.
  • Дополнительные насосы и трубопроводы в двигателях с сухим картером требуют дополнительного масла и технического обслуживания.
  • Особенности смазки с сухим картером, повышающие производительность, могут ухудшить повседневную управляемость автомобиля. Хороший пример - классический Мерседес-Бенц 300SL, автомобиль, который был разработан для гонок, но продается широкой публике и используется на дорогах. Автомобиль имел большой запас масла и систему с сухим картером, чтобы выдерживать непрерывную работу на высоких скоростях во время гонок. Владельцы, однако, обнаружили, что масло никогда не давало нужного результата. Рабочая Температура потому что система очень эффективно охлаждала масло. Было разработано временное решение, которое намеренно блокировало воздушный поток маслоохладителя для повышения температуры масла.
  • Большой внешний резервуар и насосы может быть сложно разместить вокруг двигателя и внутри моторного отсека из-за их размера.
  • В качестве булавки на запястье и поршни полагаются на смазку и охлаждение, соответственно, из-за разбрызгивания масла в картер, эти детали могут иметь недостаточную смазку, если слишком много масла откачивается насосом. Установка поршневых масленок может обойти эту проблему, но это требует дополнительных затрат и сложности для двигателя.[10]
  • Несоответствующий верх клапанный механизм Смазка также может стать проблемой, если слишком много масляных паров выводится из зоны, особенно с многоступенчатыми насосами.[10]

Общие приложения двигателя

Сухие отстойники распространены на больших дизельные двигатели такие как те, которые используются для движения кораблей, во многом благодаря повышенной надежности и удобству обслуживания. Они также широко используются в гоночных автомобилях и пилотажных самолетах из-за проблем с перегрузки, надежная подача масла, выходная мощность и управляемость автомобиля. Chevrolet Corvette Z06 имеет двигатель с сухим картером, который требует первоначальной замены масла после 500 миль пробега.

Мотоциклетные двигатели

Смазка с сухим картером особенно применима к мотоциклам, которые, как правило, эксплуатируются более энергично, чем другие дорожные транспортные средства. Хотя такие мотоциклы, как Honda CB750 (1969) имеют двигатель с сухим картером, современные мотоциклы, как правило, используют конструкцию с мокрым картером. Это понятно с помощью сквозного рядные четырехцилиндровые двигатели, поскольку эти широкие двигатели должны устанавливаться достаточно высоко в раме (для обеспечения дорожного просвета), поэтому пространство под ними также можно использовать для мокрого картера. Однако более узкие двигатели могут быть установлены ниже и в идеале должны использовать смазку с сухим картером.

Некоторые модели мотоциклов, в которых используются сухие отстойники, включают:

  • Классический британский параллельный близнец мотоциклы, такие как BSA, Триумф и Нортон, все используют смазку с сухим картером. Традиционно масляный бак был удаленным элементом, но некоторые BSA последних моделей и Meriden Triumphs использовали конструкцию «масло в раме».
  • В Yamaha TRX850 Мотоцикл с параллельным сдвигом на 270 градусов оснащен двигателем с сухим картером. Его масляный резервуар не удален, а встроен в двигатель, расположенный наверху коробки передач. В этой конструкции отсутствуют внешние маслопроводы, что упрощает снятие двигателя и ускоряет прогрев масла.
  • В Yamaha XT660Z (и модели R / X) используют конструкцию с сухим картером, в которой трубопровод рамы велосипеда используется в качестве масляного резервуара и системы охлаждения.[11]
  • В Ямаха SR400 / 500 использует конструкцию с сухим картером, в которой трубы рамы велосипеда служат одновременно масляным резервуаром и системой охлаждения.[12]
  • Харли-Девидсон использует системы смазки с сухим картером в своих двигателях с 1930-х годов.
  • В Rotax двигатель Aprilia RSV Mille, а Aprilia RST1000 Futura оба имеют сухой картер, как и другие мотоциклы SL1000 Falco и ETV1000 Caponord.
  • В Honda NX650, XR500R, XR600R, XR650R и XR650L В четырехтактных мотоциклах для бездорожья используется сухой картер с маслом в раме.
  • В Suzuki DR-Z400 имеет сухой картер объемом 2 л с маслом в трубопроводах рамы.
  • Ченнаи построен Роял Энфилд до 2007 года. К 2012 году производство сухого картера Royal Enfield было полностью прекращено.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ а б c «Техническое описание - Система сухого отстойника». Armstrong Race Engineering, Гэри Армстронг, DrySump.com, 08-03-2016.
  2. ^ «Сухой отстойник». TorqueCars. Получено 2016-12-24.
  3. ^ Ван Валкенбург, Пол (1976) Машиностроение и механика гоночных автомобилей Додд, Мид и Компания, стр. 181
  4. ^ "Масляная система с сухим картером - журнал Camaro Performers". Супер Шевроле. 2011-09-01. Получено 2016-12-24.
  5. ^ а б Рехер, Дэвид (25.06.2013). "Tech Talk № 84 - Сухие отстойники спасают жизни". Двигатели Reher Morrison Racing. Получено 2016-12-24.
  6. ^ «Мокрые отстойники | High Power Media». www.highpowermedia.com. Получено 2016-12-24.
  7. ^ Разъяснения по инженерным вопросам (4 января 2017 г.). «Мокрый отстойник против сухого отстойника - системы моторного масла». YouTube.com. Получено 2 мая 2020.
  8. ^ «Почему в некоторых двигателях используется масляная система с сухим картером?». Как это работает. 2000-04-01. Получено 2016-12-24.
  9. ^ «Сухие отстойники». TorqueCars. Получено 2016-12-24.
  10. ^ а б c Карли, Ларри (14 ноября 2012 г.). «Системы смазки сухого поддона». Engine Builder Mag. Babcox. Получено 2017-03-02.
  11. ^ "XT660Z | Yamaha Motor Australia". www.yamaha-motor.com.au. Получено 2018-05-06.
  12. ^ «Культовый SR400, 35-летнее наследие». Пресс-релиз Suzuki, MCNews.com, 11.04.2013.

Рекомендации