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 ν 20ºС = 1 мм 2 /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 3.1 – Классификация 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 3.2 – Способы предупреждения образования накипи
| Операция | Реактивы и их действие | Порядок применения |
| Введение антина-кипинов | Хромпик К 2 Сr 2 О 7 или нитрат аммония NН 4 NО 3 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 (NаРО 3) 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 Nа 2 СО 3 – 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 3.3 – Характеристика водно-этиленгликолевой охлаждающей жидкости
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/м 3 . 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 3.4 – Основные 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 | |||
| 1120–1140 | 1075–1085 | 1085– | 1120–1150 | 1075–1085 | 1085– | |
| –35 * | –40 | –65 | –35 * | –40 | –65 | |
| Вспениваемость: объем пены, см 3 , не более | ||||||
| Устойчивость пены, с, не более | ||||||
| Резерв щелочности, см 3 , не выше | ||||||
| Коррозионные потери металлов при испытаниях на пластине, мг/см 2 , не более: меди припоя алюминия чугуна | ||||||
| – – – | 1,9 4,3 56,5 | 2,5 6,2 96,3 | – – – | 1,9 4,3 | 2,5 6,2 | |
| 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/м 3 , 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, мм 2 /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/см 3 | Массовая доля тосола, % | Плотность при 20 ºС, г/см 3 | 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 3.6 – Характеристики низкозамерзающих охлаждающих жидкостей
| Плотность смеси, г/см 3 | Температура замерзания, ºС | Концентрация этиленгликоля, % | Плотность смеси, г/см 3 | 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
ρ 20 = ρ t + γ(t – 20),
где ρ 20 – плотность антифриза, приведенная к +20 ºС, г/см 3 ;
ρ t – плотность антифриза при температуре измерения, г/см 3 ;
γ – температурная поправка плотности этиленгликоля, г/см 3 ·ºС;
γ = 0,000525 г/см 3 ·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 (Х э) либо дистиллированной воды (Х в), используя формулы:
Х э = (В пр – В н) V / В н;
Х в = (Э пр – Э н) V / Э н,
где В пр – содержание воды в проверяемом антифризе, %;
V – объем смеси, подвергаемой проверке, л .
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 мм 2 /с для жидкостей общего назначения и не более 1800 мм 2 /с – для высокотемпературных жидкостей. Жидкости для севера должны иметь вязкость не более 1500 мм 2 /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.
Антифриз на основе этиленгликоля - недорогое и практичное решение для Вашего авто.
Компания «Технология тепла» предлагает к продаже качественные охлаждающие жидкости для автомобилей. У нас вы сможете по выгодной стоимости купить антифриз на основе этиленгликоля желтого цвета.
Современные производители предлагают две основных разновидности технологических жидкостей для систем охлаждения автомобилей - на основе солей и кислот. Чтобы нагляднее были их отличия при покупке, принято окрашивать в зеленый антифризы на основе моноэтиленгликоля, в которых использованы солевые присадки, а в красный - с кислотными присадками. Выбирая конкретный тип и марку продукции, следует в первую очередь руководствоваться рекомендациями производителей автомобиля, а также теми материалами, которые использованы в системе охлаждения двигателя.
Большинство современных производителей, как в России, так и за рубежом, предлагают антифризы на этиленгликоле . Так как они имеют определенные достоинства, позволяющие делать на этой основе качественные охлаждающие составы.
В качестве примера такой продукции можно привести этиленгликолевый антифриз Глизантин, в составе которого присутствуют ингибиторы на основе силикатов и солей органических кислот. Это средство не содержит фосфатов, нитритов и аминов, используется чаще всего в крупных машинах - автобусах и грузовиках, в конструкции которых присутствуют как железные, так и алюминиевые детали, вступающие в непосредственный контакт с хладагентом.
Особенности этиленгликолевого антифриза.
Современные охлаждающие жидкости для автомобилей - это чаще всего водные растворы многоатомных спиртов - пропиленгликолевые и этиленгликолевые антифризы, которые не замерзают при достаточно низких температурах. Чистый этиленгликоль - это вязкая, маслянистая, бесцветная жидкость с характерным слабым запахом. Её температура кипения составляет +197, а замерзания -13 градусов по Цельсию, плотность при температуре +20 градусов - 1114 кг/м3. Для того, чтобы обеспечить технологическим жидкостям более низкую температуру замерзания, концентрат антифриза этиленгликоля разводят водой и получают 30%-70% растворы, которые и используют в системах охлаждения автомобилей после добавления в них необходимых ингибиторов.
При соотношении в составе воды и хладагента 1:1 температура замерзания составляет -70 градусов по Цельсию. Для изготовления охлаждающих жидкостей используют не только этиленгликоль, но и пропиленгликоль, антифризы на основе которого тоже имеют достаточно неплохие рабочие характеристики, отличаются при этом более низкой токсичностью. Но такие составы имеют более высокий уровень вязкости и более высокую температуру замерзания даже после разбавления водой до необходимых пропорций.
Почему именно этот тип антифриза?
При выборе охлаждающей жидкости правильным решением может стать и пропиленгликолевый, и моноэтиленгликолевый антифриз, потому что основные различия все-таки касаются используемых присадок. Поэтому часто специалисты компании «Технология тепла» рекомендуют состав антифриза G11 G12 на этиленгликоле.
Именно присадками определяются антикоррозийные свойства. Влияют ингибиторы и на температуры закипания и замерзания. Но что касается смазывающих качеств, то они не зависят от присадок и обеспечиваются составом основного используемого хладагента. Такое свойство, как вспениваемость охлаждающей жидкости в России регламентируется ГОСТом 28084-89. Нормальным для российских производителей считается норматив в 30 см3, а для иностранных в соответствии со стандартами ASTM D3306/4340/4656 и ASTM D4985/5345 - 150 см3.
Если вас интересуют такие вопросы, как приобретение качественной охлаждающей жидкости, правильный срок её эксплуатации, порядок доливки и смены, температуры и другие характеристики, то обращайтесь к специалистам компании «Технология тепла». Подробные разъяснения и рекомендации помогут сориентироваться в многообразии предлагаемой продукции и правильно выбрать технологическую жидкость, которая оптимально подойдет именно для вашего автомобиля.
Двигатель внутреннего сгорания необходимо охлаждать для обеспечения нормального теплового режима работы его узлов и деталей. Наиболее распространены системы охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости. В процессе работы она может нагреваться до 100°C и иногда выше, а на стоянке остывать до температуры окружающего воздуха. От свойств жидкости во многом зависит эффективность системы охлаждения, надежность и долговечность двигателя. Она должна иметь высокую теплоемкость, теплопроводность, температуру кипения, подвижность, а также низкую температуру кристаллизации и коэффициент объемного расширения. Охлаждающая жидкость не должна вызывать коррозию металлов, разрушать резину уплотнений и вспениваться в процессе работы.
Вода обладает наибольшей охлаждающей способностью, имеет максимальную теплоемкость, пожаробезопасна, нетоксична и дешевая. Но вода имеет сравнительно низкую температуру кипения и относительно быстро испаряется, а если при этом она жесткая (содержит минеральные примеси и растворенные соли), то активно образуется накипь. При температуре ниже 0°C вода замерзает и превращается в лед (кристаллизуется) со значительным, до 10%-ным увеличением объема. Это приводит к «размораживанию» двигателя – разрушению его основных деталей и узлов. Поэтому ее нельзя использовать в холодное время года без слива из автомобиля при длительной стоянке вне теплого гаража.
Низкозамерзающие охлаждающие жидкости – антифризы (от англ. «antifreeze» – незамерзающий) заменили воду в системах охлаждения двигателей современных автомобилей. Наиболее широкое распространение получили низкозамерзающие жидкости на гликолевой основе, представляющие собой смесь этиленгликоля с водой. Иногда встречаются жидкости на основе пропиленгликоля – их нельзя смешивать с этиленгликолевыми.
Состав и свойства антифриза
Этиленгликоль (моноэтиленгликоль) – маслянистая желтоватая жидкость без запаха, умеренно вязкая, с плотностью 1,112-1,113 г/см з (при 20°С), температурой кипения 197°С и кристаллизации -11,5°С. При нагревании этиленгликоль и его водные растворы сильно расширяются. Для предотвращения выброса жидкости из системы охлаждения ее снабжают расширительным бачком и заполняют на 92–94% от общего объема.
Водный раствор этиленгликоля химически агрессивен и вызывает коррозию стальных, чугунных, алюминиевых, медных и латунных деталей системы охлаждения, а также припоев, используемых для пайки ее узлов. Кроме того, этиленгликоль очень токсичен.
Пропиленгликоль – по свойствам аналогичен этиленгликолю и менее токсичен, но примерно в 10 раз дороже. При низких температурах он более вязкий, чем этиленгликоль, и в связи с этим прокачиваемость у него хуже.
Смесь этиленгликоля с водой характерна тем, что температура ее кристаллизации зависит от соотношения этих двух составляющих. У смеси она значительно ниже, чем по отдельности у воды и этиленгликоля. При различных пропорциях можно получить растворы с температурой кристаллизации от 0 до -75°С. Температура кристаллизации и кипения, а также плотность смеси этиленгликоля и воды в зависимости от содержания в ней этиленгликоля представлены на рисунке. Самое низкое значение температуры замерзания соответствует составу, в котором этиленгликоля 66,7% и воды 33,3%. В других случаях одну и ту же температуру замерзания можно получить при двух значениях соотношений этиленгликоля и воды. Экономически выгодно использовать вариант с большим количеством воды.
Определение соотношения этиленгликоля и воды в антифризе осуществляют по плотности, измеренной с помощью ареометра или гидрометра. На специальных приборах для удобства вместо шкалы плотности применяется двойная шкала, одновременно показывающая содержание этиленгликоля в процентах и температуру кристаллизации. При проверке нужно учитывать температурные поправки к показаниям прибора, указанные в инструкции к нему.
Комплекс присадок включает в себя противокоррозионные, антивспенивающие, стабилизирующие и красящие вещества. Антифризы не должны содержать в своем составе нитрит-нитраты, которые, взаимодействуя с аминами, образуют токсичные соединения, причем некоторые из них канцерогенны (провоцируют онкологические заболевания).
Требования к антифризам 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. Обязательной сертификации охлаждающие жидкости не подлежат.
Определенные марки антифризов, готовых к использованию, и концентратов, требующих разбавления дистиллированной водой перед применением, производят по техническим условиям, где оговаривается состав и наличие присадок, смешиваемость жидкостей и их цвет. Изготовители присваивают им различные названия, например «Тосол», «Лена», «Лада» «Антифриз G-48» и (или) указывают температуру кристаллизации: ОЖ-40, ОЖ-65, А-40.
«ТОСОЛ» – одно из названий антифриза, образованное из двух частей:
- «ТОС» - «Технология органического синтеза» (наименование отдела ГосНИИОХТ, создавшего антифриз);
- «ОЛ» – окончание, характерное для спиртов (этанол, бутинол, метанол).
Совместимость охлаждающих жидкостей определяется техническими условиями. Изготовленные по разным техническим условиям жидкости часто несовместимы, так как содержащиеся в них присадки могут вступить в реакцию друг с другом и утратить свои полезные свойства. Поэтому при необходимости восстановить уровень охлаждающей жидкости лучше доливать дистиллированную воду.
Требования к антифризам зарубежного производства , как правило, определяются стандартами ASTM (Американская ассоциация по испытанию материалов) и SAE (Общество автомобильных инженеров США). Эти стандарты регламентируют свойства концентратов и антифризов исходя из их основы (этиленгликоля или пропиленгликоля) и условий эксплуатации. Например, этиленгликолевые жидкости предназначены:
- по ASTM D 3306 и ASTM D 4656 – для легковых автомобилей и малых грузовиков;
- по ASTM D 4985 и ASTM D 5345 – для двигателей, работающих в тяжелых условиях: длительно эксплуатируемых в режимах, близких к максимальной мощности, на внедорожной технике, больших грузовиках, в стационарных силовых установках и т.п. Эти жидкости отличаются тем, что перед использованием в них необходимо добавлять специальную присадку.
Спецификации производителей автомобилей могут содержать дополнительные требования. Например, нормы General Motors USA – Antifreeze Concentrate GM 1899-M, GM 6038-M или нормы G концерна Volkswagen запрещают использовать в антифризе ингибиторы коррозии, содержащие нитриты, нитраты, амины, фосфаты и оговаривают предельно допустимые концентрации силикатов, буры, хлоридов. Это позволяет уменьшить отложение накипи, увеличить срок службы уплотнений, улучшить защиту от коррозии.
Замена антифриза
Плановая замена необходима потому, что даже при нормальной эксплуатации в антифризе постепенно уменьшается содержание присадок и коррозия деталей двигателя усиливается. Жидкость больше пенится, следовательно, хуже передает тепло и мотор может перегреваться. Как правило, плановую замену рекомендуется осуществлять через два года, а при интенсивной эксплуатации – каждые 60 тыс. км. пробега автомобиля.
Досрочная замена может потребоваться при попадании в систему охлаждения выхлопных газов, например, через неисправную прокладку головки блока, или воздуха в местах утечки, что приводит к ускоренному старению жидкости. Признаками необходимости этого может являться:
- на внутренней поверхности расширительного бачка образуется желеобразная масса;
- при легком морозе (до -15°С) антифриз становится кашицеобразным и в бачке обнаруживается осадок;
- электровентилятор радиатора системы охлаждения срабатывает все чаще.
Порядок замены охлаждающей жидкости (осуществляется на холодном двигателе):
- снимают крышку расширительного бачка и (или) радиатора;
- открывают кран радиатора отопителя, чтобы в нем или в подводящих шлангах не осталось жидкости;
- отворачивают пробки в радиаторе и блоке цилиндров двигателя, сливают старую охлаждающую жидкость в подставленную емкость, затем пробки сливных отверстий устанавливают обратно;
- медленно тонкой струйкой заливают новую охлаждающую жидкость через расширительный бачок и закрывают его крышку;
- пускают двигатель, прогревают его, затем останавливают и после остывания по необходимости доливают жидкость до нужного уровня.
Промывка системы охлаждения
При плановой замене антифриза достаточно один раз промыть систему дистиллированной или в крайнем случае хорошо прокипяченной, талой или дождевой водой.
При переходе с воды на антифриз , замене бурой или с признаками досрочного старения охлаждающей жидкости необходимо удалить накипь и продукты коррозии. Это можно сделать только с использованием специальных моющих средств в соответствии с инструкцией к ним. Промывки представляют собой водные растворы слабых кислот – муравьиной, щавелевой, соляной с добавлением ингибиторов коррозии. Затем следует удалить остатки моющего состава, промыв систему, как минимум, один раз дистиллированной водой.
Порядок промывки системы охлаждения:
- сливают охлаждающую жидкость и заливают вместо нее промывочную, так же, как это делается при замене жидкости;
- дают поработать двигателю от 20 до 60 мин - чем грязнее была слитая охлаждающая жидкость, тем больше требуется времени для промывки системы;
- останавливают двигатель, сливают моющую жидкость, промывают систему дистиллированной водой и заливают свежий антифриз.
"Полезные страницы", 2006, выпуск 19, стр. 235
На сегодняшний день на рынке товаров для автомобилей существует большое разнообразие охлаждающих жидкостей. Антифриз на основе этиленгликоля – это широко распространенный вид охладителя. Они представлены в широкой цветовой гамме и соответствуют требованиям, обозначенным в технических характеристиках к различным маркам автомобилей. В статье рассмотрим, что же представляет собой этиленгликоль, его преимущества и недостатки.
Этиленгликоль: состав и свойства
Этиленгликоль – это жидкость, которая не имеет цвета, но, весьма токсична. Имеет хорошую способность смешиваться с различными другими компонентами. Например, в совокупности с водой этиленгликоль в антифризе очень хорошо защищает металлические детали от коррозии, воздействия внешних сил, препятствует замерзанию воды.
Это вещество используют в составе охладительных жидкостей. Сам по себе гликоль замерзает уже при температуре -12 о С , но, если смешать его с водой в определенной пропорции, то температурный показатель замерзания повышается до -50 о С.
Но, не стоит забывать, что охлаждающую жидкость на основе этиленгликоля следует использовать с осторожностью, не допускать попадания на открытые участки кожи, и беречь подальше от детей, потому что она слишком ядовита.
И еще, постарайтесь держать под контролем соотношение воды и гликоля в растворах, так как вода имеет свойство испаряться быстрее и недостаточное ее количество в смеси может привести к самовозгоранию химического вещества.
Антифриз
Антифризы предназначаются для корректной работы системы охлаждения двигателя. Существует несколько видов антифризов, которые отличаются по составу и соответственно свойствам. Тосол – это антифриз на основе спиртов, поэтому имеет низкие показатели защитных свойств в первую очередь от коррозий. При использовании данного вида на внутренних деталях автомобиля образует пленку, что не очень благоприятно сказывается на работе механизмов. Также через непродолжительное время возникает осадок, который закупоривает мелкие проходы в трубочках и провоцирует тем самым сбой в работе всей системы.
В состав антифриза на основе этиленгликоля входят добавки, называемые присадками, которые способствуют улучшению качества охлаждающей жидкости. Но, стоит выдерживать пропорции соотношения присадок и этиленгликоля, так как недостаток первых приведет к началу агрессивного воздействия гликоля на металлические детали двигателя.
Для алюминиевых радиаторов антифриз на этиленгликоле лучше не использовать , так как этиленгликоль агрессивное вещество, а алюминий очень тонкий металл и воздействие такого охладителя пагубно сказывается на последнем. Лучше всего подойдет охладитель класса G13, в состав которого входит пропиленгликоль – вещество менее агрессивное и экологически чистое.
Преимущества антифриза на основе этиленгликоля
Основной и, пожалуй, самой важной характеристикой антифриза является то, что он имеет низкий порог температуры замерзания и в то же время большую температуру кипения.
При добавлении этиленгликоля в состав охлаждающей жидкости значительно повышается период эксплуатации двигателя автомобиля.
Можно выделить несколько основных преимуществ при применении данного вида охладителя:
полностью исключены из состава вредные присадки и добавки, что немаловажно для сохранения окружающей среды;
возможно самостоятельно подобрать концентрацию охлаждающей жидкости для того, чтобы обеспечить более качественную работу всех систем двигателя;
не меняет своих свойств по истечении длительного времени пользования;
можно использовать с деталями двигателя, изготовленными из алюминия и пластмассы;
не образуется большого количества пены при перегреве жидкости.
данные антифризы имеют противокоррозийные свойства, что немаловажно, так как большинство деталей внутри мотора изготовлены из металла.
Что можно смешивать
Не стоит думать, что все охлаждающие жидкости имеют в своем составе этиленгликоль, и прежде чем смешивать один вид с другим, внимательно изучите инструкции.
В состав охлаждающих жидкостей также может входить пропиленгликоль – вещество не столь ядовито и токсично, экологически чистое и безопасное. При смешивании этих двух веществ ничего критически страшного не произойдет, не образуется осадок. Но, из-за того, что последний под воздействием более агрессивного вещества потеряет большую часть своих полезных качеств
, использование пропиленгликоля станет бессмысленным.
Из-за того, что в состав охлаждающих жидкостей входят различные присадки и добавки, которые могут быть не совместимы друг с другом, смешивание двух разных классов охладителей может привести к плачевным последствиям . А вот при смешивании пропиленгликоля и этиленгликоля в чистом виде, ничего сверхъестественного и страшного не произойдет.