shadow
Анализ свойств и качества охлаждающих жидкостей

Анализ свойств и качества охлаждающих жидкостей

Как известно, при работе двигателя внутреннего сгорания значительная часть выделяемой тепловой энергии расходуется на нагревание деталей. Отводить избыточное тепло необходимо от камеры сгорания, клапанов, цилиндров двигателя, поршневой группы и т.д. По этой причине автомобильные двигатели нуждаются в эффективной системе охлаждения. Считается, что более половины всех факторов, определяющих ресурс двигателя, связаны с работой системы охлаждения. Надежность ее работы в первую очередь зависит от качества охлаждающей жидкости, циркулирующей в системе. С одной стороны, охлаждающая жидкость должна иметь высокую теплопроводность, не закипать и не вспениваться при рабочих температурах двигателя и не замерзать при низких температурах, с другой — не вызывать коррозию и разрушение конструкционных материалов, из которых изготовлены детали двигателя и системы охлаждения, не разъедать резиновых патрубков и не засорять систему накипью.

Долгое время в системе охлаждения двигателя широко использовали воду (да и сейчас еще используют в летний период). Абсолютная недефицитность, дешевизна, безвредность, пожарная безопасность, высокая удельная теплоемкость (4,2 кДж/кг °С) делают ее использование весьма привлекательным. Однако применение воды сопровождается и значительными трудностями. Вода дает накипь (несмотря на множество методов борьбы с ней) и шламы. Температура кипения воды (100°С) не всегда обеспечивает охлаждение современных форсированных двигателей. Замерзает при 0°С, при этом примерно на 10% увеличивается в объеме. Образовавшийся лед давит на стенки системы охлаждения с усилием 200 МПа (2000 кг/см2), что может привести к разрушению головки блока цилиндров и радиатора. По этой причине постепенно (сначала в зимнее время, а затем и всесезонно) воду вытеснили низкозамерзающие охлаждающие жидкости — антифризы. Одними из наиболее распространенных из них являются водногликолевые смеси. Они обеспечивают надежное охлаждение двигателя, полностью исключают возможность размораживания системы охлаждения при длительной стоянке в условиях низких температур. Смешивая, например, этиленгликоль с водой в разных соотношениях можно получать жидкости с температурой замерзания от 0°С до минус 70°С.

Использование низкозамерзающих гликолевых жидкостей в системе охлаждения имеет много преимуществ: низкая температура застывания, высокая температура кипения, хорошие вязкостные свойства, жидкость не горюча, имеет достаточно высокие теплоемкость и теплопроводность. При замерзании антифриза образуется рыхлая масса, объем которой увеличивается лишь на 0,2-0,3% от первоначального, поэтому система охлаждения не разрушается.

Основные недостатки:

  • антифриз ядовит и способен проникать в организм через кожу. Наиболее опасен, если его выпить (смертельная доза — 35 см3);
  • раствор коррозионноагресивен по отношению к материалам системы охлаждения (сталь, чугун, алюминий, медь, латунь, припой) поэтому в охлаждающей жидкости в обязательном порядке (!) должен присутствовать комплекс присадок —
    антикоррозионных, противопенных и стабилизирующих.

Плотность, температуры кипения и замерзания охлаждающей жидкости зависят от концентрации гликолевой основы в ней. Эти зависимости у разных жидкостей могут существенно отличаться друг от друга. Кроме того, на эффективность присадок, входящих в состав охлаждающих жидкостей, существенно влияет качество воды. Обычно для разбавления концентрата антифриза используют дистиллированную воду, конденсат или пресную воду общей жесткостью 6,0 моль/м3. Импортные охлаждающие жидкости иногда допускают использование водопроводной или природной воды с небольшим содержанием минеральных солей.

В последнее время весьма ужесточились (главным образом за рубежом) требования к составу присадок к охлаждающим жидкостям. Запрещено вводить в антифризы ингибиторы коррозии, содержащие нитриты, нитраты, амины, фосфаты, ограничивается концентрация силикатов, буры и хлоридов.

Как видим, современные охлаждающие жидкости — сложный продукт, требующий для его изготовления высококачественного сырья и достаточно сложной современной технологии. К сожалению, рынок Украины наряду с высококачественными охлаждающими жидкостями буквально наводнен подделками, которые подчас трудно распознать даже специалистам. «Черный рынок» научился придавать охлаждающим жидкостям нужный цвет (отечественные ОЖ — синий, импортные — бирюзовый, салатный, оранжевый, красный), регулировать плотность добавлением, например, поваренной соли и даже придавать необходимый привкус (этиленгликоль имеет сладковатый привкус), добавляя сахар.

Что же делать автовладельцам, чтобы быть уверенными в качестве приобретаемой охлаждающей жидкости? Не прибегать же каждый раз к услугам компетентных лабораторий. В первую очередь не нужно покупать антифриз в случайных, не заслуживающих доверия, торговых точках, а приобретать в специализированных автомагазинах или у известных диллеров, представляющих торговые марки известных производителей. Следует обращать внимание на оригинальность и защищенность тары — наличие логотипа фирмы производителя, защитные мембраны под крышкой флакона, фиксирующего кольца на пробке, качества этикеток и т.п. Покупать нужно ОЖ, рекомендуемую в инструкции по эксплуатации автомобиля. Концентрат ОЖ применять в системе охлаждения нельзя, его нужно разбавлять водой в соотношениях, указанных его изготовителем на этикетке.

Импортная техника, как правило, требует и импортные охлаждающие жидкости, соответствующие требованиям, указанным на этикетке. Например, ASTM D 3306 — для легковых автомобилей и легких грузовиков, ASTM D 4985 — для тяжелой техники, G 12 — для тяжелой техники или новой автотехники (без силикатов).

На протяжении ряда лет наша испытательная лаборатория нефтепродуктов, аккредитованная в системе УкрСЕПРО, регулярно отслеживает качества смазочных материалов и охлаждающих жидкостей различных известных торговых марок. Среди многообразия марок охлаждающих жидкостей, представленных на рынке Украины, обращает на себя внимание уверенное вхождение продукции финской торговой марки Neste Oils. Это происходит, с одной стороны, благодаря высокому качеству продукции, а с другой — средоточию реализации этой продукции в руках единственного диллера этой торговой марки в Украине — корпорации «Агро-Союз», что практически исключает подделку.

Анализ качества охлаждающих жидкостей Neste Oils позволяет рекомендовать к применению следующие ОЖ:

  1. Neste Jaahdytinneste (BS 6580/1992, Afnor R15-601, ASTM D 3306) — антифриз на основе этиленгликоля, который содержит добавки, противодействующие коррозии и пенообразованию. Разбавляется водопроводной водой. Превышает требования нового британского стандарта BS 6580/1992, Afnor R15-601, ASTM D 3306. Сохраняет свои рабочие качества в течение не менее 2 лет. Может использоваться как в карбюраторных, так и в дизельных двигателях.
  2. Neste Super Jaahdytinneste XLC (BS 6580/1992, ASTM D 3306/4340, ASTM D 4656/4985) — антифриз на основе этиленгликоля. По техническим характеристикам (противодействие коррозии, перенос тепла и срок использования) относится к высшему классу. Нe содержит соединений фосфатов, силикатов и нитритов. Рекомендуемый срок замены 0 каждые 5 лет. Neste Superjaahdytinneste XLC соответствует большинству стандартов для антифриза с длительным диапазоном замены, разработанных ведущими двигателестроительными фирмами.
  3. Neste Biojaahdytinneste (BS 6580/1992, ASTM D 3306, ASTM D 5216) — нетоксичная и экологически безопасная биоразлагаемая охлаждающая жидкость, обеспечивающая защиту чувствительных частей современных двигателей. При попадании в окружающую среду она распадается на безвредные компоненты, включаясь в естественный природный круговорот. Может использоваться круглый год во всех типах автомобилей. Ее рабочие свойства одинаково хороши как в закрытых, так и открытых системах охлаждения. Рекомендуемый срок замены — 2 года. Постоянное использование охлаждающей биожидкости Neste обеспечивает защиту от коррозии и кавитационной эрозии.

Указанные охлаждающие жидкости, как и импортные антифризы других известных фирм, не относятся к разряду дешевых. Однако их использование окупается гарантированным обеспечением надежности и долговечности работы двигателя.

Юрий Гулямов, заведующий кафедрой химической технологии топлива, руководитель испытательной лаборатории нефтепродуктов УГХТУ