Sistema di lubrificazione a carter secco

Qualsiasi motore a combustione interna necessita di un sistema di lubrificazione di qualità. Questa necessità è dovuta al funzionamento costante delle parti dell'unità in condizioni di maggiore stress meccanico (ad esempio, mentre il motore è in funzione, l'albero motore ruota continuamente ei pistoni nei cilindri si muovono reciprocamente). Affinché le parti che sfregano l'una contro l'altra non si usurino, devono essere lubrificate. L'olio motore crea una pellicola protettiva, in modo che le superfici non entrino in contatto diretto tra loro (per maggiori informazioni sulle proprietà dell'olio motore e su come scegliere quello giusto per il motore endotermico della tua auto, leggi separatamente).

Nonostante la presenza di un film d'olio, che impedisce l'attrito a secco delle parti del motore, su di esse si forma ancora un'usura. Di conseguenza, compaiono piccole particelle di metallo. Se rimangono sulla superficie della parte, la produzione su di essa aumenterà e l'automobilista dovrà mettere l'auto per la revisione. Per questo motivo, è estremamente importante che ci sia una quantità sufficiente di lubrificante nella coppa, con l'aiuto del quale tutti i componenti del gruppo motore sono abbondantemente lubrificati. I rifiuti vengono scaricati nel pozzetto e vi rimangono fino a quando non vengono rimossi mediante risciacquo o smaltimento dopo aver rimosso il pozzetto.

Oltre alle sue proprietà lubrificanti, l'olio svolge anche la funzione di ulteriore raffreddamento. Poiché c'è una combustione costante della miscela aria-carburante nei cilindri, tutte le parti dell'unità subiscono un grave stress termico (la temperatura del fluido nel cilindro sale a 1000 gradi o più). Il dispositivo motore include un gran numero di parti che necessitano di raffreddamento, ma poiché non hanno nulla a che fare con il sistema di raffreddamento, soffrono di una mancanza di trasferimento di calore. Esempi di tali parti sono i pistoni stessi, le bielle, ecc.

Per mantenere fresche queste parti e ottenere la giusta quantità di lubrificazione, il veicolo è dotato di un sistema di lubrificazione. Oltre al design classico, che viene descritto in un'altra recensione, esiste anche una versione a carter secco.

Consideriamo come differisce un pozzetto asciutto da un pozzetto umido, in base a quale principio funziona il sistema e anche quali sono i suoi vantaggi e svantaggi.

Cos'è il lubrificante per carter secco?

Indipendentemente dalla modifica del sistema di lubrificazione, il principio di funzionamento è sostanzialmente lo stesso per loro. La pompa aspira l'olio dal serbatoio e, sotto pressione, lo alimenta attraverso le linee dell'olio ai singoli componenti del motore. Alcune parti sono in costante contatto con il lubrificante, altre sono abbondantemente annaffiate con nebbia d'olio formatasi a seguito del funzionamento attivo della manovella (per dettagli su come funziona leggere qui).

Nel sistema classico, il lubrificante fluisce naturalmente nella coppa dove si trova la pompa dell'olio. Assicura il movimento dell'olio attraverso gli appositi canali. Questo tipo di sistema è chiamato pozzetto umido. Un analogo a secco significa un sistema identico, solo che ha un serbatoio separato (non è nel punto più basso dell'unità, ma è più alto), in cui la pompa principale pomperà il lubrificante e una pompa dell'olio aggiuntiva. È necessaria una seconda pompa per pompare il lubrificante alle parti del motore.

In un tale sistema, una certa quantità di fluido lubrificante sarà anche nella coppa. È condizionatamente secco. È solo che in questo caso il pallet non viene utilizzato per immagazzinare l'intero volume di olio. C'è un serbatoio separato per questo.

Nonostante il fatto che il classico sistema di lubrificazione abbia dimostrato di essere a basso costo di manutenzione e ad alta affidabilità di funzionamento, non è privo di inconvenienti. Un esempio di ciò è un pallet rotto quando un'auto supera un terreno fuoristrada e colpisce una pietra appuntita. Considerare in quali altre condizioni è utile un sistema a carter secco.

A cosa serve il sistema a carter secco?

Molto spesso, un'auto sportiva, una certa categoria di attrezzature speciali e alcuni SUV saranno dotati di un sistema di lubrificazione del motore simile. Se parliamo di SUV, è chiaro perché il serbatoio dell'olio per il motore a combustione interna non si trova nel punto più basso dell'auto. Questo è estremamente importante quando si guadagna, quando il conducente non vede pietre taglienti sott'acqua o quando si superano terreni accidentati con superfici stradali rocciose.

E le auto sportive? Perché un'auto sportiva ha bisogno di un carter asciutto se si muove costantemente su una superficie quasi perfettamente piana? Infatti, alle alte velocità, anche piccoli cambiamenti di traiettoria possono essere irti di abbondanti scintille da sotto l'auto a causa del pallet aderente al fondo stradale. Quando il conducente frena bruscamente prima di entrare in una svolta, il veicolo si sporge in avanti, il che riduce l'altezza da terra a livelli critici.

Ma anche questo non è il più critico per un'auto sportiva. Quando l'albero motore funziona alla massima velocità, nel design classico del sistema di lubrificazione, la maggior parte del lubrificante viene trasformata in una nebbia d'olio e fornita ai vari componenti del gruppo motore. Naturalmente, il livello di lubrificante nel serbatoio è notevolmente ridotto.

In condizioni normali, una pompa dell'olio è in grado di pompare olio e creare la pressione necessaria per il funzionamento della macchina. Tuttavia, il modo di guidare sportivo è sempre associato al fatto che il lubrificante che rimane nella coppa schizza a causa dei continui rotoli dell'auto. In questa modalità, la pompa non può funzionare in modo efficiente e non aspira abbastanza liquido.

A causa della combinazione di tutti questi fattori, il motore potrebbe soffrire di carenza di olio. Poiché le parti in rapido movimento non ricevono la giusta quantità di lubrificazione, la pellicola protettiva su di esse viene rapidamente rimossa, con conseguente attrito secco. Inoltre, alcuni elementi non ricevono un raffreddamento adeguato. Tutto ciò riduce notevolmente la vita lavorativa del motore a combustione interna.

Per eliminare tutte queste conseguenze negative, gli ingegneri hanno sviluppato un sistema a carter secco. Come accennato in precedenza, il suo design è leggermente diverso dalla versione standard.

Il principio di funzionamento e il dispositivo "carter secco"

L'olio per la lubrificazione delle parti del motore in un tale sistema si trova in un serbatoio, dal quale viene pompato fuori da una pompa a pressione. A seconda del dispositivo, il lubrificante può entrare nel radiatore di raffreddamento o direttamente nel motore attraverso i canali destinati a questo.

Dopo che la porzione ha adempiuto alla sua funzione (ha lubrificato le parti, lavato via la polvere metallica da esse, se si è formata, e tolto il calore), viene raccolta nella padella sotto l'azione della forza di gravità. Da lì, il liquido viene immediatamente aspirato da un'altra pompa e immesso nel serbatoio. In modo che le piccole particelle lavate nella coppa non tornino nel motore, in questa fase vengono trattenute nel filtro dell'olio. In alcune modifiche, l'olio passa attraverso un radiatore, nel quale viene raffreddato, proprio come l'antigelo nella CO.

In questa fase, il ciclo è chiuso. A seconda del design del sistema, possono esserci diversi moduli di aspirazione che accelerano la raccolta dell'olio nel serbatoio. Per stabilizzare la lubrificazione dell'unità, molti veicoli a carter secco dispongono di attrezzature aggiuntive. Diamo un'occhiata più da vicino a come funziona il sistema di lubrificazione e quale funzione svolge ogni elemento in esso.

Sistema a carter secco del motore

Nelle auto moderne è possibile utilizzare diverse modifiche della lubrificazione del motore a carter secco. Indipendentemente da ciò, i loro elementi chiave sono:

• Serbatoio aggiuntivo per grasso;
• Una pompa che crea una prevalenza nella linea;
• Una pompa che aspira l'olio dalla coppa (identica alla versione classica a carter umido);
• Un radiatore attraverso il quale passa l'olio, passando dalla coppa al serbatoio;
• Sensore termico per lubrificante;
• Un sensore che registra la pressione dell'olio nel sistema;
• Termostato;
• Un filtro identico a quello utilizzato nei sistemi classici;
• Valvola di riduzione e bypass (a seconda del modello di sistema, il loro numero può differire).

Il serbatoio dell'olio aggiuntivo può essere di forme diverse. Tutto dipende da come è organizzato il vano motore in un particolare modello di auto. Molti serbatoi hanno più deflettori all'interno. Sono necessari per lenire il lubrificante mentre il veicolo è in movimento e non fa schiuma.

Durante il funzionamento, la pompa dell'olio, insieme al lubrificante, aspira parzialmente l'aria. Per evitare sovrapressioni nella linea, è presente una presa d'aria nel serbatoio, che ha la stessa funzione dell'albero di ventilazione del basamento.

Ha anche un sensore di temperatura e un sensore di pressione nella linea. Affinché il conducente possa notare la mancanza di lubrificante nel tempo, nel serbatoio è presente un'astina di livello con la quale viene controllato il livello nel serbatoio.

Il vantaggio del serbatoio aggiuntivo è che la casa automobilistica può organizzare il vano motore a modo suo. Ciò consente di distribuire il peso di tutti i meccanismi in modo da migliorare la maneggevolezza nelle auto sportive. Inoltre, il serbatoio può essere posizionato nel vano motore in modo che il lubrificante venga insufflato durante la guida e venga fornito un raffreddamento aggiuntivo.

La pompa di mandata dell'olio si trova normalmente leggermente al di sotto del serbatoio dell'olio. Questo metodo di installazione rende il suo lavoro un po 'più semplice, poiché non deve spendere energia per pompare il liquido: entra nella sua cavità sotto l'influenza della gravità. Nel sistema sono necessarie una valvola di riduzione della pressione e una valvola di bypass per controllare la pressione dell'olio.

Il ruolo della pompa di evacuazione è identico a un meccanismo simile che è installato in qualsiasi sistema di lubrificazione di un motore a combustione interna a 4 tempi (per le differenze tra motori a quattro tempi e due tempi, leggere qui). Esistono diverse modifiche di tali soffianti e nel loro design differiscono dalle pompe installate per il serbatoio dell'olio aggiuntivo.

A seconda del modello di motore, possono essere presenti diversi moduli di pompaggio. Ad esempio, in un'unità con un blocco cilindri a forma di V, la pompa principale ha un'uscita aggiuntiva che raccoglie il lubrificante usato da meccanismo di distribuzione del gas... E se il motore è dotato di un turbocompressore, verrà installata anche una sezione di pompaggio aggiuntiva vicino ad esso.

Questo design accelera l'accumulo di grasso nel serbatoio principale. Se si scaricasse naturalmente, c'è un'alta probabilità che il livello nel serbatoio sarebbe troppo basso e il motore non riceverebbe abbastanza olio.

Il funzionamento delle pompe di alimentazione e scarico è collegato all'albero motore. Mentre gira, funzionano anche i ventilatori. Ci sono, ma raramente abbastanza, modifiche che funzionano da un albero a camme. La coppia dall'albero motore al meccanismo della pompa viene trasmessa tramite una cinghia o una catena.

In questo design, è possibile installare il numero richiesto di sezioni aggiuntive che funzioneranno da un albero. Il vantaggio di questa disposizione è che in caso di guasto, la pompa può essere smontata dal motore senza interferire con il design dell'unità stessa.

Sebbene la pompa di scarico abbia lo stesso principio di funzionamento e design della sua controparte a carter umido, è stata modificata in modo che le sue prestazioni non vadano perse, anche aspirando olio schiumato o parzialmente aria.

L'elemento successivo che non è presente nei sistemi a carter umido è il radiatore. Il suo compito è lo stesso di quello dello scambiatore di calore del sistema di raffreddamento. Ha anche un design simile. Per saperne di più su questo. in un'altra recensione... Fondamentalmente, è installato tra la pompa dell'olio di iniezione e il motore a combustione interna, ma ci sono anche opzioni di installazione tra la pompa di evacuazione e il serbatoio.

È necessario un termostato nel sistema di lubrificazione per evitare che si raffreddi prematuramente quando il motore si riscalda. Il sistema di raffreddamento ha un principio simile, descritto in dettaglio. qui... In breve, mentre il motore a combustione interna si sta riscaldando (soprattutto durante il periodo freddo), l'olio in esso contenuto è più denso. Per questo motivo non ha bisogno di essere raffreddato per poter scorrere e per migliorare la lubrificazione dell'unità.

Non appena il mezzo di lavoro raggiunge la temperatura desiderata (puoi scoprire quale dovrebbe essere la temperatura di esercizio del motore da un altro articolo), il termostato si apre e l'olio scorre attraverso il radiatore per il raffreddamento. Ciò garantisce una migliore dissipazione del calore dalle parti calde che non sono a contatto con la camicia di raffreddamento del motore.

Pro e contro di un sistema a carter secco

Il primo vero vantaggio dei sistemi a carter secco è di fornire una lubrificazione stabile, indipendentemente dalla modalità di guida del veicolo. Anche se il veicolo supera un lungo aumento, il motore non subirà la fame di petrolio. Poiché durante la guida estrema è più probabile che il motore si surriscaldi, questa modifica fornisce un migliore raffreddamento dell'unità. Questo fattore è di fondamentale importanza per ICE dotati di turbina (per dettagli sul dispositivo e sul principio di funzionamento di questo meccanismo leggere separatamente).

A causa del fatto che l'olio non è immagazzinato in una coppa, ma in un serbatoio separato, il design del serbatoio dell'olio è molto più piccolo, grazie al quale i progettisti riescono a ridurre il gioco dell'auto sportiva. Il fondo in tali auto è spesso piatto, il che ha un effetto positivo sull'aerodinamica del trasporto (viene descritto ciò che influenza questo parametro qui).

Se la coppa viene forata durante la marcia, il grasso non fuoriesce da essa, come nel caso del sistema di lubrificazione classico. Ciò offre un vantaggio nelle riparazioni di emergenza su strada, soprattutto se il SUV ha subito tali danni molto lontano dal negozio di ricambi auto più vicino.

Il vantaggio successivo di un carter secco è che rende il lavoro della stessa unità di potenza un po 'più facile. Quindi, quando l'auto è rimasta a lungo al freddo, l'olio nel serbatoio diventa più denso. Al momento dell'avvio di un propulsore con un sistema di lubrificazione classico, l'albero motore deve superare non solo la resistenza dei cilindri sulla corsa di compressione (quando il motore è in funzione, questa forza è parzialmente facilitata dalla forza inerziale), ma anche la resistenza dell'olio denso (l'albero motore in questo caso è a bagno d'olio). In una coppa asciutta, questo problema viene eliminato, poiché tutto il lubrificante è separato dall'albero motore, il che rende il motore più veloce.

Durante la rotazione, l'albero motore non funziona nel sistema di lubrificazione come un miscelatore. Grazie a ciò, l'olio non fa schiuma e non perde la sua densità. Ciò fornisce una pellicola migliore sulle superfici di contatto delle parti dell'unità.

In una coppa asciutta, il lubrificante è meno a contatto con i gas del basamento. A causa di ciò, la velocità della reazione ossidativa viene ridotta, il che aumenta la risorsa della sostanza. Piccole particelle non hanno il tempo di depositarsi nella coppa dell'olio, ma vengono immediatamente rimosse dal filtro.

Poiché le pompe dell'olio nella maggior parte delle modifiche al sistema sono installate all'esterno dell'unità, in caso di guasto, non è necessario smontare il motore a combustione interna per eseguire le procedure necessarie. Questi fattori ci permettono di concludere che l'unità con carter di tipo a secco è più affidabile ed efficiente rispetto all'analogo classico.

Nonostante un tale numero di aspetti positivi, il sistema a carter secco presenta una serie di gravi svantaggi. Ecco i principali:

• In primo luogo, a causa della presenza di meccanismi e parti aggiuntivi, la manutenzione del sistema sarà più costosa. In alcuni casi, la complessità della riparazione è associata al funzionamento dell'elettronica (esistono varietà in cui la lubrificazione dell'unità è controllata da un controller separato).
• In secondo luogo, rispetto al sistema classico, questa modifica richiede una maggiore quantità di olio in un motore con un volume e un design identici. Ciò è dovuto alla presenza di meccanismi ed elementi aggiuntivi, il più voluminoso dei quali è il radiatore. Lo stesso fattore influisce sul peso dell'auto.
• In terzo luogo, il prezzo di un motore a carter secco è molto più alto di quello della sua controparte classica.

Nei veicoli di produzione convenzionale, l'uso di un sistema a carter secco non è ragionevole. Tali veicoli non vengono utilizzati nemmeno in condizioni estreme, in cui è possibile valutare l'efficacia di tale sviluppo. È più adatto per auto da rally, gare su circuito come NASCAR e altri tipi di sport motoristici. Se si desidera migliorare leggermente le caratteristiche del proprio veicolo, l'installazione di un sistema a carter secco non darà un effetto evidente senza una seria modernizzazione per condizioni operative difficili. In questo caso, puoi limitarti all'ottimizzazione dei chip, ma questo è un argomento per un altro articolo.

Inoltre, per coloro che sono interessati all'argomento dell'autotuning, suggeriamo di guardare questo video, che discute in dettaglio il sistema a carter secco e alcune delle sottigliezze associate alla sua installazione:

Dry Carter! Come, perché e perché?

Domande e risposte:

Cosa significa carter secco? Questo è un tipo di sistema di lubrificazione del motore che ha un serbatoio separato che immagazzina l'olio motore. La maggior parte delle auto moderne è dotata di un sistema a carter umido.

A cosa serve un carter secco? Il sistema a carter secco è destinato principalmente a quelle auto che si muovono in parte su pendii ripidi. In un tale sistema, il motore riceve sempre una corretta lubrificazione delle parti.

Quali sono le caratteristiche progettuali dei sistemi di lubrificazione a carter secco? In un carter secco, l'olio scorre in una coppa e da lì la pompa dell'olio lo aspira e lo pompa in un serbatoio separato. In tali sistemi, ci sono sempre due pompe dell'olio.

Come funziona il sistema di lubrificazione del motore? In tali sistemi, il motore viene lubrificato nel modo classico: l'olio viene pompato attraverso i canali in tutte le parti. In un carter secco, la rottura della coppa può essere riparata senza perdere tutto l'olio.