Что собой представляет картер, зачем он нужен двигателю и из каких материалов изготавливается

Достаточно много внимания уделяется ремонту и обслуживанию различных компонентов двигателя. Причём очень часто при обсуждении всех этих вопросов звучит такое понятие как картер.

Но оказывается, что далеко не все знают значение этого элемента конструкции двигателя. Многие автомобилисты не могут ответить, что это и зачем используется в автомобилях.

Хотя по факту любое транспортное средство, оснащённое двигателем внутреннего сгорания, комплектуется картером. Он считается одним из главных компонентов силовой установки, несмотря на то, что является неподвижным элементом.

Что это

Часто можно встретить ситуации, когда картером называют поддоны двигателя, где скапливается всё смазочное масло для мотора, коробки передач и пр. Но картер в действительности не является синонимом поддона.

Правильно называть картером нижнюю часть блока цилиндров, если говорить применительно к классическим силовым установкам, а не касаться радиальных, лежачих, оппозитных и прочих не совсем стандартных двигателей. В картере предусмотрена специальная полость, которая предназначена для размещения внутри неё важного и необходимого кривошипно-шатунного механизма, то есть КШМ.

А вот поддон выступает в качестве ёмкости для моторного масла. Он имеет непосредственное отношение к картеру, поскольку поддон крепится к нему в нижней части.

У картера предусмотрено условное разделение на верхнюю и нижнюю часть. Как раз в нижнем отсеке картера располагается закреплённый поддон, где скапливается моторная смазка в периоды, пока двигатель не запущен.

Справедливо называть картер основным элементом корпуса силового агрегата. Внутреннее пространство изолировано, что позволяет создавать наиболее объёмную полость в моторе. Внутри картера находится коленвал, а верхняя часть служит для размещения блока цилиндров.

То есть фактически поддон-картер можно считать корпусом ДВС, в состав которого входит масляный поддон.

Расположение и назначение

Разобравшись в том, что такое картер для автомобиля, можно немного уделить внимание вопросам его размещения и функционального назначения.

Начнём с того, где именно находятся картеры силовых установок. Они располагаются там же, где и сам двигатель, поскольку являются его составной и неотъемлемой частью.

Картер выступает в качестве пространства между поддоном и коленвалом двигателя. Именно внутри этого пространства располагается кривошипно-шатунный механизм и осуществляет своё движение. По факту такой элемент как поддон-картер двигателя находится в моторе. То есть вопрос о том, где он находится, не совсем корректный.

Поскольку в картере имеется расположенная для сбора масла ёмкость (поддон), очень часто оба элемента описывают одним понятием. Но в действительности поддон выступает составной частью рассматриваемой конструкции.

Немного истории

Появлению такого незаменимого конструктивного элемента двигателя мы обязаны американскому инженеру. Именно в его честь была названа деталь, поскольку специалиста звали Харрисон Картер.

Свою идею инженер реализовал очень давно. Произошло это в далёком 1889 году.

Но самое интересное здесь то, что изначально задумка Харрисона не имела совершенно никакого отношения к автомобильным двигателям. Тогда он создавал ёмкость, которая наполнялась смазочным материалом, сугубо для использования на обычных велосипедах.

За счёт резервуара, в котором можно было хранить смазку, цепь велосипеда постоянно находилась в смазочной жидкости. Тем самым повышалась эффективность и работоспособность механизма.

А поскольку ёмкость была закрытой, то резервуар, в результате называющийся картером, защищал цепь велотранспорта от проникновения в неё различных загрязнений, мусора и влаги.

Уже через некоторое время идею Картера позаимствовали автомобильные инженеры. Так начали появляться машины с закрытым защитным резервуаром. Постепенно конструкцию совершенствовали и дорабатывали. Но сама идея и основа была взята от защиты для велосипедной цепи.

Вот такое оригинальное изобретение своего времени оставило огромный след во всей автомобильной промышленности.

Устройство и используемые материалы

Картеры принято классифицировать по их способы установки на блок цилиндров. Но также не стоит забывать о различия в устройстве и используемых материалах.

Чаще всего встречаются конструкции, изготовленные на основе алюминиевого сплава и нержавеющей стали. Крайне редко, и скорее на старых автомобилях, используются чугунные изделия. Хотя раньше чугун активно применяли при производстве автомобильных картеров и поддонов.

Но чугун утратил свою актуальность. Причина в слишком большой массе получаемой конструкции. Потому было принято решение перейти на более легковесные элементы из сплавов.

Одним только металлом ассортимент картеров не ограничивается. Всё чаще на современных автомобилях, особенно европейского производства, устанавливаются пластиковые детали. Только не стоит воспринимать такие элементы как крайне хрупкие и ломкие, что характерно для обычного пластика.

Для поддонов применяют специальные полимерные составы, которые отличаются повышенной прочностью, устойчивостью к высоким температурам и механическим повреждениям. Но без дополнительной защиты эксплуатировать машины с пластиковыми картерами в условиях бездорожья или при плохих дорогах не рекомендуется. Придётся хорошо постараться, чтобы повредить даже полимерный поддон. Но всё же вероятность есть.

Что же касается устройства, то тут нет ничего сложного. Учитывается внешний вид конструкции. На большинстве автотранспортных средств такой элемент как поддон-картер выполнен в виде резервуара или ёмкости прямоугольной формы сравнительно небольшого размера. Также зачастую его цвет чёрный.

Чтобы обеспечить дополнительную защиту для автомобильного установленного картера, его закрывают листами из металла или специального ударопрочного пластика. Именно такие листы называются защитой картера.

В некоторых конструкциях поддон-картеров предусмотрены так называемые рёбра жёсткости. Если они и присутствуют, то располагаются по всей его поверхности. Такие рёбра предназначены для обеспечения дополнительной жёсткости всей конструкции, когда на картер возлагаются дополнительные функции.

Разновидности

Все картеры, которыми оснащают автомобили, можно разделить на две категории в зависимости от того, на каком именно силовом агрегате они устанавливаются.

Потому принято отдельно рассматривать конструкции для:

• двухтактных ДВС;
• четырёхтактных силовых установок.

Разница в конструкции картера обусловлена различиями в устройстве самих ДВС. Поддоны бывают разъёмными и неразъёмными. Зачастую поддон выступает как составной элемент картера, а не просто служит для сбора смазочного масла.

Двухтактные двигатели

Особенность изобретения Ф. Картера для двухтактного двигателя заключается в том, что картер и мотор являются одним целым. Это неотъемлемый элемент корпуса и один из компонентов системы питания силового агрегата.

Именно внутри картера происходит процесс подготовки топливовоздушной смеси. После этого смесь движется в цилиндры силового агрегата. Это одно из отличий в сравнении с четырёхтактным аналогом.

Также двухтактные моторы отличаются тем, что здесь масло контактирует непосредственно с топливом. При приготовлении смеси для цилиндров картер позволяет питать двигатель, а также параллельно смазывать элементы цилиндропоршневой группы.

Подобное устройство системы приводит к тому, что внутри силового агрегата смешивается горючее и смазочное масло. Этим объясняется повышенная дымность и более тёмный цвет образующегося и выходящего через выхлопную трубу дыма. Выхлоп отличается синеватым оттенком, что является характерной особенностью моторов на мототехнике. Именно там продолжают использовать двухтактные моторы, в отличие от автомобилей.

На двухтактных моторах ресурс свечей зажигания значительно ниже по сравнению с четырёхтактным конкурентом. Двухтактные ДВС уже практически не встречаются на автомобилях, а также от них отказываются производители мототранспорта.

Картер и четырёхтактный двигатель

В случае с четырёхтактными моторами картеру отводится второстепенная или вспомогательная роль. Чаще всего тут картер нужен только в качестве ёмкости для сбора масла, не более того.

Объяснить такое решение не сложно. Современные четырёхтактные моторы не приветствуют попадания масла в цилиндры. Потому у них выхлоп обладает меньшей дымностью и более светлым цветом. Состав выхлопа получается чище и экологичнее.

Важным компонентом четырёхтактника в плане очистки выхлопных газов выступает катализатор. Сейчас он устанавливается практически на все современные автомобили с ДВС.

Особенности сухих картеров

Всё сказанное выше касалось непосредственно автомобилей, на которых используется мокрый поддон-картер. Это наиболее распространённая система смазки, применяемая на гражданском автотранспорте.

Но если говорить о картерах, то нельзя не отметить существование такого понятия как сухой картер. Здесь, в отличие от традиционных решений, в поддоне смазка отсутствует.

Сухие системы используются преимущественно в конструкциях гоночных автомобилей, спортивных машин и на некоторых внедорожниках. Объяснить такое решение инженеров достаточно просто. Когда автомобиль передвигается на высокой скорости, резко входит в повороты, быстро ускоряется и так же активно тормозит, либо взбирается на возвышенности, масло плещется по всему мотору, от одного края к другому.

Из-за таких ситуаций возникает высокая вероятность того, что маслоприёмник будет оголяться. При этом сам смазочный материал, в качестве которого выступает моторное масло, пенится. Если это произойдёт, двигатель столкнётся с такой проблемой как масляное голодание. Параллельно упадёт давление в системе.

Результатом подобных ситуаций становится сначала перегрев двигателя, а в дальнейшем его полный выход из строя со всеми вытекающими последствиями.

Сухой поддон-картер отличается тем, что в конструкции двигателей имеется специальный резервуар. Он служит для размещения всего смазочного материала. Конструктивно ёмкость разработана таким образом, чтобы процесс взбалтывания становился невозможным, даже при экстремальных условиях.

А чтобы каждый узел мог получать смазку и дополнительное охлаждение маслом, жидкость подаётся на них с помощью насоса. Во время работы смазка постепенно стекает в поддон. Чтобы масло снова оказалось в резервуаре, предусмотрен всасывающий модуль. Именно он отвечает за приём стекающего из мотора масла обратно в ёмкость. Далее насос повторно выполняет свою работу. Цикличность этого процесса гарантирует смазку всех необходимых элементов, но при этом отсутствуют недостатки, характерные для мокрого типа картера.

Можно выделить несколько основных преимуществ, которые характеризуют сухие типы автомобильных поддон-картеров:

• исключается такая проблема как масляное голодание;
• сам картер обладает меньшими геометрическими размерами;
• снижен центр тяжести двигателя;
• масло лучше охлаждается;
• двигатель получает небольшую прибавку в мощности, поскольку снижается сопротивление смазки коленвалу.

Но параллельно использование системы сухого картера приводит к тому, что конструкция усложняется, двигатель становится сложнее в обслуживании и ремонте. Дополнительно увеличивается общий вес автомобиля. Всё это приводит к тому, что машины с сухими картерами, при прочих равных, дороге классических решений с картерами мокрого типа.

Во многом из-за этих имеющихся недостатков и отсутствия необходимости, в гражданских автомобилях сухие системы практически не используются. В них нет острой потребности. Мокрые картеры прекрасно справляются со своими задачами, они проще в изготовлении и легче в обслуживании.

Можно с уверенностью говорить о том, что картер является не просто неотъемлемой частью любого двигателя, работающего по принципу внутреннего сгорания топливовоздушной смеси. Это ещё и очень важный компонент, выполняющий свои задачи для обеспечения надёжной, бесперебойной и беспроблемной работы силовой установки.

Конструктивно эти элементы могут несколько отличаться друг от друга, но принцип их работы примерно везде одинаковый. Разница хорошо заметна только в случае с мокрыми и сухими системами картеров. Но поскольку обычные серийные машины крайне редко оснащаются сухим типом, в подавляющем большинстве случаев речь идёт именно о мокрых масляных картерах транспортных средств.