Tørrsumpsmøring

Virkemåten til tørrsumpsmøring: 1: olje samler seg i sumpen, 2: olje pumpes kontinuerlig av den første pumpen, 3: oljetank, 4: trykkpumpe, 5: avkjølt olje uten gasser, 6: utligning av gasstrykk i motorsumpen, 7: motoren smøres.

Tørrsumpsmøring er en metode for trykksmøring av stempeldrevne forbrenningsmotorer ved hjelp av motorolje fra et eget oljereservoar.^[1] Navnet kommer fra at mesteparten av motoroljen under normal drift befinner seg i et eget reservoar utenfor bunnpannen («sumpen») slik at bunnpannen dermed holder på mindre olje (er «tørrere»^[2][3]) sammenlignet med et våtsumpsystem. Et tørrsumpsystem krever to pumper samt trykkventiler for å regulere negativt trykk på utsiden av motoren slik at innvendige foreseglinger ikke snus. Det er et mer komplisert system enn den mer vanlige våtsumpsmøringen som kun har én enkelt pumpe og ingen ventiler.

Tørrsump brukes på store dieselmotorer i skip, samt bensinmotorer i racerbiler, racermotorsykler, akrobatfly og høyytelses vannscootere. Tørrsumpsmøring brukes i disse situasjonene grunnet økt pålitelighet, høyere oljevolum, reduksjon av oljemangel ved store g-krefter eller av andre tekniske årsaker. Tørrsump egner seg imidlertid ikke i alle applikasjoner grunnet større kostnader, kompleksitet eller plassmangel.

Bakgrunn

Motorer både smøres og kjøles av motorolje som sirkulerer gjennom motoren, inkludert fôringer, lagre og andre bevegelige deler før den dreneres ved hjelp av tyngdekraften til sumpen (bunnpannen) i bunnen av motoren.

Våtsumpsmøring er mer vanlig på biler og motorsykler, og fungerer ved at motoroljen samles i bunnpannen (pumpesumpen) hvor den suges opp av en pumpe som sender oljen tilbake gjennom motoren.

Tørrsumpsmøringens virkemåte

Med tørrsumpsmøring faller fremdeles oljen til bunnen av motoren, men i en mye grunnere bunnpanne (sump) hvor minst én pumpe lenser unna til et (vanligvis eksternt) reservoar. I reservoaret kjøles oljen og luftbobler fjernes før en trykkpumpe sender oljen tilbake til motoren. Med tørrsumpsmøring er bunnpannen (tørrsumpen) ikke strengt tatt tørr ettersom det vil renne oljedrenering fra motoren, men det vil være mindre olje i bunnpannen sammenlignet med en våtsump. Reservoaret er ofte en høy sylinder med liten diameter og interne ledeplater som også fungerer som skvalpeskott, og har uttak på bunnen slik at det uhemmet skal kunne pumpes olje til motoren selv når det skvulper inni reservoaret

Tørrsumpsmøring krever minst to pumper, hvorav en trykkpumpe og en lensepumpe. Noen ganger brukes så mye som 4-5 lensepumper for å minimere mengden olje i bunnpannen, gjerne med innsugene plassert forskjellige steder rundt bunnpannen.

Ofte monteres trykkpumpen og lensepumpen på samme veivaksling slik at en reimskive på fremsiden av systemet kan drive så mange pumper som kreves av motordesignet. Når det er flere lensepumper pumper disse parallelt. Det er viktig at trykkpumpen jobber med høyere trykk enn lensepumpen. Det er vanlige å ha en lensepumpe per del av veivhuset.^[klargjør] Et nevneverdig unntak er motorer som er montert opp ned (for eksempel enkelte flymotorer) hvor det er nødvendig med separate lensepumper for hver sylinderrekke. Opp ned V-motorer trenger med andre ord minst to lensepumper og én trykkpumpe i pumpestakken. Trykkpumpen henter olje fra bunnen av reservoaret, og sammen med en justerbar trykkregulator leverer den olje under trykk gjennom oljefilteret og inn til motoren. Dersom en oljekjøler brukes er den vanligvis montert mellom lensepumpene og reservoaret. Tørrsump-pumpen er vanligvis drevet av registerreimen eller en annen tannreim koblet på veivakslingen, og har vanligvis et turtall på omtrent halvparten av akslingens turtall.

Det er mulig å designe tørrsumpsmøringen slik at trykket i veivhuset er lavere enn atmosfæretrykket (vakuum) ved å foresegle veivhuset og la lensepumpen trekke ut både olje og gasser.^[4][5] En likevektstilstand (ekvilibrium) vil nås dersom frekvensen av gasser inn til veivhuset (avgasser fra forbrenningen som kommer seg forbi stempelringene, samt lekkasjer og oljedamp) tilsvarer raten av gass blir fjernet av lensepumpen i tillegg til det som kreves for å fjerne oljen. Alternativt kan veivhuset holdes nær atmosfæretrykk ved å ventilere inn mot oljereservoaret, hvilket i sin tur enten er ventilert til motorens luftinntak eller til frisk luft.

Fordeler

Tørrsumpsmøring gir mange fordeler over våtsumpsmøring. De viktigste fordelene er:^[4][6][7]

• Hindrer at motoren får manglende oljesmøring ved store g-krefter, og dermed forbedrer motorens driftssikkerhet ved slik kjøring. De fleste motorer kan bli skadet dersom man kjører uten olje i selv en kort periode. Av denne grunnen er tørrsumpsmøring spesielt verdifullt i racerbiler, sportsbiler og akrobatfly som regelmessig gjennomgår store akselerasjoner. Oljeskvulping oppstår med tørrsumpsmøring også, men gjør det mye enklere å utforme et eksternt reservoar som tåler mye skvulping ved at det er høyt, smalt og har store ledeplater.
• Mulighet til å øke oljevolumet ved å ha et stort eksternt reservoar, hvilket ville vært upraktisk med en våtsump.
• Tyngdepunktet kan senkes slik at man får bedre kjøreegenskaper (håndtering og stabilitet) ettersom grunnere bunnpanne gjør at motoren bygger mindre i høyden og derfor kan monteres lavere på understellet. Bilens vektfordeling kan også endres ved å plassere oljereservoaret bort fra motoren.
• Bedre kontroll på oljetemperaturen gjennom økt oljevolum (gir motstandsdyktighet mot varmgang), plassering av oljetanken bort fre den varme motoren, samt muligheten for å installere en oljekjøler mellom lensepumpen og oljereservoaret, og også i selve reservoaret.
• Bedre oljekvalitet. Når veivakslingen og andre roterende deler pisker oljen i en våtsump fører det til at man får en skum i smøreoljen som resultat av blanding med luft^[8] som smører mye mindre effektivt. Tørrsumpsmøring gir de roterende delene mindre mulighet for å piske oljen, og er også langt mer effektiv på å få bort luftboblene før oljen brukes til smøring på ny ved oljen pumpes inn i det eksterne reservoaret.
• Maginalt økt motoreffekt. Med våtsumpsmøring piskes mer olje av veivakslingen og andre roterende deler hvilket fører til tyktflytende drag og parrasitisk energitap.^[9] Tørrsumpsmøring fjerner det meste av oljen fra veivakslingen og gir dermed mindre drag. Mer komplekse varianter av tørrsumpsmøring kan også samle olje fra andre steder hvor olje kan samle seg, for eksempel ved ventilstyringen. Effekten kan økes enda mer dersom tørrsumpen er designet for å skape et vakum på innsiden av veivhuset, hvilket reduserer luftmotstanden (på engelsk kalt windage) til de bevegelige delene
• Mer effektive oljepumper. Ettersom lensepumpen vanligvis er montert på det laveste punktet i motoren vil oljen strømme mot pumpeinntaket ved hjelp av tyngdekraften istedenfor at den må løftes opp til pumpens inntak som i en våtsump. Videre kan lensepumpen ha et design som er mer tolerant mot at det er gass i oljen i motsetning til en vanlig trykkpumpe som kan miste sugekraft dersom det blir for mye luft i oljen. Siden trykkpumpen typisk sitter lavere enn den eksterne oljetanken vil den alltid har et positivt sugetrykk uavhengig av store kraftpåvirkninger når man svinger hardt.^[10]
• Ekstern montering av pumper gjør dem enklere å vedlikeholde eller erstatte

Ulemper

Tørrsumpsmøring har flere ulemper sammenlignet med våtsumpsmøring:^{[4][11][12][13]}

• Tørrsumpsmøring koster mer, er mer komplekst og veier mer
• De ekstra pumpene og slangene krever ekstra olje og vedlikehold
• De prestasjonsfremmende egenskapene til tørrsumpsmøring kan være skadelige for bilen ved dagligkjøring. Et godt eksempel er den klassiske Mercedes-Benz 300SL som ble laget for racing, men som også ble solgt til allmennheten som gatebil. Bilen hadde høyt oljevolum og tørrsumpsmøring for å kunne tåle lange perioder med høy motorbelastning under løp. Ved normal kjøring fant dog flere eiere ut at oljen aldri nådde riktig driftstemperatur fordi oljekjølingen var for effektiv. En provisorisk løsning har blitt brukt hvor man med vilje dekker til oljekjøleren for å øke oljetemperaturen.
• Det store eksterne reservoaret og pumpene kan være vanskelige å plassere rundt motoren og i motorrommet på grunn av sin størrelse.
• Kryssboltene og stemplene trenger henholdsvis smøring og kjøling, og får dette gjennom olje som sprutes rundt i veivhuset. Dersom lensepumpene trekker unna for mye olje kan disse delene få for lite smøring. Såkalte piston oilers kan løse dette problemet, men fører til en dyrere og mer komplisert motor.^[13]
• Utilstrekkelig øvre valvetrain smøring kan også bli et problem hvis for mye oljedamp blir trukket ut fra området, spesielt med multi-iscenesatt av varmepumper.

Se også

• Våtsumpsmøring
• Pumpesump
• Dryppsmøring

Referanser

1. Wet sump and dry sump compared - https://www.knowyourparts.com/technical-resources/engine/oil-system-differences/#:~:text=Dry%20Oil%20Systems%20Wet%20sump%20systems%20store%20the,is%20used%20to%20pump%20oil%20from%20the%20motor Arkivert 28. juni 2021 hos Wayback Machine..
2. Devereux, Pat. «Grinebiterne tar fullstendig feil». www.klikk.no (på norsk). Besøkt 7. juli 2021. 
3. «Slik er den nye Lamborghinien». Nettavisen (på norsk). 10. mai 2011. Besøkt 7. juli 2021. 
4. ^ «Technical Description - The Dry Sump System». Armstrong Race Engineering, Gary Armstrong, DrySump.com, 08-03-2016. 
5. «Dry Sump». Besøkt 24. desember 2016. 
6. Van Valkenburgh,Paul (1976) Race Car Engineering and Mechanics Dodd, Mead & Company, p. 181
7. «Dry Sump Oil System - Camaro Performers Magazine». Super Chevy. Besøkt 24. desember 2016. 
8. Reher, David. «Tech Talk #84 – Dry Sumps Save Lives». Reher Morrison Racing Engines. Besøkt 24. desember 2016. 
9. «Wet sumps | High Power Media». Arkivert fra originalen 25. desember 2016. Besøkt 24. desember 2016. 
10. Engineering Explained. «Wet Sump Vs Dry Sump - Engine Oil Systems». Besøkt 2. mai 2020. 
11. «Why do some engines use a dry sump oil system?». HowStuffWorks. Besøkt 24. desember 2016. 
12. «Dry sumps». TorqueCars. Besøkt 24. desember 2016. 
13. ^ Carley, Larry. «Dry Sump Oiling Systems». Babcox. Besøkt 2. mars 2017. 

Eksterne lenker

• «Why do some engines use a dry sump oil system?». HowStuffWorks. Besøkt 16. november 2006. 
• «Technical Explanation The Dry Sump System». ARE. Besøkt 3. august 2016. 
• «Wet Sump vs Dry Sump - Engine Oil Systems». EngineeringExplained. Besøkt 4. januar 2017. 

Autoritetsdata