Масляные экраны и отражатели

Масляные экраны и отражатели

В системе с сухим картером мы не сможем убрать все масло с коленвала, и по этой причине нам необходима система экранов и маслоотражателей (рис. 20.5). Экран должен быть изготовлен из плотной стали класса 16–20, должен работать в зацеплении с коленвалом и быть расположен так, как показано на иллюстрации, очень близко к нему. Экран должен предотвращать расплескивание масла обратно на коленвал, после того как оно попало на стенки и нижнюю часть поддона. Экран эффективно распределяет большую часть энергии масла, поэтому энергии на обратное расплескивание будет меньше, когда масло соприкоснется с поддоном.

Рис. 20.5. Маслоотражательный экран и скребок.

Скребок из плотной стали класса 22 расположен по бокам поддона картера. Он должен удалять масло с коленвала и шатунов, если он расположен на расстоянии около 0,05 мм от них.

Чтобы оптимизировать слив масла со скребка, боковая часть поддона картера должна удлиняться примерно на 25 мм по возможности. При выполнении этих модификаций вы можете ожидать увеличения мощности еще на 3–4%, что возможно только при использовании сухого картера.

Не отчаивайтесь, если вы не можете позволить себе сухой картер, так как систему экранов и отражателей можно использовать эффективно и со стандартными поддонами картера. Существует два способа решения проблемы. Если вы не слишком заботитесь о дорожном просвете, вы можете опустить поддон картера глубже, чтобы создать зазор в 38 мм между экраном и горизонтальной маслоуловительной пластиной. Чтобы масло лучше стекало со скребка, сместите боковую часть картера на 25 мм (так, как и в системах с сухим картером).

Если для вас дорожный просвет важен, единственной альтернативой является расширение поддона картера, чтобы сместить уровень моторного масла ниже. И опять же зазор между экраном и горизонтальной пластиной должен составлять 38–50 мм.

Уровень моторного масла

Проанализировав всю приведенную выше информацию, вы сможете понять, что уровень масла в картере никогда не должен быть слишком высоким, в противном случае коленвал и шатуны будут погружаться в масло при каждом обороте. При самом лучшем варианте развития событий в конце концов масло начнет попадать в цилиндры; поршневым кольцам придется удалять излишки моторного масла со стенок цилиндров, что приведет к снижению мощности. Если поршневые кольца не могут справиться с дополнительными нагрузками, у вас возникнут проблемы в камере сгорания, а также появится эффект замасливания свечей зажигания, что отразится на качестве процесса горения и приведет к возникновению детонации.

Лично я предпочитаю поддерживать уровень моторного масла ниже отметки «MAX» на масляном щупе. Прежде всего необходимо убедиться, что масло не выплескивается, долив на 0,5 л меньше масла, чем необходимо. Затем, если масло не выплескивается, я доливаю еще 0,25 л, а затем доливаю масло до уровня 1 л (до максимального значения). При использовании сложной системы экранов, которая включает несколько опускных и подъемных заслонок я смог уменьшить наполняемость картера моторным маслом на 50%. Хотя подобные эксперименты могут быть очень опасны, при этом Масляные экраны и отражатели будет минимальным. При снижении уровня масла на 1 л в некоторых двигателях максимальное Масляные экраны и отражатели составило около 2,5%, но чаще значение не превышало 1,5%. При движении на крейсерской скорости Масляные экраны и отражатели будет значительнее, к тому же расход топлива сократится, что тоже немаловажно.

Чтобы сократить паразитную мощность, а также устранить многие другие проблемы, ни в коем случае не наливайте моторное масло выше отметки «МАХ» на масляном щупе. Уровень моторного масла должен находиться как можно ближе к отметке «MIN».

Воздушные каналы картера

Мы можем пойти значительно дальше в попытке сократить вентиляционное сопротивление картера. Например, в высших эшелонах автомобильных гонок двигатели конструируются таким образом, что картер разделен на отдельные отсеки, чтобы ограничить перемещение воздуха и, следовательно, потери на трение, которые возникают, когда поршень быстро опускается в цилиндре. Конечно же, если двигатель обладает цилиндрами объемом 500 см³ каждый, при опускании поршня ему придется смещать 500 см³ воздуха. Если четырехцилиндровый двигатель работает при частоте вращения 7000 об/мин, каждую минуту мы будем перемещать в картере примерно 7000л воздуха туда и обратно! Это, конечно же, будет стоить нам мощности, даже если мы создадим там незначительное разрежение. Запомните: стандартное давление воздуха составляет 1,014 бар, поэтому при создании разрежения 0,5 бар мы все равно будем перемещать огромное количество воздуха (эквивалентное 3480 л). Если мы разделим картер на отсеки, воздух, перемещаемый поршнем цилиндра №1, будет направляться в следующий отсек, чтобы заполнить пустоту в цилиндре №2 во время подъема поршня. Таким образом, движение воздуха будет ограничено меньшей площадью, при этом вентиляционное сопротивление снизится, а мощность возрастет.

Производители двигателей для автомобилей сделали нечто подобное. В конце 1980-х годов я отметил, что некоторые двигатели начали оснащаться большими воздушными каналами между щеками коренных подшипников и нижней частью гильз цилиндров. Некоторые специалисты по тюнингу считали, что таким образом производители пытались сохранить вес двигателя. Однако более внимательные обратили внимание на то, что в то же время, когда появились эти каналы, на двигатели около коленвала начали устанавливаться вентиляционные поддоны. Эти поддоны из штампованного металла выполняли функцию втягивания масла из коленвала и шатунов и предотвращали чрезмерное расплескивание масла вращающимся коленвалом, который втягивал его из поддона картера, таким образом создавая проблемы с вторичной вентиляцией. Теперь будет совсем непросто перемещать воздух по цилиндрам по мере движения поршней вверх и вниз. Решением данной проблемы стало добавление отверстий, соединяющих нижние части цилиндров. Снижение вентиляционных потерь привело к увеличению мощности примерно на 2%, авнекоторых двигателях это значение составило 2,5%.

Вентиляционный поддон и скребок удаляют масло с коленвала и шатунов, чтобы предотвратить возникновение зоны низкого давления вокруг вращающегося коленвала, втягивающего масло из поддона картера.

Эти каналы между цилиндрами и коренными подшипниками должны позволять воздуху легко перемещаться вперед и назад по цилиндрам по мере движения поршня вверх и вниз. Прежде чем очиститься, они частично блокируют поток, что создает в блоке цилиндров концентраторы напряжения.

При помощи шлифовального станка необходимо скруглить все острые углы, чтобы предотвратить растрескивание щек коренных подшипников. Это также способствует оптимизации потока воздуха, сокращая паразитную мощность.

В некоторых блоках цилиндров эти отверстия вытачиваются с помощью станка, однако чаще всего они отливаются. В любом случае их необходимо подвергнуть обработке, чтобы они должным образом выполняли свои функции, и в то же время мы можем частично устранить потенциальную причину неисправности двигателя. Мы должны рассматривать эти каналы, как и впускные каналы двигателя. Они должны перемещать примерно такие же объемы воздуха, но за значительно меньший промежуток времени. Литые каналы обычно достаточно большие. Однако очень часто они частично заблокированы шлаком. Эти засорения необходимо устранить, чтобы увеличить пропускную способность и, что более важно, избавиться от концентраторов напряжения, которые могут привести к отсоединению щек коренных подшипников от нижней части блока цилиндров. Выточенные каналы в этом отношении намного лучше. Однако, так как они имеют достаточно маленький диаметр, обязательно скруглите оба края отверстия, чтобы увеличить пропускную способность.

Сапуны картера

Чтобы удалять давление в картере, в большинстве двигателей со стандартными настройками используется один шланг диаметром 1/2 или 5/8 дюйма, подсоединенный к воздушному фильтру или впускному коллектору. В двигателях гоночных автомобилей необходимо использовать шланг диаметром по крайней мере 1дюйм, подсоединенный к блоку цилиндров. Будьте осторожны при подсоединении сапунов к двигателю: убедитесь, что масло, расплескиваясь шатуном или коромыслом, не будет доставать до сапуна. В противном случае необходимо принять меры, например установить дефлектор на впускное отверстие сапуна.

Проблемой при использовании сапунов может стать то, что они практически несовместимы с теми модификациями, которые мы хотим выполнить, чтобы увеличить мощность и износостойкость двигателя. Заводские сапуны обязательно должны устанавливаться на автомобили, предназначенные для использования в условиях городского движения, чтобы снизить уровень загрязнения атмосферы. Мы не можем просто выпускать картерные газы в атмосферу, как это делается в гоночных двигателях. Эти газы вместе с масляным туманом направляются во впускной канал. Конечно же, эти газы занимают объем, что снижает мощностной потенциал двигателя. Масляный туман может стать причиной повреждения двигателя, снижая октановое число топлива и создавая условия для возникновения детонации.