Dry-sump-smeersysteem

Elke verbrandingsmotor heeft een smeersysteem van goede kwaliteit nodig. Deze behoefte is te wijten aan de constante werking van de unitonderdelen onder omstandigheden van verhoogde mechanische belasting (bijvoorbeeld terwijl de motor draait, draait de krukas continu en de zuigers in de cilinders heen en weer). Om ervoor te zorgen dat de onderdelen die tegen elkaar schuren niet slijten, moeten ze worden gesmeerd. Motorolie vormt een beschermende film, zodat de oppervlakken niet in direct contact met elkaar komen (voor meer informatie over de eigenschappen van motorolie en hoe u de juiste kiest voor de verbrandingsmotor van uw auto, lees afzonderlijk).

Ondanks de aanwezigheid van een oliefilm die droge wrijving van de motoronderdelen voorkomt, wordt er toch slijtage aan gevormd. Als resultaat verschijnen er kleine metaaldeeltjes. Als ze op het oppervlak van het onderdeel blijven, zal de productie erop toenemen en zal de automobilist de auto moeten reviseren. Om deze reden is het uitermate belangrijk dat er voldoende smeermiddel in het carter zit, met behulp waarvan alle componenten van de aandrijfeenheid overvloedig worden gesmeerd. Het afval wordt in de opvangbak gespoeld en blijft daarin totdat het wordt verwijderd door spoelen of weggooien nadat de opvangbak is verwijderd.

Naast zijn smerende eigenschappen vervult de olie ook de functie van extra koeling. Omdat er een constante verbranding is van het lucht-brandstofmengsel in de cilinders, ervaren alle delen van de eenheid ernstige thermische belasting (de temperatuur van het medium in de cilinder stijgt tot 1000 graden of meer). Het motorapparaat bevat een groot aantal onderdelen die moeten worden gekoeld, maar omdat ze niets met het koelsysteem te maken hebben, hebben ze een gebrek aan warmteoverdracht. Voorbeelden van dergelijke onderdelen zijn de zuigers zelf, drijfstangen, etc.

Om deze onderdelen koel te houden en de juiste hoeveelheid smering te krijgen, is de auto voorzien van een smeersysteem. Naast het klassieke ontwerp, dat wordt beschreven in een andere recensie, er is ook een dry sump-versie.

Laten we eens kijken hoe een dry sump verschilt van een wet sump, op welk principe het systeem werkt en ook wat de voor- en nadelen zijn.

Wat is dry-sump-vet?

Ongeacht de wijziging van het smeersysteem, is het werkingsprincipe voor hen in principe hetzelfde. De pomp zuigt olie aan uit het reservoir en voert deze onder druk door de olieleidingen naar de afzonderlijke motorcomponenten. Sommige onderdelen zijn constant in contact met het smeermiddel, andere worden overvloedig bewaterd met olienevel die wordt gevormd als gevolg van de actieve werking van het krukmechanisme (voor details over hoe het werkt, lees hier).

In het klassieke systeem stroomt het smeermiddel op natuurlijke wijze in het carter waar de oliepomp zich bevindt. Het zorgt voor de beweging van olie door de juiste kanalen. Dit type systeem wordt een wetcarter genoemd. Een droge analoog betekent een identiek systeem, alleen heeft het een apart reservoir (het bevindt zich niet op het laagste punt van de eenheid, maar is hoger), waarin de hoofdpomp smeermiddel zal pompen, en een extra oliepomp. Een tweede pomp is nodig om smeermiddel naar de motoronderdelen te pompen.

In een dergelijk systeem zal er ook een bepaalde hoeveelheid smeervloeistof in het carter zitten. Het is voorwaardelijk droog. Het is alleen dat in dit geval de pallet niet wordt gebruikt om het volledige volume olie op te slaan. Hiervoor is een apart reservoir aanwezig.

Ondanks het feit dat het klassieke smeersysteem zichzelf heeft bewezen als een goedkoop onderhoud en een hoge bedrijfszekerheid, is het niet zonder nadelen. Een voorbeeld hiervan is een kapotte pallet wanneer een auto offroad-terrein overwint en een scherpe steen raakt. Bedenk in welke andere omstandigheden een dry-sump-systeem nuttig is.

Waar wordt het dry sump-systeem voor gebruikt?

Meestal zullen een sportwagen, een bepaalde categorie speciale uitrusting en sommige SUV's worden uitgerust met een soortgelijk motorsmeersysteem. Als we het hebben over SUV's, dan is het begrijpelijk waarom de olietank voor de verbrandingsmotor niet op het laagste punt van de auto staat. Dit is uitermate belangrijk bij het passeren van een doorwaadbare plaats, als de bestuurder geen scherpe stenen onder water ziet of bij het overwinnen van ruw terrein met een rotsachtig wegdek.

Hoe zit het met sportwagens? Waarom heeft een sportwagen een dry-sump nodig als hij constant op een bijna perfect vlakke ondergrond rijdt? In feite kunnen bij hoge snelheden zelfs kleine veranderingen in het traject gepaard gaan met overvloedige vonken van onder de auto doordat de pallet aan het wegdek blijft kleven. Wanneer de bestuurder krachtig remt voordat hij een bocht ingaat, leunt het voertuig naar voren, waardoor de bodemvrijheid tot kritieke niveaus wordt beperkt.

Maar zelfs dit is niet het meest kritische voor een sportwagen. Wanneer de krukas op maximale snelheid draait, wordt in het klassieke ontwerp van het smeersysteem het meeste smeermiddel in een olienevel geslagen en naar verschillende onderdelen van de aandrijfeenheid gevoerd. Uiteraard wordt het smeermiddelniveau in het reservoir aanzienlijk verlaagd.

Onder normale omstandigheden kan een oliepomp olie wegpompen en de druk creëren die nodig is om de machine te laten werken. De sportieve manier van rijden wordt echter altijd geassocieerd met het feit dat het smeermiddel dat in het carter achterblijft door het constant rollen van de auto spat. In deze modus kan de pomp niet efficiënt werken en zuigt hij niet genoeg vloeistof aan.

Door de combinatie van al deze factoren kan de motor te kampen hebben met uithongering van olie. Omdat snel bewegende onderdelen niet de juiste hoeveelheid smering krijgen, wordt de beschermende film erop snel verwijderd, wat resulteert in droge wrijving. Bovendien krijgen sommige elementen onvoldoende koeling. Dit alles verkort de levensduur van de verbrandingsmotor aanzienlijk.

Om al deze negatieve gevolgen te elimineren, hebben de ingenieurs een dry-sump-systeem ontwikkeld. Zoals eerder vermeld, wijkt het ontwerp enigszins af van de standaardversie.

Het werkingsprincipe en het apparaat "dry sump"

Olie voor het smeren van motoronderdelen in een dergelijk systeem bevindt zich in een reservoir, waaruit het wordt gepompt door een drukpomp. Afhankelijk van het apparaat kan het smeermiddel via de daarvoor bestemde kanalen in de koelradiator of direct in de motor komen.

Nadat het portie zijn functie heeft vervuld (het heeft de onderdelen gesmeerd, het metaalstof ervan weggespoeld, als het zich heeft gevormd en de warmte verwijderd), wordt het onder invloed van de zwaartekracht in de pan verzameld. Van daaruit wordt de vloeistof direct door een andere pomp aangezogen en in het reservoir gevoerd. Om te voorkomen dat kleine deeltjes die in het carter zijn gespoeld, terug in de motor terechtkomen, worden ze in dit stadium vastgehouden in het oliefilter. Bij sommige modificaties gaat de olie door een radiator, waarin ze wordt gekoeld, net als antivries in CO.

In dit stadium is de lus gesloten. Afhankelijk van het ontwerp van het systeem, kunnen er meerdere zuigmodules in zitten, die de opvang van olie in de tank versnellen. Om de smering van de unit te stabiliseren, hebben veel dry-sump-voertuigen extra uitrusting. Laten we eens nader bekijken hoe het smeersysteem werkt en welke functie elk element erin vervult.

Motor dry-sump-systeem

In moderne auto's kunnen verschillende modificaties van de motorsmering met dry-sump-motor worden gebruikt. Hoe dan ook, hun belangrijkste elementen zijn:

• Extra reservoir voor vet;
• Een pomp die een kop in de lijn creëert;
• Een pomp die olie uit het carter zuigt (identiek aan de klassieke versie in een wetcarter);
• Een radiator waardoor olie passeert, van het carter naar de tank;
• Thermische sensor voor smeermiddel;
• Een sensor die de oliedruk in het systeem registreert;
• Thermostaat;
• Een filter identiek aan dat gebruikt in klassieke systemen;
• Reduceer- en bypassklep (afhankelijk van het systeemmodel kan hun aantal verschillen).

Het extra oliereservoir kan verschillende vormen hebben. Het hangt allemaal af van hoe het motorcompartiment is georganiseerd in een bepaald automodel. Veel tanks hebben binnenin meerdere schotten. Ze zijn nodig om het smeermiddel te kalmeren terwijl het voertuig in beweging is, en het schuimt niet.

Tijdens bedrijf zuigt de oliepomp, samen met het smeermiddel, gedeeltelijk lucht aan. Om overdruk in de leiding te voorkomen zit er een ontluchting in de tank die hetzelfde doel heeft als de carterontluchting.

Het heeft ook een temperatuursensor en een druksensor in de lijn. Zodat de chauffeur op tijd het gebrek aan smeermiddel kan opmerken, zit er een peilstok in de tank waarmee het niveau in de tank wordt gecontroleerd.

Het voordeel van het extra reservoir is dat de automaker het motorcompartiment op zijn eigen manier kan inrichten. Hierdoor kan het gewicht van alle mechanismen worden verdeeld om het rijgedrag in sportwagens te verbeteren. Daarnaast kan de tank in het motorcompartiment worden geplaatst zodat het smeermiddel er tijdens het rijden in wordt geblazen en voor extra koeling wordt gezorgd.

De olietoevoerpomp bevindt zich meestal iets onder de olietank. Deze installatiemethode maakt zijn werk een beetje gemakkelijker, omdat hij geen energie hoeft te spenderen om de vloeistof weg te pompen - deze komt zijn holte binnen onder invloed van de zwaartekracht. Een drukreduceerventiel en een omloopklep zijn nodig in het systeem om de oliedruk te regelen.

De rol van de evacuatiepomp is identiek aan een soortgelijk mechanisme dat is geïnstalleerd in elk smeersysteem van een 4-takt verbrandingsmotor (voor de verschillen tussen viertakt- en tweetaktmotoren, lees hier​ Er zijn verschillende aanpassingen aan dergelijke ventilatoren en ze verschillen qua ontwerp van de pompen die zijn geïnstalleerd voor de extra olietank.

Afhankelijk van het motormodel kunnen er meerdere pompmodules zijn. In een unit met een V-vormig ontwerp van het cilinderblok heeft de hoofdpomp bijvoorbeeld een extra uitlaat die het gebruikte smeermiddel opvangt van gasdistributiemechanisme​ En als de motor is uitgerust met een turbolader, wordt er ook een extra pompgedeelte in de buurt geïnstalleerd.

Dit ontwerp versnelt de ophoping van vet in het hoofdreservoir. Als het op natuurlijke wijze zou weglopen, is de kans groot dat het peil in het reservoir te laag zou zijn en de motor niet genoeg olie zou ontvangen.

De werking van de aan- en afvoerpompen is verbonden met de krukas. Terwijl het draait, werken de blazers ook. Er zijn, maar zelden genoeg, wijzigingen die werken vanaf een nokkenas. Het koppel van de krukas naar het pompmechanisme wordt via een riem of ketting overgebracht.

In dit ontwerp is het mogelijk om het vereiste aantal extra secties te installeren die vanuit één as werken. Het voordeel van deze opstelling is dat in geval van een storing de pomp van de motor kan worden gedemonteerd zonder het ontwerp van de unit zelf te verstoren.

Hoewel de afvoerpomp hetzelfde werkingsprincipe en hetzelfde ontwerp heeft als zijn tegenhanger van het natte carter, is deze zodanig aangepast dat zijn prestaties niet verloren gaan, zelfs niet bij het aanzuigen van geschuimde olie of gedeeltelijk lucht.

Het volgende element dat niet aanwezig is in wet-sump-systemen is de radiator. Zijn taak is dezelfde als die van de warmtewisselaar van het koelsysteem. Het heeft ook een soortgelijk ontwerp. Lees hier meer over. in een andere recensie​ In principe wordt hij tussen de injectie-oliepomp en de verbrandingsmotor geïnstalleerd, maar er zijn ook installatiemogelijkheden tussen de evacuatiepomp en de tank.

Een thermostaat in het smeersysteem is nodig om te voorkomen dat deze voortijdig afkoelt als de motor opwarmt. Het koelsysteem heeft een soortgelijk principe, dat in detail wordt beschreven. hier​ Kortom, terwijl de verbrandingsmotor aan het opwarmen is (vooral tijdens de koude periode), is de olie erin dikker. Om deze reden hoeft het niet te worden gekoeld om het te laten stromen en om de smering van het apparaat te verbeteren.

Zodra het werkmedium de gewenste temperatuur heeft bereikt (u kunt erachter komen wat de bedrijfstemperatuur van de motor moet zijn uit een ander artikel), gaat de thermostaat open en stroomt er olie door de radiator om af te koelen. Dit zorgt voor een betere warmteafvoer van hete onderdelen die niet in contact komen met de koelmantel van de motor.

Voors en tegens van een dry sump-systeem

Het allereerste voordeel van dry-sump-systemen is het bieden van stabiele smering, ongeacht de rijmodus van het voertuig. Zelfs als het voertuig een lange stijging overwint, zal de motor geen olie-uithongering ervaren. Omdat bij extreem rijden de kans groter is dat de motor oververhit raakt, zorgt deze aanpassing voor een betere koeling van de unit. Deze factor is van fundamenteel belang voor ICE uitgerust met een turbine (voor details over het apparaat en het werkingsprincipe van dit mechanisme, lees afzonderlijk).

Vanwege het feit dat de olie niet in een carter wordt opgeslagen, maar in een apart reservoir, is het ontwerp van de olie-ontvanger veel kleiner, waardoor de ontwerpers erin slagen de speling van de sportwagen te verkleinen. De bodem in dergelijke auto's is meestal vlak, wat een positief effect heeft op de aerodynamica van transport (wat deze parameter beïnvloedt, wordt beschreven hier).

Als het carter tijdens de rit wordt doorboord, zal het vet er niet uit morsen, zoals bij het klassieke smeersysteem. Dit geeft een voordeel bij noodreparaties onderweg, vooral als de SUV dergelijke schade heeft opgelopen ver van de dichtstbijzijnde auto-onderdelenwinkel.

Het volgende pluspunt van een dry sump is dat het het werk van de krachtbron zelf een beetje gemakkelijker maakt. Dus als de auto lange tijd in de kou heeft gestaan, wordt de olie in de tank dikker. Op het moment dat een krachtbron met een klassiek smeersysteem wordt gestart, moet de krukas niet alleen de weerstand in de cilinders op de compressieslag overwinnen (bij draaiende motor wordt deze kracht gedeeltelijk vergemakkelijkt door de traagheidskracht), maar ook de weerstand van de dikke olie (de krukas bevindt zich in dit geval in een oliebad). In een dry sump wordt dit probleem geëlimineerd, aangezien al het smeermiddel gescheiden is van de krukas, waardoor de ICE sneller start.

Tijdens het draaien werkt de krukas niet zoals een mixer in het smeersysteem. Hierdoor schuimt de olie niet en verliest hij zijn dichtheid niet. Dit zorgt voor een betere film op de contactvlakken van de unitonderdelen.

In een dry sump komt het smeermiddel minder in contact met cartergassen. Hierdoor wordt de snelheid van de oxidatieve reactie verminderd, waardoor de bron van de stof toeneemt. Kleine deeltjes hebben geen tijd om zich in het oliecarter te nestelen, maar worden direct naar het filter afgevoerd.

Aangezien oliepompen bij de meeste systeemwijzigingen buiten de unit worden geïnstalleerd, is het in geval van een storing niet nodig om de verbrandingsmotor te demonteren om de nodige procedures uit te voeren. Deze factoren stellen ons in staat om te concluderen dat de unit met een droog carter betrouwbaarder en efficiënter is in vergelijking met de klassieke analoog.

Ondanks zoveel positieve aspecten heeft het dry-sump-systeem een ​​aantal ernstige nadelen. Dit zijn de belangrijkste:

• Ten eerste zal door de aanwezigheid van extra mechanismen en onderdelen het onderhoud van het systeem duurder zijn. In sommige gevallen hangt de complexiteit van de reparatie samen met de werking van de elektronica (er zijn varianten waarin de smering van de eenheid wordt geregeld door een afzonderlijke controller).
• Ten tweede vereist deze aanpassing, in vergelijking met het klassieke systeem, een grotere hoeveelheid olie in een motor met een identiek volume en hetzelfde ontwerp. Dit komt door de aanwezigheid van extra mechanismen en elementen, waarvan de radiator de meest omvangrijke is. Dezelfde factor heeft invloed op het gewicht van de auto.
• Ten derde is de prijs van een dry-sump-motor veel hoger dan die van zijn klassieke tegenhanger.

Bij conventionele productievoertuigen is het gebruik van een dry-sump-systeem niet redelijk. Dergelijke voertuigen worden zelfs niet onder extreme omstandigheden gebruikt, waarbij de effectiviteit van een dergelijke ontwikkeling kan worden beoordeeld. Het is meer geschikt voor rallyraceauto's, circuitraces zoals NASCAR en andere soorten motorsport. Als u de eigenschappen van uw voertuig enigszins wilt verbeteren, zal het installeren van een dry-sump-systeem geen merkbaar effect hebben zonder serieuze modernisering voor zware bedrijfsomstandigheden. In dit geval kun je je beperken tot chiptuning, maar dit is een onderwerp voor een ander artikel.

Voor degenen die geïnteresseerd zijn in het onderwerp auto-tuning, raden we bovendien aan deze video te bekijken, waarin het dry-sump-systeem en enkele subtiliteiten die bij de installatie horen in detail worden besproken:

Droge Carter! Hoe, waarom en waarom?

Vragen en antwoorden:

Wat is de betekenis van dry-sump? Dit is een type motorsmeersysteem met een apart reservoir waarin de motorolie wordt opgeslagen. De meeste moderne auto's zijn uitgerust met een nat cartersysteem.

Waar dient een dry-sump voor? Het dry-sump systeem is vooral bedoeld voor die auto's die gedeeltelijk op steile hellingen rijden. In een dergelijk systeem krijgt de motor altijd een goede smering van de onderdelen.

Wat zijn de ontwerpkenmerken van dry-sump smeersystemen? In een dry sump stroomt olie in een carter en van daaruit zuigt de oliepomp het naar binnen en pompt het in een apart reservoir. In dergelijke systemen zijn er altijd twee oliepompen.

Hoe werkt het motorsmeersysteem? In dergelijke systemen wordt de motor op de klassieke manier gesmeerd - olie wordt door kanalen naar alle onderdelen gepompt. In een dry sump kan een carterpanne worden gerepareerd zonder dat alle olie verloren gaat.