Sistema de lubricación por cárter seco

Cualquier motor de combustión interna necesita un sistema de lubricación de calidad. Esta necesidad se debe al funcionamiento constante de las piezas de la unidad en condiciones de mayor esfuerzo mecánico (por ejemplo, mientras el motor está funcionando, el cigüeñal gira continuamente y los pistones de los cilindros se mueven alternativamente). Para que las piezas que rozan entre sí no se desgasten, deben lubricarse. El aceite de motor crea una película protectora, de modo que las superficies no entren en contacto directo entre sí (para obtener más información sobre las propiedades del aceite de motor y cómo elegir el adecuado para el motor de combustión interna de su automóvil, lea por separado).

A pesar de la presencia de una película de aceite, que evita la fricción seca de las piezas del motor, todavía se forma un desgaste en ellas. Como resultado, aparecen pequeñas partículas metálicas. Si permanecen en la superficie de la pieza, la producción aumentará y el automovilista tendrá que poner el automóvil para una revisión. Por esta razón, es extremadamente importante que haya una cantidad suficiente de lubricante en el cárter, con la ayuda de la cual todos los componentes de la unidad de potencia se lubrican abundantemente. Los desechos se arrojan al sumidero y permanecen en él hasta que se eliminan mediante enjuague o eliminación después de retirar el sumidero.

Además de sus propiedades lubricantes, el aceite también realiza la función de enfriamiento adicional. Dado que hay una combustión constante de la mezcla de aire y combustible en los cilindros, todas las partes de la unidad experimentan un estrés térmico grave (la temperatura del medio en el cilindro aumenta a 1000 grados o más). El dispositivo del motor incluye una gran cantidad de piezas que necesitan refrigeración, pero debido al hecho de que no tienen nada que ver con el sistema de refrigeración, sufren una falta de transferencia de calor. Ejemplos de tales piezas son los pistones, bielas, etc.

Para mantener estas piezas frías y obtener la cantidad adecuada de lubricación, el vehículo está equipado con un sistema de lubricación. Además del diseño clásico, que se describe en otra reseña, también hay una versión de cárter seco.

Consideremos en qué se diferencia un sumidero seco de un sumidero húmedo, en qué principio funciona el sistema y también cuáles son sus ventajas y desventajas.

¿Qué es el lubricante de sumidero seco?

Independientemente de la modificación del sistema de lubricación, el principio de funcionamiento es básicamente el mismo para ellos. La bomba aspira aceite del depósito y, bajo presión, lo alimenta a través de las líneas de aceite a los componentes individuales del motor. Algunas partes están en contacto constante con el lubricante, otras se riegan abundantemente con neblina de aceite formada como resultado del funcionamiento activo del mecanismo de manivela (para obtener detalles sobre cómo funciona, lea aquí).

En el sistema clásico, el lubricante fluye naturalmente al cárter donde se encuentra la bomba de aceite. Asegura el movimiento del aceite a través de los canales adecuados. Este tipo de sistema se llama sumidero húmedo. Un análogo seco significa un sistema idéntico, solo que tiene un depósito separado (no está en el punto más bajo de la unidad, pero es más alto), en el cual la bomba principal bombeará lubricante y una bomba de aceite adicional. Se necesita una segunda bomba para bombear lubricante a las piezas del motor.

En tal sistema, también habrá una cierta cantidad de fluido lubricante en el sumidero. Es condicionalmente seco. Es solo que en este caso, la paleta no se usa para almacenar todo el volumen de aceite. Hay un depósito separado para esto.

A pesar de que el sistema de lubricación clásico ha demostrado ser de bajo costo de mantenimiento y alta confiabilidad de operación, no está exento de inconvenientes. Un ejemplo de esto es una paleta rota cuando un automóvil supera un terreno todoterreno y golpea una piedra afilada. Considere en qué otras condiciones es útil un sistema de sumidero seco.

¿Para qué se utiliza el sistema de cárter seco?

La mayoría de las veces, un automóvil deportivo, una cierta categoría de equipo especial y algunos SUV estarán equipados con un sistema de lubricación de motor similar. Si hablamos de SUV, entonces es comprensible por qué el tanque de aceite para el motor de combustión interna no está ubicado en el punto más bajo del automóvil. Esto es extremadamente importante al rebasar un vado, cuando el conductor no ve piedras afiladas bajo el agua o al superar un terreno accidentado con una superficie rocosa.

¿Qué pasa con los autos deportivos? ¿Por qué un automóvil deportivo necesita un cárter seco si se mueve constantemente sobre una superficie casi perfectamente plana? De hecho, a altas velocidades, incluso los cambios menores en la trayectoria pueden estar plagados de abundantes chispas debajo del automóvil debido a que la paleta se adhiere a la superficie de la carretera. Cuando el conductor frena bruscamente antes de entrar en una curva, el vehículo se inclina hacia adelante, lo que reduce la distancia al suelo a niveles críticos.

Pero incluso esto no es lo más crítico para un automóvil deportivo. Cuando el cigüeñal está funcionando a la velocidad máxima, en el diseño clásico del sistema de lubricación, la mayor parte del lubricante se bate en una neblina de aceite y se suministra a varios componentes de la unidad de potencia. Naturalmente, el nivel de lubricante en el depósito se reduce significativamente.

En condiciones normales, una bomba de aceite es capaz de bombear aceite y crear la presión necesaria para operar la maquinaria. Sin embargo, la forma deportiva de conducción siempre va asociada al hecho de que el lubricante que queda en el cárter salpica debido a los constantes rodamientos del coche. En este modo, la bomba no puede funcionar de manera eficiente y no aspira suficiente líquido.

Debido a la combinación de todos estos factores, el motor puede experimentar falta de aceite. Dado que las piezas de movimiento rápido no reciben la cantidad adecuada de lubricación, la película protectora que las cubre se quita rápidamente, lo que resulta en una fricción seca. Además, algunos elementos no reciben una refrigeración adecuada. Todo esto reduce significativamente la vida útil del motor de combustión interna.

Para eliminar todas estas consecuencias negativas, los ingenieros desarrollaron un sistema de cárter seco. Como se mencionó anteriormente, su diseño es algo diferente al de la versión estándar.

El principio de funcionamiento y el dispositivo "cárter seco"

El aceite para lubricar las piezas del motor en un sistema de este tipo se encuentra en un depósito, desde el cual se bombea mediante una bomba de presión. Según el dispositivo, el lubricante puede entrar en el radiador de refrigeración o directamente en el motor a través de los canales destinados a ello.

Una vez que la porción ha cumplido su función (ha lubricado las piezas, ha lavado el polvo metálico de ellas, si se ha formado, y eliminado el calor), se recoge en la sartén bajo la acción de la fuerza de gravedad. A partir de ahí, otra bomba aspira inmediatamente el líquido y lo introduce en el depósito. Para que las pequeñas partículas lavadas en el cárter no vuelvan al motor, en esta etapa quedan retenidas en el filtro de aceite. En algunas modificaciones, el aceite pasa por un radiador, en el que se enfría, al igual que el anticongelante en CO.

En esta etapa, el circuito está cerrado. Dependiendo del diseño del sistema, puede haber varios módulos de succión en él, que aceleran la recolección de aceite en el tanque. Para estabilizar la lubricación de la unidad, muchos vehículos con cárter seco tienen equipo adicional. Echemos un vistazo más de cerca a cómo funciona el sistema de lubricación y qué función realiza cada elemento en él.

Sistema de cárter seco del motor

En los automóviles modernos, se pueden utilizar diferentes modificaciones de la lubricación del motor por cárter seco. Independientemente, sus elementos clave son:

• Depósito adicional para grasa;
• Una bomba que crea una cabeza en la línea;
• Una bomba que extrae aceite del cárter (idéntica a la versión clásica en un cárter húmedo);
• Un radiador por el que pasa el aceite, pasando del cárter al tanque;
• Sensor térmico para lubricante;
• Un sensor que registra la presión del aceite en el sistema;
• Termostato;
• Un filtro idéntico al utilizado en los sistemas clásicos;
• Válvula reductora y de derivación (según el modelo del sistema, su número puede diferir).

El depósito de aceite adicional puede tener diferentes formas. Todo depende de cómo esté organizado el compartimiento del motor en un modelo de automóvil en particular. Muchos tanques tienen múltiples deflectores en su interior. Son necesarios para suavizar el lubricante mientras el vehículo está en movimiento y no hace espuma.

Durante el funcionamiento, la bomba de aceite, junto con el lubricante, aspira parcialmente aire. Para evitar la sobrepresión en la línea, hay un respiradero en el tanque, que tiene el mismo propósito que el eje de ventilación del cárter.

También tiene un sensor de temperatura y un sensor de presión en la línea. Para que el conductor note la falta de lubricante a tiempo, hay una varilla en el tanque con la que se verifica el nivel en el tanque.

La ventaja del depósito adicional es que el fabricante de automóviles puede organizar el compartimento del motor a su manera. Esto permite distribuir el peso de todos los mecanismos para mejorar el manejo en los coches deportivos. Además, el tanque se puede colocar en el compartimiento del motor para que el lubricante se inyecte en él mientras se conduce, y se proporciona enfriamiento adicional.

La bomba de suministro de aceite generalmente se encuentra ligeramente debajo del tanque de aceite. Este método de instalación facilita un poco su trabajo, ya que no tiene que gastar energía para bombear el líquido: entra en su cavidad bajo la influencia de la gravedad. Se necesitan una válvula reductora de presión y una válvula de derivación en el sistema para controlar la presión del aceite.

La función de la bomba de evacuación es idéntica a un mecanismo similar que se instala en cualquier sistema de lubricación de un motor de combustión interna de 4 tiempos (para conocer las diferencias entre motores de cuatro y dos tiempos, lea aquí). Hay varias modificaciones de dichos ventiladores, y en su diseño se diferencian de las bombas instaladas para el tanque de aceite adicional.

Dependiendo del modelo de motor, puede haber varios módulos de bombeo. Por ejemplo, en una unidad con un diseño de bloque de cilindros en forma de V, la bomba principal tiene una salida adicional que recoge el lubricante usado de mecanismo de distribución de gas... Y si el motor está equipado con un turbocompresor, también se instalará una sección de bombeo adicional cerca.

Este diseño acelera la acumulación de grasa en el depósito principal. Si se drene naturalmente, existe una alta probabilidad de que el nivel en el depósito sea demasiado bajo y el motor no reciba suficiente aceite.

El funcionamiento de las bombas de suministro y descarga está conectado al cigüeñal. Mientras gira, los sopladores también funcionan. Hay, pero raras veces, modificaciones que funcionan desde un árbol de levas. El par del cigüeñal al mecanismo de la bomba se transmite a través de una correa o una cadena.

En este diseño, es posible instalar la cantidad requerida de secciones adicionales que operarán desde un eje. La ventaja de esta disposición es que, en caso de avería, la bomba se puede desmontar del motor sin interferir con el diseño de la propia unidad.

Aunque la bomba de drenaje tiene el mismo principio de funcionamiento y diseño que su contraparte de sumidero húmedo, se ha modificado para que su rendimiento no se pierda, incluso al aspirar aceite espumoso o parcialmente aire.

El siguiente elemento que no está presente en los sistemas de cárter húmedo es el radiador. Su función es la misma que la del intercambiador de calor del sistema de refrigeración. También tiene un diseño similar. Leer más sobre esto. en otra reseña... Básicamente, se instala entre la bomba de inyección de aceite y el motor de combustión interna, pero también hay opciones de instalación entre la bomba de evacuación y el tanque.

Se necesita un termostato en el sistema de lubricación para evitar que se enfríe prematuramente cuando el motor se calienta. El sistema de refrigeración tiene un principio similar, que se describe en detalle. aquí... En resumen, mientras el motor de combustión interna se calienta (especialmente durante el período frío), el aceite que contiene es más espeso. Por esta razón, no es necesario enfriarlo para que fluya y para mejorar la lubricación de la unidad.

Tan pronto como el medio de trabajo alcance la temperatura deseada (puede averiguar cuál debe ser la temperatura de funcionamiento del motor de otro artículo), el termostato se abre y el aceite fluye a través del radiador para enfriarlo. Esto asegura una mejor disipación de calor de las partes calientes que no están en contacto con la camisa de enfriamiento del motor.

Pros y contras de un sistema de sumidero seco

El primer beneficio de los sistemas de cárter seco es proporcionar una lubricación estable, independientemente del modo de conducción del vehículo. Incluso si el vehículo supera una subida larga, el motor no experimentará falta de aceite. Dado que durante la conducción extrema es más probable que el motor se sobrecaliente, esta modificación proporciona una mejor refrigeración de la unidad. Este factor es de fundamental importancia para ICE equipado con una turbina (para obtener detalles sobre el dispositivo y el principio de funcionamiento de este mecanismo, lea por separado).

Debido al hecho de que el aceite no se almacena en un cárter, sino en un depósito separado, el diseño del receptor de aceite es mucho más pequeño, gracias a lo cual los diseñadores logran reducir el espacio libre del automóvil deportivo. La parte inferior de estos automóviles suele ser plana, lo que tiene un efecto positivo en la aerodinámica del transporte (se describe lo que afecta a este parámetro aquí).

Si se perfora el cárter durante el viaje, la grasa no se derramará, como en el caso del sistema de lubricación clásico. Esto le da una ventaja en las reparaciones de emergencia en la carretera, especialmente si el SUV ha sufrido tal daño muy lejos de la tienda de repuestos para automóviles más cercana.

La siguiente ventaja de un sumidero seco es que facilita un poco el trabajo de la unidad de potencia. Entonces, cuando el automóvil ha estado parado en el frío durante mucho tiempo, el aceite en el tanque se vuelve más espeso. En el momento de arrancar una unidad de potencia con un sistema de lubricación clásico, el cigüeñal debe superar no solo la resistencia de los cilindros en la carrera de compresión (cuando el motor está en funcionamiento, esta fuerza se ve facilitada parcialmente por la fuerza de inercia), sino también la resistencia del aceite espeso (el cigüeñal en este caso está en baño de aceite). En un cárter seco, este problema se elimina, ya que todo el lubricante está separado del cigüeñal, lo que hace que el ICE arranque más rápido.

Durante la rotación, el cigüeñal no funciona en el sistema de lubricación como un mezclador. Gracias a esto, el aceite no hace espuma y no pierde su densidad. Esto proporciona una mejor película en las superficies de contacto de las piezas de la unidad.

En un cárter seco, el lubricante está menos en contacto con los gases del cárter. Debido a esto, se reduce la velocidad de la reacción oxidativa, lo que aumenta el recurso de la sustancia. Las partículas pequeñas no tienen tiempo de asentarse en el cárter de aceite, pero se eliminan inmediatamente al filtro.

Dado que las bombas de aceite en la mayoría de las modificaciones del sistema se instalan fuera de la unidad, en caso de avería, no es necesario desmontar el motor de combustión interna para realizar los procedimientos necesarios. Estos factores nos permiten concluir que la unidad con cárter tipo seco es más confiable y eficiente en comparación con el analógico clásico.

A pesar de tantos aspectos positivos, el sistema de cárter seco tiene varias desventajas graves. Estos son los principales:

• En primer lugar, debido a la presencia de mecanismos y piezas adicionales, el mantenimiento del sistema será más caro. En algunos casos, la complejidad de la reparación está asociada con el funcionamiento de la electrónica (hay variedades en las que la lubricación de la unidad está controlada por un controlador separado).
• En segundo lugar, en comparación con el sistema clásico, esta modificación requiere una mayor cantidad de aceite en un motor de idéntico volumen y diseño. Esto se debe a la presencia de mecanismos y elementos adicionales, el más voluminoso de los cuales es el radiador. El mismo factor afecta el peso del automóvil.
• En tercer lugar, el precio de un motor de cárter seco es mucho más alto que el de su homólogo clásico.

En los vehículos de producción convencionales, el uso de un sistema de cárter seco no es razonable. Dichos vehículos no se operan incluso en condiciones extremas, en las que se puede evaluar la eficacia de tal desarrollo. Es más adecuado para coches de carreras de rally, carreras de circuitos como NASCAR y otros tipos de deportes de motor. Si desea mejorar ligeramente las características de su vehículo, la instalación de un sistema de cárter seco no dará un efecto notable sin una modernización seria para las condiciones de funcionamiento duras. En este caso, puede limitarse al ajuste de chips, pero este es un tema para otro articulo.

Además, para aquellos que estén interesados ​​en el tema del autoajuste, sugerimos ver este video, que analiza en detalle el sistema de sumidero seco y algunas de las sutilezas asociadas con su instalación:

Carter seco! ¿Cómo, por qué y por qué?

Preguntas y respuestas

¿Qué significa cárter seco? Este es un tipo de sistema de lubricación del motor que tiene un depósito separado que almacena el aceite del motor. La mayoría de los automóviles modernos están equipados con un sistema de cárter húmedo.

¿Para qué sirve un cárter seco? El sistema de cárter seco está destinado principalmente a aquellos coches que se mueven parcialmente en pendientes pronunciadas. En tal sistema, el motor siempre recibe la lubricación adecuada de las piezas.

¿Cuáles son las características de diseño de los sistemas de lubricación por cárter seco? En un sumidero seco, el aceite fluye hacia un sumidero y, desde allí, la bomba de aceite lo aspira y lo bombea a un depósito separado. En tales sistemas, siempre hay dos bombas de aceite.

¿Cómo funciona el sistema de lubricación del motor? En tales sistemas, el motor se lubrica de la manera clásica: el aceite se bombea a través de canales a todas las partes. En un cárter seco, la avería del cárter se puede reparar sin perder todo el aceite.