Sistema de lubrificação de cárter seco

Qualquer motor de combustão interna precisa de um sistema de lubrificação de qualidade. Essa necessidade se deve à operação constante das peças da unidade sob condições de maior estresse mecânico (por exemplo, enquanto o motor está funcionando, o virabrequim gira continuamente e os pistões nos cilindros se alternam). Para que as peças que esfregam uma na outra não se desgastem, elas precisam ser lubrificadas. O óleo do motor cria uma película protetora, de modo que as superfícies não entram em contato direto entre si (para mais informações sobre as propriedades do óleo do motor e como escolher o correto para o motor de combustão interna do seu carro, leia separadamente).

Apesar da presença de uma película de óleo que impede o atrito seco das peças do motor, ainda se forma um desgaste nas mesmas. Como resultado, aparecem pequenas partículas de metal. Se eles permanecerem na superfície da peça, a produção aumentará e o motorista terá que fazer uma revisão geral do carro. Por isso, é extremamente importante que haja quantidade suficiente de lubrificante no cárter, com o qual todos os componentes da unidade de potência são abundantemente lubrificados. Os resíduos são descarregados no reservatório e permanecem nele até serem removidos por enxágue ou descarte após a remoção do reservatório.

Além de suas propriedades lubrificantes, o óleo também desempenha a função de resfriamento adicional. Uma vez que há uma combustão constante da mistura ar-combustível nos cilindros, todas as partes da unidade sofrem forte estresse térmico (a temperatura do meio no cilindro sobe para 1000 graus ou mais). O dispositivo do motor inclui um grande número de peças que necessitam de refrigeração, mas devido ao fato de não terem relação com o sistema de refrigeração, sofrem com a falta de transferência de calor. Exemplos de tais peças são os próprios pistões, bielas, etc.

Para manter essas peças resfriadas e obter a quantidade certa de lubrificação, o carro é equipado com um sistema de lubrificação. Além do design clássico, que é descrito em outra revisão, há também uma versão de cárter seco.

Vamos considerar como um cárter seco difere de um cárter úmido, em que princípio o sistema funciona e também quais são suas vantagens e desvantagens.

O que é lubrificante de poço seco?

Independentemente da modificação do sistema de lubrificação, o princípio de operação é basicamente o mesmo para eles. A bomba suga o óleo do reservatório e, sob pressão, o alimenta pelas tubulações de óleo até os componentes individuais do motor. Algumas partes estão em contato constante com o lubrificante, outras são abundantemente regadas com névoa de óleo, formada como resultado da operação ativa do mecanismo de manivela (para detalhes sobre como funciona, leia aqui).

No sistema clássico, o lubrificante flui naturalmente para o reservatório onde a bomba de óleo está localizada. Ele garante a circulação do óleo pelos canais apropriados. Este tipo de sistema é denominado cárter úmido. Um análogo seco significa um sistema idêntico, só que tem um reservatório separado (não está no ponto mais baixo da unidade, mas é mais alto), para o qual a bomba principal bombeia o lubrificante e uma bomba de óleo adicional. Uma segunda bomba é necessária para bombear o lubrificante para as peças do motor.

Em tal sistema, uma certa quantidade de fluido lubrificante também estará no reservatório. É condicionalmente seco. Só que, neste caso, o palete não é usado para armazenar todo o volume de óleo. Existe um reservatório separado para isso.

Apesar de o sistema de lubrificação clássico ter provado ser de baixo custo de manutenção e alta confiabilidade de operação, ele tem suas desvantagens. Um exemplo disso é um palete quebrado quando um carro vence um terreno off-road e atinge uma pedra pontiaguda. Considere em que outras condições um sistema de cárter seco é útil.

Para que é usado o sistema de cárter seco?

Na maioria das vezes, um carro esportivo, uma determinada categoria de equipamento especial e alguns SUVs serão equipados com um sistema de lubrificação do motor semelhante. Se falamos de SUVs, então é compreensível que o tanque de óleo do motor de combustão interna não esteja no ponto mais baixo do carro. Isso é extremamente importante ao vadear, quando o motorista não vê pedras pontiagudas sob a água ou ao superar terrenos acidentados com superfícies de estradas rochosas.

E quanto a carros esportivos? Por que um carro esportivo precisa de um cárter seco se ele se move constantemente em uma superfície quase perfeitamente plana? Na verdade, em altas velocidades, mesmo pequenas mudanças na trajetória podem ser repletas de faíscas abundantes sob o carro devido ao palete grudado na superfície da estrada. Quando o motorista freia bruscamente antes de entrar em uma curva, o veículo se inclina para a frente, o que reduz a distância ao solo a níveis críticos.

Mas mesmo isso não é o mais crítico para um carro esporte. Quando o virabrequim está operando em velocidade máxima, no design clássico do sistema de lubrificação, a maior parte do lubrificante é transformada em uma névoa de óleo e fornecida a vários componentes da unidade de força. Naturalmente, o nível de lubrificante no reservatório é significativamente reduzido.

Em condições normais, uma bomba de óleo é capaz de bombear óleo e criar a pressão necessária para operar o maquinário. No entanto, a forma desportiva de condução está sempre associada ao facto de o lubrificante que fica no cárter salpica devido aos constantes rodados do automóvel. Neste modo, a bomba não pode operar com eficiência e não suga líquido suficiente.

Devido à combinação de todos esses fatores, o motor pode ficar sem óleo. Como as peças que se movem rapidamente não recebem a quantidade adequada de lubrificação, a película protetora sobre elas é rapidamente removida, resultando em atrito seco. Além disso, alguns elementos não recebem resfriamento adequado. Tudo isso reduz significativamente a vida útil do motor de combustão interna.

Para eliminar todas essas consequências negativas, os engenheiros desenvolveram um sistema de cárter seco. Como mencionado anteriormente, seu design é um pouco diferente da versão padrão.

Princípio de operação e dispositivo "cárter seco"

O óleo para lubrificar as peças do motor em tal sistema está em um reservatório, de onde é bombeado para fora por uma bomba de pressão. Dependendo do dispositivo, o lubrificante pode entrar no radiador de refrigeração ou diretamente no motor através dos canais destinados a isso.

Depois que a porção cumpriu sua função (lubrificou as partes, removeu o pó de metal delas, se se formou, e removeu o calor), ela é recolhida na panela sob a ação da força da gravidade. A partir daí, o líquido é imediatamente sugado por outra bomba e alimentado no reservatório. Para evitar que pequenas partículas lavadas no cárter voltem para o motor, nesta fase elas são retidas no filtro de óleo. Em algumas modificações, o óleo passa por um radiador, no qual é resfriado, assim como o anticongelante em CO.

Nesta fase, o ciclo está fechado. Dependendo do projeto do sistema, vários módulos de sucção podem estar presentes nele, o que acelera a coleta de óleo no tanque. Para estabilizar a lubrificação da unidade, muitos veículos de cárter seco possuem equipamentos adicionais. Vamos dar uma olhada mais de perto em como funciona o sistema de lubrificação e qual função cada elemento desempenha nele.

Sistema de cárter seco do motor

Em carros modernos, diferentes modificações de lubrificação de motor de cárter seco podem ser usadas. Independentemente disso, seus elementos-chave são:

• Reservatório adicional de graxa;
• Uma bomba que cria uma carga na linha;
• Uma bomba que retira o óleo do cárter (idêntica à versão clássica em cárter úmido);
• Um radiador pelo qual o óleo passa, movendo-se do reservatório para o tanque;
• Sensor térmico para lubrificante;
• Um sensor que registra a pressão do óleo no sistema;
• Termostato;
• Um filtro idêntico ao usado em sistemas clássicos;
• Válvula redutora e válvula de desvio (dependendo do modelo do sistema, seu número pode ser diferente).

O reservatório de óleo adicional pode ter diferentes formatos. Tudo depende de como o compartimento do motor está organizado em um determinado modelo de carro. Muitos tanques têm vários defletores internos. Eles são necessários para acalmar o lubrificante enquanto o veículo está em movimento e não faz espuma.

Durante a operação, a bomba de óleo, junto com o lubrificante, suga parcialmente o ar. Para evitar a sobrepressão na linha, existe um respiradouro no tanque que tem a mesma função que o respiradouro do cárter.

Possui ainda sensor de temperatura e sensor de pressão na linha. Para que o motorista perceba a tempo a falta de lubrificante, há uma vareta no tanque com a qual é verificado o nível no tanque.

A vantagem do reservatório adicional é que a montadora pode organizar o compartimento do motor à sua maneira. Isso permite que o peso de todos os mecanismos seja distribuído de forma a melhorar o manuseio nos carros esportivos. Além disso, o tanque pode ser posicionado no compartimento do motor de modo que o lubrificante seja soprado para dentro durante a condução, proporcionando resfriamento adicional.

A bomba de entrega de óleo geralmente está localizada um pouco abaixo do tanque de óleo. Este método de instalação torna seu trabalho um pouco mais fácil, já que ele não precisa gastar energia para bombear o líquido - ele entra em sua cavidade por influência da gravidade. Uma válvula redutora de pressão e uma válvula de desvio são necessárias no sistema para controlar a pressão do óleo.

O papel da bomba de evacuação é idêntico ao de um mecanismo semelhante que é instalado em qualquer sistema de lubrificação de um motor de combustão interna de 4 tempos (leia sobre as diferenças entre motores de quatro tempos e dois tempos aqui) Existem várias modificações de tais sopradores, e em seu projeto eles diferem das bombas instaladas para o tanque de óleo adicional.

Dependendo do modelo do motor, pode haver vários módulos de bombeamento. Por exemplo, em uma unidade com um projeto de bloco de cilindros em forma de V, a bomba principal tem uma saída adicional que coleta o lubrificante usado de mecanismo de distribuição de gás... E se o motor estiver equipado com um turboalimentador, uma seção de bombeamento adicional também será instalada próxima a ele.

Este projeto acelera o acúmulo de graxa no reservatório principal. Se drenasse naturalmente, há uma grande probabilidade de que o nível no reservatório fosse muito baixo e o motor não recebesse óleo suficiente.

O funcionamento das bombas de alimentação e descarga é conectado ao virabrequim. Enquanto está girando, os sopradores também funcionam. Existem, mas raramente o suficiente, modificações que funcionam a partir de uma árvore de cames. O torque do virabrequim para o mecanismo da bomba é transmitido por meio de uma correia ou de uma corrente.

Neste projeto, é possível instalar o número necessário de seções adicionais que irão operar a partir de um eixo. A vantagem desta disposição é que, em caso de avaria, a bomba pode ser desmontada do motor sem interferir com o design da própria unidade.

Embora a bomba de drenagem tenha o mesmo princípio de operação e um design semelhante à contraparte de cárter úmido, ela foi modificada para que seu desempenho não seja perdido, mesmo ao sugar óleo em espuma ou parcialmente ar.

O próximo elemento que não está presente em sistemas de cárter úmido é o radiador. Sua função é a mesma do trocador de calor do sistema de refrigeração. Ele também tem um design semelhante. Leia mais sobre isso. em outra revisão... Basicamente, ele é instalado entre a bomba de óleo de injeção e o motor de combustão interna, mas também há opções de instalação entre a bomba de evacuação e o tanque.

É necessário um termostato no sistema de lubrificação para evitar que ele resfrie prematuramente durante o aquecimento do motor. O sistema de refrigeração tem um princípio semelhante, que é descrito em detalhes. aqui... Em suma, enquanto o motor de combustão interna está esquentando (especialmente durante o período de frio), o óleo nele é mais espesso. Por isso, não precisa ser resfriado para fluir e melhorar a lubrificação da unidade.

Assim que o meio de trabalho atinge a temperatura desejada (você pode descobrir qual deve ser a temperatura de funcionamento do motor de outro artigo), o termostato abre e o óleo flui pelo radiador para resfriamento. Isso garante melhor dissipação de calor das partes quentes que não estão em contato com a camisa de resfriamento do motor.

Prós e contras de um sistema de cárter seco

A primeira vantagem dos sistemas de cárter seco é fornecer lubrificação estável, independentemente do modo de direção do veículo. Mesmo que o veículo supere uma longa subida, o motor não passará por falta de óleo. Visto que durante a condução extrema é mais provável que o motor superaqueça, esta modificação fornece melhor resfriamento da unidade. Este fator é de fundamental importância para ICE equipado com uma turbina (para detalhes sobre o dispositivo e o princípio de operação deste mecanismo, leia separadamente).

Devido ao fato de o óleo não ser armazenado em um cárter, mas em um reservatório separado, o design do reservatório de óleo é muito menor, graças ao qual os projetistas conseguem reduzir a folga do carro esportivo. O fundo desses carros é na maioria das vezes plano, o que tem um efeito positivo na aerodinâmica do transporte (o que afeta este parâmetro é descrito aqui).

Se o reservatório for perfurado durante a condução, a graxa não vazará dele, como no caso do sistema de lubrificação clássico. Isso dá uma vantagem em reparos de emergência na estrada, especialmente se o SUV sofreu esses danos muito longe da loja de peças de automóveis mais próxima.

A próxima vantagem de um cárter seco é que ele torna o trabalho da própria unidade de força um pouco mais fácil. Assim, quando o carro fica parado por muito tempo no frio, o óleo do tanque fica mais espesso. No momento da partida de uma unidade de potência com um sistema de lubrificação clássico, o virabrequim precisa superar não apenas a resistência dos cilindros no curso de compressão (quando o motor está funcionando, essa força é parcialmente facilitada pela força inercial), mas também a resistência do óleo espesso (o virabrequim, neste caso, está em banho de óleo). Em um cárter seco, esse problema é eliminado, pois todo o lubrificante é separado do virabrequim, o que torna a partida do ICE mais rápida.

Durante a rotação, o virabrequim não funciona no sistema de lubrificação como um misturador. Graças a isso, o óleo não faz espuma e não perde sua densidade. Isso fornece uma melhor película nas superfícies de contato das peças da unidade.

Em um reservatório seco, o lubrificante está menos em contato com os gases do cárter. Com isso, a velocidade da reação oxidativa é reduzida, o que aumenta o recurso da substância. Partículas pequenas não têm tempo de se depositar no cárter, mas são imediatamente removidas para o filtro.

Como as bombas de óleo na maioria das modificações do sistema são instaladas fora da unidade, em caso de avaria, não há necessidade de desmontar o motor de combustão interna para realizar os procedimentos necessários. Esses fatores nos permitem concluir que a unidade com cárter do tipo seco é mais confiável e eficiente em comparação com o analógico clássico.

Apesar de tantos aspectos positivos, o sistema de cárter seco apresenta várias desvantagens sérias. Aqui estão os principais:

• Em primeiro lugar, devido à presença de mecanismos e peças adicionais, a manutenção do sistema será mais cara. Em alguns casos, a complexidade do reparo está associada à operação da eletrônica (existem variedades em que a lubrificação da unidade é controlada por um controlador separado).
• Em segundo lugar, em comparação com o sistema clássico, esta modificação requer uma maior quantidade de óleo em um motor com volume e design idênticos. Isso se deve à presença de mecanismos e elementos adicionais, dos quais o mais volumoso é o radiador. O mesmo fator afeta o peso do carro.
• Em terceiro lugar, o preço de um motor de cárter seco é muito mais alto do que o de seu equivalente clássico.

Em veículos de produção convencionais, o uso de um sistema de cárter seco não é razoável. Esses veículos não são operados mesmo em condições extremas, nas quais a eficácia de tal desenvolvimento pode ser avaliada. É mais adequado para carros de corrida de rali, corridas de circuito como NASCAR e outros tipos de automobilismo. Se houver um desejo de melhorar um pouco as características do seu veículo, a instalação de um sistema de cárter seco não terá um efeito perceptível sem uma séria modernização para condições operacionais adversas. Neste caso, você pode se limitar ao ajuste de chips, mas este é um tópico para outro artigo.

Além disso, para os interessados ​​no tema autoajuste, sugerimos assistir a este vídeo, que aborda em detalhes o sistema de cárter seco e algumas das sutilezas associadas à sua instalação:

Dry Carter! Como, por quê e por quê?

Perguntas e Respostas:

O que significa cárter seco? Este é um tipo de sistema de lubrificação do motor que possui um reservatório separado que armazena o óleo do motor. A maioria dos carros modernos está equipada com um sistema de cárter úmido.

Para que serve um cárter seco? O sistema de cárter seco destina-se principalmente aos carros que se movem parcialmente em encostas íngremes. Nesse sistema, o motor sempre recebe a lubrificação adequada das peças.

Quais são as características de design dos sistemas de lubrificação de cárter seco? Em um reservatório seco, o óleo flui para um reservatório e, de lá, a bomba de óleo o suga e o bombeia para um reservatório separado. Nesses sistemas, sempre há duas bombas de óleo.

Como funciona o sistema de lubrificação do motor? Nesses sistemas, o motor é lubrificado da maneira clássica - o óleo é bombeado por canais para todas as peças. Em um cárter seco, a quebra do cárter pode ser reparada sem perder todo o óleo.