Охладительная жидкость – Охлаждающие жидкости и основные требования к ним | Система охлаждения  |  Читать онлайн, без регистрации

ОХЛАЖДАЮЩИЕ ЖИДКОСТИ

Московский

Автомобильно-дорожный государственный технический университет

(МАДИ)

Реферат

по теме «Охлаждающие жидкости»

Факультет: ДМ

Выполнил:студент группы 4 АМ

Гребенюк Татьяна

Преподаватель: Одинокова И. В.

Москва 2012

ОХЛАЖДАЮЩИЕ ЖИДКОСТИ

 Хорошая охлаждающая жидкость для двигателя внутреннего сгорания автомобиля повышает эффективность системы охлаждения, надежность и долговечность двигателя в целом. Она должна иметь высокую теплоемкость, температуру кипения, теплопроводность, низкую температуру кристаллизации и коэффициент объемного расширения.

Охлаждающая жидкостьсостоит из воды,антифриза, специальных присадок (ингибиторов коррозии), предохраняющих систему охлаждениядвигателя внутреннего сгоранияоткоррозионных процессови саму жидкость от термохимического разрушения, и смазывающих материалов для помпы. Антифризом называется соединение, при добавлении которого в воду понижается её температура замерзания. Антифризами являются практически все водные растворы неорганическихсолей(хлористыйнатрий,калий,кальций),анилин,спирты,глицерин,гликоли,целлозольвы,карбитолыи др.

В настоящее время применяются в основном охлаждающие жидкости на основе этиленгликоля. Пропиленгликолевые антифризыменее токсичны, но их производство обходится дороже, и они имеют меньшую температуру кипения. Все этиленгликолевые ОЖ по качеству отличаются друг от друга только набором (или отсутствием) необходимых присадок и степенью разбавления водой. Охлаждающие жидкости на основе гликоля очень ядовиты при приёме внутрь. Поскольку они сладкие на вкус, наиболее подвержены риску отравления дети и домашние питомцы. В США, например, на территории нескольких штатов обязали производителей добавлять вантифризгорькие вкусовые добавки. При отравлении гликолевый антифриз воздействует нацентральную нервную систему, вызывая потерю координации, слабость, рвоту.

    Охлаждающая жидкость является элементом жизнеобеспечения двигателя, без нее двигатель выйдет из строя. К таким же результатам приведет и использование низкокачественных охлаждающих жидкостей сомнительных производителей.     На сегодняшний день самое широкое распространение получили охлаждающие низкозамерзающие жидкости, изготовленные из смеси моноэтиленгликоля и воды с добавлением различных комбинаций антивспенивающих, стабилизирующих и антикоррозионных присадок, историю создания которых, а именно тосола.     Этиленгликоль (моноэтиленгликоль) и его водный раствор нельзя использовать в качестве антифриза вследствие высокой химической агрессивности. Несоблюдение этого правила повлечет за собой отказ двигателя вследствие коррозии металлических частей, разбухания патрубков, коррозии припоев. Идеальный теплоноситель- вода, но существует масса ограничений по ее применению. Первое ограничение - вода замерзает, второе - не содержит присадок, защищающих от многих недугов.     Присадки, используемые при производстве охлаждающих жидкостей, содержат антикоррозионные, стабилизирующие, антивспенивающие, красящие компоненты. Состав так называемого «пакета присадок» у каждого производителя свой и его состав является плодом труда множества специалистов. Именно присадки придают охлаждающей жидкости уникальный набор свойств, позволяющий использовать ее в системе охлаждения автомобиля, с высокой эффективностью выполнять возложенные на нее функции в течение максимально возможного срока без потери этих свойств.      Исторически сложилось, что отечественные охлаждающие жидкости называются «ТОСОЛ», а все импортные «ANTIFREEZE». Несомненно, первоначально импортная продукция  значительно превосходила отечественный аналог, но сегодня ситуация сильно поменялась. Лучшие образцы продукции, произведенной в России, не уступают своим именитым конкурентам и могут смело носить имя «АНТИФРИЗ», СДЕЛАНО В РОССИИ.

«Тоcол» — торговое обозначение незамерзающей охлаждающей жидкости, разработанной в СССР, хотя в настоящее время «Тосолом» часто называют любую охлаждающую жидкость. В качестве антифриза в Тосоле используетсяэтиленгликоль. ТОСОЛ предназначен для охлаждения двигателей автомобилей в любое время года в рамках температур, указанных в марках. Числа 40 и 65, стоящие в марках Тосола, означают начало температуры замерзания марки. Самая низкая температура замерзания системы этиленгликоль-вода составляет около −70 °C.

Внешне стандартный ТОСОЛ-40 представляет собой жидкость голубого цвета, ТОСОЛ-65 — красный. Цвет необходим для определения чёткого уровня ОЖ в расширительном бачке, чтобы не путать разные марки, а также чтобы отличать подтёки охлаждающей жидкости от подтёков других эксплуатационных жидкостей, изменение цвета охлаждающей жидкости в процессе эксплуатации сигнализирует о потере эксплуатационных свойств ОЖ и необходимой её замене. Бесцветная жидкость (а без добавления красителя гликолевый антифриз бесцветен) будет работать не хуже окрашенных ОЖ.

Разработчиками рецептуры «Тосола» были Алексей Васильевич Борисов и Оскар Наумович Дымент. Разработчиками технологии получения и организацией его производства — Чижов Евгений Борисович и Шаталов Марк Петрович. Авторами торгового названия Кирьян Борис Владимирович и Чижов Евгений Борисович.  Коррозионные испытания проводил Тихонов Юрий Владимирович.

Слово «ТОСОЛ» образовано из аббревиатуры «ТОС» — «Технология органического синтеза», отдела НИИ органической химии и технологии, где работали создатели, и окончания «-ол»,применяемогодля обозначенияспиртов(этиленгликоль— это двухосновный спирт). Для примера: «этан

ол» —этиловый спирт, «этан-1,2-диол» — этиленгликоль.

    Требования к охлаждающим жидкостям в России установлены по ГОСТу 28084-89 « Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Общие технические условия ». Стандарт нормирует основные показатели охлаждающих жидкостей на основе этиленгликоля: внешний вид, плотность, температуру начала кристаллизации, коррозионное воздействие на металлы, вспениваемость, набухание резины и т.д. Жидкости зарубежного производства регламентированы стандартами ASTM и SAE.     Различные компании выпускают ОЖ  по собственным техническим условиям, чем и обусловлено большое количество марок ОЖ на рынке. Смешивать такие жидкости не рекомендуется из-за вероятности нежелательного взаимодействия и реакции компонентов.     Срок службы ОЖ составляет от 2 до 5 лет и зависит от условий эксплуатации и рецептуры. Причем следует учитывать что, не важно эксплуатируется ли автомобиль или стоит в гараже, жидкость необходимо менять согласно регламенту, утвержденному производителем жидкостей и автомобилей.

Высококачественная продукция должна быть расфасована в качественную оригинальную канистру с элементами защиты: логотипы, окраска, качественная полиграфия. На этикетке должна быть отражена следующая информация:     - название продукции;     - состав;     - реквизиты компании производителя с указанием фактического адреса, телефонов;     - рекомендации по применению.     Чтобы быть максимально уверенным в качестве приобретенного товара, не поленитесь и позвоните по указанному на этикетке телефону. Надо полагать, ценящие свою репутацию производители ответят на все интересующие Вас вопросы, на фальшивке информации или нет, или она так же фальшива, как и низкосортный товар.

Основные национальные стандарты на охлаждающие жидкости

  • ГОСТ 28084-89 (Российская Федерация)

  • BS 6580: 1992 (Великобритания)

  • SAE J 1034 (США)

  • ASTM D 3306 (США)

  • ONORM V5123 (Австрия)

  • AFNOR NF R15-601 (Франция)

  • CUNA NC956 16 (Италия)

  • JIS K2234 (Япония)

При сгорании топлива выделяется значительное количество тепла, поэтому двигателю требуется эффективная система охлаждения. Как правило, теплоотвод осуществляется через радиатор системы охлаждения. Объем теплоты, пропускаемый системой охлаждения двигателя, довольно велик. 1/3 энергии от сгораемого топлива должна рассеиваться охлаждающей жидкостью, тогда как допустимая для применения энергия на коленвале двигателя составляет примерно 1/4 от этой тепловой энергии для бензинового двигателя или 1/3 для дизельного.

Классической охлаждающей жидкостью, зачастую применяющейся и доныне, является вода. Природная вода – это раствор солей и минералов. Кальциевые и магниевые соли вместе с хлоридами и сульфатами (в меньшей степени) – причина жесткости воды. Карбонатная жесткость воды ведет к формированию осадочных отложений или накипи на металлической поверхности системы охлаждения.

Солевые теплоизоляционные накипи снижают теплоотвод от системы охлаждения, что позволяет избежать серьезных неприятностей, скажем, заклинивания поршня или повреждения блока цилиндров. Более того, сульфаты и хлориды способствуют повышению риска возникновения коррозии металлов системы охлаждения. Есть и другие минусы воды в роли ОЖ: она застывает при 0°С, закипает при 100°С и подвержена испарению. Чтобы повысить температуру кипения, систему охлаждения двигателя герметизируют. При этом невозможно серьезно повысить температуру кипения, поскольку на элементы системы охлаждения оказывается значительное давление (особенно от этого страдают шланги, резиновые уплотнения, радиатор). Что касается застывания, то предел замерзания воды возможно снижать благодаря добавлению одноатомных спиртов. Тем не менее, их низкая точка кипения (65–82°С) не позволяет их применять активно. Глицерин имеет высокую температуру кипения (290°С), но при низкой температуре демонстрирует плохие свойства (увеличивается вязкость, что ведет к плохой прокачиваемости). Недостатки воды можно выправить, максимально сохранив ее достоинства. Для этого используется водно-гликолевая смесь. По своему составу это водный раствор этиленгликоля. Раствор проявляет агрессию к металлическим элементам системы охлаждения. Для этого в охлаждающую жидкость добавляется набор антикоррозионных присадок (ингибиторов коррозии), а также противовспенивающих и стабилизирующих. Концентрация этиленгликоля в ОЖ влияет на показатели плотности, температуры замерзания и кипения. Также нужно принимать во внимание качество воды – это  существенно воздействует на присадки в составе ОЖ.

Главные параметры ОЖ на базе этиленгликоголя сформулированы в нормативном документе ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Общие технические условия». Документ прописывает внешний вид охлаждающей жидкости, ее плотность, температурный предел кристаллизации, точку образования коррозии, вспениваемость. Не оговаривается состав и концентрация присадок, смешиваемость ОЖ. Эти вопросы, а также цвет жидкости (синий, зеленый, желтый) решает производитель. Государственных стандартов, определяющих рабочий срок службы антифриза и условия его тестирования, не существует. Сертификация ОЖ проходит по добровольному, а значит, необязательному принципу. Эксплуатационные требования к импортным концентратам ОЖ для легковых автомобилей определяется ASTM D 3306 («Технические условия для охлаждающей жидкости на основе этиленгликоля для автомобиля с легкими условиями эксплуатации»), а к ОЖ для грузовых автомобилей и спецтехники – ASTM D 4985 («Технические условия для охлаждающей жидкости на основе этиленгликоля с низким содержанием силиката для двигателей с тяжелыми условиями эксплуатации»). ASTM D 3306 и ASTM D 4985 также содержат список физико-химических свойств и рабочих требований к охлаждающим жидкостям. Помимо общих стандартов, многие автопроизводители применяют свои спецификации, содержащие дополнительные требования. Скажем, стандарты General Motors USA – Antifreeze Concentrate GM 1899-M, GM 6038-М. Подобные нормативы порой воспрещают добавлять в антифриз ингибиторы коррозии с нитритами, нитратами, аминами, фосфатами и ограничивают предельную концентрацию силикатов и буры. Нитриты и нитраты вступают в реакцию с аминами, формируя опасные соединения, ряд из которых канцерогенные. Лимитирование состава фосфатов, силикатов, боратов снижает количество накипи в системе охлаждения, повышает рабочий срок уплотнений водяного насоса. Со временем охлаждающая жидкость теряет свои рабочие свойства: снижается содержание  ингибиторов, уменьшается способность передавать тепло,  повышается пенообразование. Процесс старения идет быстрее, если в системе охлаждения оказываются отработанные газы или воздух. Следовательно, необходимо регулярно следить за местами потенциальных утечек жидкости и за внешним видом шлангов. Интервал замены антифриза указан в инструкции к автомобилю или на этикетки ОЖ.

В некоторых случаях охлаждающая жидкость требует замены раньше предписанного в инструкции срока.1.Формируется желеобразная паста на горловине расширительного бачка, при отрицательной температуре происходит помутнение, образуется осадок, учащаются интервалы между работой электровентилятора.

2.Жидкость приобретает рыже-бурый цвет. Это означает, что в системе началась коррозия. Охлаждающую жидкость следует как можно быстрее заменить независимо от того, сколько она отработала. В работе плотность ОЖ измеряют ареометром. Если уровень охлаждающей жидкости понизился, то, возможно, испарилась вода или где-то есть утечка. Если проблема в недостатке воды – ее следует долить (можно использовать как дистиллированную, так и простую прокипяченую воду). В случае обнаружения утечки необходимо долить охлаждающую жидкость. Российские ОЖ, произведенные разными фирмами по ТУ, можно смешивать. Но если ТУ различны, лучше воздержаться от этого. Ингредиенты присадок могут вступить в реакцию друг с другом и лишиться своих полезных качеств.

Приобретать следует такую охлаждающую жидкость, которая рекомендована в инструкции по эксплуатации автомобиля. Особняком стоят антифризы Cool Stream, являющие собой результат последних разработок в области предохранения металлов от коррозии. В основу присадок антифризов Cool Stream входят экологически безопасные карбоновые кислоты. Концентрат ОЖ не заливают в систему охлаждения. С помощью его и воды вырабатывается охлаждающая жидкость. Соотношение разбавления вы найдете на этикетке.

Классификация импортных антифризов:

  • ASTM D 3306 – антифризы для легковых автомобилей и легких грузовиков; 

  • ASTM D 4985 – антифризы для тяжелой техники; 

  • G 11 – антифризы для легковых автомобилей или легких грузовиков; 

  • G 12 – антифризы для тяжелой техники.

Сведения об отсутствии силикатов (free of silicate/silicate free) важны для применения ОЖ в двигателях тяжелой техники. При возрастании температуры силикаты могут превратиться в гелеобразные вещества, которые в свою очередь могут забить каналы системы охлаждения. Важно обращать внимание на упаковку: качественный товар тщательно упаковывают. Тара обычно закрывается пробкой со специальной «колючей» полосой; она, а также пломба должны быть плотно прилегающими к упаковке, целыми. Обязательно проверить герметичность упаковки. Для этого можно просто перевернуть ее либо сожмать с боков. Обнаружив сочащуюся жидкость или шипение воздуха, следует отказаться от покупки. Если канистра прозрачна, следует воспользоваться этим и постараться рассмотреть содержимое. Жидкость должна быть прозрачной, без осадка. При встряхивании канистры образовавшаяся пена должна осесть за 3 секунды (у концентрата – 5–6 сек). Этикетка должна быть качественно напечатана и хорошо приклеена. Штрих-код, этикетка, все цифры и изображения должны читаться свободно. На этикетке также указывается наименование изготовителя, контактные данные, инструкция по использованию ОЖ, предел температуры кипения (замерзания), срок хранения, дата изготовления. Основная задача охлаждающей жидкости (тосола, антифриза) – не дать замерзнуть системе охлаждения двигателя на морозе и уберечь от перегрева летом. База ОЖ –  гликолевый эфир –  моноэтиленгликоль (МЭГ). В состав ОЖ входит еще примерно 10 разных добавок – все они нужны для обеспечения средства всеми необходимыми свойствами. ОЖ на базе МЭГ допускается смешивать и разводить с учетом концентрации МЭГ и сноской на противокоррозионные качества.

Охлаждающая жидкость стойка к замерзанию при низкой температуре, к воспламенению, не закипает, не пенится, не оказывает негативного влияния на элементы системы охлаждения, стабильна в работе, обладает высокой теплопроводностью.Согласно ГОСТ 28084-89, есть 3 вида российских ОЖ: ОЖ-К (концентрат), ОЖ-40, ОЖ-65. У каждой ОЖ есть свои температуры замерзания. Например, литеры А40-М обозначают: А – автомобильный, М –  модернизированный, 40 – температура замерзания. К импортным антифризам, произведенным из зарубежных концентратов, юридически не могут быть применены условия ГОСТ, но технические параметры можно сравнить и убедиться, что у импортных продуктов они строже.Если исходить из параметра температуры замерзания, то отечественные ОЖ коренным образом не отличаются от иностранных. Однако, например, обычный 1:1 водный раствор МЭГ в сочетании с водой тоже обладает температурой замерзания примерно -40 °С. Но если исходить из показателя устойчивости к коррозии, данный раствор в условиях высокой температуры гораздо более агрессивен, нежели вода. Главное отличие в добавках. Количество технических характеристик, которые подлежат контролю у заграничных образцов около 30 (10 у отечественных).Цвет охлаждающей жидкости не влияет на ее характеристики. Выработанная ОЖ не имеет цвета и искусственно окрашивается специально для того, чтобы она не была случайно употреблена в пищу. Как правило, выбирается броский цвет. В нашей стране чаще используется синий или светло-зеленый цвет, в Германии жидкость красится в темно-зеленый цвет, а в Италии - в красный.Самый распространенный способ использования антифриза в Европе –  разведение концентрата. Как правило, концентрат разводится в таком соотношении: 1:1 – температура замерзания -40 °С; 2:3 (концентрат/вода) – температура замерзания -30 °С; 1:2 – температура замерзания -20 °С.Охлаждающая жидкость при эксплуатации меняет свои свойства: уменьшается запас щелочности, повышается склонность к пенообразованию, снижается способность защиты от коррозии. Стандартный эксплуатационный срок ОЖ – 3 года (60 тыс. км) при условии сохранения необходимой плотности не менее 1,075 кг/см.3 При замене ОЖ следует учитывать тот фактор, что если летом вместо ОЖ использовалась обычная вода, то стенки системы охлаждения могли покрыться накипью. В этом случае следует аккуратно промыть систему охлаждения водой со средствами для ликвидации накипи, а затем пустить двигатель на 15–20 мин.

При замерзании ОЖ не расширяются и не превращаются в твердую сплошную массу (как, например, вода). Просто получается рыхлая масса из водных  кристаллов. Как правило, образование данной массы не ведет к заморозке радиатора и не мешает запуску двигателя. Кристаллизация раствора не ведет к большим изменениям, механических повреждений радиатора не происходит. После запуска и прогревания двигателя антифриз очень скоро становится жидким. Для импортных ОЖ имеются такие характеристики как температура  образования хлопьев льда (например, -38o С) и температура замерзания (-45o С).От качества охлаждаюей жидкости зависит надежная работа автомобиля и Ваша безопасность.

Список использованной литературы:

  • Стребков С.В., Стрельцов В.В. Применение топлива, смазочных материалов и технических жидкостей в агропромышленном комплексе. Учебное пособие. – Белгород: Белгородская ГСХА, 1999. – 404 с.

  • Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. 3-е изд., перераб. – М.: Химия, 1981 г. – 608с.

  • Писаренко А. П., Хавин З. Я. Курс органической химии. Учебник для вузов. Изд 3-е, перераб. И доп. М., «Высш. Школа», 1975. – 507с.

  • Петров А. А., Бальян Х.В., Прощенко А.Т. Органическая химия: Учебник для вузов. // Под ред. Стадничука М.Д. – 5-е изд., перераб и доп. – СПб.: «Иван Федоров». 2002. – 624с.

studfiles.net

Антифриз (Часть 1)Свойства охлаждающих жидкостей разных типов для тяжелой техники

В западной технической литературе любая охлаждающая жидкость (ОЖ) именуется «антифриз», т. е. «низкозамерзающая жидкость». В России антифризом традиционно называют примитивную ОЖ, применяемую вначале как альтернатива чистой воде и состоящую из смеси этиленгликоля c водой практически без присадок. ОЖ более совершенного состава – этиленгликоль, вода и пакет присадок – в России носит название ТОСОЛ. Эта торговая марка ОЖ, специально разработанной в свое время в ГосНИИОХТе (Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии), своевременно не была зарегистрирована, поэтому ТОСОЛ выпускают сейчас различные предприятия с разными пакетами присадок и название ТОСОЛ стало именем нарицательным для ОЖ на основе этиленгликоля с присадками.

В статье приведены иностранные обозначения антифризов и их компонентов, поскольку их часто используют в современной русской технической литературе.

Неисправности в тяжелых дизелях, связанные с системой охлаждения

По некоторым данным, до 22% неисправностей двигателей непосредственно, а до 40% и косвенно связано с охлаждением.

Кавитация (от лат. cavitas – пустота) – это образование в охлаждающей жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных паром. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, что может происходить, например, при увеличении ее скорости или в результате мощной высокочастотной вибрации гильз цилиндров (гидродинамическая кавитация). Физически кавитация близка к процессу закипания жидкости. Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением, кавитационный пузырек схлопывается, излучая при этом ударную волну. Возникает разрежение между поверхностью металлической детали и охлаждающей жидкостью, выбивающее оттуда молекулы и мельчайшие кусочки металла. Это происходит миллионы раз, в результате чего стенки гильз и лопасти жидкостного насоса разрушаются и в них образуются каверны и сквозные отверстия, будто проколотые иглой. Кавитация может разрушить практически любое вещество.

Одной из причин разрушения гильз цилиндров «мокрого» типа являются блуждающие паразитные токи, проходящие через ОЖ на «массу». При коротком замыкании в электропроводке ток течет на «массу» по пути наименьшего сопротивления. Часто этим путем оказывается система охлаждения. Электроток, проходя через ОЖ, быстро разлагает нитриты, содержащиеся в некоторых присадках, а ведь именно эти присадки защищают гильзы цилиндров от кавитации.

Известен факт: в США тяжелый магистральный грузовик, находившийся вроде бы в прекрасном состоянии, вышел в рейс, и через 9,5 тыс. км пути у него полностью вышел из строя двигатель – разрушились гильзы цилиндров. Причиной стало короткое замыкание в стартере.

Достаточно распространены и другие причины – отложения накипи и шлама, действие хлоридов, содержащихся в воде: в особо серьезных случаях эти соединения обезуглероживают чугун до такой степени, что гильзы цилиндров становятся хрупкими, будто они из песка.

Накипь образуется на горячих стенках гильз за счет выпадения в осадок солей кальция и магния, содержащихся в ОЖ, которые вместе с частичками примесей и продуктов коррозии «прикипают» к поверхностям нагретого металла. Слой накипи имеет очень малую теплопроводность, т. е. ухудшает теплоотвод, и детали цилиндропоршневой группы перегреваются. Традиционные ОЖ, содержащие силикаты, имеют такое неприятное свойство, как образование гелей. Жидкости, содержащие фосфаты, могут образовывать нерастворимые осадки – шлам, т. е. илистые отложения минерального (или органического) происхождения, скапливающиеся в застойных полостях рубашки охлаждения двигателя и в нижнем бачке радиатора. Эти гели и осадки блокируют термостат, засоряют радиатор и протоки рубашки охлаждения, что приводит к нарушению охлаждения двигателя.

Кавитация, образование накипи и многие другие явления в системе охлаждения связаны со свойствами охлаждающей жидкости. Поговорим о них подробнее.

Типы антифризов

ОЖ разных типов. В настоящее время применяют охлаждающие жидкости, изготовленные на основе этиленгликоля или родственного ему спирта – пропиленгликоля. Обычно содержание гликоля в воде составляет от 30 до 60%. Именно при таком составе ОЖ обладает самой низкой температурой охлаждения и высокой температурой кипения (лучше, чем у чистого этиленгликоля и тем более воды). По физическим свойствам этиленгликоль и пропиленгликоль (и их смеси с водой) весьма похожи. По некоторым данным, при использовании ОЖ на основе пропиленгликоля увеличивается срок службы уплотнений жидкостных насосов двигателей. Никаких значительных различий в ресурсе шлангов и уплотнений гильз цилиндров, а также в темпах расхода присадок обнаружено не было. Известны результаты испытаний, по которым пропиленгликоль показал некоторые преимущества при защите от кавитационной коррозии. Разница между этиленгликолем и пропиленгликолем в том, что этиленгликоль очень ядовит для человека, может абсорбироваться даже через кожу, а пропиленгликоль менее опасен, зато дороже этиленгликоля приблизительно в 10 раз. Поэтому ОЖ на основе пропиленгликоля составляют в общем объеме продаж на рынке около 1%.

Отечественная химическая промышленность выпускает ТОСОЛы на базе этиленгликоля марок А-40, А-60 и А-65, имеющие температуру замерзания –40, –60 и –65 °С соответственно. Заметим, что температура замерзания, указанная на упаковках ОЖ, это температура, при которой в ней образуются первые кристаллы льда, т. е. до полного затвердевания еще далеко.

Антифризы разных типов различаются присадками, введенными в этиленгликоль (доля присадок, используемых для изготовления охлаждающих жидкостей двигателей, как правило, меньше 3% по массе). Назначение всех пакетов присадок одинаковое, но по химическому составу они могут кардинально различаться. ОЖ традиционного состава содержат пакеты присадок на основе солей неорганических кислот: силикатов, нитритов и т. д. ОЖ, произведенные по карбоксилатной технологии (англ. аббревиатура OAT, organic acid technology), содержат ингибиторы коррозии – соли органических кислот (карбоксилаты).

«Обычные» ОЖ. Для предотвращения вспенивания в состав «обычных» антифризов добавляют антипенные присадки, а поскольку этиленгликоль оказывает на металлы коррозионное действие, добавляют и антикоррозионные присадки. В антифризы для дизельных двигателей включают также присадки для защиты гильз цилиндров «мокрого» типа от воздействия кавитации.

Силикаты – это ингибитор коррозии алюминия.

Декстрин – углевод типа крахмала, он защищает от коррозии припои, алюминий и медь.

Толилтриазол – ингибитор коррозии цветных металлов: меди и ее сплавов, никеля, цинка, свинца и серебра.

Нитраты защищают от коррозии черные металлы.

Нитриты защищают от кавитации.

Нитриды также защищают от кавитации (но в меньшей степени, чем нитриты).

Бораты защищают от кавитации и поддерживают уровень щелочного числа (нейтрализуют кислоты).

Молибденаты защищают от кавитации, молибденовокислый натрий защищает от коррозии цинковые и хромовые покрытия. Такие ТОСОЛы имеют индексы «М»: А-40М, А-60М и А-65М.

Фосфаты защищают от кавитации, от коррозии алюминий и черные металлы, частично – медные детали, поддерживают уровень щелочного числа (нейтрализуют кислоты). Фосфаты добавляют в состав многих антифризов производства компаний США и Японии. Европейские производители автомобилей не рекомендуют использовать ОЖ, содержащие фосфаты, в Европе пользуются антифризами, содержащими другие ингибиторы. Причина в том, что вода в Европе более жесткая, чем в США и Японии, и фосфаты, взаимодействуя с жесткой водой, способствуют образованию накипи из солей кальция или магния на теплопередающих поверхностях. До 90% отечественных «обычных» ОЖ производится с использованием силикатов и нитритов.

Конечно, лучше использовать современный готовый антифриз, специально предназначенный для тяжело нагруженных дизелей, но даже в таких ОЖ силикаты и нитриты быстро истощаются, и через 30…40 тыс. км пробега автомобилей ОЖ практически полностью теряет защитные свойства. Использование нитридных присадок сопряжено с множеством трудностей. Во-первых, нитриды довольно быстро истощаются. Во-вторых, сами по себе нитриды нестабильны и могут выпадать в осадок, образуя в системе охлаждения осадки и гель. В-третьих, увеличение концентрации этих присадок приводит к коррозии алюминиевых сплавов и припоя. Практически неорганические нитридные присадки не могут обеспечить защиту от кавитации гильз «мокрого» типа на уровне, какого требуют условия эксплуатации современных дизельных двигателей. Заметим также, что силикаты, фосфаты и бораты ядовиты и чрезвычайно опасны для окружающей среды и человека.

По мере работы «обычной» ОЖ содержание присадок уменьшается, и в нее следует вводить дополнительные присадки. Однако делать это следует осторожно, поскольку слишком высокое содержание нитритов может вызвать коррозию металла припоев, а чрезмерное содержание других присадок вызывает повышение общей концентрации растворенных твердых веществ, что создает опасность выпадения твердых отложений и ухудшения охлаждения. Заметим, что пакеты присадок сбалансированы, и в случае нарушения композиции за счет быстрого расхода одного из компонентов ОЖ утрачивает свои свойства. Поэтому, чтобы обезопасить систему охлаждения от выпадения отложений, рекомендуется полностью заменять «обычную» ОЖ через каждые два года.

Главным недостатком ОЖ, произведенных по традиционной технологии, является неспособность присадок на основе неорганических соединений защищать алюминий (и другие металлы) при температурах свыше 105 °С и при мощных тепловых потоках.

Антифризы, предназначенные для бензиновых легковых автомобилей, нельзя использовать для дизельных двигателей, особенно высоконагруженных. Правда, существуют «универсальные» антифризы, которые, как утверждают их производители, можно применять и для легковых автомобилей, и для тяжелой техники. Универсальный состав содержит достаточно силиката, чтобы обеспечить надлежащую защиту алюминия, но не настолько высокий, чтобы его нельзя было использовать в тяжелых транспортных средствах.

Присадки SCA. Для защиты гильз цилиндров «мокрого» типа от кавитации в высоконагруженных дизелях в состав «обычной» ОЖ обязательно должны быть введены дополнительные присадки, содержащие нитрит (англ. аббревиатура SCA – supplemental coolant additive). Следует учесть, что существует два основных типа присадок SCA: одни содержат нитриты/ бораты, другие – нитриты/ молибденаты/ фосфаты. Смешивать ОЖ, содержащие присадки SCA разных типов, не рекомендуется, как и приобретать подозрительно дешевые присадки SCA, которые могут оказаться подделкой и нанести системе охлаждения лишь вред. Проверьте, указано ли на упаковке, какому стандарту соответствует присадка – например, ASTM D-5752: это будет хоть какой-то гарантией качества продукта.

ОЖ увеличенного срока службы. Чтобы решить проблему быстрого старения ОЖ, в последние годы разработаны охлаждающие жидкости увеличенного срока службы (англ. аббревиатура ELC – extended life coolant) для современных высокофорсированных дизелей, в которых ингибиторами кавитации и коррозии в большинстве случаев служат карбо­ксилаты, устойчивые к окислению и тепловому воздействию органические кислоты (англ. аббревиатура ОАТ – Organic Acid Technology). Они защищают металлические детали, в том числе алюминиевые, образуя тонкую окисную пленку, причем только на очагах коррозии. Благодаря «адресной» защите расход присадок происходит гораздо медленнее. Карбоксилатные антифризы не образуют в процессе эксплуатации гелей и осадка. Производители этих ОЖ обещают, что они могут использоваться без замены до 1 млн. км, 5 лет или 12 000 моточасов. На упаковке таких антифризов западные производители ставят маркировку «G12».

«Обычные» ОЖ образуют на поверхности металла защитный слой, достигающий порой 0,5 мм. Защищая металл от коррозии, этот слой одновременно значительно ухудшает теплоотвод (до 50%) за счет своей низкой теплопроводности. При этом увеличивается вероятность перегрева двигателя. Карбоксилатные охлаждающие жидкости образуют защитный слой только в местах образования коррозии толщиной 0,0006 мм. При этом на остальных теплопередающих поверхностях защитный слой, ухудшающий теплоотвод, не формируется.

Карбоксилатные антифризы не агрессивны по отношению к пластиковым, эластомерным, резино-силиконовым и другим материалам, используемым в системе охлаждения.

«Гибридные» антифризы. Существуют ОЖ на основе органических кислот с добавлением неорганических ингибиторов (например, нитритов, силикатов и/ или фосфатов), такие антифризы часто называют гибридными (англ. аббревиатура Hybrid OAT, HOAT). Также иногда гибридными называют антифризы, созданные на основе некарбоксилатных органических кислот, таких как бензоаты (соли бензойной кислоты), и др. Карбоксилатные ОЖ, содержащие нитриты, иногда называют «созданные по технологии нитритных органических кислот» (англ. аббревиатура Nitrit OAT, NOAT).

os1.ru

Охлаждающая жидкость - это... Что такое Охлаждающая жидкость?

Охлаждающая жидкость состоит из воды, антифриза, специальных присадок (ингибиторов коррозии), предохраняющих систему охлаждения двигателя внутреннего сгорания от коррозионных процессов и саму жидкость от термохимического разрушения, и смазывающих материалов для помпы. Антифризом называется соединение, при смешивании которого с водой понижается температура замерзания смеси. Антифризами являются практически все водные растворы неорганических солей (хлористый натрий, калий, кальций), анилин, спирты, глицерин, гликоли, целлозольвы, карбитолы и др.

В настоящее время применяются в основном охлаждающие жидкости на основе этиленгликоля. Этиленгликоль разбавляют водой в следующих пропорциях (этиленгликоль:вода) 1:1, 2:3, либо 1:2. Пропиленгликолевые антифризы менее токсичны, но их производство обходится дороже, и они имеют меньшую температуру кипения. Все этиленгликолевые ОЖ по качеству отличаются друг от друга только набором (или отсутствием) необходимых присадок и степенью разбавления водой. Охлаждающие жидкости на основе гликоля очень ядовиты при приёме внутрь. Поскольку они сладкие на вкус, наиболее подвержены риску отравления дети и домашние питомцы. В США, например, на территории нескольких штатов обязали производителей добавлять в антифриз горькие вкусовые добавки. При отравлении гликолевый антифриз воздействует на центральную нервную систему, вызывая потерю координации, слабость, рвоту. Одним из лучших антифризов является 40° этиловый спирт, распространения которого в таком качестве не произошло из-за его специфического эффекта.

Тосол

«Тоcол» — торговое обозначение незамерзающей охлаждающей жидкости, разработанной в СССР, хотя в настоящее время «Тосолом» часто называют любую охлаждающую жидкость. В качестве антифриза в Тосоле используется этиленгликоль. ТОСОЛ предназначен для охлаждения двигателей автомобилей в любое время года в рамках температур, указанных в марках. Числа 40 и 65, стоящие в марках Тосола, означают начало температуры замерзания марки. Самая низкая температура замерзания системы этиленгликоль-вода составляет около −70 °C.

Внешне стандартный ТОСОЛ-40 представляет собой жидкость голубого цвета, ТОСОЛ-65 — красный. Цвет необходим для определения чёткого уровня ОЖ в расширительном бачке, чтобы не путать разные марки, а также чтобы отличать подтёки охлаждающей жидкости от подтёков других эксплуатационных жидкостей, изменение цвета охлаждающей жидкости в процессе эксплуатации сигнализирует о потере эксплуатационных свойств ОЖ и необходимой её замене. Бесцветная жидкость (а без добавления красителя гликолевый антифриз бесцветен) будет работать не хуже окрашенных ОЖ.

Разработчиками рецептуры «Тосола» были Алексей Васильевич Борисов и Оскар Наумович Дымент. Разработчиками технологии получения и организацией его производства — Чижов Евгений Борисович и Шаталов Марк Петрович. Авторами торгового названия Кирьян Борис Владимирович и Чижов Евгений Борисович.[источник не указан 666 дней] Коррозионные испытания проводил Тихонов Юрий Владимирович.

Слово «ТОСОЛ» образовано из аббревиатуры «ТОС» — «Технология органического синтеза», отдела НИИ органической химии и технологии, где работали создатели, и окончания «-ол», применяемого для обозначения спиртов (этиленгликоль — это двухосновный спирт). Для примера: «этанол» — этиловый спирт, «этан-1,2-диол» — этиленгликоль. По другой версии, "ОЛ" - сокращение Отдельной Лаборатории, разработавшей вещество.

Основные национальные стандарты на охлаждающие жидкости

  • ГОСТ 28084-89 (Российская Федерация)
  • BS 6580: 1992 (Великобритания)
  • SAE J 1034 (США)
  • ASTM D 3306 (США)
  • ONORM V5123 (Австрия)
  • AFNOR NF R15-601 (Франция)
  • CUNA NC956 16 (Италия)
  • JIS K2234 (Япония)

Примечания

dic.academic.ru

Охлаждающие жидкости и основные требования к ним | Система охлаждения  |  Читать онлайн, без регистрации

Охлаждающие жидкости и основные требования к ним

Большой недостаток воды как охлаждающей жидкости в системах охлаждения автомобильных двигателей – высокая температура замерзания, что делает ее непригодной для применения в зимнее время. Еще один недостаток – наличие солей, которые осаждаются в виде накипи на поверхностях деталей водяной рубашки. Из-за наличия накипи ухудшается охлаждение двигателя, кроме того, возникает коррозия металла из которого изготовлены элементы системы охлаждения. Это приводит к снижению надежности, долговечности и прочности работы двигателя.

При низких температурах применяют различные охлаждающие жидкости. В качестве такой жидкости используется антифриз, температура его застывания -40 градусов Цельсия (марка 40) или – 65 градусов Цельсия (марка 65). Жидкость имеет светло – желтый цвет. Для всесезонной эксплуатации широкое применение нашел тосол марки А – 40М (голубой) и А – 65М (красный), жидкость «Лена» марок ОЖ – 40, ОЖ – 65, желто – зеленого цвета.

Антифриз ядовит, поэтому обращаться с ним надо предельно осторожно. Коэффициент удельного расширения антифриза больше чем воды, поэтому заполнять систему охлаждения надо на 95% от объема. При наступлении теплого времени антифриз надо слить, систему промыть и заполнить водой. Слитый антифриз можно хранить до следующей зимы и использовать его еще раз. Хранить антифриз следует в хорошо закупоренной емкости. Многие антифризы сравнительно дороги, оказывают отрицательное воздействие на резиновые уплотнители. Однако низкая температура замерзания обеспечивает надежную работу системы охлаждения даже при минусовых температурах окружающего воздуха.

Требования к охлаждающим жидкостям определяются исходя из условий эксплуатации и должны иметь четыре показателя основных технических характеристик:

1. Температура начала кристаллизации;

2. Активность жидкости по отношению к металлам;

3. Активность жидкости по отношению к резиновым уплотнителям;

4. Щелочность – она характеризует ресурс антифриза.

Чем выше щелочность, тем дольше будут нейтрализовываться кислоты, которые образуются в охлаждающей жидкости во время эксплуатации. Температура кипения антифриза + 105 градусов, относительная плотность больше единицы. Срок службы антифриза будет исчерпан, когда кислоты все же одержат верх, уничтожат присадки, содержащиеся в жидкости, и примутся за металлические детали и резиновые патрубки. Обычно, срок службы антифриза 2 года. Объем заливаемого антифриза должен быть меньше объема заправочной емкости системы охлаждения, так как коэффициент объемного расширения антифриза больше, чем у воды.

Тосол имеет свои недостатки – закипает при температуре около 120 градусов, тогда как рабочая температура двигателя колеблется примерно в этих же пределах.

Как антифриз, так и тосол со временем создают накипь, которая затрудняет проход жидкости по каналам, отчего может возникнуть перегрев двигателя, поэтому через 60 тысяч километров пробега охлаждающую жидкость нужно заменить на новую.

Определить необходимость замены охлаждающей жидкости можно по нескольким причинам: бурление жидкости в расширительном бачке, плохо греет печка, перегревается мотор. Если у вас налицо хоть один из признаков, значит пришла очередь замены охлаждающей жидкости.

velib.com

Охлаждающие жидкости

 

В процессе сгорания топлива выделяется большое количество теплоты, часть которой не преобразуется в механическую энергию. Данный избыток ухудшает наполнение цилиндров горючей смесью, повышает механические потери, увеличивает вероятность возникновения калильного зажигания и детонации от деталей двигателя. В связи с этим в конструкции двигателя предусмотрена система охлаждения, а циркулирующая по ней охлаждающая жидкость переносит поглощенное в рубашке цилиндров двигателя тепло в теплообменник (радиатор), где происходит рассеивание тепловой энергии либо она идет на прогрев салона кузова при низких температурах.

Эффективность и надежность работы системы охлаждения двигателя в значительной степени зависят от качества применяемой охлаждающей жидкости. Таким образом, охлаждающие жидкости должны удовлетворять следующим требованиям:

- обладать высокой теплоемкостью, теплопроводностью и определенной вязкостью;

- иметь высокую температуру кипения и низкую температуру замерзания;

- не образовывать отложений на омываемых стенках и не загрязнять систему охлаждения;

- не вызывать коррозии металлических деталей и не разрушать резиновые детали;

- иметь хорошую химическую и физическую стабильность при эксплуатации и хранении;

- не вызывать поломок деталей системы охлаждения при застывании, возможно меньше изменять объем при нагревании и не вспениваться при попадании нефтепродуктов;

- не обладать токсичностью и не повышать пожарную опасность;

- быть дешевой и недефицитной.

В наибольшей степени этим требованиям отвечают вода и водные растворы некоторых веществ. Вода имеет ряд положительных свойств: доступность, высокую теплоемкость (4,19 кДж/(кг·ºС)), пожаробезопасность, нетоксичность, хорошую прокачиваемость при положительных температурах (кинематическая вязкость ν20ºС = 1 мм2/с). Отрицательные свойства воды: замерзает при отрицательных температурах (увеличиваясь в объеме примерно на 10 %, что ведет к созданию давления 200–250 МПа, вследствие чего могут образоваться трещины на стенках рубашки охлаждения двигателя, выйти из строя радиатор, система отопления и др.), и закипает при температуре выше 100 ºС; при достаточно жесткой воде образуется накипь; обладает коррозионной активностью. Органические примеси, в том числе нефтепродукты, попадая с водой в систему охлаждения, образуют шламы, которые загрязняют каналы и ухудшают отвод тепла. Эти недостатки ограничивают применение воды в качестве охлаждающей жидкости.

В связи с этим воду применяют в весенне-осенний период эксплуатации на грузовых автомобилях, а в тех климатических зонах, где не бывает низких температур или автомобили эксплуатируются только в летний период, вода может использоваться в системах охлаждения и легковых автомобилей. В этом случае важно знать ее свойства, чтобы избежать нежелательных последствий от эксплуатации двигателей на воде.

В первую очередь это относится к накипи – твердым и прочным отложениям на горячих стенках систем охлаждения, образующимся в результате оседания на стенках бикарбонатов, сульфатов и хлоридов кальция и магния, содержащихся в воде (теплопроводность накипи приблизительно в 100 раз меньше теплопроводности стали). Как следствие – нарушение теплового режима работы двигателя, увеличение расхода топлива и масла (при толщине накипи 1,5–2 мм расход топлива возрастает на 8–10 %).

Концентрация этих солей и их качественная характеристика описываются показателем ''общая жесткость'' воды (таблица 3.1).

 

Таблица 3.1Классификация воды и режим технического обслуживания системы охлаждения двигателей

 

Класс воды Происхождение воды Группа жесткости Общая жесткость, мг-экв/л Влияние на накипеобразование
Атмос-ферная Дождевая, снеговая Очень мягкая До 1,5 Накипи не образует
Поверх-ностная Речная, озер-ная, северные водоемы Центральные и южные районы Очень мягкая Мягкая   Мягкая Средней жесткости До 1,5 1,5–3   1,5–3 3–6 Накипи почти не образует   Образует накипь. Необходимо не реже 2 раз в год удалять накипь
Грунто-вая Родниковая, колодезная, артезианская Жесткая и очень жесткая 6–12 и более Быстро откладывается значительная накипь. Не рекомендуется приме-нять воду без предвари-тельного умягчения

 

Общая жесткость воды является суммой карбонатной (временной) и некарбонатной (главным образом, сульфатной) жесткости. Единица жесткости – 1 мг-экв/л солей, что соответствует 20,04 мг иона кальция или 12,16 мг иона магния в 1 литре воды. Жесткость воды ориентировочно может быть определена без специального оборудования по пенообразованию при намыливании рук мылом: в мягкой воде пена устойчивая, а в жесткой воде пена быстро гаснет и на руках остается сальный осадок.

Для предупреждения образования накипи в систему охлаждения вводят антинакипины или перед заливкой умягчают воду (таблица 3.2). Если накипь все-таки образовалась, ее следует удалять следующими составами:

- раствор 0,6 кг технической молочной кислоты в 10 л/воды;

- раствор смеси фосфорной кислоты (1 кг) и хромового ангидрида (0,5 кг в 10 л воды).

Время обработки 0,5–1 ч.

Перед обработкой необходимо удалить термостат, залить состав в систему охлаждения. По истечении рекомендуемого срока запустить двигатель и дать поработать 15–20 мин, после чего удалить состав и систему два-три раза промыть водой. Последнюю промывку лучше сделать горячим раствором хромпика (0,5–1 %) для создания антикоррозионной защитной пленки на поверхности системы охлаждения.

 

Таблица 3.2Способы предупреждения образования накипи

 

Операция Реактивы и их действие Порядок применения
Введение антина-кипинов Хромпик К2Сr2О7 или нитрат аммония NН43 переводит соли накипи в растворимое состояние Готовят концентрат: 100 г реактива на 1 л воды. На 1 л среднежесткой воды берут 30–50 мл концентрата, для жесткой 100–130 мл. При помутнении воды в системе охлаждения воду меняют
Умягче-ние воды Гексамет (NаРО3)6 удер-живает соли накипи во взвешенном состоянии Добавляют в среднежесткую воду 0,2, а в жесткую – 0,3 г/л. Периодически удаляют отстой через краники
Перегонка Все растворимые соли ос-таются в перегонном кубе Получают воду без солей жесткости (дистиллированную)
Кипячение Соли карбонатной и час-тично сульфатной жест-кости выпадают в осадок Воду кипятят 20–30 мин, отстаивают и фильтруют от осадка
Обработка химичес-кими реа-гентами Кальцинированная сода Nа2СО3 – 53 мг/л на одну единицу жесткости Теплую воду перемешивают с реактивом 20–30 мин, отстаивают и фильтруют от осадка

 

При определенных условиях эксплуатации автомобилей: высокой температуре окружающего воздуха, буксировке прицепа, движении по бездорожью на пониженных передачах и т. д. – охлаждающая жидкость может нагреться до температуры кипения. Эффективность охлаждения в этом случае резко падает, двигатель перегревается, возможен выход его из строя. Для устранения этого необходимо применять охлаждающую жидкость с повышенной температурой кипения и герметизировать систему охлаждения.

Системы охлаждения современных двигателей герметичны, и жидкость в них находится под небольшим давлением, обычно около 0,05 МПа, которое поддерживается клапаном в пробке радиатора. В новых моделях автомобилей давление в системе охлаждения еще выше (0,12 МПа) и поддерживается клапаном в расширительном бачке. При давлении 0,05 МПа вода кипит при 112 ºС, а при 0,12 МПа – при 124 ºС.

Все эти недостатки обусловливают необходимость введения в воду соответствующих добавок для обеспечения устойчивой работы охлаждающей системы.

В настоящее время в системах охлаждения широко применяют низкозамерзающие охлаждающие жидкости – антифризы, являющиеся смесью этиленгликоля (двухатомного технического спирта, кипящего при 197 ºС и кристаллизующегося при температуре –11,5 ºС) с дистиллированной водой. Данная смесь в зависимости от взаимной концентрации компонентов имеет температуру замерзания от 0 до –75 ºС.

В отличие от воды при замерзании антифризы не расширяются и не образуют твердой сплошной массы. Образуется рыхлая масса кристаллов воды в среде этиленгликоля. Обычно такая масса не приводит к размораживанию блока и не препятствует запуску двигателя. Антифриз после пуска двигателя довольно быстро переходит в жидкое состояние. Однако прогрев отопителя салона затрудняется, поэтому необходимо поддерживать такую концентрацию антифриза, чтобы он не замерзал до температуры порядка –40 ºС.

Антифризам также присущи некоторые недостатки. Так, их теплопроводность и теплоемкость ниже, чем у воды, что несколько снижает эффективность систем охлаждения. При нагреве антифризы увеличивают объем, из-за чего в системе охлаждения устанавливается расширительный бачок, а чтобы предотвратить выброс смеси, ее не доливают в систему охлаждения на 6–8 % от общего объема. Этиленгликоль коррозионно агрессивен по отношению к металлам, поэтому в антифризы при изготовлении добавляют антикоррозионные присадки: декстрин – углевод типа крахмала (1 г на литр), предохраняющий от разрушения свинцово-оловянистый припой, алюминий и медь, и динатрий фосфат (2,5–3,5 г на литр), защищающий черные металлы, медь и латунь. Иногда в простые антифризы вводят молибденовый натрий (7,5–8 г на литр), предотвращающий коррозию цинковых и хромовых покрытий на деталях системы охлаждения. При этом в обозначении антифриза присутствует буква М. Для гашения пены добавляют также специальные противопенные присадки. Общее содержание присадок составляет 3–5 %.

Температура кипения антифриза достаточно высока и колеблется в пределах 120–132 ºС (таблица 3.3). Поэтому в герметичной системе охлаждения современного автомобиля при нормальных условиях эксплуатации (без перегрева двигателя) потери антифриза происходят преимущественно из-за утечек (микрощели в радиаторе, ослабленное крепление хомутов на шлангах и др. неисправности). Восполнять уровень антифриза в системе охлаждения водой, т. е. менять концентрацию этиленгликоля в смеси нежелательно, так как это, кроме снижения температуры замерзания, может привести к разрушению деталей и узлов двигателя и системы охлаждения.

 

Таблица 3.3Характеристика водно-этиленгликолевой охлаждающей жидкости

 

Содержание гликоля, % по объему Температура образования льдинок, ºС Температура кипения, ºС
–4 –9 –17 –26 –39 –65

 

В таблице 3.4 приведены основные характеристики антифризов, выпускаемых в нашей стране. Старые антифризы по ГОСТ 159–52 не полностью отвечали требованиям, предъявляемым современными автомобилями (по антикоррозионным свойствам, агрессивности к резине и др.), и это потребовало создания нового поколения антифризов, которые известны под названием ''Тосол'' и ''Лена''. Все жидкости регламентируются ГОСТ 28084–89 и техническими условиями.

Наиболее широко на автомобилях применяется антифриз Тосол А-40 (с 1985 г. – Тосол А-40М). Так как легковые автомобили редко эксплуатируются при температуре ниже –40 ºС, Тосол А-65 используется мало.

Концентраты в качестве рабочих жидкостей не применяются и предназначены для получения товарных жидкостей марок 65 и 40 путем разбавления их водой.

Установлено, что срок службы Тосол А-40 – два года, а срок службы Тосол А-40М может быть увеличен до трех лет. Как правило, до трех лет эксплуатации автомобилей, или 60 тыс. км пробега, в системе охлаждения нет очагов коррозии. При более длительных сроках эксплуатации на некоторых деталях системы охлаждения начинают появляться очаги коррозии, в первую очередь на крыльчатке водяного насоса, т. е. на чугуне.

Корродируют также детали из алюминия, припой в радиаторе, латунные трубки радиатора и корпус термостата, а вызвано это тем, что антифриз в процессе эксплуатации изменяет свои характеристики: снижается запас щелочности, увеличивается склонность к пенообразованию, возрастает агрессивность к резине и увеличивается способность вызывать коррозию металлов. Интенсивность изменения характеристик антифриза зависит от средней рабочей температуры в двигателе. В южных районах, где эти температуры обычно более высокие, антифриз стареет интенсивнее. В северных же районах страны антифриз может служить и более 3 лет.

Трехлетний срок службы Тосол А-40М гарантируется только при поддержании в течение этого времени требуемой плотности антифриза – не менее 1075 кг/м3. Если плотность ниже, добавляют концентраты Тосол АМ в соответствии с таблицей 3.5. Добавление более 1 л свежего концентрата увеличивает срок службы антифриза примерно на год.

Охлаждающая жидкость Лена-40 по своим свойствам близка к Тосолу А-40М, но меньше корродирует чугунные и алюминиевые детали.

Поскольку антифризы различаются по рецептуре, смешивать разные марки между собой не следует.

Необходимо также следить за тем, чтобы в этиленгликолевые жидкости не попадали бензин и другие нефтепродукты, так как это вызывает вспенивание и выброс жидкости через пробку радиатора.

Этиленгликоль – сильный пищевой яд, поэтому после контакта с ним необходимо тщательно вымыть руки с мылом (попавшая внутрь жидкость вызывает тяжелые поражения почек и нервной системы).

 

Таблица 3.4Основные показатели антифризов

 

  Показатель Тосолы (ТУ 6-02-751–86) Лена (ТУ 113-07-02–88)
АМ А-40М А-65М ОЖ-К ОЖ-40 ОЖ-65
Внешний вид Голубая жидкость Красная жидкость Желто-зеленая жидкость
Плотность при 20 ºС, кг/м3, не более 1120–1140 1075–1085 1085– 1120–1150 1075–1085 1085–
Температура замер-зания, ºС, не выше   –35*   –40   –65   –35*   –40   –65
Температура кипения, ºС, не ниже            
Вспениваемость: объем пены, см3, не более                        
Устойчивость пены, с, не более            
Резерв щелочности, см3, не выше            
Коррозионные потери металлов при испытаниях на пластине, мг/см2, не более: меди припоя алюминия чугуна            
Вязкость кинема-тическая, мм2/с, при температуре: 50 ºС 20 ºС –30 ºС   – – –   1,9 4,3 56,5   2,5 6,2 96,3   – – –   1,9 4,3   2,5 6,2
Состав, %: этиленгликоль вода присадки (сверх 100 %)     6–7     3–3,5     3,5–4         3–3,5     3,5–4
* Температура кристаллизации указана для концентрата, разбавленного дистиллированной водой в соотношении 1:1.

 

 

Продолжение таблицы 3.4

 

  Показатель ОЖ-25 ПГ (ТУ 6-01-17-30–85) Антифризы (ГОСТ 159–52)
Концентрат
Внешний вид Желто-зеленая жидкость Светло-желтая слегка мутная жидкость Оранжевая слегка мутная жидкость
Плотность при 20 ºС, кг/м3, не более     1040–1055     1110–1116     1067–1072     1085–1090
Температура замер-зания, ºС, не выше   –25   –11,5   –40   –65
Температура кипения, ºС, не ниже     –    
Вязкость кинема-тическая, мм2/с, при температуре: 50 ºС 20 ºС –30 ºС   1,6 4,2   – – –   1,9 4,4   2,2 5,2
Состав, %: этиленгликоль вода присадки (сверх 100 %)         6–8     3,5–4,5     4–4,5

 

Таблица 3.5 – Способы восстановления оптимальной плотности антифриза

 

Плотность при 20 ºС, г/см3 Массовая доля тосола, % Количество добавляемого концентрата, л Плотность при 20 ºС, г/см3 Массовая доля тосола, % Количество добавляемого концентрата, л
1,054 3,3 1,067 2,15
1,055 3,12 1,068
1,057 1,071 1,7
1,059 2,9 1,074 1,4
1,06 2,79 1,076
1,061 2,66 1,078 0,64
1,062 2,54 1,081 0,25
1,064 2,41 1,082
1,065 2,28      
Примечание – Перед добавлением концентрата в систему охлаждения из нее следует слить такое же количество старого антифриза.

 

Зарубежные производители («Addinol Froostox», «Antifreeze», «Afrostin») выпускают низкозамерзающие жидкости, близкие по составу к «Тосолу» и «Лене», но более долговечные (до трех лет). Это достигается за счет того, что для приготовления антифризов используют водные растворы спиртов, гликолей, глицерина и некоторых неорганических солей с введением комплекса присадок:

- замедлители коррозии – силикаты, нитраты, нитриты, соединения молибдена, производные бензотиазола;

- буферы – бораты;

- антипенные присадки – силиконы.

Состав охлаждающих жидкостей можно определить по плотности с помощью ареометра либо гидрометра, у которого имеется сдвоенная шкала, показывающая содержание этиленгликоля в процентах и температуру кристаллизации.

Влияние концентрации этиленгликоля в жидкости на ее плотность и температуру замерзания показано в таблице 3.6.

 

Таблица 3.6Характеристики низкозамерзающих охлаждающих жидкостей

 

Концентрация этиленгликоля, % Плотность смеси, г/см3 Температура замерзания, ºС Концентрация этиленгликоля, % Плотность смеси, г/см3 Температура замерзания, ºС
26,4 1,034 –10 65,3 1,0855 –65
27,2 1,0376 –12 65,6 1,086 –66
29,6 1,041 –14 1,0863 –67
1,0443 –16 66,3 1,0866 –68
34,2 1,048 –18 68,5 1,0888 –66
36,4 1,0506 –20 69,6 1,09 –64
38,4 1,0553 –22 70,8 1,091 –62
40,4 1,056 –24 72,1 1,0923 –60
42,2 1,0586 –26 73,3 1,0937 –58
1,0606 –28 74,5 1,0947 –56
45,6 1,0627 –30 75,8 1,096 –54
1,0643 –32 1,0973 –52
48,2 1,0663 –34 78,4 1,0983 –50
49,6 1,068 –36 79,6 1,0997 –48
1,0696 –38 81,2 1,1007 –46
52,6 1,0713 –40 82,5 1,1023 –44
53,6 1,0726 –42 83,9 1,1033 –42
54,6 1,074 –44 85,4 1,1043 –40
55,6 1,0753 –46 86,9 1,1054 –38
56,8 1,0766 –48 88,4 1,1066 –36
1,078 –50 1,1077 –35
59,1 1,079 –52 91,5 1,1087 –34
60,2 1,0803 –54 1,1096 –33
61,2 1,0813 –56 94,4 1,1103 –32
62,2 1,0823 –58 1,1105 –28
63,1 1,0833 –60 95,5 1,1107 –27
1,0843 –62 96,5 1,111 –24
64,8 1,085 –64 1,1116 –22

 

Все значения данной таблицы приведены к 20 ºС, поэтому если наблюдается отклонение от данной температуры, то измеренную плотность приводят к +20 ºС, используя формулу

 

ρ20 = ρt + γ(t – 20),

 

где ρ20 – плотность антифриза, приведенная к +20 ºС, г/см3;

ρt – плотность антифриза при температуре измерения, г/см3;

γ – температурная поправка плотности этиленгликоля, г/см3·ºС;

γ = 0,000525 г/см3·ºС;

t – температура антифриза в момент измерения, ºС.

Плотность жидкости в процессе эксплуатации автомобиля колеблется как в большую, так и меньшую сторону, поэтому жидкость необходимо корректировать путем добавления этиленгликоля (Хэ) либо дистиллированной воды (Хв), используя формулы:

 

Хэ = (Впр – Вн) V / Вн;

Хв = (Эпр – Эн) V / Эн,

 

где Впр – содержание воды в проверяемом антифризе, %;

Вн – содержание воды в антифризе с требуемыми эксплуатационными характеристиками, %;

Эпр – содержание этиленгликоля в проверяемом антифризе, %;

Эн – содержание этиленгликоля в антифризе с требуемыми эксплуатационными характеристиками, %;

V – объем смеси, подвергаемой проверке, л [3, 4, 8, 9, 16].

 

 

Тормозные жидкости

 

Тормозные жидкости служат для передачи энергии к исполнительным механизмам в гидроприводе тормозной системы автомобилей.

Рабочее давление в гидроприводе тормозов достигает 10 МПа и более. Развиваемое давление передается на поршни колесных цилиндров, которые прижимают тормозные накладки к тормозным дискам или барабанам. Во время торможения кинетическая энергия при трении превращается в тепловую. При этом освобождается большое количество теплоты, которое зависит от массы и скорости автомобиля. При экстренных торможениях автомобиля температура тормозных колодок может достигать 600 ºС, а тормозная жидкость – нагреваться до 150 ºС и выше. Высокие температуры в тормозах и гигроскопичность жидкости приводят к ее обводнению и преждевременному старению. В этих условиях жидкость может отрицательно влиять на резиновые манжетные уплотнения тормозных цилиндров, вызывать коррозию металлических деталей. Но наибольшую опасность для работы тормозов представляет температура: когда тормозная жидкость достигнет точки кипения, в ней могут образоваться паровые пробки. При этом тормозной привод становится податливым (педаль проваливается) и эффективность работы тормозов резко снижается, что имеет особое значение для дисковых тормозных механизмов и скоростных автомобилей.

Основной недостаток используемых в настоящее время тормозных жидкостей – гигроскопичность. Установлено, что за год жидкость в тормозной системе впитывает 2–3 % воды, в результате чего температура кипения снижается на 30–50 °С. Поэтому автомобильные фирмы рекомендуют обязательно менять тормозную жидкость раз в два года.

Надежная работа тормозной системы – необходимое условие безопасной эксплуатации автомобиля, а тормозная жидкость как ее функциональный элемент должна отвечать ряду технических требований. Важнейшие из них рассмотрены ниже.

 

 

Основные свойства

Температура кипения. Это важнейший показатель, характеризующий предельно допустимую рабочую температуру гидропривода тормозов. Температура кипения в процессе эксплуатации снижается из-за высокой гигроскопичности, поэтому наряду с температурой кипения ''сухой'' тормозной жидкости определяют температуру кипения ''увлажненной'' жидкости, содержащей 3,5 % воды.

Температура кипения ''увлажненной'' жидкости косвенно характеризует температуру, при которой жидкость будет ''закипать'' через 1,5–2 года ее работы в гидроприводе тормозов автомобиля. Для надежной работы тормозов необходимо, чтобы она была выше рабочей температуры жидкости в тормозной системе.

Из опыта эксплуатации следует, что температура жидкости в гидроприводе тормозов грузовых автомобилей обычно не превышает 100 ºС. В условиях интенсивного торможения температура может достигать 120 ºС и более.

В легковых автомобилях с дисковыми тормозами температура жидкости при движении:

- по магистральным автострадам – до 60–70 ºС;

- в городских условиях – до 80–100 ºС;

- при высоких скоростях движения, температурах воздуха и при интенсивных торможениях – до 150 ºС;

- в некоторых случаях (спецмашины, спортивные автомобили и т. д.) температура жидкости может превышать указанные значения.

Следует отметить, что начало образования паровой фазы тормозных жидкостей при нагреве, а следовательно, и паровых пробок в гидроприводе тормозов происходит при температуре на 20–25 ºС ниже температуры кипения жидкости. Это обстоятельство принимается во внимание при установлении показателей качества тормозных жидкостей.

Согласно требованиям международных стандартов температура кипения ''сухой'' и ''увлажненной'' тормозной жидкости должна иметь значения соответственно не менее 205 и 140 ºС для автомобилей при обычных условиях их эксплуатации и не менее 230 и 155 ºС – для автомобилей, эксплуатирующихся на режимах с повышенными скоростями или с частыми и интенсивными торможениями. Следует иметь в виду, что на автомобиле, остановившемся после интенсивных торможений, температура жидкости может некоторое время повышаться за счет теплоты тормозных колодок из-за прекращения их охлаждения встречным потоком воздуха.

Вязкостно-температурные свойства и стабильность. Процесс торможения обычно длится несколько секунд, а в экстренных условиях – доли секунды. Поэтому необходимо, чтобы сила, прилагаемая водителем к педали тормоза, с помощью рабочей жидкости быстро передавалась на колесные тормоза. Это условие обеспечивается текучестью жидкости и определяется максимально допустимой вязкостью при температуре –40 ºС: не более 1500 мм2/с для жидкостей общего назначения и не более 1800 мм2/с – для высокотемпературных жидкостей. Жидкости для севера должны иметь вязкость не более 1500 мм2/с при –55 ºС.

Наиболее чувствительны к изменению вязкости жидкости тормозные механизмы, оснащенные антиблокировочной системой тормозов (АБС), и тормоза автомобилей с автоматической трансмиссией.

Таким образом, тормозные жидкости в интервале рабочих температур от –50 до 150 ºС должны сохранять исходные показатели, т. е. противостоять окислению и расслаиванию при хранении и применении, образованию осадков и отложений на деталях гидропривода тормозов.

Антикоррозионные свойства. В гидроприводе тормозов детали из различных металлов соединяются между собой, что создает условия для протекания электрохимической коррозии. Для предотвращения коррозии жидкости должны содержать ингибиторы, защищающие сталь, чугун, белую жесть, алюминий, латунь, медь от коррозии.

Эффективность ингибиторов коррозии оценивается по изменению массы и состоянию поверхности пластин из указанных металлов после их выдерживания в тормозной жидкости, содержащей 3,5 % воды, в течение 120 ч при 100 ºС.

Совместимость с резиновыми материалами. Для обеспечения герметичности гидросистемы на поршни и цилиндры ставят резиновые уплотнительные манжеты. Необходимое уплотнение обеспечивается, когда под воздействием тормозной жидкости манжеты несколько набухают и их уплотнительные кромки плотно прилегают к стенкам цилиндра. При этом недопустимо как слишком сильное набухание манжет, так как может произойти их разрушение при перемещении поршней, так и усадка манжет, чтобы не допустить утечки жидкости из системы. Испытание на набухание резины осуществляется при выдерживании манжет или образцов резины в жидкости при 70 и 120 ºС. Затем определяется изменение объема, твердости и диаметра манжет.

Смазывающие свойства. Влияние жидкости на износ рабочих поверхностей тормозных поршней, цилиндров, манжетных уплотнений определяется ее смазывающими свойствами, которые проверяются при стендовых испытаниях, имитирующих работу гидропривода тормозов в тяжелых условиях эксплуатации.


Похожие статьи:

poznayka.org

Безводная охлаждающая жидкость - преимущества

Каждый владелец автомобиля знает, что после определенного периода антифриз подлежит замене. Дело в том, что охлаждающая жидкость на водной основе со временем теряет свои функции. Это негативно сказывается на двигателе. Но, не так давно на рынке появилась безводная охлаждающая жидкость – новое средство, которое не нуждается в замене.

Состав и особенности

Этот инновационный охладитель является современнейшей разработкой для автомобиля, которая повышает КПД и работу двигателя внутреннего сгорания, уменьшая расход топлива. Не подразумевает использование воды. Идеален для любой системы охлаждения.

В безводную охлаждающую жидкость входит совокупность таких элементов, как ингибиторы, защищающие от коррозии, ферменты блокировки ADH и синтетические диолы. Эта жидкость характерна тем, что ее температура кипения превышает 194°С в условиях нормального давления. Замерзнуть же она не сможет даже при морозе, который достигает отметки ниже -40°С. Электропроводимость средства является сверхнизкой, что свидетельствует об отсутствии электролитического воздействия. Используя безводный антифриз, возрастает эффективность радиатора.

Преимущества

Это революционное средство, предназначенное для того, чтобы охлаждать двигатели автомобилей, повышая их эффективность, оказалось очень выгодным для автовладельцев. Поэтому было оценено по достоинству. Оно значительно отличается от обычного антифриза как своими характеристиками, так и воздействием на двигатель внутреннего сгорания. Жидкость на безводной основе имеет ряд значительных преимуществ:

  • не выкипает;
  • отсутствует парообразование;
  • не вызывает коррозию охлаждающей системы и точечную ржавчину;
  • дает возможность двигателю работать при низком давлении;
  • экологически безопасная и нетоксичная;
  • не требует замены;
  • продлевает жизнь двигателя.

Инновационный антифриз из-за отсутствия воды и высокой температуры кипения не выкипает и не испаряется благодаря эффективному сгоранию и стабильному охлаждению. Так как в нем отсутствует кислород, то и коррозийные действия не происходят. Важной деталью является то, что возможность работать при низком давлении делает меньшей нагрузку на детали двигателя. 

Средство является совершенно безопасным для экологии, в отличие от стандартного антифриза, и не имеет никаких примесей токсических веществ.

Подходящая жидкость для автомобиля

Идеально подходящая для авто безводная жидкость обладает абсолютно всеми необходимыми функциями, которые продлевают производительность двигателя внутреннего сгорания и увеличивают его эффективность. Если при классической системе охлаждения существует риск перегрева, вследствие чего может произойти неконтролируемая детонация, то безводной жидкости для этого требуются очень высокие температуры. Поэтому происходит потребление топлива с любыми нагрузками на двигатель. Она не требует замены, что говорит о ее неограниченном сроке действия без потери характеристик.

antifriztosol.ru

Охлаждающие жидкости

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Автомобильная химия



Охлаждающие жидкости

Требования, предъявляемые к жидкости для систем охлаждения двигателей, весьма разнообразны. Такая жидкость не должна замерзать и кипеть во всем рабочем диапазоне температур двигателя, легко прокачиваться при этих температурах, не воспламеняться, не вспениваться, не воздействовать на материалы системы охлаждения, быть стабильной в эксплуатации и при хранении, иметь высокую теплопроводность и теплоемкость.

В наибольшей степени этим требованиям отвечают вода и водные растворы некоторых веществ. Вода имеет целый ряд положительных свойств: доступность, высокую теплоемкость, пожаробезопасность, нетоксичность, хорошую прокачиваемость при положительных температурах. К недостаткам воды следует отнести: неприемлемо высокую температуру замерзания и увеличение объема при замерзании, недостаточно высокую температуру кипения и склонность к образованию накипи. Эти недостатки ограничивают применение воды в качестве охлаждающей жидкости. Однако в тех климатических зонах, где не бывает низких температур или автомобили эксплуатируются только в летний период, вода может применяться в системах охлаждения легковых автомобилей. В этом случае важно знать ее свойства, чтобы избежать нежелательных последствий от эксплуатации двигателей на воде.

В первую очередь это относится к накипи — твердым и прочным отложениям на горячих стенках системы охлаждения, образующимся в результате оседания на стенках бикарбонатов, сульфатов и хлоридов кальция и магния, содержащихся в воде. Концентрация этих солей и их качественная характеристика описываются показателем «общая жесткость» воды (табл. 1.22).

Общая жесткость воды является суммой карбонатной (временной) и некарбонатной (главным образом, сульфатной) жесткостей. Единица жесткости— 1мг-экв/л солей жесткости, что соответствует 20,04 мг иона кальция или 12,16 иона магния в 1 л воды. Жесткость воды ориентировочно может быть определена без специального оборудования по пенообразованию при намыливании рук мылом: в мягкой воде пена устойчивая, а в жесткой воде пена быстро гаснет и на руках остается сальный осадок.

Для предупреждения образования накипи в систему охлаждения вводят антинакипины или перед заливкой умягчают воду.

Если накипь все-таки образовалась, ее следует удалять следующими составами:
1) раствор 0,6 кг технической молочной кислоты в 10 л/воды;
2) раствор смеси фосфорной кислоты (1 кг) и хромового ангидрида (0,5 кг в 10 л воды).

Время обработки 0,5—1 ч.

Перед обработкой необходимо удалить термостат, залить состав в систему охлаждения. По истечении рекомендуемого срока запустить двигатель и дать поработать 15—20 мин, после чего удалить состав и систему два-три раза промыть водой. Последнюю промывку лучше сделать горячим раствором хромпика (0,5—1, %) для создания антикоррозионной защитной пленки на поверхностях системы охлаждения.

Образование накипи кроме ухудшения теплоотвода приводит к увеличению расхода топлива. Так, при толщине накипи 1,5—2 мм расход топлива может возрасти на 8—10 %. Это происходит вследствие недопустимого повышения температурного режима цилиндропоршневой группы из-за термического сопротивления слоя накипи.

Наличие у современных двигателей двухконтурной системы охлаждения с термостатом исключает возможность применения воды в зимнее время. Это связано с тем, что после пуска охлаждающая жидкость для более быстрого прогрева двигателя циркулирует только по малому контуру, минуя радиатор. Время до открытия термостата и циркуляции по большому контуру может быть достаточно большим, особенно при низких температурах. В течение этого времени вода в радиаторе без циркуляции может замерзнуть, что приведет к его размораживанию.

При определенных условиях эксплуатации автомобилей: высокой температуре окружающего воздуха, буксировке прицепа, движении по бездорожью на пониженных передачах и т. д. — охлаждающая жидкость может нагреться до температуры кипения. Эффективность охлаждения в этом случае резко падает, двигатель перегревается, возможен выход его из строя. Для устранения этого необходимо применять охлаждающую жидкость с повышенной температурой кипения и герметизировать систему охлаждения.

Системы охлаждения современных двигателей герметичны, и жидкость в них находится под небольшим давлением, обычно около 0,05 МПа, которое поддерживается клапаном в пробке радиатора. В новых моделях автомобилей давление в системе охлаждения еще выше (0,12 МПа) и поддерживается клапаном в расширительном бачке. При давлении 0,05 МПа вода кипит при 112°С, а при 0,12 МПа при 124 °С.

В последние десятилетия получили широкое распространение низко-замерзающие охлаждающие жидкости — антифризы на основе водных растворов этиленгликоля — двухатомного спирта СН2ОНСН2ОН с температурой кипения 197 °С. В отличие от воды при замерзании антифризы не расширяются и не образуют твердой сплошной массы. Образуется рыхлая масса кристаллов воды в среде этиленгликоля. Обычно такая масса не приводит к размораживанию блока и не препятствует запуску двигателя. Антифриз после пуска двигателя довольно быстро переходит в жидкое состояние. Однако прогрев отопителя салона затрудняется, поэтому необходимо поддерживать такую концентрацию антифриза, чтобы он не замерзал до температуры порядка — (40—35) °С.

Антифризам также присущи некоторые недостатки. Так, их теплопроводность и теплоемкость ниже, чем у воды, что несколько снижает эффективность систем охлаждения. При нагреве антифризы увеличивают объем, ввиду чего в системе охлаждения устанавливается расширительный бачок. Этиленгликоль коррозионно агрессивен по отношению к металлам, поэтому в антифризы при изготовлении добавляют антикоррозионные присадки. Для гашения пены добавляют также специальные противо-пенные присадки. Общее содержание присадок составляет 3—5 %.

Температура кипения антифриза достаточно высока и колеблется в пределах 120—132 °С. Поэтому в герметичной системе охлаждения современного автомобиля при нормальных условиях эксплуатации (без перегрева двигателя) потери антифриза происходят преимущественно из-за утечек (микрощели в радиаторе, ослабленное крепление хомутов на шлангах и другие неисправности). Восполнять уровень антифриза в системе охлаждения водой, т. е. менять концентрацию этиленгликоля в смеси нежелательно, так как это, кроме снижения температуры замерзания, может привести и к другим нежелательным последствиям.

Старые антифризы по ГОСТ 159—52 не полностью отвечали требованиям, предъявляемым современными автомобилями (по антикоррозионным свойствам, агрессивности к резине и др.), и это потребовало создания нового поколения антифризов, которые известны под названием «Тосол».

Наиболее широко на автомобилях применяется антифриз Тосол А-40 (с 1985 года — Тосол А40-М). Так как легковые автомобили редко эксплуатируются при температурах ниже —40 °С, Тосол А-65 используется мало.

Многолетний опыт применения «Тосола А-40» на легковых автомобилях показал его высокие эксплуатационные свойства. Срок службы «Тосола А-40» на автомобилях ВАЗ был установлен два года эксплуатации, или 60 тыс. км пробега из расчета на интенсивную эксплуатацию автомобиля. Однако у нас в стране большинство частных автомобилей имеет среднегодовые пробеги не более 15 тыс. км. Учитывая это, изучалась возможность увеличения временного срока службы антифриза «Тосол А-40» при условии сохранения пробега автомобиля на уровне 60 тыс. км. Одновременно проводилась работа по улучшению качества «Тосола» за счет повышения стабильности вводимых в него ингибиторов коррозии.

Установлено, что срок службы модернизированного антифриза «Тосол А40-М» может быть увеличен до 3 лет. Как правило, до 3 лет эксплуатации автомобилей, или 60 тыс. км пробега, в системе охлаждения нет очагов коррозии. При более длительных сроках эксплуатации на некоторых деталях системы охлаждения начинают появляться очаги коррозии, в первую очередь на крыльчатке водяного насоса, т. е. на чугуне. Корродируют также детали из алюминия, припой в радиаторе, латунные трубки радиатора’ и корпус термостата.

Антифриз в процессе эксплуатации изменяет свои характеристики: снижается запас щелочности, увеличивается склонность к пенообразо-ванию, возрастает агрессивность к резине и увеличивается способность вызывать коррозию металлов. Интенсивность изменения характеристик антифриза зависит от средней рабочей температуры в двигателе. В южных районах, где эти температуры обычно более высокие, антифриз стареет интенсивнее. В северных же районах страны антифриз может служить и более 3 лет. Следует отметить, что в южных районах страны владельцы автомобилей, не опасаясь за низкотемпературные свойства, восполняют уровень в системе охлаждения водой. Анализ антифриза с таких автомобилей и осмотр систем охлаждения показали, что после 2—3 лет эксплуатации на сильноразбавленном антифризе появляются коррозионные очаги в системе охлаждения. Трехлетний срок службы «Тосола А40-М» гарантируется только при поддержании в течение этого времени требуемой плотности антифриза — не менее 1075 кг/м. Если плотность ниже, добавляют концентраты «То-сола-АМ» в соответствии с табл. 1.25. Добавление более 1 л свежего концентрата увеличивает срок службы антифриза примерно на год.

Начат выпуск новой охлаждающей жидкости Лена-40. По свойствам она близка к «Тосолу А40-М», но меньше корродирует чугунные и алюминиевые детали.

Увеличить срок службы антифриза можно добавлением специального средства «Отэра» (ТУ 6-15-07-112—85) в количестве 1 л на заправку двигателя. Это следует делать только в случае, если антифриз после 3 лет службы имеет нормальную плотность, не содержит загрязнений, система охлаждения в исправном состоянии. Препарат «Отэра» — водо-гликолевый концентрат с композицией эффективных ингибиторов и пено-гасителем. Он восстанавливает эксплуатационные свойства антифриза и увеличивает его срок службы, по крайней мере, на год.

В системах охлаждения автомобильных двигателей в качестве охлаждающей жидкости применяется вода или водный раствор этиленгликоля, замерзающий при низкой температуре. Чтобы предупредить коррозию в системе охлаждения рекомендуется применять дистиллированную воду и добавлять к ней ингибиторы коррозии. Наличие в жидкости минеральных компонентов в виде хлоридов и сульфатов во много раз увеличивает скорость протекания коррозии.

Вода в качестве охлаждающей жидкости. Как охлаждающая жидкость, вода удобна тем, что дешева, отличается хорошей теплопроводностью, неогнеопасна и безвредна для здоровья человека. В то же время она имеет и много недостатков: низкая температура.кипения, высокая температура замерзания и способность вызывать коррозию металлов. Эти свойства ограничивают ее. применение, особенно в зимний период эксплуатации автомобиля.

Хорошими ингибиторами коррозии для воды являются окисляющие вещества, такие как хроматы, бихроматы, нитриты (натрия, калия), вызывающие пассивацию металлов. В последнее время большой интерес вызывают польские силикатные ингибиторы, так называемые Силенали. Для систем охлаждения автомобильных двигателей рекомендуется применение Силеналя-S в количестве 4—6 г/дм3 воды. Использование в охлаждающих системах недистиллированной воды, кроме коррозии, вызывает накипь, которая затрудняет теплообмен и циркуляцию воды.

Низкозамерзающие охлаждающие жидкости. Концентрация этиленгликоля в таких жидкостях колеблется в пределах 20—65% в зависимости от заданной температуры замерзания жидкости. Применение этих растворов вызывает электрохимическую коррозию металлов. Кроме того, во время работы двигателя этиленгликоль окисляется в низкомолекулярные органические кислоты, усиливающие общую коррозионную агрессивность жидкости. Чтобы этого избежать, в водные растворы этиленгликоля добавляются ингибиторы коррозии. Чаще всего это композиция нескольких ингибиторов, которые, дополеяя друг друга, обеспечивают комплексную защиту всех деталей системы охлаждения.

Применение ингибиторов коррозии в охлаждающих жидкостях необходимо для обеспечения долговечности двигателя путем сохранения чистоты поверхности стенок, что облегчает тепловой обмен, а также уменьшает коррозию внутренней поверхности элементов двигателя, особенно тонкостенных, а также стыков разных металлов, подвергающихся язвенной коррозии, являющейся часто причиной неплотности между системой охлаждения и цилиндрами двигателя. Применение ингибиторов необходимо также для защиты двигателя во время хранения.

В ПНР применяется охлаждающая жидкость двух видов: специальная жидкость с температурой замерзания ниже —40 °С.

Она содержит композицию ингибиторов коррозии, состоящую из двузамещенного фосфата натрия в количестве 2;5—3,5 г/дм3 и декстрина в количестве 1 г/дм3;
— жидкость Борыго (красного цвета) с температурой замерзания —35 °С, которая содержит буру в качестве ингибитора коррозии, а также ингибиторы окисления.

Обе жидкости имеют слабую щелочную реакцию, а примененные в их составе ингибиторы коррозии характеризуются большими возможностями нейтрализации продуктов окисления этиленгликоля. Не следует применять в водных растворах этиленгликоля ингибиторы типа хроматов и бихроматов, так как они окисляют этиленгликоль.

Ухудшение свойств охлаждающей жидкости при работе двигателя происходит вследствие:
— накопления в жидкости кислых продуктов окисления этиленгликоля;
— уменьшения концентрации ингибиторов;
— увеличения концентрации хлоридов и сульфатов, попадающих из случайных источников при восполнении испарившейся части воды. Содержание хлоридов свыше 0,0007% считается недопустимым;
— образования во время работы двигателя осадка из карбонатов (в жесткой воде), а также из продуктов коррозии, образующихся в присутствии хлоридов и сульфатов.

Жесткая вода приводит к осаждению из жидкости, содержащей двузамещенный фосфат натрия, дополнительных осадков в виде фосфатов кальция и магния, вследствие чего происходит дальнейшее снижение концентрации ингибитора.

Коррозионная агрессивность охлаждающей жидкости ис-пытывается путем определения концентрации ингибитора коррозии или же непосредственным испытанием на комплекте металлических пластин, подверженных действию исследуемой жидкости в определенных условиях. Например, для жидкости Борыго такое испытание проводится на пластинах из оловяно-свинцового сплава, чугуна, алюминия, латуни и меди, погруженных в жидкость при температуре 70°С. Испытание продолжается 336 ч. Коррозионная агрессивность жидкости оценивается по изменению массы пластин.

Улучшение эксплуатационных свойств охлаждающей жидкости, уже проработавшей некоторое время в двигателе, сводится к удалению шлама и загрязнений, а также к пополнению жидкости таким количеством свежего этиленгликоля, чтобы плотность жидкости при температуре 20°С составляла около 1,07. Содержание ингибиторов до уровня, требуемого нормативами, можно довести только в лабораторных условиях. Хранить жидкость следует только в стеклянных или стальных банках, а также в луженых или полиэтиленовых упаковках. Не следует употреблять для этих целей оцинкованные сосуды, так как жидкость вступает в реакцию с цинком.

Читать далее: Токсичность топлив и других материалов

Категория: - Автомобильная химия


Главная → Справочник → Статьи → Форум


stroy-technics.ru