Виды охлаждающих жидкостей и особенности их применения
Охлаждающие жидкости выпускаются как в виде концентратов, так и в виде готовых продуктов. При эксплуатации современных автомобилей для охлаждения двигателей применяют незамерзающие жидкости, объединенные общим названием «АНТИФРИЗЫ».
В настоящее время широко распространено употребление двух названий охлаждающих жидкостей: «Тосол» и «Антифриз». В последнее время отечественные производители стали выпускать охлаждающие жидкости, готовые к применению, то есть уже разбавленные водой, с использованием маркировки «Антифриз». Как правило, это тот же «Тосол», но несколько лучшего качества.
«ТОСОЛ» - автомобильная охлаждающая жидкость, разработанной в 1971 году для автомобилей ВАЗ взамен итальянской «ПАРАФЛЮ» специалистами Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии. Первые три буквы аббревиатуры ТОСОЛ указывают на отдел технологии органического синтеза, а буквы ОЛ добавлены, чтобы получилось слово, похожее на название спиртов. Эксплуатационные свойства этих жидкостей могут быть разными и зависят от состава.
За рубежом термин «антифриз» использовали для обозначения концентрата, который добавляли к воде в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Однако этот термин принимал во внимание только морозозащитную роль этого продукта, допуская, что его использование является сезонной потребностью и не отражает его функцию как теплообменной среды, разработанной, чтобы предохранить систему охлаждения двигателя от коррозии и повреждения при всех эксплуатационных условиях.
Старейшей охлаждающей жидкостью, порой использующейся и сегодня, является вода. Но это не самая лучшая жидкость для охлаждения двигателя, так как в природной воде растворены соли и минералы, обусловливающие жесткость воды.
Наибольшее распространение имеют гликолевые незамерзающие жидкости - смеси этиленгликоля с водой. Реже встречаются жидкости, изготовленные на основе пропиленгликоля, глицерина, монопропилена, смешивать которые с этиленгликолевыми нельзя.
Этиленгликоль - двухатомный спирт, представляет собой прозрачную бесцветную вязкую жидкость без запаха. Цвет технического этиленгликоля слегка желтоватый. Его смеси с водой застывают при весьма низких температурах. Меняя соотношение воды и этиленгликоля, можно получить смеси с температурой застывания от 0 до минус 70°С. Этиленгликолевые жидкости имеют большой коэффициент объемного расширения. При нагревании до рабочей температуры их объем увеличивается. При застывании этиленгликолевых антифризов объем образующейся кашицеобразной массы увеличивается очень незначительно и размораживания двигателя или радиатора не происходит.
Химическая промышленность на базе этиленгликоля выпускает несколько марок антифризов. Первые низкозамерзающие охлаждающие жидкости - антифризы марок 40 и 65.
Выделяют следующие марки этиленгликолевых антифризов:D3306 и ASTM D4656 - для легковых автомобилей и малых грузовиков; ASTM D4985 и ASTM D5345 - для двигателей, работающих в тяжелых условиях;
G 11 - для легковых автомобилей или легких грузовиков (допускается присутствие силикатов);
G 12 - для тяжелой техники или новой автотехники (силикаты отсутствуют).
Хочется отметить, что кроме общих стандартов, многие производители автомобилей применяют свои спецификации с дополнительными требованиями. Например, нормы GENERAL MOTORS USA - Antifreeze Concentrate GM 1899-M, GM 6038-M или система нормативов G - концерна Volkswagen (G-12, G-11).
Как я сказал уже выше, охлаждающие жидкости применяются для того, чтобы двигатель автомобиля не подвергался большому перегреву.
В процессе применения охлаждающие жидкости контактируют с различными конструкционными материалами, такими как алюминий, медь, латунь, чугун, резина и другие. Для эксплуатации двигателей при положительных температурах воздуха самой подходящей охлаждающей жидкостью является вода. При отрицательных температурах во избежание замерзания воды применяют водные смеси с различными веществами, понижающими температуру застывания, то есть антифризов. Антифризы получаются как водные растворы соответствующих концентратов. В процессе эксплуатации качество антифриза можно контролировать по плотности. Из охлаждающей жидкости в процессе эксплуатации в первую очередь испаряется вода, которую следует периодически доливать и желательно дистиллированную.
Такую низкозамерзающую охлаждающую жидкость как «Тосол» применяют круглогодично как в зимнее, так и в летнее время. Жидкость готовят на основе этиленгликоля с добавлением антикоррозионных присадок и антивспенивателя. Вообще выпускают три марки этой жидкости: Тосол А, Тосол А-40 и Тосол А-65.
Рассмотрим особенности одной из трёх марок, а именно марки «Тосол А». «Тосол А» - концентрированный этиленгликоль с присадками. Пользоваться им следует только после разведения его дистиллированной водой. Смесь Тосола А и воды в соотношении 1:1 имеет температуру начала кристаллизации минус 35 °С. Плохо то, что растворы этиленгликоля вызывают значительную коррозию конструкционных металлов. Чтобы защитить детали системы охлаждения от коррозии, а попутно обеспечить теплоносителю ряд других полезных свойств - пониженную вспениваемость, антинакипиновые свойства и прочие - в водно-гликолевую смесь добавляют пакет специальных присадок, который и определяет основную часть эксплуатационных показателей залитого в систему антифриза.
Стандартный пакет присадок включает: ингибиторы коррозии, антинакипины, антивспенивающие и смазывающие составы.
Иногда для защиты металлов от коррозии применяют охлаждающие жидкости, содержащие силикаты, бораты, нитриты, фосфаты, то есть силикатосодержащие жидкости. У этих жидкостей есть ряд серьезных недостатков. Это, прежде всего, образование осадка, приводящего к закупориванию узких каналов системы охлаждения. Кроме того, силикатные ингибиторы коррозии образуют по всей поверхности системы охлаждения защитный слой толщиной более 1000 Ангстрем, что сильно снижает эффективность теплоотвода и увеличивает количество абразивных частиц в системе охлаждения.
Важно отметить и такой факт, что при продолжительном использовании охлаждающая жидкость стареет - концентрация ингибиторов в ней постепенно снижается, теплопередача уменьшается, склонность к пенообразованию увеличивается. Срок службы охлаждающих жидкостей типа «Тосол» и «Лена» ограничивается долговечностью присадок и обычно составляет 2 года. Ресурс жидкости прямо зависит от ее качества и пробега автомобиля. Старение происходит особенно интенсивно, если в систему охлаждения попадают отработавшие газы или воздух. Поэтому нужно чаще проверять места возможных утечек жидкости, а также состояние и крепление шлангов. Срок замены антифриза предписывает автозавод или изготовитель. Но иногда жидкость стареет раньше. При этом образуется желеобразная масса на внутренней стороне горловины расширительного бачка, при незначительной отрицательной температуре (-10...15°С) заметно помутнение (иногда как легкое облачко), выпадает осадок, а также чаще прежнего срабатывает электровентилятор радиатора. Когда появился хотя бы один из этих признаков, антифриз нужно сменить. Процесс смены охлаждающих жидкостей таков: после слива старой жидкости систему заправляют чистой водой, затем запускают двигатель и дают ему поработать на холостых оборотах 15-20 минут; потом сливают воду и заправляют систему новой охлаждающей жидкостью. В эксплуатации плотность охлаждающей жидкости проверяют ареометром.
В итоге хочется отметить то, что в состав охлаждающих жидкостей входит разный пакет антикоррозионных и противовспенивающих присадок, в основу которых могут входить фосфатные, борные, нитритные, аминные, или импортные химические ингибиторы. При смешивании охлаждающих жидкостей с разными присадками может возникнуть химическая несовместимость, следствием которой является выпадение геля или осадка и, в целом, ухудшение свойств охлаждающей жидкости. Поэтому при переходе с охлаждающей жидкости одного производителя на другого следует полностью слить старую жидкость и промыть систему подготовленной водой.