Для чего нужен картер двигателя
Что такое автомобильный картер? Особенности и назначение
Описание и характеристики картера авто: кто придумал картер, особенности и назначение, виды, уход, фото. Видео про сухой картер.
Некоторые автомобильные агрегаты, такие как мотор, КПП, сцепление облачаются в корпус, именуемый также картером. Он защищает внутренние элементы от повреждений, хранит масло да и просто служит платформой для крепления отдельных деталей устройства. О том, какие картеры могут находиться в машине – далее в обзоре.
Кто придумал картер
Своим появлением это устройство обязано англичанину Джону Харрисону Картеру. Этот инженер в 1889 году изобрёл корпус для цепи велосипеда Sunbeam, ставший первым картером. Такое изделие хранило масло, а также оберегало велоцепь от нежелательных воздействий.
Со временем картер нашёл своё применение и в автомобильной технике, став, можно сказать, неотъемлемой её частью. Такие детали применяются практически на всех элементах машины, использующих масло. Ну, а на моторе – в первую очередь.
Картер автомобильного двигателя
В основном под понятием «картер» автолюбители подразумевают именно корпус мотора. Такая оболочка укрывает блок цилиндров, различные валы и содержит масляный поддон. Впрочем, конструкция кожуха двигателя во многом зависит от размера самого силового агрегата.
Кроме того, корпус лёгкого 2-тактного мотора, содержащего несколько цилиндров, бывает разделён на герметичные блоки, как это реализовано у автомобилей Wartburg, Trabant или DKW. Такие отсеки связаны со своими цилиндрами посредством персональных каналов. При данной конструкции силовой агрегат смазывается «двухтактной смесью», добавляемой в топливо.
Но уже для моторов, имеющих средние габариты, отлить картер как единое изделие не так-то просто, а для крупных – и подавно. Неудивительно, что корпуса силовых установок больших размеров обычно собираются из отдельных частей, соединённых крепёжными элементами или просто сваренных. Причём, в подобных агрегатах объём полости порой достигает нескольких кубометров!
К тому же, в моторах средней категории, а тем более в «тяжеловесах» типа Sulzer, ДКРН, Burmeister & Wain нашла своё применение конструкция с отдельной ёмкостью для масла, именуемая «сухим картером». Спорткары и крутые внедорожники оснащаются двигателями как раз такой разновидности.
Картером сухого типа обладают также и некоторые мотоциклы. Подобная конструкция используется, когда габаритный масляный поддон разместить в корпусе мотора проблематично, или на моделях, предназначенных для бездорожья, а также гонок эндуро. Даже если такой «байк» будет лежать на боку, его мотор не будет испытывать недостатка в масле.
Из чего делают картер
В основном из алюминиевого сплава или стали. Раньше активно применялся чугун, теперь это редкость. На некоторых европейских авто встречаются даже картеры с элементами из термостойкого пластика. Иногда с целью повышения жёсткости конструкции корпус мотора дополняют рёбрами.
Поддон для масла также отливают из алюминия или изготавливают из стали штамповочным способом. Причём, такая ёмкость, выполненная из алюминия, лучше охлаждает двигатель, но при этом имеет более высокую стоимость, менее прочна и слабо поддаётся ремонту. Кстати, отработанное масло сливают из картера через находящуюся на нём специальную пробку.
Картеры трансмиссии
Однако, корпус двигателя – если и главный, то, как правило, не единственный картер, входящий в состав автомобиля. У современных машин обычно имеется несколько таких изделий, причём, в большинстве своём они относятся к трансмиссии. В частности, к следующим элементам:
Каждый из картеров этой группы имеет своё предназначение и особенности конструкции. Однако если не учитывать корпус системы сцепления, можно обозначить элементы, общие для всех этих изделий:
Картер КПП и раздаточной коробки
Это кожух коробки передач, а для полноприводных авто – ещё и раздаточной коробки. Одно из основных его назначений – обеспечение этих устройств смазывающим веществом.
В настоящее время среди оболочек этих устройств превалируют чугунные или алюминиевые изделия, выполненные как единое целое. Такие картеры можно разделить на 2 вида, исходя из места расположения крышки:
Размещение крышки сверху присуще старым коробкам, для современных же характерно нахождение её сбоку. Механические коробки с такой конструкцией в настоящее время часто устанавливаются на грузовиках. Причём, некоторые грузовые машины оборудованы отдельными корпусами сцепления, делителя и КПП. Ну, а картер «автомата» нередко бывает объединён с аналогичной частью гидротрансформатора.
А ещё на корпусе КПП имеются участки для подключения устройства, переключающего скорости, а также разных датчиков, в частности – сопряжённого со спидометром.
Картер сцепления
В трансмиссии имеется только один сухой картер, и это корпус сцепления, расположенный между мотором и КПП. При штатном функционировании автомобиля в этом изделии не должны находиться ни масло, ни другие жидкие вещества.
На данном корпусе могут быть установлены приспособления для наблюдения за сцеплением и его настройки, правда, так бывает не всегда. А в машинах с автоматической КПП кожух сцепления заменён на аналогичную деталь для гидротрансформатора.
Картер ведущего моста
Это изделие объединяет главную передачу, межколёсный, а для трёхосных грузовых машин – межосевой дифференциал, колёсные передачи и колёсные же редукторы при наличии таковых. Можно выделить 2 основных вида мостовых кожухов:
При этом мостовые балки, называемые «чулками», представляют собой либо самостоятельные детали, запрессованные в корпус, либо образуют с ним единое изделие.
Последнюю разновидность кожуха называют «банджо» из-за похожей формы. Ну, а в некоторых мостах – например, у УАЗов, в ряде грузовиков и машин с высокими внедорожными качествами, картер обладает формулой «3 в 1». К нему относятся центральный картер главной передачи и дифференциала, плюс ещё два – колёсных редукторов.
Уход за картерами
Масляный поддон картера мотора находится недалеко от поверхности трассы, поэтому его можно запросто деформировать при помощи предметов, попадающихся на пути, или неровностей на бездорожье. Последствия таковы: масло вытекает из мотора, подшипники распределительного и коленчатого вала остаются без смазки. Дальнейшее продолжение езды в таких условиях чревато износом и заклиниванием подшипников скольжения.
Во избежание такого кошмара под мотором автомобиля монтируется защита картера, изготавливаемая из металла высокой прочности или композитного вещества. Такая деталь присоединяется к лонжеронам кузова и надёжно защищает картер от контакта с камнями, бордюрами или «лежачими полицейскими».
Если в же в поддоне картера мотора всё же возникла трещина, то этот дефект можно попробовать исправить путём сварки, электрической или газовой для стальных корпусов, а также исключительно аргоновой – для алюминиевых. Ещё в магазинах можно найти специальные герметики для поддонов, но такие средства скорее всего будут эффективны только до следующего удара.
В крайнем случае, может потребоваться замена поддона, что, впрочем, не является архисложной задачей. Для этого сливается старое масло, если оно ещё не вытекло через пробоину, снимаются крепёжные болты и монтируется новый поддон. Кстати, если менять поддон, то вместе с ним желательно заменить и его прокладку.
Что касается картеров трансмиссии, то они представляют собой вылитые из металла или штампованные изделия, причём, уход за этими кожухами требуется минимальный. Но для того, чтобы они качественно выполняли свои функции, автовладельцам всё же следует:
Если картер был разобран, то при последующей его сборке болтовым соединениям следует придать степень затяжки, предусмотренную инструкцией. Также иногда требуется установить на корпус новые прокладки. Немаловажна и степень надёжности крепления самого изделия к несущей поверхности машины.
А в общем, картеры трансмиссии отличаются выносливостью и долгим сроком эксплуатации, так что лишними хлопотами автолюбителей обременяют очень редко.
Заключение
Картеры бывают разные, и все они требуют ухода, хотя и отличающегося по степени сложности. Наиболее уязвимой частью корпуса двигателя считается масляный поддон, поэтому за ним нужен особый присмотр. Трансмиссионные картеры надёжны сами по себе, но и о них автолюбителям забывать не стоит.
Видео про сухой картер:
Описание и характеристики картера авто: кто придумал картер, особенности и назначение, виды, уход, фото. Видео про сухой картер.
Картер двигателя автомобиля
Любое автотранспортное средство, оснащенное двигателем внутреннего сгорания, укомплектовано и картером. Он является одним из важнейших компонентов ДВС. Удивительно, но далеко не каждый автолюбитель сможет объяснить, что это и с какой цельюиспользуется. О том, что такое картер двигателя, какие на него возложены функции, и пойдет речь в нашей статье.
Что такое картер двигателя
Устройство изобретено еще в 1889 году английским инженером Джоном Картером. Изобретатель разработал корпус для популярного в то время велосипеда марки Sunbeam, считающийся первым в мире картером. Предназначено оно было для содержания масла, смазывающего цепь, укрытия ее от внешних воздействий.
Некоторое время спустя картер стал широко применяться и в автотехнике, начинавшей бурное развитие. Сейчас он присутствует почти во всех узлах, использующих масло и, естественно, в двигателе.
Картер – один из важнейших компонентов ДВС. Это своеобразный резервуар, в котором размещается моторное масло. В низу его размещены балансировочный и коленвал, нижнее отделение маслонасоса, а сверху – цилиндры, закрепленные болтами. Блоки отделены посредством уплотняющей прокладки.
По вертикальным сторонам картера проходят специальные каналы, используемые для свободного перетекания масла в поддон, где оно остывает, а после втягивается насосом. Чтобы мельчайшие частички металла, образовавшиеся при износе кривошипно-шатунного механизма, не поступали в смазку, на стене резервуара размещены магниты.
В отдельных моделях двигателей дополнительная защита обеспечивается мелкой сеткой из тончайшей проволоки, которая задерживает частички более крупных фракций и не допускает их оседания на дне.
В корпус проникают выхлопные газы, а также концентрируются пары масла, ухудшающие качество смазки. Для вентиляции картера двигателя установлена небольшая трубка, подключенная к воздушному фильтру либо к головке блока цилиндров.
Расположение и назначение картера
Вопрос о том, где расположен картер, не совсем правильный. Он размещается в том же месте, где и «движок», потому как относится к его компонентам. Картер по сути является объемом пространства между коленвалом и поддоном. Так как в нем размещен резервуар для стекающего масла, оба элемента нередко считают единым понятием. Но фактически поддон используется не только для накопления смазки, а считается только частью конструкции.
Функции картера следующие:
Материалы для изготовления картера
Для изготовления картера применяется преимущественно листовая сталь, алюминиевые сплавы, нержавейка. В старых машинах можно увидеть и чугунный картер, но в наши дни этобольшая редкость – из-за значительного веса и ломкости чугун проиграл конкуренцию современным материалам.
На некоторых моделях европейских авто имеется картер из высокопрочного термостойкого пластика. Но из-за высокой стоимости его использование сильно ограничено. Для повышения прочности и стабильности корпус иногда дополняется ребрами жесткости.
Поддон картера двигателя также отливается из алюминия либо изготавливается из листовой стали способом штамповки. Такая емкость обеспечивает лучшее охлаждение двигателя. Существенные недостатки – слишком высокая цена, меньшая прочность и слабая ремонтопригодность.
Разновидности картеров
В зависимости от типа двигателя, устанавливаемые на транспортных средствах картеры принято разделять на две категории, которые выполняют различные функции. По этому признаку отдельно рассматриваются конструкции, предназначенные для:
Конструктивные особенности картеров различных ДВСобуславливаются разницей в устройстве самих «движков».
Для двухтактных двигателей
В двухтактных ДВС картер считается не только лишь корпусом, используемым для установки частей и узлов двигателя. Он также относится и к основным компонентам топливной системы транспортного средства.
На картер здесь возлагается функция подготовки и безостановочной подачи в цилиндры воздушно-топливной смеси. Так выполняется качественное промазывание поверхностей всех подвижных элементов двигателя. Спереди размещается кривошипная камера, участвующая в процессе газораспределения.
Для обеспечения герметичности этой камеры и исключения протекания в нее смазки в левом отделе картера ставитсяуплотняющий сальник. С правой стороны размещена еще одна уплотнительная прокладка картера двигателя, предотвращающая проникание в блок наружного воздуха.
Для четырехтактных двигателей
В случае с двигателями-четырехтактниками, картер считается второстепенной деталью и выполняет, скорее, вспомогательную функцию. Как правило, он служит лишь для стекания масляной смазки.Такое предназначение объясняется просто. Для современных четырехтактных двигателей поступление масла в цилиндры не требуется.
Выхлопные газы у них не такие дымные и имеют цвет более светлый. К тому же и сами выхлопы более чистые и наносит меньший вред экологии. Для очистки газов в таких «движках» предназначен катализатор, устанавливаемый почти на всех выпускающихся сейчас моделях автомобилей с ДВС.
Защита картера
Каким бы высоким ни был дорожный просвет автомобиля, встретившееся на пути препятствие может стать непреодолимым. Чтобы не допустить повреждения, а вместе с ним эвакуации и последующего серьезного ремонта, картер нуждается в защите.
Большинство легковых автомобилей и кроссоверов, в отличие от внедорожников, оснащено защитой только от брызг воды и грязи из-под колес. При наезде на крупный камень эти пластмассовые щитки не смогут защитить картер от повреждения. Потому такие автомобили оснащаются дополнительной жесткой защитой из металла.
Пробить и ее, конечно же, тоже можно. Но, будучи зафиксированной на силовом подрамнике и укрепленной ребрами жесткости, конструкция срабатывает наподобие лыжи, приподнимая всю переднюю часть автомобиля. При этом вероятность повреждения двигателя значительно снижается.
Щиток, защищающий картер, производится штамповкой листа стали, имеющеготолщину 2-4 мм либо толстого алюминия вдвое толще. Вес алюминиевой защиты намного ниже, но стоимость ее на порядок дороже.
Предпочитающие переплатить за высокие технологии могут воспользоваться защитой картера двигателя из кевлара. Лист легко демонтируется при ремонте либо осмотре двигателя, а благодаря имеющимся отверстиям и прорезям обеспечивается хороший теплообмен и охлаждение.
Особенности сухих картеров
Все сказанное выше относится к автомобилям, в которых устанавливается «мокрый» поддон. Название свое он получилпо той причине, что масло в картере двигателя сливается самотеком по внутренним канавкам. Это самая распространенная схема смазки, применяемая в гражданском автомобильном транспорте.
Существуют еще так называемые «сухие картеры». Их отличие от привычной всем смазочной системы, заключается в том, что масло внутри картера отсутствует и помещено в отдельный резервуар.
«Сухой» способ смазки применяется преимущественно в гоночных автомобилях, спорткарах и отдельных моделях внедорожников. Такое инженерное решение объясняется назначением машин. Когда при скоростном движении автомобиль вписывается в поворот, ускоряется либо резко тормозит, поднимается на значительную возвышенность, возникают высокие инерционные и динамические нагрузки. При этом масло расплескивается по всему предназначенному для него объему двигателя, от края до края.
В таких ситуациях вероятность оголения маслоприемника высока, при этом сама смазка, в качестве которой используется моторное масло, вспенивается. Если это происходит, двигатель может столкнуться с такой неприятной проблемой, как масляное голодание. Из-за этого давление в системе также резко снижается.
В итоге «движок» перегревается, выходит из строя и может потребоваться его замена.Также сухими картерами оснащаются все «тяжеловесы» типа Burmeister&Wain, ДКРН, Sulzer, некоторые мотоциклы. В последнем случае габаритный поддон для масла в корпусе двигателя разместить попросту невозможно.
Заключение
Несмотря на имеющиеся конструктивные и функциональные различия, картеры в ДВС автомобилей выполняют важнейшую функцию – обеспечение надежной и качественной смазкой подвижных частей. В противном случае не избежать перегрева двигателя, что может привести к проблемам с его эксплуатацией и дорогостоящему ремонту либо замене.
Поддон картера двигателя
Что такое картер двигателя (назначение, расположение и конструкция)
Приблизительное понятие картера известно всем, кто хотя бы чуть-чуть изучал конструкцию двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Но многие считают, что под ним скрывается лишь одна деталь, которая на самом деле называется поддоном картера. Более общее понятие скорее теоретическое, конкретной деталью или узлом не является, а означает всё пространство мотора, расположенное ниже цилиндров.
Зачем двигателю нужен картер
В абсолютном большинстве моторов картер задействован для расположения в нём масляной ванны и ряда узлов, обеспечивающих работу системы смазки.
Но поскольку объём он занимает довольно значительный, то именно в нём располагаются многие другие механизмы:
Устаревшие нижневальные моторы использовали также установленный в картере распредвал, а привод клапанов производился через идущие к головке блока толкатели в виде штанг.
Конструкция
Обычно картер состоит из нижней части отливки блока цилиндров и подсоединённого к нему через прокладку поддона.
Но встречаются и более сложные конструкции, где снизу к блоку прикручена промежуточная плита, закрывающая постели коленвала с коренными вкладышами. Так с уменьшением массы блока обеспечивается дополнительная жёсткость, важная для долговечной работы поршневой группы.
Особенно это важно для моторов, полностью изготовленных из лёгких сплавов, даже незаметные деформации блока приводят к неравномерному износу цилиндров и задирам.
Масляный насос устанавливается с переднего торца коленвала или под ним, в этом случае он приводится отдельной цепью от звёздочки вала. Балансиры могут ставиться в постелях вала или объединяться в моноблок с нижним маслонасосом, образуя функционально законченный модуль.
Жёсткость конструкции обеспечивается литым оребрением и дополнительными перегородками, в которых могут быть сделаны отверстия для уменьшения насосных потерь от нижней части поршней.
Отвод тепла производится через циркуляцию масла, для чего иногда поддон также выполняется литым из лёгкого сплава с развитыми рёбрами охлаждения. Но чаще поддон отштампован из тонкой стали, так дешевле и надёжней при возможных ударах от наезда на препятствия.
Виды картеров
В зависимости от типа двигателя на картер могут возлагаться дополнительные функции.
Картер двухтактного двигателя
В двухтактных моторах картер используется для предварительного сжатия смеси. Она всасывается в подпоршневое пространство при такте сжатия в цилиндре.
Во время движения поршня вниз давление под ним повышается, и как только откроется перепускной канал в нижней зоне цилиндра, топливо в смеси с воздухом устремляется к камере сгорания. Отсюда требования к герметичности картера, наличию клапана на впуске и качественным уплотнениям носков коленвала.
Масляная ванна отсутствует, а смазка осуществляется добавкой к рабочей смеси некоторого количества специального двухтактного масла, которое затем сгорает вместе с бензином.
Картер четырёхтактного двигателя
При четырёхтактном цикле топливо в картер может попасть лишь при возникновении неисправностей. В нормальных условиях он служит для хранения масляной ванны, куда оно стекает, пройдя через каналы и пары трения.
В нижней точке поддона располагается масляный заборник насоса с сетчатым фильтром грубой очистки. Между противовесами коленвала и зеркалом масла соблюдается определённое расстояние, чтобы не допускать вспенивания при контактах.
Картер оппозитного двигателя
В оппозитных моторах картер является основным силовым элементом, придающим жёсткость всему блоку. При этом он компактен, что предоставляет одно из преимуществ автомобильного «боксёра» — малую габаритную высоту, что даёт снижение общего центра масс автомобиля.
Что такое сухой картер
Содержать масло в виде ванны, наполненной до определённого уровня, можно лишь в статических или близких к тому условиях. Спортивные автомобили ничего подобного обеспечить не могут, они испытывают постоянные сильные ускорения по всем направлениям, отчего масло попадает куда угодно, только не к приёмнику маслонасоса на дне поддона.
Поэтому система смазки там выполняется с так называемым сухим картером, когда масло не задерживается внизу, а сразу же подхватывается несколькими мощными насосами, отделяется от воздуха и нагнетается к потребителям.
Система сильно усложняется, но иного выхода нет. Как и в авиации, где понятие верха и низа вообще может отсутствовать, двигатель должен работать и в перевёрнутом полёте.
Характерные поломки
Основная проблема с картером – это наезд им на препятствие, после чего на поддоне в лучшем случае образуется вмятина. В худшем он треснет или сдвинется, двигатель потеряет масло, а без него жить ему останется считанные секунды.
Перед водителем на щитке приборов загорится красный индикатор, после чего надо немедленно заглушить двигатель, не дожидаясь его превращения в монолит.
Иногда случается, что картер после удара цел, но лампочка всё равно сигнализирует о падении давления. Это означает, что упругая деформация поддона вызвала поломку трубки маслоприёмника, который часто изготовлен из алюминиевого сплава.
Насос будет захватывать воздух, и работа системы смазки нарушится. Результат тот же – без ремонта своим ходом двигаться нельзя.
Защита картера двигателя
Каким бы ни был дорожный просвет автомобиля, препятствие всё равно может оказаться непреодолимым. Чтобы избежать эвакуации и ремонта в каждом таком случае, картер стремятся защитить.
На легковых автомобилях и кроссоверах, в отличие от внедорожников, защита делается максимум от брызг из-под колёс. Пластиковые щитки при наезде на камень не помогут. Поэтому в качестве дополнительного оборудования устанавливается металлическая жёсткая защита.
Пробить можно и её, но имея рёбра жёсткости и будучи прикреплённой к силовому подрамнику, такая конструкция сработает подобно лыже, приподняв весь передок автомобиля. Вероятность выживания для мотора значительно увеличивается.
Лист защиты изготавливается из стального штампованного листа, толщиной 2-3 миллиметра, или примерно вдвое более толстого алюминия. Последний вариант легче, но заметно дороже.
Желающие заплатить за высокие технологии могут использовать кевлар. При обслуживании двигателя защитный лист достаточно легко снимается, а сделанные в нём прорези и отверстия обеспечивают необходимый обмен теплом, перегревать масло очень нежелательно.