ЖИДКОСТИ ДЛЯ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ Назначение охлаждающих

ЖИДКОСТИ ДЛЯ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

Назначение охлаждающих жидкостей — воспринимать и отводить тепловой поток от тех зон и деталей двигателя, перегрев которых вызывает нарушение нормальной работы или разрушение. Процесс отвода теплоты от двигателя и передача его в окружающую среду зависят от теплоемкости и теплопроводности жидкости: чем выше показатели, тем лучше охлаждается двигатель. С увеличением теплоемкости увеличивается количество теплоты, которую жидкость способна воспринять при заданном повышении температуры, а с увеличением ее теплопроводности теплота отводится быстрее. С увеличением теплоемкости можно уменьшить количество жидкости, циркулирующей в системе, а с увеличением теплопроводности — уменьшить скорость ее циркуляции и получить более равномерную ее температуру. В жидкостных системах охлаждения применяют два типа охлаждающих жидкостей — воду и низкозамерзающие жидкости (антифризы). При повышении температуры в системе охлаждения улучшается теплопередача, что позволяет повысить эффективность охлаждения двигателя. Кроме того, с повышением температуры стенок цилиндров уменьшаются потери тепло-ты в охлаждающую среду.

Требования к охлаждающим жидкостям Должны обладать • возможно большей теплоемкостью и теплопроводностью; • оптимальной вязкостью (1 мм 2/с); • температурой замерзания не выше — 60°С; • температурой кипения не ниже 120°С; • высокой физической стабильностью. • Экологичностью • охлаждающая жидкость должна не только охлаждать двигатель, но и должным образом смазывать насос и детали системы охлаждения, • Щелочность - она характеризует ресурс антифриза. Чем выше щелочность, тем дольше будут нейтрализовываться кислоты, которые образуются в охлаждающей жидкости во время эксплуатации. Охлаждающие жидкости не должны • разрушать металлы, из которых изготовлены блок и головка цилиндров, радиатор, отопитель кабины, предпусковой подогреватель, резиновые шланги, и другие материалы, с которыми она соприкасается; • не должны образовывать накипь и другие отложения на внутренних поверхностях системы; • должны быть нетоксичными и пожаробезопасными. • Стоимость их изготовления и сырья должна быть минимальной.

Охлаждающая жидкость должна обладать оптимальной вязкостью (кинематическая вязкость жидкости должна быть близка к вязкости воды, т. е. 0, 9… 1, 1 мм 2/с при 20°С. ). При слишком высокой вязкости жидкости ее циркуляция в системе затруднена, и затраты мощности на привод насоса велики. При очень малой вязкости устранить подтекание и потери жидкости через уплотнения насоса на стыках патрубков и шлангов значительно труднее. Этиленгликоль — сильный пищевой яд. Попадание его даже в небольших количествах в организм вызывает сильные отравления. Смертельная доза этиленгликоля составляет всего 20… 30 г. В настоящее время в России и за рубежом выпускаются безопасные с экологической точки зрения тосолы и охлаждающие жидкости на базе неядовитого пропиленгликоля. Отечественной жидкостью такого типа является охлаждающая жидкость «Север» с температурой застывания -40°С.

Сам по себе в чистом виде этиленгликоль замерзает уже при 12 градусах мороза. Но прибавьте к этиленгликолю всего два процента воды, и эта смесь, начнет кристаллизоваться уже при минус 20 градусах. Еще увеличивать концентрацию воды температура застывания смеси понижается. И так будет продолжаться, пока содержание воды в растворе не достигнет 65 -70%. Теперь температура, при которой замерзнет "вода плюс этиленгликоль", будет достигать минус 70ºС. Сам раствор при замерзании превращается в кашеобразную массу, нисколько не увеличивает свой объем, как это случается со льдом, и, следовательно, не "размораживает" двигатель и радиатор. Но дальнейшее увеличение концентрации воды в антифризе температура замерзания растет. Смесь этиленгликоля с водой отличает высокая коррозийная активность к цветным металлам и склонность к вспениванию. Поэтому в раствор вводят в небольших количествах специальные присадки, призванные подавлять отрицательные свойства антифриза. "ТОСОЛ" - аббревиатура. Т. О. С. - Технологии Органического Синтеза. Это первые буквы названия отдела, который в 1971 году разработал охлаждающую жидкость. Antifreeze (антифриз) в буквальном переводе с английского означает "против замерзания" и представляет собой такой же раствор моноэтиленгликоля с деминерализованной водой плюс всевозможными присадками, предотвращающими вспенивание и коррозию, что и настоящий "Тосол".

Присадки Основные отличия ТОСОЛа и антифриза - в добавках. И если в российском ТОСОЛе их около 10, то в лучших зарубежных образцах - около 40. В традиционных охлаждающих жидкостях, к числу которых относится и Тосол, защиту металлов от коррозии обеспечивают силикаты, бораты, нитриты и др. Существуют рецептуры, где эту функцию выполняют фосфаты, амины и некоторые органические соединения. В качестве ингибитора кавитационной коррозии в традиционных рецептурах обычно используют нитрит. Антифризы нового поколения с пакетами ингибиторов коррозии на основе композиции солей моно и дикарбоновых кислот (карбоксилатная технология). Основная особенность карбоксилатов в том, что они не покрывают систему охлаждения слоем накипи, а локализуют коррозию только в очагах ее возникновения. Кроме того, они не требуют добавления такого количества щелочи, как силикатные охлаждающие жидкости. За счет этого и увеличился срок службы данной охлаждающей жидкости - 5 лет или 250. 000 км. пробега. Антифризы ОЖ содержат в своем составе помимо синергетической композиции солей карбоновых кислот дополнительно ингибитор коррозии меди, антивспенивающую присадку и краситель. Современные жидкости обеспечивают более высокую эффективность защиты всех материалов системы охлаждения, чем традиционные, эффективность которых быстро падает по мере расходования ингибиторов. Срок службы российских охлаждающих жидкостей - 2 года, большинства импортных - 3 года.

Если уровень жидкости понизился, и это не связано с течами из системы, то добавляют только воду. Желательно - кипяченую, в идеале - дистиллированную, поскольку соли, содержащиеся в воде "из-под крана", не только образуют накипь, но и "убивают" присадки, содержащиеся в тосоле. Температура кипения антифирзов при атмосферном давлении порядка 108ºС. Следовательно, применение антифризов - один из способов борьбы с перегревом двигателя, особенно при движении по тяжелым дорогам в жаркую погоду. При эксплуатации охлаждающая жидкость стареет - концентрация ингибиторов в ней постепенно снижается, теплопередача уменьшается, склонность к пенообразованию увеличивается, а незащищенные металлы интенсивно корродируют. Старая жидкость сильнее пенится, следовательно, хуже передает тепло, а значит, мотор может перегреваться. Очень мягкая вода (атмосферная - дождевая и снеговая) накипи не дает, мягкая (поверхностная - речная и озерная) - образует ее медленно, а жесткая и очень жесткая (грунтовая - родниковая, колодезная, артезианская) - быстро.

Промывка системы охлаждения Плановая замена антифриза. Когда он еще не стал рыже-бурым, достаточно один раз промыть систему дистиллированной или, в крайнем случае, подготовленной водой. Накипь и продукты коррозии можно удалить только специальными промывочными средствами (концентратами) - водными растворами слабых кислот (муравьиной, щавелевой или соляной) с добав-ленными ингибиторами коррозии. После чистки желательно удалить остатки моющего состава, промыв систему дистиллированной водой - как минимум один раз, если в инструкции к жидкости не указано иначе.

Использование воды в качестве охлаждающей жидкости Способность воды замерзать уже при нуле градусов и при этом значительно увеличивать свой объем, приводя к серьезному повреждению двигателя. Другой важный недостаток - наличие соединений кальция и магния, которые образуют в системе охлаждения накипь Слой накипи, обладая высокими теплоизоляционными характеристиками, ухудшает тепловой режим двигателя, что, в свою очередь, приводит к падению мощности и увеличению расхода топлива. Накипь образует неравномерно распределенные осаждения, которые служат причиной местного перегрева отдельных деталей и их задиров, прижогов и других неприятностей. Термостат начинает включаться либо поздно, либо не до конца, в результате чего создаются условия для все того же перегрева или, наоборот, термостат может всегда оставаться включенным. Аналогичным образом накипь влияет на работу температурного датчика Накипь в радиаторе отопителя ухудшает его теплоотдачу. Применение антифризов не приводит к "размораживанию" двигателя. Кроме того, при изготовлении антифризов используется деминерализованная вода, поэтому накипь в системе охлаждения образуется гораздо медленнее. В рецептуру антифризов входят и ингибиторы - присадки, которые должны противодействовать коррозии.

Основные показатели отечественных жидкостей для системы охлаждения Наибольшее распространени е в России получили тосолы и низкозамерзаю щие жидкости (ОЖ) типа «Лена» .

Классификация / спецификация охлаждающих жидкостей Общепринятых классификаций (спецификаций) как, например, в области моторных масел (API, ACEA) не существует. Охлаждающие жидкости можно подразделить на три типовые группы: - Basic (основные); - Средства, не содержащие нитритов - кроме того в них могут отсутствовать амины и/или фос-фаты; - Средства, не содержащие силикатов - кроме того в них могут отсутствовать амины и/или фосфаты, и/или нитриты; В России ГОСТ 28084 -89 “Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. нормирует основные показатели ОЖ на основе этиленгликоля (концентрата, ОЖ-40, ОЖ-65): внешний вид, плотность, температуру начала кристаллизации, коррозионное воздействие на металлы, вспениваемость, набухание резины и т. д. Но он не оговаривает состав и концентрацию присадок, а также смешиваемость жидкостей. ГОСТов, регламентирующих срок службы антифриза и условия ресурсных испытаний 4 нет. Техническая сертификация ОЖ необязательна. Импортные антифризы в основном соответствуют нормам ASTM и SAE 5. Они регламентируют свойства концентратов и антифризов, исходя из их основы (этиленгликоля или пропиленгликоля 6) и условий эксплуатации. Например, этиленгликолевых ОЖ: - ASTM D 3306 и ASTM D 4656 - для легковых автомобилей и малых грузовиков; - ASTM D 4985 и ASTM D 5345 - для двигателей, работающих в тяжелых условиях

Классификация / спецификация охлаждающих жидкостей Кроме общих стандартов, многие изготовители 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 11 - для легковых автомобилей или легких грузовиков (допускается присутствие силика-тов); - G 12 - для тяжелой техники или новой автотехники (силикаты отсутствуют). - Такие документы часто запрещают вводить в антифриз ингибиторы коррозии, содержащие нитриты, нитраты, амины, фосфаты, и оговаривают предельно допустимые концентрации силикатов, буры и хлоридов. - Нитрит-нитраты, взаимодействуя с аминами, образуют токсичные соединения, причем некоторые из них канцерогенные. - Ограничение содержания фосфатов, силикатов, боратов уменьшает отложение накипи в системе охлаждения, увеличивает срок службы уплотнений водяного насоса (меньше нерастворимых осадков), улучшает защиту от кавитационной коррозии. - Импортные антифризы по ASTM D 3306 в российских легковых машинах применять можно.

Срок службы любой охлаждающей жидкости Обычный комплект присадок теряет свои свойства после 500 -700 часов работы в дизельном и 700 -1000 часов в бензиновом двигателе. Если перевести эти цифры в пробеги автомобиля, то замена антифриза должна обязательно проводиться один раз в два-четыре года. Рекомендуется обращать внимание на два фактора. Первый - плотность жидкости. Плотность указывает на соотношение этиленгликоля и воды и должна быть в пределах 1, 065 -1, 085 г/куб. см. Измерение следует проводить при 20ºС. При любых других величинах плотности увеличивается интенсивность, с которой коррозия действует на металлические детали системы охлаждения. Второй фактор - цвет антифриза, который изменяется в процессе эксплуатации. Что касается "Тосола" с его привычной синей окраской, то здесь можно определенно сказать следующее. Со временем "Тосол" становится зеленым, а затем приобретает желтый оттенок. Вот этот момент перехода от зеленого к желтому и должен быть сигналом к замене антифриза.

Эти тосолы и жидкости представляют собой водные растворы антифризов Тосол-АМ и ОЖ-К - концентрированного этиленгликоля, содержащего противокоррозионные и антипенные присадки. Этиленгликоль (двухатомный спирт) - органическая бесцветная жидкость, химическая формула СН 2 -ОН-СН 2 -ОН. . . , хорошо перемешивается с водой, ядовита, огнеопасна. Для получения Тосола-А 40, ОЖ-65 и Тосола-А 65 в антифриз добавляется соответственно 44% и 35… 36% дистиллированной или кипяченой воды. Антифриз имеет больший коэффициент теплового расширения, чем вода. Поэтому, если система не имеет расширительного бачка, то количество заливаемого антифриза должно быть примерно на 6— 8 % меньше нормы для воды. Если до применения антифриза систему охлаждения длительное время заправляли водой, и на ее стенках накопилась накипь, то перед заправкой антифризом необходимо полностью удалить накипь. Если этого не сделать, накипь вступит в реакцию с динатрийфосфатом и тем самым резко увеличит коррозионную агрессивность антифриза. За рубежом выпускается также целый ряд всесезонных жидкостей для систем охлаждения автомобильных двигателей на основе этиленгликоля.

Зарубежные всесезонные жидкости для систем охлаждения автомобильных двигателей Среди зарубежных экологически безопасных охлаждающих жидкостей можно отметить антифриз, выпускаемый фирмой «Neste» . Этот антифриз подвергается быстрому экологическому разложению.

Охлаждающие жидкости для высокогорных условий В высокогорных условиях (при низких значениях атмоферного давления) и при напряженных тепловых режимах форсированных двигателей находят применение охлаждающие жидкости с высокими температурами кипения, представляющие собой смеси высокомолекулярных спиртов и эфиров с температурой кипения 140… 145°С

Проблему экологической безопасности решает также применение в системах охлаждения двигателей низкозамерзающих спирто-водо-глицериновых смесей следующего со-става:

Классификация воды по показателю жесткости Для частичного смягчения воды (устранения временной жесткости) рекомендуется предварительно прокипятить ее в течение 30— 40 мин, отстоять, а затем профильтровать. Для более тщательной обработки в теплую воду надо добавить кальцинированную соду или тринатрийфосфат из расчета 53 мг соды или 55 мг тринатрийфосфата на каждую единицу жесткости в 1 л умягчаемой воды.

Таблицы применяем ости антифризов

Таблицы применяем ости антифризов

Таблицы применяемости антифризов