Охлаждение машины: Система охлаждения двигателя: описание и принцип работы

Содержание

Для чего нужно давление в системе охлаждения?

  • Главная
  • Статьи
  • Для чего нужно давление в системе охлаждения и нужно ли оно вообще

Автор:
Евгений Балабас

Давление в системе охлаждения автомобиля, и на что оно влияет – одна из популярных тем автомобильных интернет-холиваров, хотя по накалу страстей ей, конечно, далеко до «масляных тёрок» или дискуссий типа «греть – не греть». Тем не менее вопрос этот важный и интересный, и хотелось бы расставить в нем точки над i.

Температура кипения воды при атмосферном давлении – всем известные и каноничные 100 °С. Этиленгликолевого антифриза в тех же условиях – 105-107 °С. Но, поскольку при повышении давления температура кипения охлаждающей жидкости становится выше, в системе охлаждения двигателя целенаправленно создается давление около 1,2-1,5 атм. Благодаря этому предел кипения антифриза сдвигается к значениям 120-125 °С и даже выше, и «горячие» моторы (которых в последние 10 лет стало большинство) успешно поддерживают стабильную температуру без риска закипания охлаждающей жидкости в нормальных условиях. 

Давление, превышающее атмосферное, – норма для систем охлаждения 99,9% современных двигателей. Его главная и единственная задача – обеспечить отсутствие кипения антифриза, если рабочая температура мотора выше, чем температура кипения охлаждающей жидкости при атмосферном давлении. Кипение порождает обильное парообразование, которое мешает лопастям помпы эффективно прокачивать жидкость, а пузырьки пара, встающие барьером между жидкостью и омываемой ей поверхностью, резко ухудшают теплоотвод. Два этих процесса тесно связаны, взаимно поддерживают друг друга и стремительно прогрессируют. Результат – быстрый перегрев двигателя, не сразу останавливающийся даже после глушения и по этой причине редко обходящийся совсем без последствий.  

Собственно, рабочая температура двигателей внутреннего сгорания росла на протяжении всей их эволюции, и этот процесс продолжается и сейчас. Условно «этапы роста» можно обозначить так:

  • «80-85 °С» (давно ушедшие температурные характеристики, свойственные моторам середины ХХ века)
  • «95-105 °С» (характеристики, являющиеся нормой последние несколько десятилетий и по-прежнему актуальные для относительно простых двигателей) 
  • «120-130 °С» (температуры, при которых работают самые продвинутые современные моторы, находящиеся на пике топливной экономичности и экологических норм) 

Эти цифры – приблизительные, приведенные просто для понимания, о каких значениях идет речь. Встречаются и исключения, где «все наоборот», но они редки и лишь подтверждают правило.

Нас же сейчас интересует ранний период развития автопрома – те самые 80-85 °С. Как мы видим, эта температура ниже температуры кипения воды при атмосферном давлении, и тем более – ниже температуры кипения антифриза в тех же условиях. Стало быть, давление в системе охлаждения этим двигателям было не нужно? Совершенно верно – его там и не было!

Староглиняные времена – эпоха моторов с открытой системой охлаждения! Пробки в радиаторах машин того периода, конечно же, были, но они не обеспечивали герметичность, а служили лишь для предотвращения разбрызгивания воды, когда автомобиль трясло на колдобинах. Все остальное не отличалось существенно от современных моторов: помпа так же крутилась и гнала своей крыльчаткой жидкость по кругу через рубашку двигателя и радиатор, а расширяющаяся при нагреве вода вытеснялась в компенсационный объем, которым служил верхний бачок не заполненного до конца радиатора. 

Несмотря на приличную общую мощность, эти моторы работали в мягких условиях невысоких оборотов и небольшой мощности, снимаемой с каждого литра кубатуры. Блоки и головки были чугунными, массивными, с большими объемами масла в картерах, с крупными радиаторами и постоянно вращающимися крыльчатками охлаждения, установленными непосредственно на шкиве помпы или коленвала, без всяких термодатчиков и вискомуфт. Поэтому даже на максимальной нагрузке температура воды в системе охлаждения без давления не приближалась к ста градусам, и исправный мотор не кипел. И даже при начальной стадии неисправностей (не до конца открывающийся термостат, пониженный уровень жидкости, частично забитый радиатор и т. п.) проблема не вставала ребром сразу – у мотора имелся большой запас по «мясу», и довести его до изрыгания пара было не так-то просто.

Впрочем, обратной стороной медали и неотъемлемыми спутниками характеристик таких двигателей была топливная прожорливость и низкая экологичность. Эти два момента впоследствии потребовали проведения реформ в моторном инжиниринге, и двигатели стали уменьшаться в размерах, кушать меньше, отдавать с литра больше, а рабочая температура их возросла. Открытые системы охлаждения исчезли, уступив место герметичным – температура повысилась, и давление антифриза взяло на себя основную роль в защите его от закипания.

Соответственно, под капотом появилась такая деталь, как пробка расширительного бачка с тарированным клапаном, на который возлагалась большая ответственность – держать давление на строго обозначенном пределе. А при его превышении в случае неисправности в системе охлаждения – открываться и выпускать пар и антифриз наружу, дабы не полопались шланги и радиаторы.

Однако, несмотря на то что в работе системы охлаждения после внедрения давления ничего принципиально не изменилось, кроме смещения температуры в более высокую зону, многие автолюбители стали ошибочно считать давление необходимым условием для самых разных процессов. На автофорумах очень часто можно встретить высказывания, что если по причине неисправности или отсутствия пробки расширительного бачка в системе исчезнет давление, то не сможет нормально работать помпа, не откроется термостат, двигатель не наберет рабочую температуру (!) и тому подобные фантазии. 

Это не так. Помпа гоняет жидкость и не знает, под каким она давлением или вообще без оного. На качество циркуляции влияет только целостность крыльчатки, натяжение ремня, чистота каналов в радиаторе и вязкость антифриза. Термостат открывается лишь от температуры охлаждающей жидкости и ни от чего иного. При достижении антифризом в зоне термостата температуры открытия термостата последний откроется, даже если помпа вообще не будет вращаться.

Да, повышение рабочей температуры двигателей стало одним из неизбежных мероприятий, обеспечивающих современные требования к экологичности и экономичности. Но у системы охлаждения, работающей под давлением, имеются и два весьма существенных недостатка… 

Первый – это повышенный риск утечек антифриза. Пока автомобиль новый, никаких проблем, разумеется, нет, но с возрастом в системе охлаждения начинают появляться слабые места. Ослабевают пружинные хомуты, теряют эластичность и покрываются трещинами резиновые патрубки. Пластиковые элементы (переходные соединители, штуцеры, корпуса термостатов и т. п.) становятся хрупкими и ломкими. А где тонко – там и рвется. Давление охлаждающей жидкости начинает выгонять ее наружу при первой же возможности. «Возрастная» система охлаждения непредсказуема в своих сюрпризах, цена которых весьма высока – если не «крякнет» от перегрева мотор, то уж на эвакуатор как минимум придется раскошелиться, поскольку без антифриза даже после остывания далеко не уедешь. .. 

Второй недостаток отчасти является разновидностью первого. У современных моторов практически нет запаса по «мясу», куда ни ткни, не исключая и теплоемкость системы охлаждения. Повышенное давление ускоренно выгоняет антифриз на асфальт при появлении малейшей негерметичности, и там где старый мотор (даже с системой охлаждения, работающей под давлением, не говоря уже об открытой!) какое-то время держался бы, теряя жидкость постепенно, современный двигатель лишается ее опасными темпами. Вернее, темпы-то те же самые, но результат разный. Система охлаждения современного автомобиля B-класса вмещает вдвое меньше антифриза, чем даже у классического «жигуля», и если за полчаса каждый из автомобилей потеряет литр, то у первого это будет 10% потери, а у второго – уже 20%… Пропорционально падает «живучесть» машины, пропорционально же возрастает и риск последствий перегрева. 

Можно ли с этим бороться? Можно, но сложно… «Газелисты» со стажем, к слову, могут припомнить достаточно массовую историю конца 90-х, когда качество сборки было таким, что победить утечки антифриза даже рукастым водилам не удавалось месяцами. И только приоткручивание пробки расширительного бачка и перевод системы охлаждения в режим «без давления» позволяло избавиться от бесконечных синих луж на асфальте поутру… Но такой трюк прокатывал лишь с древними ЗМЗ-шными движками, прародители которых как раз спокойно работали без давления воды. 

На современных авто во избежание перегрева переводить герметичную систему охлаждения в открытый вариант, к сожалению, нельзя. Поэтому, приобретая машину с возрастом 7-10 лет и/или с большим пробегом, крайне желательно провести полную замену всей системы охлаждения – как минимум всех резиновых шлангов, хомутов, большинства пластиковых деталей (переходных соединительных патрубков между шлангами и т.п.), термостата и пробки расширительного бачка. Вот только даже с использованием приличного неоригинала подобная процедура оказывается весьма недешевой, и редкие покупатели подержанных авто решаются на подобные превентивные меры без явных поломок…

Опрос

А ваша система охлаждения в порядке?

id == data.answer_id»>Ваш голос

Всего голосов:

практика

 

Новые статьи

Статьи / Интересно

Быстрее, чем кажутся: 15 лучших слиперов 2023 года

Мы подробно рассказывали о том, что такое слиперы – это неприметные внешне автомобили, которые на самом деле могут дать фору многим в светофорных гонках. А представленное недавно пятое поко…

2379

1

1

03.01.2023

Статьи / Практика

Вечная молодость: как не дать постареть кузову автомобиля

Те, кто хотя бы раз в жизни покупал новый автомобиль, испытал чувство, которое можно описать расхожей фразой «лишь бы с ласточкой ничего не случилось». Но жизнь так погано устроена, что с ла. ..

3629

1

4

27.12.2022

Статьи / Популярные вопросы

Зона действия дорожных знаков: как ее определить

Дорожные знаки хорошо знают практически все водители. Но многие спустя годы после автошколы иногда задаются вопросом: «докуда действует вот тот знак, который я только что проехал?». В голову…

2249

0

2

27.12.2022

Популярные тест-драйвы

Тест-драйвы / Тест-драйв

Haval Dargo против Mitsubishi Outlander: собака лает, чужестранец идет

В дилерском центре Haval на юге Москвы жизнь кипит: покупатели разглядывают машины, общаются с менеджерами и подписывают какие-то бумаги. Пока я ждал выдачи тестового Dargo, такой же кроссов…

21179

7

205

13.09.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв

Мотор от Mercedes, эмблема от Renault, сборка от Dacia: тест-драйв европейского Logan 1,0

Казалось бы, что нового можно рассказать про Renault Logan второго поколения, известный каждому российскому таксисту, что называется, вдоль и поперёк? Однако конкретно в этом автомобиле есть…

16856

10

41

13.08.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв

Geely Coolray против Haval Jolion: бесплатный сыр? Если бы!

Хотите купить сегодня  машину с полноценной гарантией, в кредит по адекватной ставке, без диких дилерских накруток? Сейчас это та еще задачка, ведь полноценную цепочку «представительство – з. ..

14411

26

30

10.08.2022

Охлаждение печатных машин | Сервисный центр

В современной полиграфии с одинаковым успехом используются технологии офсетной и флексографической печати. Каждая из них имеет свои особенности и предназначена для выпуска строго определенного ассортимента. 

Принцип действия также индивидуален. Офсет применяется для плоской типографской продукции и подразумевает перенос изображения с формы на основу посредством прохождения через два вала – с формой и офсетный. Флексография имеет более широкие возможности – изображение напрямую переносится с гибких форм на любую основу. Краска закрепляется посредством запечатывания. 

В обоих случаях качество полиграфической продукции обеспечивается поддержанием постоянной температуры печатных форм и валов, красящих и увлажняющих растворов, линии перемотки и носителей. Для этих целей предназначены чиллеры. Производители печатных машин предпочитают использовать для своего оборудования узкоспециализированные системы охлаждения собственного производства. 

Терморегулирование печатных валов

Валы или формы, посредством которых изображение переносится на основу, обязаны обладать постоянной температурой. Их перегрев приводит к преждевременному запечатыванию или свертыванию краски, а чрезмерное охлаждение к долгому высыханию нанесенного состава. Для решения этой задачи предусмотрен охлаждающий контур, в котором циркулирует холодная вода. 

Охлаждение увлажняющих составов

В процессе использования увлажняющий раствор постепенно нагревается. Эти изменения приводят к быстрому высыханию валов и, как следствие, к снижению качества печати. Современные офсетные машины оснащаются специальными системами терморегулирования увлажняющего раствора. Оптимальная температура в охлаждающем контуре с этой жидкостью (+8…+12°C). Поддержать их на нужном уровне позволяет специальная холодильная установка для охлаждения жидкости.

Охлаждающие цилиндры линий перемотки

Линия перемотки бумажного носителя находится под контролем системы охлаждения. Ее рабочий цилиндр охлаждает печатный носитель с температурой в +130°C (именно такие параметры поддерживаются в сушке), и одновременно не позволяет перегреваться рядом расположенным УФ-сушкам. Для обеспечения его нормальной эксплуатации предназначен специальный воздушный или водяной контур. Перегрев носителя в сушке и его недостаточное остывание после прохождения через охлаждающий цилиндр приводит к слишком быстрому спеканию краски и снижает качество изображения. В флексографских печатных машинах применяется несколько охлаждающих цилиндров. 

Чиллеры для печатных машин

Для обеспечения работы офсетных и флексографских печатных машин используются чиллеры, способные одновременно решать все задачи охлаждения. Это установки, как правило, с двумя контурами – подогрева и поддержания рабочей температуры красящих и увлажняющих растворов плюс охлаждения валов и линий перемотки. Такие решения выпускают компании, специализирующиеся на выпуске полиграфического оборудования — Man Roland, Rapida, Technotrans, Baldwin, Harig, Heidelberg, Shinohara, Ryobi, Sakurai, Hamada, Adast.

Обслуживание таких установок требует не только высокой инженерной квалификации, но и знания тонкостей печатного процесса. Настройки агрегата обязаны учитывать особенности каждого производственного цикла, не допуская перегрева или излишнего охлаждения. При одновременной работе двух независимых контуров не допустима перегрузка компрессоров. Большое значение имеют параметры чистоты рабочей жидкости чиллера.

Растворы для охлаждения

В полиграфии используются водные, водно-спиртовые составы с цветными и бесцветными пигментами, термохромные, магнитные, водопроявляемые и стираемые краски – их качество и характеристики напрямую зависят от температуры. Все это накладывает особую ответственность на содержание и сервисное обслуживание данного оборудования.

Назад в раздел

Промышленные чиллеры с воздушным и водяным охлаждением — оборудование для технологического охлаждения для более чем 50 отраслей промышленности

Если вам нужен точный контроль температуры, у компании Thermal Care есть решение для вас. Имея опыт поставки оборудования для теплопередачи более чем в 50 отраслей промышленности, включая аэрокосмическую промышленность, динамометры, электронику, металлизацию, полиграфию, обработку пластмасс, HVAC, машинную обработку и резину, наши инженеры по продажам специализируются на удовлетворении конкретных потребностей наших клиентов, предлагая как стандартные, так и индивидуальные разработанные решения для охлаждения промышленных процессов. Независимо от того, хотите ли вы просто охладить небольшой технологический процесс или всю установку, компания Thermal Care обладает опытом и знаниями о продуктах, которые помогут вам.

Анодирование и гальванопокрытие

Thermal Care — ведущий производитель промышленного оборудования для охлаждения металлургических…

Учить больше

Botanical Oil Extraction

Thermal Care — ведущий производитель нагревательного и охлаждающего оборудования, в том числе…

Учить больше

Пивоваренный завод и ликеро-водочный завод Охладители гликоля

Существует несколько важных факторов, которые следует учитывать при выборе охладителя для пивоварни или охладителя…

Учить больше

Химическая промышленность

Компания Thermal Care является ведущим производителем промышленного оборудования для нагрева и охлаждения…

Учить больше

Молочная промышленность

Признавая уникальные потребности производителей молока и молочной промышленности в технологическом охлаждении, компания Thermal Care…

Учить больше

Data Center

Компьютеры Data Center выделяют огромное количество тепла и без надлежащего отвода тепла…

Учить больше

Литье под давлением

Компания Thermal Care предлагает полную линейку нагревательного и охлаждающего оборудования для литья под давлением…

Учить больше

Продукты питания и напитки

С 1969 года компания Thermal Care является ведущим производителем промышленного нагрева и…

Учить больше

Термическая обработка и индукция

Thermal Care — ведущий производитель промышленного оборудования для технологического охлаждения для тепловых…

Учить больше

Чиллеры и системы охлаждения ледовой арены

Любите ли вы хоккей или фигурное катание, важно, чтобы лед был правильной толщины…

Учить больше

HVAC

Разнообразный ассортимент оборудования для охлаждения HVAC от Thermal Care включает портативные и центральные охладители,…

Учить больше

Лазеры

Компания Thermal Care предлагает обширную линейку лазерных охладителей, разработанных с учетом потребностей…

Учить больше

Механический инструмент

С сегодняшними все более жесткими требованиями к допускам становится необходимым поддерживать…

Учить больше

Медицина и фармацевтика

Независимо от того, включаете ли вы медицинское оборудование и оборудование для визуализации, лабораторные и хирургические наборы,…

Учить больше

Optical Coating

Thermal Care предлагает самую полную линейку систем охлаждения для оптической обработки.

Учить больше

Пластмассы

Вам нужно оборудование для технологического охлаждения для вашего производства пластмасс? С таким упором на поиск…

Учить больше

Thermal Spray

Thermal Care предлагает самую полную линейку систем охлаждения, доступных для процессов термического напыления.…

Учить больше

Водоструйные насосы и машины для резки

Thermal Care — ведущий производитель промышленных переносных и центральных охладителей воды…

Учить больше

Сварочные аппараты

Компания Thermal Care предлагает самую полную линейку промышленных систем охлаждения для сварки…

Учить больше

Решения по жидкостному охлаждению, лучший выбор для комплексного охлаждения оборудования в масштабе всего предприятия

Когда дело доходит до управления температурным режимом, в большинстве отраслей обычно выбирают охлаждение каждого механизма или электрического шкафа по отдельности. Однако это оставляет неиспользованным ценный потенциал оптимизации.

Максимальная эффективность охлаждения всей системы может быть достигнута с помощью системы охлаждения, состоящей из теплообменников воздух-вода и чиллеров на водной основе. Эти «жидкие решения» охлаждают всю сборку и предлагают значительные преимущества по сравнению с традиционными подходами, такими как охлаждение окружающим воздухом.

Замкнутая или полуоткрытая система охлаждения используется для обеспечения охлаждения всей установки. Это могут быть электрические шкафы, технологические процессы или отдельные детали машин, такие как шпиндели, двигатели или гидравлическое оборудование.

Решения для жидкостного охлаждения

В замкнутой системе электрические шкафы или узлы охлаждаются холодной водой с заданной температурой на входе, которая перекачивается по системе трубопроводов. Проходя через электрические шкафы или узлы, вода становится теплее, когда возвращается в чиллер. Это создает дельту температуры, которую чиллер выравнивает, охлаждая воду от температуры на выходе до температуры на входе.

Система технологического охладителя подает холодную воду в оборудование внутри заводского цеха или на открытом воздухе, а постоянная температура потока значительно повышает эксплуатационную готовность оборудования и точность обработки. Ни одна другая охлаждающая среда не является столь же эффективной, как водяное охлаждение.

Лучшее решение для жидкостного охлаждения: комбинированные чиллеры и теплообменники «воздух-вода»

Комбинация специализированных технологических чиллеров с теплообменниками «воздух-вода» особенно подходит для применений, в которых тепло не должно рассеиваться в непосредственной окружающей среде, где окружающий воздух слишком агрессивен для использования традиционных охлаждающих устройств, где требуется высокий уровень защиты (до IP 65) или где охлаждающие устройства не должны обслуживаться.

Все воздухо-водяные теплообменники совместимы с вырезом и помещаются в корпус всех доступных электрических шкафов. Это означает, что производители машин и оборудования, конечные пользователи и дистрибьюторы получают выгоду от большей гибкости и сокращают расходы на складирование и обслуживание.

Преимущество интеллектуального системного решения с чиллерами для конкретного применения и воздухо-водяными теплообменниками заключается в том, что рассеянное тепло может перемещаться непосредственно из производственного цеха через воздушные каналы или внешнюю систему чиллера. Он также обеспечивает очень высокую надежность и бесперебойную работу, поскольку все компоненты системы идеально подходят для совместной работы. Низкие эксплуатационные расходы, совместимость с автоматическими выключателями и энергоэффективность оптимизируют потребление энергии и сводят эксплуатационные расходы к минимуму. Интегрированная концепция и многочисленные опции позволяют адаптировать систему практически к любому применению, даже в изменяющихся условиях.

Конфигурация для конкретного применения

Специалисты Pfannenberg работают со своими клиентами над разработкой систем охлаждения для конкретного применения. Для получения правильной конфигурации необходимо:

Pfannenberg предлагает готовые к установке системы чиллеров мощностью от 1 до 160 кВт. Модульная концепция серии EB позволяет пользователям выбирать из 30 стандартных опций. К ним относятся гидравлические перепускные/предохранительные клапаны, датчики расхода, датчики уровня в резервуарах, воздушные фильтры, датчики воздушного фильтра, обратные клапаны, электромагнитные клапаны, одиночный аварийный дисплей и сертификация UL. Также доступны специальные решения. Нажмите здесь  , чтобы выбрать чиллер, подходящий для вашего применения!


Включая вентиляторы с фильтром, обогреватели, промышленные кондиционеры, воздухо-водяные теплообменники, чиллеры и сигнальные устройства, Pfannenberg предлагает полный спектр решений по управлению температурным режимом для всех отраслей промышленности.