Картер — деталь машин и механизмов¶

Картер — корпусная деталь машин, механизмов и двигателей, предназначенная для размещения и защиты внутренних узлов, а также для удержания смазочного материала. Как правило, представляет собой отливку или сварную конструкцию из металла (чугуна, алюминиевых сплавов, стали), реже — из композитных материалов. Картер одновременно выполняет несущую, защитную и герметизирующую функции: он крепит узлы, предохраняет их от пыли, влаги и механических повреждений, а в ряде случаев служит резервуаром для масла и элементом силовой схемы машины.

¶Общее назначение и устройство

Типовой картер состоит из корпуса с фланцами для крепления, посадочными местами под подшипники и валы, а также уплотнений (прокладок, сальников, манжет), обеспечивающих герметичность разъёма. В нижней части часто предусматривается поддон — резервуар для смазки, откуда масло забирается насосом или разбрызгивается движущимися деталями. Для контроля уровня и слива масла в поддоне выполняют заливную горловину, щуп и сливную пробку, иногда с магнитной вставкой для улавливания металлической стружки.

Материал и способ изготовления выбираются исходя из нагрузок и условий работы. Чугунные картеры отличаются жёсткостью и хорошо гасят вибрации, алюминиевые — легче и лучше отводят тепло, что важно для двигателей. В крупных стационарных машинах применяют сварные стальные картеры.

¶Картер двигателя внутреннего сгорания

Наиболее известное применение термина — картер двигателя внутреннего сгорания. В нём различают верхнюю часть (собственно картер блока цилиндров), где размещаются коленчатый вал и опорные подшипники, и нижнюю — масляный поддон. Картер воспринимает усилия от коленчатого вала, удерживает масло и участвует в отводе тепла. Разъём между блоком и поддоном уплотняется прокладкой; негерметичность приводит к утечкам масла и загрязнению двигателя.

Отдельная разновидность — картер сцепления (корпус сцепления), закрывающий маховик и механизм сцепления и соединяющий двигатель с коробкой передач. В мотоциклах и лёгких двигателях картер нередко объединяет коробку передач и сцепление в общем корпусе, а его полость используется как масляная ванна.

¶Другие области применения

Термин употребляется и за пределами автомобилестроения:

• Редукторы и коробки передач — картер закрывает зубчатые колёса, удерживает масло и отводит тепло.
• Насосы, компрессоры, турбины — корпусные детали, выполняющие функции картера.
• Станки и промышленное оборудование — картеры защищают приводы и механизмы подачи.
• Авиационные и судовые двигатели — картер входит в силовую схему и воспринимает значительные нагрузки.

В каждом случае сохраняется общий принцип: картер — это несущий и защитный корпус, объединяющий и оберегающий внутренние механизмы.

¶История и развитие

Ранние паровые машины и первые двигатели внутреннего сгорания конца XIX века уже имели корпусные детали, выполнявшие функции картера. По мере роста мощности и оборотов двигателей требования к жёсткости и герметичности картеров возрастали. В XX веке широкое распространение получили литые чугунные и алюминиевые картеры, а развитие технологии литья и обработки позволило делать их тонкостенными и одновременно прочными. В современном машиностроении наблюдается тенденция к снижению массы: применяются алюминиевые и магниевые сплавы, а в отдельных узлах — полимерные и композитные материалы.

¶Эксплуатация и неисправности

Основные проблемы, связанные с картером:

• Утечки масла через изношенные прокладки, сальники и уплотнения.
• Трещины в результате усталости металла, ударов или перегрева.
• Повышенное давление газов в картере двигателя при износе поршневой группы (так называемые картерные газы), что требует вентиляции картера.
• Коррозия при длительном воздействии влаги и агрессивных сред.

Для контроля состояния картера применяют осмотр, опрессовку и измерение давления картерных газов. Вентиляция картера (открытая или закрытая) служит для отвода газов и поддержания нормального давления внутри полости.

¶Значение в технике

Картер — базовая деталь множества машин, от бытовой техники до тяжёлой техники и авиации. От его прочности, герметичности и точности изготовления зависят надёжность и ресурс всего механизма. Унификация и стандартизация картерных деталей упрощают ремонт и снижают стоимость производства. В двигателестроении конструкция картера напрямую влияет на жёсткость силового блока, уровень шума и вибраций, а также на массу и компоновку машины.

¶Интересные факты

• Термин происходит от французского cartel и немецкого Kartell в значении «коробка, кожух».
• В двигателях некоторых мотоциклов картер одновременно служит масляным баком.
• Магнитная сливная пробка поддона позволяет собирать металлическую стружку и косвенно судить о износе двигателя.

Источники: технические справочники по машиностроению и автомобилестроению, руководства по устройству двигателей внутреннего сгорания, общетехнические энциклопедии.