Емкость системы охлаждения: 403 — Доступ запрещён – Сколько антифриза в системе охлаждения

Содержание

Система охлаждения

Содержание статьи

Назначение и классификация систем охлаждения

Температура газов в цилиндрах работающего двигателя достигает 1800-2000 градусов. Только часть выделенного при этом тепла преобразуется в полезную работу. Оставшаяся часть отводится в окружающую среду системой охлаждения, системой смазки и наружными поверхностями двигателя.

Чрезмерное повышение температуры двигателя приводит к выгоранию смазки, нарушению нормальных зазоров между его деталями следствием чего является резкое возрастание их износа. Возникает опасность заедания и заклинивания. Перегрев двигателя вызывает уменьшение коэффициента наполнения цилиндров, а в бензиновых двигателях еще и детонационное сгорание рабочей смеси.

Большое снижение температуры работающего двигателя также нежелательно. В переохлажденном двигателе мощность снижается из-за потерь тепла; вязкость смазки увеличивается, что повышает трение; часть горючей смеси конденсируется, смывая смазку со стенок цилиндра, повышая тем самым износ деталей. В результате образования серных и сернистых соединений стенки цилиндров подвергаются коррозии.

Система охлаждения предназначена для поддержания наивыгоднейшего теплового режима. Системы охлаждения подразделяются на воздушные и жидкостные. Воздушные в настоящее время на автомобилях встречаются крайне редко. Системы жидкостного охлаждения могут быть открытыми и закрытыми. Открытые системы – системы, сообщающиеся с окружающей средой через пароотводную трубку. Закрытые системы разобщены от окружающей среды, а поэтому давление охлаждающей жидкости в них выше. Как известно, чем выше давление, тем выше температура закипания жидкости. Поэтому закрытые системы допускают нагрев ОЖ до более высоких температур (до 110-120 градусов).

По способу циркуляции жидкости системы охлаждения могут быть:

  • принудительными, в которых циркуляция обеспечивается насосом, расположенным на двигателе;
  • термосифонными, в которых циркуляция жидкости происходит за счет разницы плотности жидкости, нагретой деталями двигателя и охлажденной в радиаторе. Во время работы двигателя жидкость в рубашке охлаждения нагревается и поднимается в верхнюю ее часть, откуда через патрубок поступает в верхний бачок радиатора. В радиаторе жидкость отдает теплоту воздуху, плотность ее повышается, она опускается вниз и через нижний бачок вновь возвращается в систему охлаждения.
  • комбинированными, в которых наиболее нагретые детали (головки блоков цилиндров) охлаждаются принудительно, а блоки цилиндров – по термосифонному принципу.

Устройство системы охлаждения

Наибольшее распространение в автомобильных ДВС получили закрытые жидкостные системы с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости (ОЖ). В состав таких систем входят: рубашка охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор, насос ОЖ, вентилятор, термостат, патрубки, шланги, расширительный бачок. В систему охлаждения также включается радиатор отопителя.

ОЖ, находящаяся в рубашке охлаждения, нагреваясь за счет тепла, выделяемого в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в рубашку охлаждения. Принудительная циркуляция жидкости в системе обеспечивается насосом, а усиленное охлаждение ее – за счет интенсивного обдува воздухом радиатора. Степень охлаждения регулируется при помощи термостата и путем автоматического включения или выключения вентилятора. Жидкость в систему охлаждения заливают через горловину радиатора или расширительный бачок. Емкость системы охлаждения легкового автомобиля, в зависимости от объема двигателя – от 6 до 12 литров. Сливают ОЖ через пробки, расположенные обычно в блоке цилиндров и нижнем бачке радиатора.

Устройство пробки радиатора Закрытая система охлаждения с принудительной циркуляцией ОЖ

Устройство радиатора Виды сердцевин радиатора

Радиатор отдает воздуху тепло от ОЖ. Он состоит из сердцевины, верхнего и нижнего бачков и деталей крепления. Для изготовления радиаторов используются медь, алюминий и сплавы на их основе. В зависимости от конструкции сердцевины радиаторы бывают трубчатые, пластинчатые и сотовые. Наибольшее распространение получили трубчатые радиаторы. Сердцевина таких радиаторов состоит из вертикальных трубок овального или круглого сечения, проходящих через ряд тонких горизонтальных пластин и припаянных к верхнему и нижнему бачкам радиатора. Наличие пластин улучшает теплоотдачу и повышает жесткость радиатора. Трубки овального (плоского) сечения предпочтительнее круглых, так как поверхность охлаждения их больше; кроме того, в случае замерзания ОЖ в радиаторе плоские трубки не разрываются, а лишь изменяют форму поперечного сечения.

В пластинчатых радиаторах сердцевина устроена так, что охлаждающая жидкость циркулирует в пространстве, образованном каждой парой спаянных между собой по краям пластин. Верхние и нижние концы пластин, кроме того, впаяны в отверстия верхнего и нижнего резервуаров радиатора. Воздух, охлаждающий радиатор, просасывается вентилятором через проходы между спаянными пластинами. Для увеличения поверхности охлаждения пластины обычно выполняют волнистыми. Пластинчатые радиаторы имеют большую охлаждающую поверхность, чем трубчатые, но вследствие ряда недостатков (быстрое загрязнение, большое количество паяных швов, необходимость более тщательного ухода) применяются реже.

В сердцевине сотового радиатора воздух проходит по горизонтальным, круглого сечения трубкам, омываемым снаружи ОЖ. Чтобы сделать возможной спайку концов трубок, края их развальцовывают так, что в сечении они имеют форму правильного шестиугольника. Достоинством сотовых радиаторов является большая, чем в радиаторах других типов, поверхность охлаждения.

В верхний бачок впаяны заливная горловина, закрываемая пробкой, и патрубок для подсоединения гибкого шланга, подводящего ОЖ к радиатору. Сбоку наливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки. В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга. Шланги прикреплены к патрубкам стяжными хомутиками. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора. Горловину герметически закрывает пробка, изолирующая систему охлаждения от окружающей среды. Она состоит из корпуса, парового (выпускного) клапана, воздушного (впускного) клапана и запорной пружины. В случае закипания жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При превышении определенного значения открывается паровой клапан и пар выходит через пароотводную трубку. После остановки двигателя жидкость охлаждается, пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение. При этом возникает опасность сдавливания трубок радиатора. Для предотвращения этого явления служит воздушный клапан, который, открываясь, пропускает внутрь радиатора воздух.

Для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости вследствие изменения температуры в системе устанавливается расширительный бачок. В некоторых радиаторах нет заливной горловины, и заполнение системы охлаждающей жидкостью осуществляется через расширительный бачок. В этом случае паровой и воздушный клапаны располагаются в его пробке. Метки, наносимые на расширительном бачке, позволяют контролировать уровень ОЖ в системе охлаждения. Проверка уровня проводится на холодном двигателе.

Расширительный бачок Устройство насоса ОЖ Насос ОЖ

Насос ОЖ обеспечивает ее принудительную циркуляцию в системе охлаждения. Насос центробежного типа устанавливается в передней части блока цилиндров и состоит из корпуса, вала с крыльчаткой и сальника. Корпус и крыльчатку насосов отливают из магниевых, алюминиевых сплавов, крыльчатку, кроме того, – из пластмасс. Привод насоса осуществляется ремнем от шкива коленвала двигателя. Под действием центробежной силы, возникающей при вращении крыльчатки, ОЖ из нижнего бачка радиатора поступает к центру корпуса насоса и отбрасывается к его наружным стенкам. Из отверстия в стенке корпуса насоса ОЖ попадает в отверстие рубашки охлаждения блока цилиндров. Вытеканию ОЖ между корпусом насоса и блоком препятствует прокладка, а в месте выхода вала – сальник.

Для усиления потока воздуха, проходящего через сердцевину радиатора, установлен вентилятор. Его монтируют либо на одном валу с насосом ОЖ, либо отдельно. Он состоит из крыльчатки с лопастями, привернутой к ступице. Для улучшения обдува воздухом двигателя и радиатора на последнем может быть установлен направляющих кожух. Привод вентилятора может осуществляться несколькими способами. Самый простой – механический, когда вентилятор жестко закрепляется на одной оси с насосом ОЖ. В этом случае вентилятор постоянно включен, что приводит к излишнему расходу мощности двигателя. Кроме того, вентилятор работает даже в неоптимальных режимах, например, сразу после запуска двигателя. Поэтому в современных двигателях такое подключение не используется, а вентилятор соединяется с приводом через муфту. Конструкция муфты может быть различной – электромагнитная, фрикционная, гидравлическая, вязкостная (вискомуфта), но все они обеспечивают автоматическое включение вентилятора при достижении определенной температуры ОЖ. Такое включение обеспечивает температурный датчик. Причем использование гидромуфты и вискомуфты делает возможным не только автоматическое включение и выключение вентилятора, но и плавное изменение частоты его вращения в зависимости от температуры.

Вентилятор может приводиться не от коленвала двигателя, а отдельным электродвигателем. Такое подключение используется наиболее часто, так как позволяет довольно просто осуществлять автоматическое регулирование моментов включения и выключения с помощью термисторного датчика (его электрическое сопротивление изменяется в зависимости от нагрева). Если же работой системы охлаждения управляет контроллер двигателя, то появляется возможность изменения и частоты вращения. Кроме того, вентилятор «реагирует» и на режимы движения. Например, он включается на холостом ходу при езде в пробках для предотвращения перегрева и выключается при загородной езде на высокой скорости, когда естественного обдува радиатора вполне достаточно для его охлаждения.

В период пуска двигателя для уменьшения износа необходимо быстрее прогреть его до рабочей температуры и при дальнейшей эксплуатации поддерживать эту температуру. Для ускорения прогрева двигателя и поддержания оптимальной его температуры служит

термостат. Термостат устанавливают в рубашке охлаждения головки цилиндров на пути циркуляции жидкости из рубашки в верхний бачок радиатора. В системах охлаждения используются термостаты с жидкостным и с твердым наполнитетелем.

Малый и большой круг охлаждения Работа термостата Термостат Датчик системы охлаждения

Термостат с жидкостным наполнителем состоит из корпуса, гофрированного латунного цилиндра, штока и двойного клапана. Внутри гофрированного латунного цилиндра налита жидкость, температура кипения которой 70-75 градусов. Когда двигатель не прогрет, клапан термостата закрыт и циркуляция происходит по малому кругу: насос ОЖ – рубашка охлаждения – термостат – насос.

При нагреве ОЖ до 70-75 градусов в гофрированном цилиндре термостата жидкость начинает испаряться, давление повышается, цилиндр, разжимаясь, перемещает шток и, поднимая клапан, открывает путь для жидкости через радиатор. При температуре жидкости в системе охлаждения 90 градусов клапан термостата полностью открывается, одновременно скошенной кромкой закрывает выход жидкости в малый круг, и циркуляция происходит по большому кругу: насос – рубашка охлаждения – термостат – верхний бачок радиатора – сердцевина – нижний бачок радиатора – насос.

Термостат с твердым наполнителем состоит из корпуса, внутри которого помещен медный баллон, заполняемый массой, состоящей из медного порошка, смешанного с церезином. Баллон сверху закрыт крышкой. Между баллоном и крышкой расположена диафрагма, сверху которой установлен шток, воздействующий на клапан. В непрогретом двигателе масса в баллоне находится в твердом состоянии, и клапан термостата закрыт под действием пружины. При прогреве двигателя масса в баллоне начинает плавиться, объем ее увеличивается и она давит на диафрагму и шток, открывая клапан.

Контроль температуры ОЖ осуществляется по указателю температуры и при помощи сигнальной лампы перегрева двигателя на щитке приборов. Управление сигнальной лампой и указателем осуществляют датчики, ввернутые в верхний бачок радиатора и в рубашку охлаждения головки цилиндров.

В качестве теплоносителя может применяться вода (в устаревших конструкциях двигателей) или антифриз. Качество ОЖ, применяемой для системы охлаждения двигателя, имеет не меньшее значение для долговечности и надежности его работы, чем качество топлива и смазочных материалов.

Антифризы — охлаждающие жидкости для системы охлаждения автомобиля, не замерзающие при отрицательной температуре. Даже если температура внешней среды будет ниже минимальной рабочей температуры антифриза, он превратится не в лед, а в рыхлую массу. При дальнейшем понижении температуры эта масса затвердеет, не увеличившись в объеме и не повредив при этом двигатель. Основа антифризов — водный раствор этиленгликоля или пропиленгликоля. Пропиленгликолевая основа применяется реже. Ее главное отличие – безвредность для человека и окружающей среды, но и более высокая цена при тех же потребительских качествах. Этиленгликоль агрессивен к материалам двигателя, поэтому в него добавляют присадки. Всего их может быть до полутора десятков – противокоррозионных, антивспенивающих, стабилизирующих. Именно комплектом присадок и определяется качество и область применения антифриза. По типу присадок все антифризы делятся на три большие группы: неорганические, органические и гибридные.

Неорганические (или силикатные) – наиболее «древние» жидкости, в которых в качестве ингибиторов коррозии применяются силикаты, фосфаты, бораты, нитриты, амины, нитраты и их комбинации. К этой группе антифризов относится и широко распространенный у нас Тосол (хотя многие ошибочно считают его особым типом ОЖ). Главный их недостаток – малый срок службы из-за быстрого разрушения присадок. Пришедшие в негодность компоненты присадок образуют отложения в системе охлаждения, ухудшая теплообмен. Также возможно образование силикатных гелей (сгустков) в ОЖ.

В наиболее современных органических (или карбоксилатных) антифризах используются присадки на основе солей карбоновых кислот. Такие антифризы, во-первых, образуют значительно более тонкую защитную пленку на поверхностях системы охлаждения, а во-вторых, ингибиторы действуют только в местах появления коррозии. Следовательно, присадки расходуются намного медленнее, тем самым существенно повышая срок службы антифриза.

Промежуточное положение между органическими и неорганическими антифризами занимают гибридные. Их пакет присадок в основном включает соли карбоновых кислот, но и небольшую долю силикатов или фосфатов.

Антифризы выпускаются либо в виде концентратов, либо в виде готовых к применению жидкостей. Концентрат перед применением нужно разбавить дистиллированной водой. Пропорция определяется необходимой минимальной температурой замерзания антифриза. Основа антифризов бесцветна, поэтому производители окрашивают их в разные цвета с помощью красителей. Это делается для облегчения контроля уровня антифриза и предупреждения о токсичности жидкостей. Совпадение цвета не всегда является свидетельством совместимости антифризов.

В современных двигателях система охлаждения двигателя может использоваться для охлаждения отработавших газов в системе их рециркуляции (EGR), охлаждения масла в автоматической коробке передач, охлаждения турбокомпрессора. Некоторые двигатели с непосредственным впрыском топлива и турбонаддувом имеют двухконтурную систему охлаждения. Один контур предназначен для охлаждения головки блока цилиндров, другой – блока цилиндров. В контуре, охлаждающем ГБЦ, поддерживается температура на 15-20 градусов ниже. Это позволяет улучшить наполнение камер сгорания и процесс смесеобразования, а также снизить риск возникновения детонации. Циркуляция жидкости в каждом из контуров регулируется отдельным термостатом.

Основные неисправности системы охлаждения

Внешними признаками неисправностей системы охлаждения является перегрев или переохлаждение двигателя. Перегрев двигателя возможен в результате следующих причин: недостаточное количество ОЖ, слабое натяжение или обрыв ремня насоса ОЖ, невключение муфты или электродвигателя вентилятора, заедание термостата в закрытом положении, отложение большого количества накипи, сильное загрязнение наружной поверхности радиатора, неисправность выпускного (парового) клапана пробки радиатора или расширительного бачка, неисправность насоса ОЖ.

Заедание термостата в закрытом положении прекращает циркуляцию жидкости через радиатор. В этом случае двигатель перегревается, а радиатор остается холодным. Недостаточное количество ОЖ возможно в случае ее утечки или выкипания. Если уровень ОЖ понизился в результате выкипания – следует долить дистиллированной воды, если жидкость вытекла – доливается антифриз. Открывать пробку радиатора или расширительного бачка можно только когда ОЖ достаточно остынет (10-15 минут после остановки двигателя). В противном случае находящаяся под давлением ОЖ может выплеснуться и причинить ожоги. Вытекание жидкости происходит через неплотности в соединениях патрубков, трещин в радиаторе, расширительном бачке и рубашке охлаждения, при повреждении сальника насоса ОЖ, пробки радиатора или повреждении прокладки головки блока цилиндров. При эксплуатации автомобиля необходимо следить не только за уровнем, но и за состоянием антифриза. Если его цвет становится рыже-бурым, значит, детали системы уже коррозируют. Такой антифриз подлежит немедленной замене.

Переохлаждение двигателя может происходить из-за заедания термостата в открытом положении, а также при отсутствии утеплительных чехлов в зимнее время. Если закрытая система охлаждения негерметична, то повышенное давление в ней не создается и двигатель не прогревается до рабочей температуры. А раз двигатель не прогревается, ЭБУ постоянно обогащает смесь. Таким образом, негерметичная система охлаждения увеличивает расход топлива. Систематическая работа двигателя на обогащенной смеси приводит к разжижению масла, увеличению нагарообразования, быстрому выходу из строя каталитического нейтрализатора.

Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Что такое закрытая система охлаждения и в чем ее преимущества

Закрытой системой называется герметически отделен­ная от окружающей атмосферы система водяного охлаж­дения с паровоздушным клапаном. В ней уменьшается испарение воды из радиатора, что Удлиняет сроки рабо­ты трактора между доливками воды и уменьшает обра­зование накипи.

При повышении давления в системе более 1,25-1,30 ат открывается паровой клапан, который выпускает избыток образовавшегося пара. При охлаждении систе­мы происходит конденсация пара и уменьшается объем воды. В связи с этим создается разрежение, под действи­ем которого открывается воздушный клапан и давление в системе становится равным атмосферному.

В чем состоят особенности системы охлаждения тракторных двигателей?

Дизели трактора дт 20, Д-108, АМ-01 и 238НБ имеют закрытую систему охлаждения с термостатом. У двигателей Д-108 и 238НБ установлено параллельно по два термостата. Теп­ловой режим регулируется у тракторного двигателя трактора дт 20 шторкой, а у двигателей Д-108, АМ-01 и 238НБ при помощи жалюзи.

В открытой системе охлаждения двигателей Д-28, Д-48и Д-50 имеется термостат, и тепловой режим регулируется с помощью жалюзи.

У двигателей трактора хтз, СМД-7 и СМД-14 открытая система охлаждения без термостата, и тепловой режим регули­руется шторкой. У двигателей трактора дт 20, Д-28, трактора дт 20, Д-50, СМД-7 и СМД-14 водяной насос установлен соосно с вентилятором и приводится во вращение общей ремен­ной передачей от коленчатого вала. Водяной насос у ди­зелей трактора хтз, Д-108 и 238НБ помещен в нижней части блока.

Вентилятор тракторного двигателя 238НБ приводится во вращение шестеренчатой передачей.

Емкость системы охлаждения тракторных двигателей указана в таблице 21.

Таблица

Емкость системы охлаждения

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

В чем состоит технический уход за системой охлаждения?

Уход за системой охлаждения заключается в свое­временной доливке воды, промывке системы и удалении из нее образовавшейся накипи, проверке натяжения рем­ня и смазке подшипников вентилятора. Заливать систе­му надо чистой водой, не содержащей большого количе­ства минеральных солей. Этому требованию лучше всего отвечает дождевая или снеговая вода. Если приходится применять воду с большим содержанием минеральных солей (жесткую), то ее надо кипятить или добавлять 6- 7 г каустической или 10-15 г стиральной соды на 10 л воды. Нельзя заливать в систему охлаждения воду, со­держащую хлор или сернокислые соли, так как она быст­ро разрушает тонкие латунные трубки радиатора. Такую воду следует нейтрализовать добавлением 100 г жидко­го стекла на 10 л воды. В перегревшийся дизель надо доливать воду постепенно, не останавливая дизель.

Периодически следует промывать в течение 5- 10 мин чистой водой систему охлаждения, открыв слив­ные краники на блоке и патрубке нижнего коллектора.

Регулярно необходимо удалять накипь из системы охлаждения, для чего нужно приготовить раствор из 50-60 г стиральной или каустической соды на 1 л воды, спустить воду из системы охлаждения предварительно прогретого тракторного двигателя, залить 2 л керосина и приготовлен­ный раствор и запустить дизель на 5-10 мин, а затем оставить систему охлаждения заполненной раствором на 10-12 ч. После этого вновь запустить дизель на 5- 10 мин, затем остановить, спустить раствор и тщательно промыть систему чистой водой.

Правильное натяжение ремня определяют по величи­не прогиба, нажав на ремень рукой, или по величине усилия, необходимого для проворачивания лопасти вен­тилятора при неподвижном коленчатом вале. При нажа­тии рукой с усилием 6-8 кГ посредине ремня прогиб должен быть в пределах 15-20 мм.

Следует постоянно наблюдать, не подтекает ли вода через уплотнение водяного насоса.

Необходимо периодически смазывать подшипники ва­ла вентилятора и водяного насоса. Надо также следить за прочностью крепления радиатора. Сердцевина радиа­тора должна быть чистой. Ее следует прочищать от за­сорений и промывать водой.

Water-сделка что будет если смешать залитый антифриз с водой и прямой ответ на вопрос

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Специалисты предупреждают – спешить не стоит, необходимо полистать заводскую книжечку на предмет наличия информации о заправленной эмульсии и о способах восстановления ее уровня. Тогда вопрос, что будет, если смешать антифриз с водой отпадет сам собой. Мы же приведем многосторонние ситуации, когда можно добавлять природную химжидкость, а когда нельзя.

Жидкости ушло немного

Допустим, в бачке номинальный уровень сместился вниз на 100…300 миллилитров. В этом случае можно с уверенностью заливать воду и не беспокоится о состоянии системы. Баланс присадок не претерпит изменений, поскольку испарившаяся жидкость как раз и является водичкой. При этом стоит знать:

  • Антифриз наполовину состоит из воды.
  • Доливать можно только дистиллированный состав.
  • Обычную воду добавлять нельзя ввиду того, что неизвестен исход взаимодействия природного химсостава с присадками ОЖ.
  • Раствор из-под крана является жестким и может привести к коррозии каналов системы охлаждения.

Охлаждайки не хватает в больших количествах

Лучшим вариантом будет доливка готового антифриза или разведенного концентрата. Если же ситуация с утечкой возникла вдали от точек продажи, а на улице – лето, то смело можно лить дистиллированный состав. В крайнем случае, подойдет фильтрованная вода.

Разбавленная большим количеством воды, ОЖ подлежит замене. Причем сделать это следует перед наступлением первых холодов. Естественно, что зимой прибегать к излишнему разбавлению охлаждающей жидкости воспрещено. Ведь она может замерзнуть и двигателю потребуется частичный ремонт.

Классификация присадок

Всем известная классификация антифризов была придумана компанией Volkswagen для облегчения разделения жидкостей по составам. По сей день широко распространена, используется при сертификации охлаждающих жидкостей.

Таблица классификаций антифризов:

Класс антифризаОписание
G11Гибридный антифриз (G11) — зеленая, бирюзовая, синяя или желтая жидкость, содержащая силикаты или фосфаты в качестве ингибиторов. Срок службы — 3 года. Тип: неорганический. Производят «гибриды» с 90-х годов. Подклассы G1+ и G11++ отличаются процентным соотношением карбоновых кислот.

G11 антифризы (Тосол) рассчитаны на старые автомобили с большим объёмом охлаждающей системы. Они создают по всей охлаждающей системе защитную пленку, которая защищает детали от коррозии, но у этой защиты есть недостаток — эта защитная пленка понижает теплопроводность. Поэтому в современном автомобиле с тонкими каналами охлаждающей системы G11 не подходит, т.к. ухудшается охлаждение двигателя. К тому же температура закипания антифриза G11 составляет 105 градусов. Максимальный срок службы таких ОЖ 2-3 года или до 50-80 тыс. км. пробега

G12Карбоксилатный антифриз (G12) — органическая жидкость красного цвета (разных оттенков). Служит уже 5 лет и намного лучше защищает металл от ржавчины и кавитации, чем хладагенты класса G11. Красные антифризы адсорбируются только в очагах коррозии, формируя слой толщиной 0,1 микрон. То есть внутренняя поверхность системы охлаждения не покрывается полностью, а только там, где есть необходимость. Это положительно сказывается на теплообмене: эффективность охлаждения двигателя не снижается.
G13 и

G12+

Лобридный антифриз G13 (ранее G12+) — органическая основа дополнена минеральными ингибиторами. Такой антифриз образует сверхтонкую защитную пленку на металле, которая реагирует только с очагом коррозии. В состав лобридных жидкостей входят органические кислоты и силикаты. Срок службы такого антифриза неограничен при условии заливки в новый автомобиль. Цвет — красный (первые составы), оранжевый и желтый (новые составы), фиолетовый (составы после 2012 года). Составы разработаны в 2008 году, активно применяются производителем «Пежо» и «Ситроен».

G13 2008 года — оранжевая или желтая охлаждающая жидкость, созданная, в отличие от предшественников, на основе стал пропиленгликоля. Из-за этого свойства антифриза намного лучше, чем у других классов, но и цена самая высокая. Так что определить G13 можно даже не по цвету, а по ценнику в автомагазине.

Довольно легко провести аналогию соответствия цвета жидкости и ее состава. Антифризы класса G11 обычно синие и зеленые. G12, как правило, красного цвета. А хладагенты G13 получили фиолетовый, красный и желтый цвета.

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛКрасный антифриз G12

Технические характеристики антифризов:

Наименование показателяНормы для антифриз g11Нормы для антифриз g12
1. Внешний видОднородная прозрачная окрашенная жидкость без механических примесей зелёного цвета.Однородная прозрачная окрашенная жидкость без механических примесей красного цвета.
2. Плотность при температуре 20°С в пределах1,065 – 1,085 г/cм31,065 – 1,085 г/cм3
3.Температура начала кристаллизации не вышеМинус 37 °СМинус 37 °С
4. Температура кипения при давлении 101,3кПа (760 мм.рт.ст.) не ниже108 °С108 °С
5. Массовая доля воды не более50 %50 %
6. Запас щелочности не менее10 см33 см3
7. Вспениваемость:

объем пены через 5 мин не более

время исчезновения пены не более

30 cм3

3 мин

30 cм3

3 мин

8. Водородный показатель (рН) при температуре 20 °С, в пределах6,5-11,06,5-11,0
9. Коррозионное воздействие на металлы, г/м3 в сутки не более:

медь М1 (ГОСТ 859-78)

латунь Л68 (ТУ 48 — 2 1- 5005 — 80)

припой ПОС-35 (ТУ 48 — 13 — 10 — 84)

алюминий АК-6М2 (ОСТ 48-178-80)

чугун GН-190 (по нормам ФИАТ ВАЗ 52205) или Сч-25 (ГОСТ 1412- 85)

сталь СТ-20 (ГОСТ 1050)

0,1

0,1

0,2

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,2

0,1

0,1

0,1

10. Воздействие на резину при температуре 100 °С в течение 72 часов. Изменение объема не более:

стандартные образцы резины 57-5006 (ТУ 38 — 105 — 250 — 77) класс ТРП-100-60

стандартные образцы резины 57-7011 (ТУ 38 — 105 — 262 — 78) класс ТРП-100-60

5%

5%

5%

5%

11. Стойкость в жесткой водеНе определяетсяне определяется
12. Фракционные данные:

температура начала перегонки не ниже

массовая доля жидкости, перегоняемой до температуры 150 °С не более

100 °С

55%

55 °С

5%

Тестовые задания по диагностике и техническому обслуживанию автомобиля

Отверстие в нижней части корпуса насоса охлаждающей жидкости служит для

страница2/7
Дата14.03.2019
Размер31.05 Kb.
Название файлатесты .docx

  2          

  • Навигация по данной странице:
Отверстие в нижней части корпуса насоса охлаждающей жидкости служит для:
  1. Контроль над герметичностью сальника;
  2. Лучшего отвода тепла от деталей насоса;
  3. Контроля за появлением смазки при ее подачи подшипникам вала насоса;
  4. Выполнение всех перечисленных функций.
  1. Для прекращения работ подогревателя необходимо в первую очередь:
  1. Выключить вентилятор
  2. Выключить свечу накаливания;
  3. Закрыть кран подачи топлива в камеру сгорания котла.
  1. Какую воду нельзя применять в системах охлаждения?
  1. Дождевую
  2. Ключевую
  3. Снеговую
  4. Морскую
  5. Артезианскую
  1. Какие детали и поверхности деталей смазываются под давлением:
  1. Шейки коленчатого вала;
  2. Распределительные шестерни
  3. Втулки коромысел;
  4. Гильзы.
  5. Опорные шейки распределительного вала;
  6. Толкатели;
  7. Верхние наконечники штанг;
  8. Кулачки распределительного вала.
  1. На каких автомобилях в смазочных системах двигателя применяются неполно-поточный фильтр центробежной очистки масел;
  1. ЗИЛ-130
  2. ВАЗ – 2108
  3. ГАЗ – 24
  4. ГАЗ -53-12
  5. МАЗ – 5335
  6. КАМАЗ – 5320
  1. Каким способом регулируется количество топлива , подаваемого к форсунке каждой секции топливного насоса за один полный оборот кулачкового вала насоса высокого давления:
  1. Изменением хода плунжера;
  2. Изменения части вращения кулачкового вала;
  3. Поворотом плунжера;
  4. Любым из перечисленных способов, в зависимости от модели двигателя.
  1. Каковы наиболее вероятные последствия следующих не исправностей систем питания дизельного двигателя: неравномерность подачи топлива форсункам секциям насоса.
  1. Трудность пуска двигателя
  2. Работа двигателя с перебоями
  3. Дымный выхлоп.
  1. Какая из перечисленных не исправностей не может быть причиной снижения давления, впрыска топлива дизельного двигателя:
  1. Износ плунжера
  2. Износ гильзы
  3. Ослабление пружины форсунки
  4. Увеличение диаметра отверстий распылителя форсунки в следствии износа
  1. Какая не исправность может вызвать уменьшение подачи топлива дизельного двигателя:
  1. Ослабление крепления штуцера
  2. Засорение фильтра
  3. Засорение трубопроводов
  4. Любая из перечисленных
  1. Не исправность системы питания дизельного двигателя, при которой частота вращения коленчатого вала возрастает, возникает в следствии;
  1. Нарушение работы центробежной муфты опережения впрыска;
  2. Заедание рейки в корпусе насоса высокого давления;
  3. Попадание воздуха в топливопроводы низкого давления;
  4. Частичного засорения отверстий в распылителях форсунок.
  1. Регулировка свободного хода сцепления осуществляется путем воздействия на:Автомобиль оборудован делителем.Какой шарнир позволяет передавать в крутящий момент под большим углом?Какие причины могут вызвать отказ в работе тягового реле стартера?Поделитесь с Вашими друзьями:

  2          

Как правильно заменить охлаждающую жидкость

Теперь от теории перейдём к практике. Необходима плановую замену провести потому, что даже при эксплуатации в нормальных режимах в антифризе со временем содержание присадок уменьшается, и усиливается коррозия деталей мотора. Жидкость начинает больше пениться, и, следовательно, хуже передать тепло и двигатель может перегреваться. Плановую замену, как правило, осуществлять рекомендуется через каждые два года, а в условиях интенсивной эксплуатации при каждых 60 тыс. км пробега автомобиля.

При попадании в систему охлаждения выхлопных газов потребоваться досрочная замена может. Это случается, к примеру, через неисправную прокладку ГБЦ, или воздуха в зонах утечки, что провоцирует ускоренное старение жидкости. Итак, признаками необходимости этого могут являться следующие признаки:- образуется желеобразная масса с внутренней стороны поверхности расширительного бачка;- антифриз при легком морозе (до минус пятнадцати °С) становится кашицеобразным, что приводит к образованию осадок в бачке; — начинает срабатывать все чаще электровентилятор радиатора системы охлаждения.

В аварийных ситуациях, к примеру, при замене лопнувшего шланга в дальней дороге, приходится заливать в систему охлаждения воду из случайного источника. В итоге, жесткой с примесями водой активизируется коррозию и вызывается образование чужеродной взвеси, что приводит к торможению циркуляцию жидкости и может стать причиной затруднения работы водяного насоса. Помимо этого, в хонах сильного нагрева появляется накипь, сто ухудшает работу системы охлаждения. Когда антифриз обретает бурый цвет, это значит, что происходит активная коррозия узлов системы охлаждения. А «охлаждайку», разбавленную некачественной водой, стоит при первой же возможности заменить, а заодно и обязательно промыть систему охлаждения.

О порядке замены охлаждающей жидкости – должен осуществляться на холодном двигателе: — снимать крышку расширительного бачка и/или радиатора;- далее, открыть кран радиатора отопителя – это для того, чтобы не осталось жидкости в нем или в подводящих шлангах;- отворачивать пробки в радиаторе и БГЦ мотора, слить старую охлаждающую жидкость в заранее подставленную емкость, далее, установить пробки сливных отверстий обратно; — залить тонкой струйкой новую охлаждающую жидкость медленно через расширительный бачок и закрыть его крышку;- запускать двигатель, прогреть его, затем отключить его, и после того как он остынет, доливают жидкость до нужного уровня по необходимости.

Выясняем, можно ли мешать антифриз разных марок и цветов рекомендации специалистов

Обнаружив, что в расширительном бачке недостаточно охлаждающей жидкости, стоит поинтересоваться, какой вид состава залит. Это может быть прописано в руководстве по эксплуатации. Вполне возможно, что данная информация нанесена на самой емкости в виде наклеенного стикера.

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛВ целом же ответ на вопрос, можно ли мешать антифриз разных цветов, логичен – можно, если виды ОЖ совпадают. Ведь цвет не предопределяет состав охлаждайки. Коротко говоря, стандартов на цвета не существует – это условное обозначение, принятое на вооружение производителем, не более того. Для окраски у разных фирм на один и тот же вид antifreeze может быть использован свой пигмент.

Совсем другое дело, когда производится смешивание составов различных марок. В результате этой деятельности антикоррозионные присадки могут конфликтовать. Итог – образование твердого осадка или хлопьев. Вполне очевидно, что такое положение дел многократно сократит ресурс помпы.

Чтобы не произошел курьезный случай, выражающийся в перемешивании антифризов разного класса, стоит ознакомиться с их классификацией. Существует два вида основ:

Лежащие в их составе этиленгликоль и пропиленгликоль, являются многоатомными спиртами. Чем больше их содержание в охлаждающей смеси, тем большей морозостойкостью она обладает.

  • Традиционные (Силикатные). Включают декатализаторы коррозии из неорганических веществ – боратов, фосфатов, нитратов. Они покрывают рабочие поверхности тонким защитным слоем, ухудшающим теплоотдачу узлов.
  • Карбоксилатные. Базируются на органических кислотах или по-другому карбоксилатах. Такие присадки локально противостоят коррозии, создавая в определенном месте защитный слой толщиной в один микрон.
  • Гибридные. Содержат органику (карбоксилаты) и неорганику (нитраты, бораты, фосфаты). Отлично подавляют коррозионные участки и противодействуют вскипанию жидкости.
  • Лобридные. Значительно увеличенная концентрация карбоксилатов и намеренно заниженная массовая доля неорганических силикатов – основное отличие от гибридных составов. Является передовой смесью и используется на новых автомобилях.

Примечание. Классификация от VW помогает разделять виды охлаждающих жидкостей по присадкам:

  • G11 – гибридные.
  • G12, G12+ – карбоксилатные.
  • G12++, G13 – лобридные.

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Можно ли смешивать антифризы разных марок и типов с органическими и неорганическими присадками

Оператор обязательно должен знать тип антифриза, заправленного в систему охлаждения его машины. Если будут случайно смешаны ОЖ с органическими и неорганическими присадками, в результате взаимного отравления они не смогут обеспечить адекватную защиту деталей двигателя.

В чрезвычайной ситуации, когда необходимо долить ОЖ, а антифриза данного типа нет, можно долить воду, чтобы обеспечить работу системы охлаждения до того момента, когда появится возможность долить ОЖ нужного типа. Учтите, что вода, особенно минерализованная, это коррозионно-активное вещество и для тяжелонагруженных дизелей она более опасна, чем, например, для бензиновых двигателей легковых автомобилей. Поэтому нужно будет обязательно довести содержание присадок в антифризе до нормы, как только появится такая возможность.

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Антифризы с органическими присадками (ОАТ) и ОЖ с органическими и неорганическими присадками (NOAT) в чрезвычайной ситуации смешать можно, но нужно учитывать, что в результате смешивания присадки-ингибиторы в составе обеих жидкостей нейтрализуют друг друга. Как действовать дальше, мнения опрошенных нами специалистов разошлись. Некоторые специалисты советуют в таком случае измерить уровень содержания присадок в получившемся антифризе и привести его в норму с помощью дополнительных (восстанавливающих) присадок SCA. Другие же считают, что, учитывая немалую стоимость современных двигателей, в случае, если вы испортили жидкость, долив в нее ОЖ другого сорта, слейте всё, не жалея, и заправьте новую, рекомендованную производителем двигателя/ машины, а в будущем постарайтесь не делать таких ошибок.

Обычно считают, что в ОЖ «с увеличенным сроком службы» можно без опасений доливать до 10–25% обычной ОЖ (не «долгоиграющей»). Если объем доливаемого антифриза будет более 25%, следует проверить получившийся в системе охлаждения антифриз: в достаточном ли количестве содержатся в нем органические присадки (ОАТ), чтобы он был способен обеспечивать защиту деталей двигателя.

Не следует делать вывод о типе ОЖ по ее цвету, можно легко ошибиться. Например, в красный цвет может быть окрашена и ОЖ без нитритов, и с нитритами. Если есть сомнения в совместимости двух антифризов, рекомендуют хотя бы приблизительно проверить их совместимость таким образом: смешать в пропорции 1:1, тщательно перемешать и в течение часа наблюдать, не будет ли расслоения жидкости и осадка. Такая проверка поможет отбраковать хотя бы самые низкокачественные антифризы-фальсификаты.

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Разбавление концентрата антифриза

Концентрат антифриза — вещество, в котором отсутствует дистиллированная вода. Остальные компоненты, такие как краситель, присадки и этиленгликоль присутствуют в полном объёме.

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Чтобы антифриз выполнял свои функции и его не пришлось вылить из-за неправильного смешивания, нужно соблюсти правильные пропорции. Сама процедура не является сложной и состоит в смешивании концентрата с дистиллированной водой согласно табличным значениям.

Таблица: пропорции воды и концентрата антифриза

Процент водыПроцент концентратаПорог замерзания, °СПорог закипания, °С
87,5%12,5%-7100
75%25%-15100
50%50%-40; -45+130; +140
40%60%-50; -60+150; +160
25%75%-70+170
Видео: как разбавить концентрат антифриза

Чтобы система охлаждения вашего авто служила как можно дольше, в качестве теплоотводящей жидкости следует использовать только антифриз. Его доливку и разведение с водой способен выполнить каждый автовладелец, придерживаясь приведённых рекомендаций.

Доброго дня дорогие читатели моего АВТОБЛОГа, приходит зимний сезон, а соответственно придут и сильные морозы. Охлаждающая жидкость вашего автомобиля должна быть подготовлена к таким испытаниям. Но бывает такая ситуация, особенно летом, когда в расширительный бачок добавляют воду, то есть смешивают антифриз с водой, делают это из-за низкого уровня жидкости. А правильно ли это? Давайте сегодня подумаем над вопросом стоит ли так разбавлять антифриз…

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Romanuss1 Блог Плотность антифриза. Как проверить и какая должна быть Пару слов про ТОСОЛ

Смешивать антифриз и воду можно, в этом ничего страшного нет. Главное в этом деле не переборщить. Антифриз сам состоит на 70 % из воды, а поэтому добавление небольшого количества жидкости большого вреда не нанесет. Главное нужно помнить о концентрации. При высоких температурах, например летом, из антифриза вода испаряется, остается только активный слой добавок, то есть жидкость становится более концентрированной. В такую жидкость даже рекомендуется добавить немного воды, чтобы уменьшить концентрацию до нормального состояния.

Теперь давайте рассмотрим другую ситуацию. Например, у вас порвало шланг от расширительного бачка, антифриза вытекло примерно литр, потом вы устранили течь и решили не докупать жидкость, а долить воды. Летом это может и сработает, а вот зимой этого делать, не в коем случае нельзя. Потому что концентрация такой охлаждающей жидкости очень низкая. Такая жидкость замерзнет уже при – 5 – 10 градусах Цельсия. А если у вас замерзла жидкость, то это чревато серьезными поломками, может разорвать радиатор печки и двигателя, а также повредить патрубки. Помню на моем Ford Fusion потек радиатор именно из-за того, что антифриз у меня был сильно разведенный до – 28 градусов, а в ту ночь бахнуло – 35 градусов. Антифриз не замерз, а начал кристаллизоваться, и этого уже было достаточно для того, чтобы радиатор дал течь. Поэтому в зимний период не смешивайте антифриз с водой, а даже наоборот, нужно добавлять концентрированный антифриз, для того чтобы повысить температурный порог.

И последнее — не стоит сильно разбавлять жидкость еще и потому что, антикоррозийные свойства антифриза, при большом разбавлении водой уменьшаются или вообще сходят на нет. А вот вода внутри системы, может вызвать ржавчину металлических патрубков, переходников и всевозможных металлических клапанов. А где есть ржавчина там есть и осадок, осадок отложиться на стенках металлических трубок и забьет проходы, а это уже не очень хорошо. Конечно, это все не произойдет быстро, но зачем же рисковать.

Подводя итог, хочется сказать — смешивать можно, но в разумных пределах. А лучше всего добавлять в антифриз — только антифриз. Причем в красный антифриз, добавляйте именно красный, а в зеленый именно зеленый. Читайте полезные статьи — антифриз красный или зеленый, а также — можно ли смешивать тосол и антифриз. А сегодня все.

(8 голосов, средний: 4,50 из 5)

Бесперебойная работа жидкостной системы охлаждения двигателя

Стражники терморежима

Даниил Минаев, фото автора

В рамках очередной душеспасительной беседы о бережном отношении к автомобилю затронем тему надёжного и бесперебойного охлаждения двигателя. Работа мотора с пониженной температурой охлаждающей жидкости вызывает повышенный износ, а перегрев способен прикончить отличный движок всего за несколько минут. Как этого избежать?

В этом материале не будем говорить о двигателях с воздушным или воздушно-масляным охлаждением – это редкая экзотика в мире грузовиков и автобусов, принципы поддержания которой в исправном состоянии предельно просты, поэтому заострим внимание на жидкостной системе охлаждения. Не будем приводить никаких теоретических выкладок и расчётов – только практика и эксплуатация, иначе на тему не хватит объёма журнала.

Нестареющая классика

Самое интересное, что принцип работы и основные компоненты системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, бензинового или дизельного, принципиально не менялись за всю историю автомобиля. Да, конечно, за сотню лет инженеры и конструкторы многое оптимизировали, пересчитали и подстроили под конкретные задачи и условия, но в целом это хорошо изученная система с классическим принципом действия.

Итак, жидкостная система охлаждения состоит из системы каналов в блоке и головках цилиндров, циркуляционного насоса – водяной помпы (у некоторой малогабаритной техники помпа отсутствует, такая система называется термосифонной, но это тоже из разряда экзотики), радиатора и термостата. Ещё могут присутствовать водомасляные теплообменники, расширительный бачок, перекачивающие насосы и масляный радиатор. Если система работает под избыточным давлением, как у большинства современных автомобилей (примерно 1,1–1,2 бар), то обязательно присутствует двойной паровоздушный клапан, установленный в пробке радиатора или расширительного бачка – самой верхней точке системы. Из электрических компонентов необходимо назвать датчики и указатель температуры, а вентилятор охлаждения может иметь три типа привода: постоянный – от ремня привода вспомогательных агрегатов, напрямую – от коленвала при помощи вискомуфты и электрический.

Теперь о неисправностях. Акцентируем внимание на аварийных отказах, которые случаются внезапно прямо на дороге, когда особых возможностей для ремонта нет.

Паническое бегство теплоносителя

Если причина вытекания значительного объёма охлаждающей жидкости (воды или антифриза) связана с повреждением прокладки головки блока цилиндров, разгерметизацией или повреждением блока, поломкой водяной помпы или её привода, ищите буксир или эвакуатор. В остальных случаях попробуем побороться за успешное завершение рейса и своевременную доставку груза. Антифриз – ужасно текучая жидкость. Малейшие неплотности в шлангах и хомутах, температурные зазоры, «дубение» уплотнителей на морозе и вот его и след простыл. Осматриваем и анализируем место течи, заменяем шлаг или хомут и восполняем потерянный теплоноситель. Вопрос чем? Для стареньких двигателей, работающих на воде всё ясно, но это прошлый век – любой современный автомобиль в системе охлаждения заправлен антифризом. Вопрос каким? Для пополнения уровня сбежавшего антифриза часто руководствуются цветом заправленной в систему жидкости. Это неверно. В производстве антифриза чисто теоретически может быть использован любой краситель, а вот состав может быть приготовлен на основе моноэтиленгликоля, полиэтиленгликоля или пропиленгликоля, содержать самые разные группы присадок, которые могут химически взаимодействовать между собой и с поверхностями двигателя.

Смешение этих составов может повысить их коррозионную агрессивность к сопрягаемым деталям, ускорив износ помпы или разрушение шлангов и сальников, на внутренних поверхностях деталей могут сформироваться отложения и окисловые (оксидные) плёнки, ухудшающие теплообмен современных тонкостенных моторов, все эти «бяки» ни к чему и внутри термостата, так как могут парализовать его работу. Поэтому в идеале, конечно, надо долить оригинальный состав, справившись с инструкцией.

Таблица 1. Примерные заправочные объёмы системы охлаждения
Транспортное средство Заправочный объём, л
Фургоны и иные конструкции на базе легковых автомобилей 6–10
Грузовые автомобили полной массой до 3,5 т, микроавтобусы до 15 посадочных мест (LCV) 7–20
Грузовые автомобили и автобусы полной массой до 8 т 10–35
Грузовые автомобили и автобусы полной массой от 8 до 12 т, магистральные тягачи 15–40
Спецтехника до 150

Но по условиям задачи взять такой антифриз негде. Если в системе осталось хотя бы 25–30% «родного» антифриза, практика показывает, что, долив простой воды в данной ситуации вполне допустим, но лучше если вода будет дистиллированная или хотя бы деминерализованная (снеговая, дождевая). Пару тысяч километров вполне можно проехать на таком «коктейле» без последствий для мотора, а по прибытии на базу меняем весь антифриз с промывкой системы.

Таблица 2. Данные для приготовления антифриза при использовании концентрированного состава
Количество концентрата, % Количество воды, % Температура кристаллизации
33 67 –18
50 50 –36
60 40 –52

Но если всё же есть возможность, купить качественный новый антифриз на ближайшей АЗС? В большинстве автомобилей старшего поколения используются антифризы синего или зелёного цвета, классифицируемые концерном VW (общепринято и используется повсеместно), как «G11». Затем на рубеже веков им на смену пришли карбоксилантные составы оранжево-красного цвета «G12», дальнейшее их развитие получило индекс «G12+», «G13». Смешение «11-го» и «12-го» не допускается, а вот «12+» или «G13» может принять в себя и «12-й» и кратковременно «11-й».

При плановом обслуживании вместо G11 допускается и даже рекомендуется замена его на более современный G12, но обратная замена недопустима. Следует напомнить, что интервал замены G11 – 2 года, G12 – 5 лет. Антифриз можно приобрести как в концентрированном, так и в готовом к применению виде. Последнее – не самое удобное, так как температура кристаллизации навязана поставщиком. Для справки в таблице 2 приводим соотношение антифриза и дистиллированной воды для условий эксплуатации в разном климате, а таблица 1 подскажет, сколько примерно придётся купить антифриза.

Самое главное помнить о том, что крайне нежелательно несоответствующим составом создать пресловутую оксидную плёнку, ухудшающую теплоотвод. Идеология современных конструкций – тонкостенные блоки требуют чистых поверхностей. Но если всё же произошло лёгкое оксидирование, это не повод для паники. В стационарных условиях можно промыть систему с использованием профессиональной чистящей химии, из практики скажу, что нет на сегодняшний день прямой доказанной взаимосвязи между оксидной плёнкой и досрочным капремонтом двигателя. По аналогии – курить тоже вредно, так как можно умереть…

Термостат вчера и сегодня

Для поддержания температуры охлаждающей жидкости в заданном конструкторами интервале (в большинстве случаев это диапазон от 80 до 100 °С) и ускорения прогрева двигателя нам служит прибор под названием термостат. Узел этот в целом надёжный и не капризный, по идее при отказе должен зависать в открытом положении – перегрев гораздо опаснее, чем недостаток температуры. Классические термостаты с восковым термочувствительным элементом постепенно в современных конструкциях вытесняют электронно управляемые с высокой точностью регулирования температурного режима.

Дело в том, что нынешние моторы высоких экологических классов для обеспечения низкой токсичности отработавших газов требуют точной температуры узкого диапазона в камере сгорания, и простенький прибор, принцип действия которого основан на тепловом изменении свойств материала, к сожалению, уже не годится. Неисправность термостата диагностируется резким повышением температуры охлаждающей жидкости, но при этом радиатор остаётся холодным. Единственный способ ремонта в дороге, если всё же термостат отказал в закрытом положении малого круга (в обход радиатора), – его (термостата) «ампутация».

Забивание дедовских «чопиков» после демонтажа бескорпусного термостата в каналы малого круга сегодня теряет актуальность, поэтому к месту ремонта следуем не быстро, постоянно контролируем температуру, так как антифриз, лишённый «царских врат» термостата циркулирует частично в обход радиатора, несколько повышая тепловую нагрузку.

Вентиляторные неприятности

В современном автомобиле можно и не заметить, что из-за засорённого снаружи или изнутри радиатора электрические вентиляторы работают более продолжительное время, чем предполагали конструкторы. В итоге они выходят из строя, мало того, что преждевременно, так ещё и в самый неподходящий момент, вызывая перегрев двигателя, не исключающий впоследствии дорогостоящий ремонт. Чтобы этого избежать, достаточно всего один раз в год перед летним сезоном удалять загрязнения с наружных поверхностей радиатора.

Но причиной невключения электровентилятора может быть и отсутствие управляющего сигнала. Команда на запуск вентилятора может исходить от датчика, установленного на радиаторе, а также от блока управления двигателем или отдельного блока, командующего работой вентиляторов. Итак, если стрелка указателя температуры антифриза поползла вверх, а электровентилятор молчит, съезжаем на обочину, проверяем предохранители и приводные ремни, убеждаемся, что крыльчатка не заклинила на валу и проворачивается свободно. Если всё на месте, замыкаем контакты датчика включения, если он есть. Затем, если не помогло, можно попробовать при помощи кусков электропровода подать напрямую напряжение на электродвигатель вентилятора. Заработало? Следуем к месту ремонта с постоянно работающим вентилятором.

Если не помогло, включаем печку на полную мощность и, поглядывая за пресловутой температурой, неспешно плетёмся в гости к электрику-диагносту. Если крыльчатка вентилятора приводится вискомуфтой, как на большинстве европейских магистральных тягачей, то отказавшую вискомуфту можно временно блокировать, поколдовав с попавшимся под руку крепежом, но двигателю будет немного холодно с постоянно работающим гигантским пропеллером, поэтому лучше всё же дотянуть до базы и применить адекватные технологии ремонта…

Сессия вопросов и ответов

Есть ли смысл устанавливать радиатор повышенного объёма при эксплуатации автомобиля в условиях жаркого климата?

Все серьёзные автопроизводители, в зависимости от рынка сбыта и соответственно с учётом климатических условий конкретного региона, предусматривают различные спецификации техники. Для жарких стран помимо увеличенного объёма системы охлаждения может быть увеличен заправочный объём моторного масла, установлен водяной насос повышенной производительности, датчики включения вентиляторов и термостат с другими настройками, и плюс ко всему могут быть установлены дополнительные теплообменники. Так что если грузовик прибыл со вторичного рынка в ваш южный край, есть смысл изучить каталоги запчастей и модификации конкретной машины и дооборудовать её так, как предполагает завод-изготовитель в полном объёме. Установка только бóльшего радиатора, несомненно, даст некоторый запас по охлаждению, не факт, что достаточный, но может и дисбалансировать систему – зимой двигатель может не нагреваться до рабочей температуры.

Можно ли бороться с течью в системе охлаждения путём использования различных герметизирующих материалов (присадок), заливаемых непосредственно в радиатор или расширительный бачок, насколько эта химия эффективна?

Серьёзную брешь в радиаторе или трубопроводах и шлангах уж точно никакой чудо-баночкой не устранить, всё равно придётся демонтировать, опрессовывать, затем паять либо менять неисправный радиатор. Эти составы временно могут устранить лишь небольшую течь, но вреда от них больше, чем пользы. Если герметик системы охлаждения оказался низкого качества или вы переборщили с дозировкой, то непременно страдает радиатор отопителя – более компактный с тонкими каналами, может забиться герметизирующим материалом и заклинить термостат, герметик может осесть в нижней части радиатора и ухудшить теплоотвод. Словом, прибегать к такому «ремонту» стоит лишь тщательно взвесив все «за» и «против», тем более что это всё равно не решит проблему, а лишь отсрочит предстоящее ремонтное воздействие.

Как правильно промыть радиатор?

В первую очередь необходимо промыть снаружи соты радиаторов струёй проточной воды. Использовать для этого аппараты высокого давления, имеющиеся на большинстве автомоек, не рекомендую – слишком велика вероятность повреждения тонких переборок, что в дальнейшем только ухудшит теплоотвод. Вполне подойдёт струя из обычного поливочного шланга, затем аккуратно продуваем соты сжатым воздухом под небольшим давлением, особое внимание – нижней части радиатора, так она больше забивается из-за дорожной грязи и пыли. Если наружные загрязнения серьёзные, как обычно бывает на строительной или внедорожной технике, могу посоветовать метод из личной практики. Освободив доступ к радиатору путём демонтажа декоративных решёток, интеркулера и т. д. при помощи простейшего опрыскивателя (подойдёт даже такой, который используют при уходе за домашними цветами) наносим на поверхности радиатора, желательно с двух сторон, шампунь для бесконтактной мойки кузова, после нанесения выжидаем примерно 5 минут и промываем струёй воды, удаляя загрязнения и остатки шампуня. Чтобы быстро и эффективно промыть радиатор изнутри, достаточно из подручных средств смастерить переходник для подводящего шланга таким образом, чтобы подать внутрь струю проточной воды. Если такая мойка не помогла, то в современных реалиях радиатор проще заменить, к тому же старый радиатор у вас с удовольствием и небезвозмездно примут в цветмет.

Необходимо ли в зимний период устанавливать на фальшрадиаторную (декоративную) решётку утепляющие кожухи, закрывать её картоном и т.п?

Если в комплект поставки автомобиля с завода входят подобные шторы, жалюзи, пластины, то их следует использовать в соответствии с руководством по эксплуатации. В совсем уж суровом северном климате или при специфике использования транспорта, когда техника длительное время вынуждена работать в режимах малых нагрузок, водителям приходится самостоятельно добиваться оптимального температурного режима, и это один из основных и доступных способов. Во всех остальных случаях недогрев двигателя свидетельствует о неисправности термостата или управляющей автоматики вентиляторов системы охлаждения.

На первый взгляд всё в порядке, уровень антифриза в норме, вентилятор работает, радиатор горячий, значит, термостат исправен, течей нет, температура в норме, но двигатель внезапно закипает?

Основная причина такого развития событий – неисправность клапанов избыточного давления в крышке радиатора или расширительного бачка (паровоздушные клапаны). На всякий случай следует проверить исправность датчика и указателя температуры.

Погружная система охлаждения сервера или фермы на базе Novec как альтернатива воздушному охлаждению

Всем привет!

Мы продолжаем рассказывать о наших продуктах и в прошлой статье Сухая вода Novec 1230 для защиты серверных и не только было много вопросов об инновациях в сфере охлаждения серверных, поэтому решили выделить ответы на многие вопросы в отдельный пост! К тому же, совсем недавно наше решение использовалось на крупнейшей крипто-ферме в Гонконге!


Узнаете формулы с доски?

В статье обсуждаются возможности и преимущества пассивной двухфазной погружной системы охлаждения серверов на основе фторкетонов. В статье вас ждут интриги и расследования, разбор технологии и эксперименты!

Воздушная система охлаждения

Вначале обсудим ограничения традиционной воздушной системы охлаждения. Причинами малой эффективности традиционной системы воздушного охлаждения являются: действие второго закона термодинамики (необратимость тепловых процессов) вследствие множества процессов теплопереноса, перемешивание потоков холодного и нагретого воздуха, высокие показатели мощности, потребляемой охлаждающим оборудованием – чиллерами, кондиционерами и т.д., а также использование воздуха в качестве теплопередающего звена. При внедрении данных технологий в настоящий момент учитывают, что их эффективность снижена по одной или нескольким вышеназванным причинам.

Охлаждаемые водой задние двери, канальная система воздушного охлаждения, стойки с принудительной циркуляцией ограничивают смешение воздушных потоков. Эти и некоторые другие технологии позволяют эксплуатировать систему без чиллера, переключаясь на использование экономайзера, когда позволяет погода.
Системы с постоянно работающим экономайзером проще в своем устройстве и могут достигнуть показателя эффективности использования энергии <1.3. Такие серверные должны располагаться в районах с относительно холодным климатом.

Стоит также учитывать другие неотъемлемые экономические аспекты и влияние на окружающую среду. Возможность управления потоком воздуха на уровне шасси, стойки или серверной добавляет значительную стоимость при установке каждого нового или расширения существующего дата-центра.
Поэтому вопрос увеличения энергоэффективности стоит рассматривать не только с точки зрения того, как отвести избыточное тепло, но и с точки зрения того, как его использовать. Тем не менее, возможность и стоимость рекуперации отведенного тепла на любом расстоянии от дата-центра ограничены большим объемным потоком воздуха и низким значением его полезной работы.

Рассмотрим традиционные системы жидкостного охлаждения и их ограничения

Жидкостное охлаждение может уменьшить влияние вышеупомянутых причин низкой эффективности воздушного охлаждения, облегчить рекуперацию отведенного тепла и увеличить его термодинамическую доступность. В одном из исследований было проведено сравнение двух систем охлаждения для суперкомпьютера: гибридной системы воздушное/жидкостное охлаждение и воздушной системы. В том же исследовании была предсказана эффективность полностью жидкостной системы охлаждения и этой же системы, работающей в отсутствии чиллеров или с водным экономайзером.
Последняя конфигурация позволяет сэкономить до 90% энергии на охлаждение по сравнению с кластером на воздушном охлаждении.
Так в чем проблема?

Тем не менее, внедрение традиционных жидкостных систем охлаждения, будь они одно- или двухфазными, закрытыми или с погружением, осложнено количеством и вариацией производящих тепло устройств в сервере и требованием, чтобы для каждого сервера в пределах стойки могла быть осуществлена процедура горячей замены (hot swap). Это усложняет задачу направления всего тепла, производимого на печатной плате, к внешнему потоку охлаждающей жидкости.
Как результат, гибридная воздушно-жидкостная система охлаждения привносит расходы на дизайн и производство охлаждающих пластин, резервные насосы, подвод воды, быстроразъемные соединения, датчики и теплообменники.

Полностью жидкостная система охлаждения часто еще более сложна и требует установки дополнительных охлаждающих пластин, грейферов (подъемников с цепляющим устройством) и герметичных электрических разъемов. Эффективность многих таких систем ограничена вторичным или даже третичным термоинтерфейсом и температурным скольжением охлаждающей жидкости (это явление изменение температуры кипящей жидкости в результате изменения состава). Также в системах, где рабочими жидкостями является гидрофторуглероды или перфторуглероды, могут возникать протечки, что ведет к выбросу веществ с высоким потенциалом глобального потепления в атмосферу.

Таким образом, необходима простая, компактная система охлаждения, которая минимизирует использование природных ресурсов и выбросы вредных веществ. При этом должен осуществляться отвод всей выделяемой теплоты при минимизации разницы температур между активным слоем в чипе процессора и водой в качестве вторичного теплоносителя. Система должна быть модульной, масштабируемой с легкой настройкой под новое оборудование.

Существующие системы жидкостного охлаждения

Пассивная двухфазная погружная система охлаждения давно используется для охлаждения такого дорогостоящего электронного оборудования как трансформаторы, тяговые преобразователи, компьютеры специального назначения и клистроны. Данная технология относительно проста, надежна и эффективна.


Тяговый преобразователь карьерного самосвала.

В данных системах обычно используют емкости под давлением и герметичные электрические разъемы. Емкости вакуумируют и заполняются практически также как и холодильники и их обслуживание в полевых условиях невозможно. Создание аналогичной системы охлаждение для компьютеров будет дорогим и сложным вследствие огромного числа заменяемых компонентов и коннекторов. По этой причине многие вообще не рассматривают погружное охлаждение в контексте датакомовского оборудования.

Паровой обезжириватель с открытой ванной

Эти устройства широко используются в мире для прецизионной очистки различных деталей, начиная с шурупов и подшипников и заканчивая ортопедическими имплантами, печатными платами и инжекторными форсунками.


Установка парового обезжиривания компании Reibesam.
Этой технологии будет посвящена следующая статья.

Обезжириватель представляет собой открытую прямоугольную емкость с двумя рядами охлаждающих змеевиков, установленными сверху по периметру. До определенной высоты емкость поделена на две части, или ванны, заполненные летучим растворителем. В первой ванне растворитель нагревается снизу и кипит. Пары поднимаются на высоту первого ряда охлаждающих змеевиков, создавая ниже данного уровня зону насыщенного пара. Конденсат стекает вниз и через водоотделитель попадает в ванну для ополаскивания. Таким образом, в результате дистилляции в эту ванну попадает только свободный от загрязнений растворитель.


Схема устройства парового обезжиривателя.

Данные системы способны очищать тысячи деталей в смену, потребляя малое количество растворителя. При этом большую часть времени они либо полностью открыты, либо прикрыты горизонтально перемещающейся крышкой, когда не используются. Минимизация потерь растворителя в результате уноса осуществляется за счет вторичных охлаждающих змеевиков, работающих при температуре ниже 0°С.

Концепция погружного охлаждения в открытой ванне

Эта концепция базируется на предпосылке, что электронное оборудование может быть охлаждено погружением в полуоткрытую ванну, которые во многом схожа с паровым обезжиривателем, рассмотренным выше. Термин «полуоткрытая» означает, что ванна закрыта, когда не требуется доступ к оборудованию и в качестве примера подобной конструкции можно привести морозильный ларь для еды. Так же как и он, ванна работает при атмосферном давлении и не имеет специальных герметичных разъемов для подводимого и отводимого электричества.

В данной системе каждый сервер или узел подключен к объединительной панели на дне ванны (в отличие от задней стенки серверной стойки). Ванна частично заполнена летучей диэлектрической рабочей жидкостью.


Модель открытой погружной системы охлаждения.

Электрическая проводка ниже уровня жидкости заведена в канал, и выходит из него наверху емкости. Встроенный конденсатор паров охлаждается либо водопроводной водой, либо водой, используемой для комфортного отопления (да, есть такое понятие в США).
Кроме того, пары могут пассивно течь в так называемую градирню с естественной тягой, отдавая тепло непосредственно наружному воздуху, без использования воды как промежуточного теплоносителя.


Проект Allied Control с фторкетоном 3М – двухфазное погружное охлаждение в открытой ванне.

Концепция имеет множество преимуществ по сравнению с традиционными системами жидкостного охлаждения. Основной принцип состоит в том, что пропадает надобность в большей части оборудования, обязательного для воздушного и жидкостного охлаждения, а соответственно и не рассматриваются вопросы, связанные с его установкой, надежностью и потребляемой мощностью. Плотность мощности и надежность системы очень высоки. Более того, данной технологии априори присуще противопожарные свойства.
Конечно, в рамках данной модели следует рассмотреть и другие аспекты, например, потери рабочей жидкости в результате уноса. Но, так как они возникают в одном определенном месте, а не в бессчетном количестве разъемов, то легко могут быть посчитаны и снижены с помощью технических приемов, о которых мы расскажем далее.


Внутри ванн тепло от десятков серверов вызывает кипение жидкости Novec.
Её пары конденсируются на охлаждающем змеевике и возвращаются в систему.

Тепловая эффективность

Тепловая эффективность системы складывается их двух составляющих. Первое определяется конструкцией печатной платы и количественно выражается в разнице температур между активным слоем в чипе процессора, как основного элемента, который требуется охладить, и температурой рабочей жидкости. Второе составляющее определяется разницей температур между рабочей жидкостью и подводимой водой. При этом под температурой рабочей жидкости мы подразумеваем температуру её кипения при атмосферном давлении.

Процессор в его типичной конфигурации в виде чипа, подложки и теплораспределительной крышки со встроенным радиатором почти идеально подходит для пассивной системы погружного охлаждения. В большинстве случаев требуется лишь нанесение 100-микронного слоя пористого металлического покрытия, которое улучшает теплоотдачу при кипении. Данные покрытия обеспечивают коэффициент теплопередачи > 10 Вт/cм2*К при тепловом потоке 30 Вт/cм2.
Если внедрить операцию по нанесению покрытия уже на этапе производства процессора, то пропадет необходимость во вторичном термоинтерфейсе, обычно используемом в многих схемах жидкостного охлаждения.


Модель погружной 2-х фазной системы охлаждения 3М.

Следующим моментом, который стоит рассмотреть, будет оценка того, какую максимальную выделяемую мощность может охладить данная система. В одном из исследований авторы предполагают, что требуется 100 см3 рабочей жидкости, чтобы охладить 1кВт-й модуль при условии, что известна и учтена его конфигурация, то есть плотность расположения компонентов.

Провели эксперименты

Для эксперимента собрали модельную печатную плату с 20-ю тепловыделяющими керамическими элементами размерами 19*19 мм и мощностью 200 Вт каждый. При этом, с одной стороны к ним на эпоксидный клей крепится медный радиатор размером 30*30*3 мм, с нанесенным с противоположной стороны тем самым покрытием, увеличивающим теплопередачу при кипении. Термопары в рабочей жидкости и в каждом из элементов позволяют подсчитать индивидуальное тепловое сопротивление и убедиться, что элементы не переходят в режим пленочного кипения. Далее эту модельную печатную плату погружают в узкую вертикальную емкость той же формы с зазорами 4 и 7 мм между кипящей поверхностью и стенкой.


Кипение Novec на криптоферме.

В ходе эксперимента было показано, что данная конфигурация способна отводить 4 кВт тепла (200 Вт с каждого элемента) через 4 мм зазор при атмосферном давлении, если в качестве рабочей жидкости залит гидрофторэфир – С3F7OCh4. При этом 4 кВт эквивалентно тепловому потоку в 11,7 Вт/cм2 против потока в 1,7 Вт/cм2, наблюдаемом в суперкомпьютере Cray X1E при охлаждении распылением!
Результаты эксперимента позволяют предположить, что значение в 1 кВт отводимой теплоты на 100 см3 рабочей жидкости определенно достижимы. Также значительно снижается количество используемых материалов и различного рода выбросы.

Химия рабочих жидкостей

В таблице ниже представлены свойства одного гидрофторэфира и двух фторкетонов. Они обладают необходимыми теплофизическими характеристиками, являются безопасными и совместимыми с различными материалами и были протестированы в открытой погружной системе охлаждения.
Заметьте, диэлектрические характеристики фторкетонов схожи с аналогичными свойствами перфторуглерода С6F14, который часто использовался в погружных системах охлаждения. В тоже время, гидрофторэфир имеет более высокую диэлектрическую постоянную и более низкое сопротивление, что может ограничить его использование в некоторых случаях. Первый из представленных фторкетонов со значением потенциала глобального потепления всего лишь в 1, на сегодняшний день широко используется в мире как пожаротушаший агент.
Свойство Рабочая жидкость
Молекулярная формула С6F14 C6F9OH5 C6F12O C7F14O
Тип ПФУ (перфторуглерод) ГФЭ (гидрофторэфир) ФК (фторкетон) ФК (фторкетон)
Ткипения, °С 56 76 49 74
Тзамерзания, °С < -100 < -100 < -100 < -100
Твспышки, °С нет нет нет нет
σ, мН/м 12 13,6 10,8 12,3
k, Вт/м*К 0,057 0,068 0,059 ~ 0,06
Сжид, Дж/кг*К 1050 1220 1103 1130
ρ, кг/м3 1680 1420 1600 1670
ν, сСт 0,4 0,41 0,4 0,52
Рнасыщ. пара при 25°С, кПа 30,9 15,7 40,4 15,7
Рнасыщ. пара при 100°С, кПа 350 206 441 228
Удельное сопротивление, ГОм*м 1000000 0,1 10000 10000
Диэлектрическая постоянная 1,76 7,3 1,84 1,85
Потенциал глобального потепления 9300 55 1 1
Среднесменная ПДК, ppm Не определена 200 150 150
Экономичность системы с точки зрения потерь рабочей жидкости

Действительно, это главный фактор, влияющий на жизнеспособность представленной системы.
Существую формулы для подсчета потерь жидкости во время заполнения ёмкости, пуска и работы. Они позволяют сделать вывод, что наиболее эффективной мерой для уменьшения потерь в результате уноса паров будет создание такой конструкции, в которой восходящие пары будут улавливаться с помощью вторичного охлаждающего змеевика, который автоматически включается, когда температура системы превысит заданную допустимую температуру.


В этих стеллажах находятся платы ASIC для майнинга, погруженные в жидкости Novec (установка находится в Гонконге).

Результаты

В ходе описанных выше экспериментов было показано, что при использовании коммерчески доступного фторкетона с температурой кипения 49°С в открытой ванне и потоке воды в 15 галлон (что примерно равно 3,785 *15 = 56,8 литра) в минуту, температура в активном слое чипа процессора не будет превышать 60°С. При этом достаточно использовать воду с температурой 28°С.

Если же допустимо повышение температуры в активном слое процессора до 83°С, и при это объемный поток воды достигнет 30 галлонов в минуту, то можно использовать воду для первичных змеевиков с температурой уже 62°С.

Плотность мощности, которую способна охладить емкость, равно 130 кВт/м2, что значительно выше предела в 52 кВт/м2, типичного для стоек с воздушным или гибридным охлаждением. При переходе к масштабу серверной с полностью жидкостной системой охлаждения подобного типа мы получаем 25 кВт/м2 против 2,2 кВт/м2 для серверной с воздушным охлаждением.

Кроме того, данная система значительно экономит место, так как не требуется устанавливать дополнительное оборудование, обязательное для воздушной системы охлаждения. Отводимое тепло можно использовать для отопления зданий, обогрева теплиц и других объектов.

Практическая реализация

Пример реализации новой концепции охлаждения можно посмотреть здесь.
Где еще можно узнать информацию?

На нашем сайте.
Где можно купить?

Звоните нам по многоканальному телефону +7 495 784 7474.
Задавайте вопросы в комментариях, мы на все постараемся ответить!
У вас есть еще что-нибудь почитать?

Конечно!
» Сухая вода Novec 1230 для защиты серверных и не только
» Как безопасно читать Хабр на работе с помощью наших экранов защиты информации
» Из спрея в пленку в один пшик. Paint Defender: защитная пленка на кузов автомобиля
» Технология трассопоиска и электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций. Часть 1

Если мы допустили какие-либо ошибки, пишите в ЛС, мы все оперативно поправим. Не забывайте, мы ошибку поправим, а ваш коммент останется висеть.

Спасибо за внимание, надеемся, статья для вас оказалась полезной!

Правовая информация

Наименования 3M и Novec являются зарегистрированными товарными знаками.

UPD: Спасибо за указание на биткоин-ферму WarP.

Емкость — система — охлаждение

Емкость — система — охлаждение

Cтраница 1

Емкость системы охлаждения для нек-рых отечественных двигателей с принудительной системой охлаждения следующая.  [1]

Выразив добавленную воду в процентах и зная емкость системы охлаждения, определяют необходимое количество воды для пополнения. Если после этого жидкость в системе охлаждения не достигла необходимого уровня, то доливают свежую этиленглпко-левую жидкость. Систему заполняют на 92 — 95 % полного объема, учитывая повышенный коэффициент объемного расширения этиленгликоля.  [2]

Количество требуемой горячей воды определяется температурой воздуха и заливаемой воды, а также емкостью системы охлаждения двигателя.  [3]

Воду, поддаретую до 90 — 1100 С, заготавливают s количестве, вдвое большем, чем емкость системы охлаждения, и заливают через воронку при открытых слииных краниках. После заливки одного ведра необходимо проверить, течет ли вода из сливных кранов; если нет, то каналы краников прочищают проволокой. Как только из кранов потечет теплая вода, их следует перекрыть и залить необходимое количество воды, а затем масло, подогретое до 70 — 60 С, после че1го запускают двигатель.  [4]

Для разогрева двигателя горячей водой необходимо при открытом спускном кранике залить ее в систему охлаждения в количестве двух-трехкратной емкости системы охлаждения.  [5]

Применение для охлаждения двигателя специальных высококипящих жидкостей вызвано стремлением снизить затраты мощности на охлаждение двигателя, уменьшить размеры радиатора и емкость системы охлаждения, а также стремлением понизить вес моторной установки и точку замерзания охлаждающей жидкости.  [6]

Опытным путем установлено, что при температуре воздуха до-10 С для разогрева двигателя требуется горячая вода примерно в 1 5 раза больше емкости системы охлаждения, при температуре до — 20 С — в 1 5 — 2 раза и при температурах ниже — 20 С — не менее чем в 2 5 раза.  [7]

Для промывки системы охлаждения тринатрийфосфатом необ-ходимо приготовить насыщенный раствор тринатрийфосфата ( 100 г безводного тринатрийфосфата на 1 л воды) и залить его в систему охлаждения из расчета 5 — 10 см3 насыщенного раствора на каждый литр емкости системы охлаждения. В дальнейшем в течение двух — трех дней в систему охлаждения необходимо доливать через каждые 12 ч такое же количество насыщенного раствора тринатрийфосфата.  [8]

Когда из сливных кранов потечет теплая вода, надо закрыть их, заполнить систему охлаждения горячей водой, закрыть капот радиатора, дополнительно утеплить двигатель брезентом и оставить воду на 5 — 10 мин. После этого нужно открыть сливной кран, слить примерно / 2 емкости системы охлаждения и вновь заполнить систему горячей водой.  [9]

Следует иметь в виду, что тепла, заключающегося в горячей воде в количестве, равном емкости системы охлаждения, не всегда бывает достаточно при всех температурных условиях. При значительных морозах необходимо выпустить часть уже остывшей воды и вновь заменить ее горячей. В зависимости от емкости системы охлаждения двигателя, температур воздуха и заливаемой воды количество ее будет различно. На основании опыта установлено, что количество горячей воды с температурой не ниже — ( — 80 С требуется: один объем — при температуре воздуха до — 5 С; два объема — при температуре воздуха до — 15 С и больше двух объемов при температуре воздуха ниже — 20 С.  [10]

Накипь удаляют таким образом. Вслед за этим снова включают дизель и после прогрева удаляют раствор из системы охлаждения. Всю систему промывают чистой водой в объеме, равном двух-трехкратной емкости системы охлаждения. Этим способом накипь удаляют только летом.  [11]

Следует иметь в виду, что тепла, заключающегося в горячей воде в количестве, равном емкости системы охлаждения, не всегда бывает достаточно при всех температурных условиях. При значительных морозах необходимо выпустить часть уже остывшей воды и вновь заменить ее горячей. В зависимости от емкости системы охлаждения двигателя, температур воздуха и заливаемой воды количество ее будет различно. На основании опыта установлено, что количество горячей воды с температурой не ниже — ( — 80 С требуется: один объем — при температуре воздуха до — 5 С; два объема — при температуре воздуха до — 15 С и больше двух объемов при температуре воздуха ниже — 20 С.  [12]

Для системы охлаждения двигателей в качестве охлаждающих жидкостей рекомендуется применять чистую мягкую воду или специальные жидкости, замерзающие при низкой температуре. Существует жесткая и мягкая вода. Жесткая вода содержит большое количество минеральных солей, которые оседают на стенках водяной рубашки, образуя накипь. Накипь не только уменьшает емкость системы охлаждения, но нарушает теплообмен двигателя.  [13]

Страницы:      1

где находится, а также принцип работы крышки

Автомобильный двигатель внутреннего сгорания в процессе эксплуатации выделяет огромные объемы тепловой энергии. Для эффективного функционирования мотора, данное тепло нужно отводить, в противном случае перегрев приведет к уменьшению ресурса, проблемам со сгоранием топливной смеси, увеличению токсичности выхлопных газов.

Поддержание оптимальной температуры обеспечивается корректной работой комбинированной системы охлаждения, которая использует для отвода избытков тепла воздух и технические жидкости.

Расширительный бачок системы охлаждения двигателя – один из основных ее элементов. Какие же функции он выполняет? Где его найти? Как он устроен? Разберемся в статье.

Конструктивные особенности

Чтобы увидеть бачок, достаточно просто поднять крышку капота транспортного средства. Конструкция его очень проста. Сам резервуар выполнен на основе пластика с толстыми стенками, прочного и эластичного, устойчивого к ударным нагрузкам, экстремальным холодам, температурным перепадам и контактам с агрессивной химией.

Для удобства заливки охлаждающей жидкости на баке предусмотрена широкая горловина, для соединения с другими элементами системы – специальные штуцеры.

Если говорить о конфигурации бачка, то каких-то строгих нормативов нет, форма зависит от конкретного производителя и оптимизируется для того, чтобы элемент занимал минимум места в подкапотном пространстве.

Аналогично, нет строгих требований и к вместительности. Емкость бачка вариативна, подбирается в соответствии с моделью автомобиля, объемами тепла, выделяемыми его мотором, и прочими техническими нюансами.

В некоторых случаях на бачках можно увидеть и дополнительную горловину, где установлен датчик уровня жидкости.

Если этот показатель отклоняется от нормы, водитель получает соответствующее предупреждение.

Различается по конструкции и пробка, закрывающая горловину. Иногда устройство крышки расширительного бачка подразумевает наличие клапана, сбрасывающего пар и воздух при критическом увеличении давления.

Если же клапана нет, данную функцию выполняет крышка, расположенная на радиаторе.

Особенности расположения бачка и принципы соединения с другими элементами системы охлаждения

Где находится расширительный бачок? Точное местоположение компенсационной емкости зависит от модели машины. Она фиксируется на кузовных элементах, лонжеронах и перегородках, отделяющих пространство капота от салона.

Для крепления используются кронштейны или хомуты. В большинстве случае, бачок находится на стороне, где располагается верхний патрубок радиатора.

В зависимости от типа, бак оснащен 2 или 3 штуцерами. Конструкция второго типа подразумевает соединение 3 шлангами со следующими деталями:

  1. Самый толстый патрубок, зафиксированный на штуцере, расположенном в нижней части, соединяет бачок с малым кругом циркуляции жидкости. Когда антифриз начинает нагреваться и расширяться, именно по этой магистрали он и поступает внутрь бачка.
  2. Трубка небольшого диаметра, проходящая между радиатором и штуцером, расположенным в верхней части, позволяет осуществлять сброс пара непосредственно из радиатора.
  3. Вторая трубка небольшого диаметра, закрепленная на другом верхнем штуцере, крепится на радиаторе печки салона. Основная задача аналогична предыдущей детали, по ней излишнее количества пара и тосола попадают в расширительный бачок.

Если на компенсационной емкости предусмотрено только 2 штуцера, то подключение к салонной печке не выполняется.

Вне зависимости от модели транспортного средства, расширительный бак является наивысшей точкой системы охлаждения двигателя. Только в таком случае полностью сохраняется принцип совмещающихся емкостей.

Чтобы гарантировать полное заполнение тосолом всех элементов системы, его уровень должен быть на несколько сантиметров выше минимальной отметки, указанной на баке.

Зачем он нужен?

Система охлаждения современного авто содержит несколько литров тосола. В процессе работы мотора происходит его нагрев и, как следствие, увеличение объема. Данное увеличение нужно компенсировать, чтобы исключить разрыв охлаждающего контура, повреждение патрубков и элементов радиатора.

Аналогично, компенсировать нужно и охлаждение, которое может иметь место в зимний период. Охлаждение и уменьшение объема провоцирует образование вакуума, сила которого столь же разрушительна, как у повышенного давления.

Все эти колебания и призван компенсировать расширительный бачок.

Если сформировать список его функций, то выглядят они следующим образом:

  • принятие увеличенных объемов антифриза, образующихся при его тепловом расширении;
  • сброс излишков давления при помощи специальной пробки, оборудованной предохранительным клапаном;
  • сброс жидкости в систему охлаждения, когда мотор начинает остывать, с целью исключения формирования опасных воздушных пробок.

Видео по теме, нужен ли ВАЗ расширительный бачок:

Рабочий принцип

Рассмотрим принцип работы данного устройства. Итак, в исходном состоянии половина объема бачка занята тосолом, вторая половина пуста. Вернее, в ней воздух, сжимающийся при повышении давления.

На горловине расположена крышка с клапаном экстренного сброса воздуха.

Устройство крышки

Функционирует система по следующей схеме:

  1. Запуск двигателя внутреннего сгорания приводит к постепенному увеличению температуры, жидкость расширяется, ее уровень повышается. Клапан сохраняет изначальную герметичность.
  2. Когда тосол нагревается примерно до 95 градусов, он достигает максимального объема, клапан срабатывает и начинает сбрасывать лишний воздух. Уровень давления в системе при этом составляет около 1.2 Бар. Если происходит дальнейшее повышение температуры, вплоть до кипения антифриза, то клапан осуществляет сброс воздуха вместе с паром.
  3. Когда силовая установка охлаждается, клапан работает в обратную сторону, то есть запускает воздух внутрь бачка, компенсируя сжатие антифриза. Такая схема не дает сформироваться в шлангах, патрубках и радиаторе воздушным пробкам.

Для корректной работы всей системы нужно точно знать, сколько антифриза должно быть в расширительном бачке. Точное значение зависит от конкретной модификации авто, но оптимальная отметка – это половина от полного объема.

Посмотрите полезное видео, где рассказывается про рубашку охлаждения, помпу, радиатор, расширительный бачок, термостат, радиатор отопителя, датчик температуры охлаждающей жидкости:

Коротко о поломках

Для расширительного бачка характерны некоторые неисправности, способные помешать его корректной работе. За ними необходимо тщательно следить, чтобы исключить опасность перегрева или попадания воздуха в систему. Как правило, дефекты касаются крышки, как наиболее сложной детали.

Непосредственно корпус бачка ломается крайне редко, лишь в некоторых случаях он трескается сам по себе, вследствие температурного перепада.

Посмотрите интересное видео, почему лопаются расширительные бачки системы охлаждения:

Самая частая поломка связана с клапаном, интегрированным в пробку. Он подвижен, а потому имеет определенный ресурс, после чего теряет работоспособность, не выполняет своих функций. Иногда потеря подвижности спровоцирована засорением, но чистка помогает не всегда.

Нередко деформируется уплотнительное кольцо на крышке. Следствие всех этих неисправностей – потеря герметичности, попадание в систему воздуха. Эксплуатировать машину со сломанным бачком опасно, существенно возрастает нагрузка на двигатель, радиатор и другие агрегаты, восстановление которых – процесс сложный и затратный.

Оптимальное решение в случае обнаружения дефекта – покупка нового изделия, благо, стоимость его невысока, а процесс замены не представляет никаких сложностей.

Если говорить о том, можно ли ездить без крышки расширительного бачка, если она сломалась, то ответ – нет.

Да, непродолжительная поездка никакой угрозы для работоспособности транспортного средства не представляет. Но постоянная эксплуатация приведет к тому, что внутрь бачка могут попасть посторонние включения. В тосоле сформируются пузырьки воздуха, давление в системе окажется нестабильным, а все это негативно скажется на состоянии деталей.

Поучительное видео, принцип работы крышки расширительного бачка:

Подведем итоги

Несмотря на свою конструктивную простоту, расширительный бачок – один из главных элементов всей системы охлаждения двигателя автомобиля.

Следите за его целостностью, работоспособностью клапана крышки, уровнем охлаждающей жидкости и ее качеством. Такой внимательный подход обеспечит, что детали системы проработают максимально долгий срок, эксплуатационный ресурс силовой установки увеличится.

Загрузка…

Иммерсионное охлаждение высокой мощности / ComBox Technology corporate blog / Habr

Современные электронные компоненты с каждым годом работают все быстрее. Растут скорости, растет потребление и тепловыделение. Современные тенденции иммерсионного охлаждения процессоров и видеокарт все больше входят в нашу жизнь.

На рынке присутствуют множество предложений систем иммерсионного охлаждения, однако при первом знакомстве их принципиальные различия не так легко определить. Мы провели сравнение технологий опытным путем и выявили их недостатки и преимущества.

Перегрев оборудования как бич современной электроники


Каждый знает, что современная электроника работает от электрической силы. В таком устройстве есть либо батарейка, либо его нужно включать в розетку. И всех их объединяет ещё одна общая черта — они нагреваются. Например, современные телефоны активно выделяют тепло при выполнении ресурсоёмких задач: играх, записи видео высокого качества и т.д., а геймеры знают, что для бесперебойной работы их мощных компьютеров нужны большие и производительные кулеры.

Электрический ток от источника питания проходит через микросхемы, состоящие в основном из полупроводников сложной структуры. Полупроводник – это некий материал, который частично проводит электрический ток, а частично нет. Его проводимость зависит от напряжения, температуры и других условий.

Если взять несколько разных полупроводников и расположить их в три слоя, можно добиться неожиданного результата. Если подать напряжение на 1-ый и 3-ий слой, ток через такой “бутерброд” не протекает. А если же пустить совсем небольшой ток по 2-му слою, то между 1-ым и 3-им слоем ток начинает протекать почти беспрепятственно.

Прибор, действующий по указанному принципу, называется транзистором. Сейчас его структура, разумеется, является более сложной, но правило осталось тем же — управление протеканием тока за счёт управляющего затвора. Этот эффект можно сравнить с водопроводным краном.
Особое внимание в работе транзистора уделяют процессу перехода из закрытого состояния (ток не течёт) в открытое (ток течёт беспрепятственно). Здравый смысл подсказывает, что переход из одного состояния в другое не может быть моментальным, и занимает хоть и очень короткий, но всё же не нулевой отрезок времени. Именно в момент переключения между этими состояниями ток проходит плохо, что и вызывает нагрев транзистора.

Современные процессоры работают на частотах до 4 ГГц, это означает, что транзисторы в процессоре совершают 4 000 000 000 переключений в секунду! И каждое такое переключение вызывает нагрев прибора.

Именно по этой причине при разгоне процессора (оверклокинге) процесс нагрева проявляется особенно сильно.

Для отвода тепла к поверхности процессора применяют радиатор с вентилятором. Вентилятор продувает рёбра радиатора холодным воздухом и отводит тепло, выделяемое процессором. Такой подход наиболее прост в использовании, поэтому он и получил массовое распространение.

Развитие электроники привело к тому, что с каждым годом скорость процессоров и количество транзисторов стремительно увеличивались, а размер процессора неизменно оставался на прежнем уровне. Сравните процессор Intel 486 со скоростью 33 МГц и современный Intel I7 с скоростью 3,8 ГГц. Размер — тот же, скорость — намного выше, а, значит, выше электропотребление и тепловыделение.

Необходимо отметить тот факт, что для корректной работы транзистора его температура должна оставаться низкой, иначе он начинает проводить электрический ток даже тогда, когда от него это не требуется. Получается, что чем быстрее процессор, тем больше он нагревается, и тем выше шанс того, что транзисторы внутри него будут работать некорректно. Такой эффект наблюдается, например, при оверклокинге и выражается в виде знаменитого “синего экрана смерти”. Когда процессор обнаруживает сбой в собственной работе, ОС останавливает его работу, а пользователю демонстрируется синий экран с информацией о текущем состоянии. Если продолжать эксплуатацию в таком режиме — высока вероятность того, что хотя бы один транзистор из нескольких миллиардов сломается. Это приведет к регулярным сбоям в работе и невозможности использовать такой процессор в дальнейшем.

Именно поэтому так важно использовать хорошие системы охлаждения и эксплуатировать электронику в заданном температурном режиме. Погоня за скоростью может привести сначала к случайным зависаниям, а потом — и к постоянным, с дальнейшей поломкой процессора.

Этот принцип распространяется, в первую очередь, на современные CPU — и особенно GPU. Из-за разницы в архитектуре двух этих вычислительных устройств нагрев GPU получается более сильным — просто потому, что при работе используются почти все транзисторы, имеющиеся внутри. Средняя мощность топового CPU составляет 90 Вт, а GPU — 200 Вт. Поэтому радиаторы современных видеокарт по размеру намного больше радиаторов центральных процессоров.

При охлаждении больших вычислительных мощностей возникают дополнительные сложности. Мощность серверного оборудования, расположенного на одном квадратном метре, крайне высока, и составляет десятки кВт. К тому же необходимо поддерживать постоянный микроклимат, без колебаний температуры и влажности. Рассмотрим внимательно определение слова «влажность»: концентрация молекул воды на единицу объема воздуха; при определенных обстоятельствах влага может конденсироваться и превращаться в воду, которая очень хорошо проводит электрический ток — что очень опасно для электроники. В серверных также имеется ещё один враг — пыль, которая забивает радиаторы и существенно снижает эффективность охлаждения.

Традиционные и альтернативные системы охлаждения


Даже несмотря на все указанные сложности, производители современного серверного оборудования по-прежнему продолжают использовать воздух для отвода тепла. Почти все современные серверные спроектированы под воздушное охлаждение, с разделением на холодные и горячие коридоры. Для обеспечения климатических условий в течение всего года устанавливают мощные климатические установки, в состав которых входит кондиционеры. Такие установки сами по себе потребляют много электроэнергии и, как это не парадоксально, сами же выделяют много тепла. И это решение, к сожалению, распространено массово.

Альтернативные технологии воздушного охлаждения — это фрикулинг. Воздух поступает извне и продувает серверную, свободно уходя наружу. При таком подходе снижаются затраты на оборудование, но данное решение не подходит для жарких стран. К тому же, воздух остаётся запыленным, а его влажность соответствует влажности на улице, что сопровождается колебаниями как влажности, так и температуры внутри объекта.

Иммерсионная система охлаждения


Сравнительно недавно получили популярность технологии иммерсионного охлаждения. Разработки на эту тему велись давно, так как сама технология уже не нова, однако сейчас её востребованность растёт необычайными темпами.

Слово «иммерсионное» означает «погружное». Это значит, что вся электроника, все платы сервера, процессор, видеокарты, блоки питания и жёсткие диски полностью погружены в жидкость. Естественно, что эта жидкость диэлектрик и не проводит ток — иначе работа электроники была бы невозможна. При дальнейшем анализе предлагаемых решений становится ясно, что иммерсионное охлаждение бывает разным, с фазовым переходом и без. Эти типы охлаждения отличаются не только своим физическим принципом, но и обладают существенными различиями при эксплуатации.

Так, минеральное масло использовалось для охлаждения силовых трансформаторов на подстанциях очень давно. Это вещество отличается отсутствием электрической проводимости и достаточной теплоёмкостью. Также можно отметить его низкую стоимость.

Жидкость Novec компании 3M для двухфазного охлаждения, в противовес минеральному маслу, используется относительно недавно. Она тоже не проводит электрический ток и обладает низкой теплоёмкостью. Удивительно, но эффект охлаждения с её помощью достигается за счёт кипения. Для более детального разбора этого явления нам понадобится вспомнить законы физики.
Нагрев жидкости происходит за счёт передачи энергии от более тёплого объекта к более холодному. Количество энергии, или количество тепла, измеряется в Джоулях. Один Джоуль — это эквивалент нагрева тела при помощи 1 Вт в течение одной секунды.

Таким образом, видеокарта выделяет 200 Вт * 1 с = 200 Дж тепла, если она проработала всего одну секунду. За минуту карта выделит 200 Вт * 60 с = 12 кДж тепла. Второй вопрос, который возникает при этом — это температура. На сколько изменится температура видеокарты при таком нагреве? Изменение температуры будет зависеть от теплоёмкости того объекта, который мы греем, и его массы. Вполне очевидно, что стакан воды в чайнике закипает намного быстрее, чем полный чайник.

Представим, что мы пытаемся нагреть одной видеокартой 1 литр воды. Вес 1 литра воды составляет примерно 1 кг. Теплоёмкость воды равна примерно 3800 Дж/кг/К. Это значит, что для нагрева воды весом в 1 кг на 1 градус Цельсия потребуется 3800 Дж энергии. Сопоставим это с мощностью нашей видеокарты и получим 12000 / 3800 = 3,15 градусов Цельсия. И это — всего за минуту! Простыми вычислениями можно установить, что через 10 минут вода нагреется на 31°С. Естественно, такой процесс не будет продолжаться вечно. Так что, если пренебречь теплопроводностью материалов, вода нагреется до 85–90 градусов, после чего видеокарта перегреется и зависнет.

Если доработать наш эксперимент и через 10 минут заменить нагретую воду на холодную, то процесс нагрева начнётся заново. В этом случае перегрева карты не наступит. Конечно же, менять воду каждые 10 минут неудобно, и приходит мысль протянуть трубы, по которым будет поступать холодная вода, а нагретая — будет вытекать. Такие жидкостные системы охлаждения существуют и продаются во многих компьютерных магазинах.

Давайте вернёмся к иммерсионному охлаждению минеральным маслом. Для этого в наших расчётах нужно изменить теплоёмкость и массу вещества. Вес 1 литра масла чуть меньше литра воды и составляет 0,85 кг. Теплоёмкость равна 1800 Дж/кг/К. Значит, для нагрева литра масла нужно 0,85 кг * 1С * 1800 Дж/кг/К = 1,5 кДж энергии. Значит, видеокарта за 1 минуту нагревает масло на 12000 / 1500 = 8 °С. Это намного больше 3,15 °С. Однако, у данного метода имеется большое преимущество — ему не нужны трубы для подвода и отвода жидкости к каждой видеокарте. Можно просто положить несколько видеокарт в одну ванну и залить их минеральным маслом.

Проблема перегрева самого масла в нашем случае также никуда не уходит. Как только масло прогреется до температуры видеокарты, оно больше не будет забирать тепло, и начнется перегрев оборудования. Придется опять каким-то образом подавать холодное масло и забирать горячее.

Можно было бы использовать простое решение: большая ёмкость холодного масла и ёмкость для хранения уже нагретого масла. Естественно, установка таких огромных цистерн экономически нецелесообразна, поэтому нам придётся пускать масло по замкнутому контуру и охлаждать его за пределами иммерсионной ванны. Для этого потребуется дополнительная установка радиатора снаружи, где его будет обдувать более холодный воздух. Обеспечение продувки уличным воздухом вполне закономерно: холодного (по сравнению с температурой масла) воздуха на улице много, а горячий воздух уносится ветром.

Но за сколько радиатор охладит 1 м3 воздуха на те же самые 8 градусов? Ведь, произведя расчеты, мы обнаружим, что для охлаждения одной видеокарты необходимо около 1 литра холодного (остуженного) масла в минуту; при этом масло будет успевать прогреваться на 8 градусов. То есть радиатор должен быть таким, чтобы охлаждать холодным воздухом масло как раз на 8 градусов.

Еще один важный элемент, который остался за пределами наших расчетов — это насос. Требования к нему предъявляются намного проще — обеспечить циркуляцию 1 литра масла в минуту. Отдельное внимание нужно уделить вязкости масла. Понятно, что из-за меньшей вязкости 1 литр воды пройдет по трубам и через радиатор намного проще, чем 1 литр масла. То есть нам потребуется либо мощный насос, либо большие трубы и радиатор.

Давайте теперь представим, что теперь у вас не одна, а хотя бы 100 видеокарт. Это уже 20 кВт тепла и 12 000 000 Дж энергии в минуту. Тогда при равных условиях насос должен прокачать уже 100 литров масла в минуту. Представьте, какие же сложности возникают, когда в системе 1000 видеокарт…

Перейдем к двухфазному иммерсионному охлаждению жидкостью Novec. Очень часто можно услышать, что она дорогая, очень летучая, легко испаряется и т.д. Конечно же это так, ведь принцип её действия совершенно иной. При нагреве этой жидкости выше 61°С происходит её испарение. Однако, при этом с ней не происходит ни нагрева, ни охлаждения. При прогревании всего объёма жидкости после запуска по достижении ею 61°С температура просто не повышается. Это кажется абсурдным, однако, это так. Процесс испарения (кипения) сам по себе является очень энергозатратным. Пожалуй, этот процесс можно сравнить с ощущениями человека, который купается летом и выходит из воды. В воде ему тепло, а на ветру становится холодно. Причина этого явления — испарение воды с поверхности тела.

Схожим образом Novec испаряется с горячих поверхностей микросхем и забирает с собой часть тепла. Для испарения 1 г Novec потребуется около 120 Дж. Это значит, что видеокарта 200 Вт испарит за 1 секунду около 2 г жидкости. А за минуту — всего 120 г. Эффективность отвода тепла за счет кипения крайне высока, а размер радиатора для отвода 200 Вт тепла может составлять всего 3-4 см2. Фактически, радиатор практически не нужен.
Как и минеральному маслу, данной системе требуется охлаждение жидкости. Для этого вы можете подливать 120 г жидкости из огромной цистерны каждую минуту. С другой стороны, при стоимости жидкости около 100 $ за литр такая цистерна выходит очень-очень дорогим решением. Поэтому совершенно естественно пойти другим путём — организовать замкнутый цикл с внешним охладителем.

Конденсация паров жидкости


Испарение — это переход вещества из жидкого состояния в газообразное. То есть получается, что Novec после закипания не исчезает без следа, а становится газом, который скапливается над поверхностью жидкости в виде тумана. Что, если этот туман охладить? Установим внутри несколько труб и пустим по ним холодную воду. Газ начнет на них конденсироваться и образовывать капли, которые объединятся в струи жидкости и стекут обратно. Таким образом, Novec никуда не будет уходить и останется внутри системы без каких-либо потерь.

Процесс конденсации является полной противоположностью испарению, здесь всё происходит в обратном порядке. Что касается энергии, то её необходимо забирать у газа ровно в том же объеме, что и при испарении. Естественно, холодные трубы будут нагреваться, а мощность нагрева будет ровно такая, которая выделялась видеокартами при кипении.

Для эффективной работы системы двухфазного иммерсионного охлаждения нам нужно постоянно охлаждать трубы. Самое простое и эффективное решение — пустить по ним воду, которая будет охлаждаться радиатором, расположенным на улице. По сравнению с минеральным маслом это выглядит намного проще. Ведь теплоёмкость воды в два раза больше, а объём циркуляции в минуту меньше. Плюс, вязкость воды существенно ниже, и, значит, насос без труда прокачает больший объем воды за единицу времени. Эти факторы позволят использовать более маленький радиатор на улице, более тонкие трубы и менее мощный насос — по сравнению с тем же самым минеральным маслом.

Преимущества иммерсионной системы охлаждения


Обе системы охлаждения — и минеральным маслом, и иммерсионной жидкостью Novec — обладают важным преимуществом по сравнению с воздушным охлаждением. Здесь отсутствует необходимость в дорогостоящих кондиционерах, потребляющих электроэнергию. Кроме того, отсутствует проблема пыли и влажности, как в системах фрикулинга.

Одним из важных параметров дата-центров является коэффициент PUE (эффективность использования электроэнергии), равный отношению всей мощности потребления дата-центра к мощности потребления вычислительных устройств. Для иммерсионных систем этот коэффициент приближается к 1, для воздушных систем с кондиционерами — около 1,5. Различия являются весьма существенными, особенно, если учесть разницу в стоимости оборудования.

Преимущества охлаждения жидкостью Novec перед минеральным маслом


На данном этапе обе системы кажутся одинаковыми с точки зрения характеристик. Но в описанных расчётах мы не учли, что жидкости в иммерсионной ванне не перемешиваются сами по себе. Представим, что мы погрузили видеокарту в минеральное масло и включили её. Слой масла непосредственно рядом с радиатором видеокарты прогреется, а те объёмы масла, которые находятся на некотором расстоянии — нет. В этом случае произойдет локальный перегрев в районе видеокарты. Тогда становится очевидной необходимость обеспечения эффективного перемешивания масла внутри ванны либо при помощи вентиляторов видеокарты, либо каким-то другим способом. Это усложняет конструкцию и требует специальных технических решений.

В двухфазных иммерсионных системах охлаждения с жидкостью Novec такая проблема отсутствует. Она постоянно кипит и сама себя перемешивает — особенно в тех местах, где происходит нагрев. Пузырьки отрываются от радиатора, и на их место поступает новая жидкость.

Вторым важным отличием масла от Novec является горючесть. Novec не горит никогда, её даже используют для тушения пожаров в библиотеках. Масло же легко горит по своей природе, и, плюс, его нельзя тушить водой. Это указано в технических характеристиках любого масла. Температура начала горения составляет порядка 200-400 градусов.

Мы провели серию экспериментов, чтобы удостовериться в описанных ниже выводах. При прогреве масла до 150 °С оно начало дымить, после чего появилось пламя, уверенно разгорающееся с каждой секундой. Дальше, за счёт горения, температура масла начала подниматься на 2 градуса в секунду, а языки пламени становились всё выше и выше. Пламя уже было сложно сбить, а температура, тем временем, продолжала расти.

Аналогичный эксперимент с Novec показал, что жидкость активно испарялась, но нагреть её выше 61 °С так и не удалось. Поджигая пары Novec, добиться их горения также не получилось. Как и написано в спецификации на Novec — материал не горит, не загорается.

Итак, можно ли использовать минеральное масло и его аналоги для эффективного охлаждения электроники — конечно же, да. Будет ли это рискованным с учетом крайне высокой стоимости оборудования? Безусловно. Пожар может возникнуть по многим причинам, а наличие минерального масла в большом количестве может сделать ликвидацию такого пожара крайне сложной, а последствия — катастрофическими.

Жидкость Novec: слабые места


Каковы самые серьёзные недостатки жидкости Novec? Высокая цена, повышенные требования к герметичности иммерсионной ванны, связанные с высокой летучестью жидкости Novec, и сложность конструкции последней. Кроме того, можно отметить необходимость тщательного контроля параметров процесса охлаждения для того, чтобы избежать выкипания жидкости. Плюс, использование жидкости Novec становится экономически оправданным только при использовании специализированных видеокарт с высокой плотностью установки.

При проектировании системы охлаждения необходимо учитывать около 20 различных характеристик. Полные расчёты в обязательном порядке должны учитывать термосопротивление радиаторов и термоинтерфейсов, а также свойства материала и поверхностей теплообменников и радиаторов используемого оборудования.

Прогресс не стоит на месте, уже очевидно, что будущее индустрии — за эффективным иммерсионным охлаждением, а не за воздушным. Остается лишь сделать выбор между сложным и безопасным решением, или более доступным, но рискованным.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *