autoExpert




autoExpert » СТАТЬИ » Химия, космет. » Азбука охлаждающих жидкостей

Азбука охлаждающих жидкостей

Азбука охлаждающих жидкостейВсе современные автомобильные охлаждающие жидкости (антифризы) состоят из этиленгликоля, воды и присадок. В редких случаях вместо этиленгликоля применяют менее токсичный пропиленгликоль, но такие антифризы не получили распространения из-за дороговизны пропиленгликоля и из-за ухудшения теплоотводящих свойств жидкости. Базовые компоненты, вода и этиленгликоль составляют 93-97% объема жидкости, остальное – присадки.

Именно присадки (точнее, пакет присадок) определяют «лицо» антифриза, его антикоррозионные и антикавитационные свойства, срок эксплуатации, стоимость. Именно присадками отличаются друг от друга антифризы разных компаний-производителей: Total, Chevron, BASF, Arteco, Honeywell, «Техноформ», «Тосол-Синтез» и так далее.

Антифризы реализуются либо в виде концентратов, либо в виде готовых к применению жидкостей. Концентрат антифриза (иногда для него используется аббревиатура «ОЖ-К») содержит только один базовый компонент – этиленгликоль. Предполагается, что воду потребитель добавит самостоятельно, а оптимальное соотношение концентрата и воды составляет для наших широт 50:50. Готовые к применению жидкости уже содержат нужное количество деминерализованной воды и рассчитаны на температуру начала кристаллизации либо -36°С по европейским стандартам, либо -40°С (ОЖ-40) и -65°С (ОЖ-65) по российским стандартам.

По составу пакетов присадок современные антифризы делятся на три типа – «карбоксилатные», «гибридные» и «традиционные». Отдельную группу составляют специальные антифризы для «тяжело нагруженных» двигателей, которые устанавливаются на карьерных грузовиках и бульдозерах.

Карбоксилатные антифризы составляют «элиту» охлаждающих жидкостей, они считаются лучшими, как по своим свойствам, так и по огромному сроку эксплуатации. С конца 90-х годов они используются на большинстве мировых автозаводов для первой заправки автомобилей, в сервисных центрах при техническом обслуживании. С удовлетворением можно отметить, что российские автозаводы «КАМАЗ», «ЛиАЗ», «АВТОВАЗ» (с переменным успехом) начали с 2005-2006г. применять карбоксилатные антифризы. Безусловно, практически все сборочные производства «российских иномарок» – Ford, Renault, GM-Opel, Hyundai, KIA, Chevrolet, Volvo, Fiat, тоже используют карбоксилатные антифризы.

Карбоксилатные антифризы отличаются от других антифризов по технологии производства пакета присадок, основу которого составляют соли карбоновых кислот (карбоксилаты). В технической литературе и в названиях антифризов встречаются следующие термины для обозначения карбоксилатных технологий: OAT (Organic Acid Technology), LLC (Long Life Coolant), XLC (eXtended Life Coolant), SNF (Silicate Nitrite Free), SF (Silicate Free), G12 (по спецификации VW TL 774D). Принципиальное отличие карбоксилатной технологии от других технологий состоит в том, в ней отсутствуют неорганические присадки, характерные для «традиционных» антифризов.

Лучшие образцы карбоксилатных антифризов, такие как Havoline XLC, CoolStream Premium, Glysantine G30, AWM G12, DexCool, GlasElf Supra, Prestone, способны эксплуатироваться в течение длительного периода времени – не менее 5 лет, с пробегами 250 тысяч км в легковых и 650 тысяч км в грузовых автомобилях. Более того, Ford дает им срок замены 10 лет, а GM-Opel – бессрочно (fill for life).

Гибридные антифризы – тоже великолепные охлаждающие жидкости, однако, срок их службы меньше, чем у карбоксилатных – в среднем 3 года. В состав их пакетов присадок также входят соли карбоновых кислот и небольшие добавки силикатов (европейская технология) или фосфатов (японская и корейская технологии). В технической литературе гибридные антифризы обозначают: Hybrid Technology, NF (Nitrite Free), G11 (по спецификации VW TL 774C).

Традиционные антифризы – это так называемые неорганические ОЖ, в настоящее время в основном устаревшие. Пакеты присадок таких антифризов состоят из различных комбинаций неорганических веществ – силикатов, фосфатов, боратов, аминов, нитритов. Уже в 90-х годах они перестали представлять собой научную и коммерческую тайну, их составы начали публиковать в открытой печати (например, в SAE Technical Paper Series, 900804, 1990). Сегодня они используются в старых моделях автомобилей и в автомобилях, отслуживших свой срок, для которых все равно, что заливать – лишь бы подешевле.

К традиционным антифризам относится наш классический «Тосол А40», разработанный 40 лет назад, и всевозможные вариации на тему «Тосола» – антифризы с названиями «Тосол Север», «Тосол Феликс», «Тосол Торса», и тому подобное. Большинство антифризов, выпускаемых в России, тоже относится к традиционному типу. В подавляющем большинстве это, так называемые «силикатные» антифризы и «Тосолы», то есть жидкости, содержащие соединения кремния (силикаты) в сочетании с перечисленными выше неорганическими присадками. Основной недостаток силикатных антифризов – малый срок эксплуатации, не более 60 тысяч км, и возможность выпадения силикатных гелей («сгустков»), силикатных осадков, нарушающих тепловой отвод. Силикатные антифризы также не защищают от кавитации. Применение силикатных антифризов запрещено в большинстве зарубежных автомобилей: Ford, GM, Hyundai-KIA, Volvo, VW и других. В российских и китайских автомобилях их применение пока не запрещено.

Температуре замерзания и «размораживании» двигателя.
В отличие от воды, водно-этиленгликолевый раствор и соответственно антифриз замерзает в несколько этапов. Вода замерзает «мгновенно» (разумеется, не по времени, а по температуре), то есть, при 0°С это еще жидкость, а при минус 1°С – уже лед. Антифриз замерзает постепенно: в процессе охлаждения при некоторой отрицательной температуре в жидкости начинают образовываться кристаллы. Затем, при дальнейшем охлаждении жидкости, кристаллов в ней становится все больше и больше (это состояние называется «шуга», по-английски – slush ice, «что-то наподобие манной каши»), и, наконец, при некоторой более низкой конечной температуре эта «шуга» затвердевает.

Начальная температура образования первого кристалла называется «температура начала кристаллизации», по-английски – freezing point. Конечная температура перехода из жидкого в твердое состояние называется «температурой потери текучести» или «температурой застывания», по-английски – pour point.

Для антифризов «ОЖ-40» разница между freezing point и pour point составляет около 10°С. То есть, антифриз, который начинает кристаллизоваться при минус 40°С, затвердеет лишь при минус 50°С. В промежутке между минус 40°С и минус 50°С он будет находиться в состоянии «манной каши» – более или менее густой.

В России, при описании и тестировании антифризов, обычно пользуются «температурой начала кристаллизации», благодаря тому, что именно этот показатель описан в единственном нормативном документе ГОСТ 28084-89. В Европе, однако, чаще используют понятие «температура защиты от замерзания», по-английски – frost protection level. Она определяется как среднее арифметическое между «температурой начала кристаллизации» и «температурой застывания». На наш взгляд, именно frost protection level наиболее адекватно характеризует «температуру замерзания» антифриза, так как это середина фазового перехода из жидкости в твердое тело.

Здесь необходимо отметить еще один принципиальный момент. В отличие от воды, которая при замерзании расширяется в объеме на 8% и «рвет трубы», антифриз при замерзании не «размораживает» двигатель. Водно-этиленгликолевый раствор при переходе из жидкости в твердую фазу не расширяется, точнее его расширение составляет менее 1%. Это относится к антифризам с содержанием концентрата антифриза (ОЖ-К) не менее 30%.

Таким образом, при наступлении сильных холодов не следует опасаться каких-либо серьезных последствий (трещин или протечек) от антифриза, замерзшего в автомобиле. Антифриз превратится в застывшую «манную кашу», а при ослаблении холодов, или если вы все-таки сумеете завести машину на морозе, снова станет жидким.

На сборочных производствах «российских иномарок», например Ford или Renault, концентрат антифриза разбавляют водой 50:50. Это соответствует температуре начала кристаллизации минус 37°С и обеспечивает защиту от замерзания до минус 42°С. Такого антифриза достаточно для всех широт России, включая заполярье.

Исключение составляют автомобили, оснащенные предпусковыми подогревателями типа Hydronic или Webasto. Для штатной работы таких подогревателей необходимо, чтобы охлаждающая жидкость оставалась в жидкой фазе, а не в виде кристаллической «шуги» (похожей на «манную кашу»). Слабый циркуляционный насос этих подогревателей не может прокачать «кашу» по всему контуру, жидкость застаивается, локально перегревается или даже кипит, автоматика отключает подогреватель. В принципе, можно попытаться «покачать» систему, включая-выключая Hydronic несколько раз, но это уже нештатная работа. Аналогичная ситуация у подогревателей типа «Северс-М» без циркуляционного насоса. Такие подогреватели работают по принципу естественной циркуляции, когда нагретая охлаждающая жидкость, поднимаясь вверх, заставляет жидкость двигаться по контуру.

Поэтому надо иметь антифриз с температурой замерзания, соответствующей характерным температурам зимы вашего региона, вплоть до -50°С. Конечно, теплоотводящие свойства концентрированного антифриза будут похуже, чем у стандартного (50:50), но чем-то надо поступиться. Да и сильной жары на севере не бывает.

Другое дело, когда предпускового подогревателя нет. Если двигатель удалось запустить на сильном морозе, то его мощная помпа прокачает и «кашу», которая быстро расплавится в работающем греющемся двигателе. К моменту срабатывания термостата «каша» расплавится и в радиаторе.В этом случае достаточно иметь стандартную концентрацию антифриза 50:50, в какой бы климатической зоне вы ни находились. Главной помехой для запуска двигателя является не кристаллизовавшийся антифриз, а застывшее масло.

Меряем температуру
Вопрос измерения температуры замерзания ОЖ в лабораторных и в «полевых» условиях особенно важен для покупателей антифриза, которые желают убедиться, что купленный товар точно соответствует заявленной «температуре начала кристаллизации». Также он важен для производителей антифриза при проведении выходного контроля. Поэтому остановимся на нем подробнее.

Поскольку процесс замерзания антифриза происходит в достаточно большом интервале температур, измеряют обычно «температуру начала кристаллизации», то есть момент, когда в образце жидкости появляются первые кристаллы в виде помутнения или «облачка». Этот показатель можно измерить достаточно точно, до десятых долей градуса, и повторяемость результатов измерений высока.

Для измерения «температуры начала кристаллизации» существует общепринятая лабораторная методика, в России это ГОСТ 28084-89, п. 4.3, за рубежом – ASTM D1177. Обе методики предполагают охлаждение образца жидкости до ее кристаллизации или, проще говоря, до «заморозки», однако момент начала кристаллизации в них определяется по-разному.

По ГОСТу этот момент фиксируется визуально, «на глазок». Цитируем: «…При приближении температуры испытуемой жидкости к ожидаемой температуре начала кристаллизации (за 5-10°С) прибор из охлаждающей смеси периодически (через каждые 3-5 мин) вынимают и наблюдают в проходящем свете состояние испытуемой жидкости…».

По ASTM определяется горизонтальный участок на графике зависимости температуры охлаждаемой жидкости от времени, то есть момент, когда все отводимое тепло «расходуется» на образование кристаллов, а температура остается постоянной.

В лабораториях с нормальным оснащением и квалифицированным персоналом обе методики дают одинаковый результат с точностью до 1°С. Кстати, в России выпускается отличный лабораторный электронный прибор АТКт-01, который позволяет измерять «температуру начала кристаллизации», в автоматическом режиме и по ГОСТ 28084-89, и по ASTM D1177.

Существует также множество «лабораторно-бытовых» приборов для измерения «температуры начала кристаллизации» в «полевых» условиях. При использовании таких приборов антифриз не замораживается до появления кристаллов, а измеряются другие характеристики – плотность или показатель преломления, которые связаны с концентрацией этиленгликоля в растворе и соответственно с температурой замерзания. Считаю необходимым прокомментировать такие приборы во избежание ошибок, неточностей и неправильных выводов, связанных с их применением.

Итак, первый тип таких «лабораторно-бытовых» приборов – это погружной ареометр («поплавок»). Он опускается в жидкость, и по глубине его погружения можно судить о плотности, а следовательно и о температуре замерзания данной жидкости. Иногда измерительную шкалу таких ареометров (их также называют «ареометр-гидрометр») градуируют не как обычно в граммах на кубический сантиметр, а сразу в градусах Цельсия, или в процентах содержания этиленгликоля в растворе. Типичным представителем этого класса приборов является «Ареометр-гидрометр АЭГ /тосол, антифриз/», который выпускается нашей промышленностью. Следует иметь в виду, что каждый такой ареометр-гидрометр градуирован под определенную жидкость, например на «Тосол АМ» или на водно-этиленгликолевый раствор, и при измерении другого антифриза он будет давать ошибку до пяти градусов.

При пользовании ареометром-гидрометром следует учитывать три обстоятельства. Во-первых, этот прибор реально измеряет плотность жидкости, а не температуру замерзания. Поэтому замер, сделанный ареометром-гидрометром, может служить только индикатором, оценкой температуры замерзания, но не квалификационным тестом. К примеру, вы можете насыпать в антифриз соли, в результате чего его плотность увеличится, и ареометр-гидрометр, покажет отличную «низкую температуру замерзания», которая, правда, не будет совпадать с истинной температурой замерзания.

Во-вторых, все антифризы (и тосолы) содержат в своем составе, кроме воды и этиленгликоля, пакеты присадок, которые отличаются друг от друга по количеству и по плотности. Поэтому различные антифризы при разбавлении водой имеют различные зависимости плотности от температуры замерзания, хотя и похожие друг на друга. Типичный пример: карбоксилатный антифриз CoolStream Standard и классический Тосол. При одной и той же температуре замерзания, минус 40°С, Тосол будет иметь более высокую плотность (1.078 г/см3), чем карбоксилатный антифриз (1.070 г/см3). Это связано с составом присадок – у «Тосола» присадки неорганические, «тяжелые», а у карбоксилатного антифриза органические, «легкие». Соответственно, ареометр-гидрометр покажет карбоксилатному антифризу более высокую температуру замерзания, чем «Тосолу», хотя реально эти температуры одинаковы.

В-третьих, при измерениях ареометром-гидрометром следует строго соблюдать заданную температуру измеряемой жидкости. Известно, что все тела при нагревании расширяются, в том числе антифриз. Поэтому один и тот же антифриз будет иметь разную плотность на улице и в теплом помещении. Соответственно показания ареометра-гидрометра будут разными: на улице антифриз окажется «хорошим», а в помещении этот же антифриз уже станет «плохим». Для подавляющего большинства таких приборов предполагается проведение измерения при температуре жидкости строго плюс 20°С.

Наилучший, на мой взгляд, способ оценки температуры замерзания антифриза в «полевых» условиях связан с применением обычного ареометра в сочетании с термометром. Вы наполняете прозрачную емкость, например обрезанную пластиковую бутылку, антифризом, опускаете в жидкость термометр, доводите жидкость до температуры плюс 20°С, обливая емкость снаружи горячей или холодной водой и постоянно помешивая, и измеряете плотность жидкости ареометром. Желательно применять лабораторный ареометр с точностью деления 0,001 г/куб см. Затем определяете температуру начала кристаллизации антифриза по таблице или графику зависимости этой температуры от плотности, составленному для данной марки антифриза. Точность такого замера может составить ± 2°С, но не выше. Все добросовестные производители антифризов публикуют такие таблицы и графики зависимости плотности, температуры начала кристаллизации, температуры застывания от степени разведения концентрата антифриза водой.

Второй тип «лабораторно-бытовых» приборов – это рефрактометр. Фактически этот прибор измеряет оптическую характеристику антифриза – показатель преломления, который тоже связан со степенью разведения концентрата антифриза водой и его температурой начала кристаллизации. Поскольку рефрактометр более точный (прецизионный) прибор, чем ареометр, точность определения температуры начала кристаллизации антифриза с его помощью может составить уже ± 1°С. Типичными представителями рефрактометров являются лабораторный «Рефрактометр ИРФ 454Б2 М» или карманный «Refraktometr VBC4T».

При пользовании рефрактометром следует соблюдать правила и предосторожности, описанные выше. Измерения проводить при температуре жидкости строго плюс 20°С. Пользоваться таблицей перевода показателя преломления в температуру начала кристаллизации для данной марки антифриза. Если у карманного рефрактометра измерительная шкала уже задана в градусах Цельсия, иметь в виду, что эта шкала адаптирована к какому-то конкретному антифризу, скорее всего к смеси этиленгликоля и воды. Такой прибор может служить только для индикации (оценки) температуры начала кристаллизации.

О сроке замены
Этот срок определяет производитель автомобиля, а не производитель антифриза. При этом он руководствуется своими собственными соображениями, не исключаю, что иногда даже и коммерческими. Например, антифризу Havoline XLC (он же CoolStream Premium) компании GM и VW дают «пожизненный срок» (fill for life), Ford уже дает 10 лет или 240 000 км пробега, грузовики MAN – 4 года или 500 000 км пробега, Mercedes-Benz – 5 лет, грузовики Deutz – 2 года, грузовики MTU – 3 года или 9000 моточасов, «АВТОВАЗ» – 75 000 км пробега и так далее.
Срок замены определяется, исходя из типа антифриза, конструктивных особенностей автомобиля и, главное, результатов ходовых испытаний. Так, компания Ford (спецификация WSS-M97B44-D) требует, чтобы после испытаний с пробегом в 160 тыс. километров антифриз оставался в кондиционном состоянии и сохранил в своем составе не менее 85% ингибиторов. При этом радиатор, помпа и головка блока цилиндров должны остаться в идеальном состоянии.

Производители антифриза тоже часто указывают срок эксплуатации на этикетках канистр и в документации. Добросовестный производитель определяет эту величину, усредняя рекомендации автомобильных компаний, проводивших испытания данного антифриза. Недобросовестный производитель, который и ходовых испытаний не проходил, берет эту цифру «с потолка», по принципу «чтобы не хуже, чем у других». Первичным, безусловно, является срок замены, определенный производителем автомобиля. Только в случае, если производитель автомобиля не дает никаких указаний о сроке замены антифриза, можно воспользоваться рекомендацией производителя антифриза.

Подготовлено по материалам компании ОАО «Техноформ»


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
 (голосов: 1)


Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.

Спецвыпуски

Календарь

«    Июль 2018    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 

Опрос

Направление вашего бизнеса

Продажа автомобилей
Автосервис
Оптовая торговля автокомпонентами
Автомагазин
Автоперевозки
Другое


Архив

Июль 2018 (22)
Июнь 2018 (13)
Май 2018 (21)
Апрель 2018 (25)
Март 2018 (26)
Февраль 2018 (21)


Для размещения рекламы обращайтесь в рекламный
отдел по телефону:

+38 (067) 537-82-42