Охлаждающие жидкости

Охлаждающие жидкости для автомобилей

К автомобильным охлаждающим жидкостям предъявляются следующие требования:

(Для обеспечения хорошего теплообмена между двигателем и окружающей средой (охлаждающим воздухом, проходящим через радиатор). Безопасного и исправного функционирования системы охлаждения. Увеличения срока службы системы охлаждения и двигателя.)

Высокая теплоемкость и теплопроводность.

Способность к быстрому поглощению наибольшего количества теплоты выделяемой двигателем и эффективной отдачи его наружному воздуху через радиатор.

Низкая температура замерзания.

Безопасная эксплуатация автомобиля, практически, при любых отрицательных температурах окружающей среды. Даже при замерзании, охлаждающая жидкость с антифризом образует рыхлую массу с пренебрежительно малым увеличением объёма, примерно на 0.25-0.3% от первоначального и не повреждает двигатель, и систему охлаждения, в отличие от замёрзшей воды, которая при замерзании увеличивается в объёме примерно на 11%, от первоначального, создавая избыточное давление на стенки системы охлаждения так, что 1см2 её площади подвергается нагрузке в 2.5 тонны.

Высокая температура кипения.

Нормальная работа системы охлаждения в тёплое время года вследствие увеличения теплоёмкости охлаждающей жидкости, т.е., способностью поглощать большее количество теплоты.

Высокая температура воспламенения.

Обеспечивает пожарную безопасность при использовании.

Малая вязкость, особенно при низких температурах.

Обеспечивает хорошую циркуляцию и улучшает теплообмен.

Малая вспениваемость.

Обеспечивает оптимальный теплообмен и предотвращает образование паровых пробок.

Низкая коррозионная активность.

Замедляет разрушение металлических стенок системы охлаждения, вследствие замедления процесса коррозии.

Инертность к резиновым шлангам и уплотнителям.

Не оказывает разрушающее воздействие на резиновые комплектующие системы охлаждения, вследствие химических взаимодействий.

охлаждающие жидкости

Безопасность.

Этиленгликоль (основа антифриза) – сильнодействующий ЯД. Особую опасность представляет при проглатывании. Смертельная доза, при проглатывании, для человека составляет от 30 до 300 миллиграмм и зависит от индивидуальной чувствительности к этиленгликолю. Также проникает в организм через кожу и лёгкие, поэтому следует избегать попадания этиленгликоля на открытые участки тела и вдыхания его паров, особенно, когда этиленгликоль находится в нагретом состоянии в процессе интенсивного парообразования.

Токсичны и компоненты присадок входящие в некоторые типы антифризов.

Охлаждающая жидкость и антифриз.

В автомобильной системе охлаждения применяется охлаждающая жидкость на основе водного раствора этиленгликоля либо пропиленгликоля. Хотя, сама по себе, вода является охлаждающей жидкостью, для улучшения её эксплуатационных свойств в неё добавляется антифриз (чаще на основе этиленгликоля, потому что он дешевле) и комплекс присадок.

Антифриз это вещество расширяющее рабочий диапазон температур охлаждающей жидкости, уменьшающий температуру её замерзания и увеличивающий температуру кипения.

В состав комплекса присадок входят: смазывающие компоненты (для смазки движущихся частей водяного насоса), компоненты для предотвращения накипи, вспенивания, ингибиторы коррозии (для замедления коррозионных процессов в системе охлаждения) и другие.

Поэтому, хотя, сама по себе, обычная вода является видом охлаждающей жидкости, и её свойства как теплоносителя (теплопроводность, теплоемкость и вязкость) существенно лучше, чем у этиленгликоля, использование чистой воды, с позиции эксплуатационного процесса, не оправдано даже летом.

Использование автомобильной охлаждающей жидкости даёт ощутимые преимущества в любое время года.

Антифриз и его типы.

Для применения в автомобильных системах охлаждения используются охлаждающие жидкости содержащие антифриз, представляющий из себя этиленгликоль либо пропиленгликоль. Этиленгликоль и пропиленгликоль хорошо растворяются в воде, так же они образуют растворы с большим количеством веществ, относящихся к различным классам химических соединений. Этиленгликоль и пропиленгликоль относятся к общему для них классу гликолей (двухатомных спиртов), обладают схожими свойствами, механизмами работы и, при смешивании друг с другом образуют растворы, т.е., они совместимы.

Про различные комплексы присадок добавляемые к антифризу сказать то же самое нельзя, поэтому, именно комплексы присадок делят антифриз на типы.

Антифриз и его цвет.

Для удобства использования антифриз имеет цвет.

антифриз и его цвет

Изначально этиленгликоль и пропиленгликоль это бесцветные жидкости, цвет они приобретают за счёт добавления к ним красителя, что не влияет на их свойства и качество. Для разных потребителей (заводов-изготовителей автомобилей) антифриз может быть окрашен в разный цвет, причём не зависимо от пакетов присадок.

Поэтому, цвет антифриза не определяет его тип.

Совместимость антифризов.

Типы пакетов присадок антифризов отличаются друг от друга по химическому составу, имеют различные механизмы работы и являются сбалансированными комплексами. Смешивать их крайне не рекомендуется. Это может привести к взаимному нарушению механизмов их работы, взаимному разрушению компонентов присадок, вследствие химических реакций между ними, что приведёт к резкому ухудшению эксплуатационных свойств полученной при смешивании различных типов антифризов охлаждающей жидкости и, преждевременному выходу из строя системы охлаждения и двигателя.

Как следствие, с учётом всего выше сказанного, критерием смешиваемости антифризов различных производителей является тип пакета присадок. Смешивать можно только антифризы с пакетами присадок относящихся к одному типу. Это определяющий фактор. Далее, для краткости и как уже было сказано выше, будем называть антифриз с пакетом присадок определённого типа - типом антифриза. Если несколько антифризов различных производителей, торговых марок и цветов, относятся к одному типу (тип антифриза определили типом пакета присадок) – смешивать их можно. Однако одинаковый цвет антифризов не является признаком их совместимости.

Тем не менее, даже если два антифриза относятся к одному типу, но имеют разные основы (этиленгликоль и пропиленгликоль), смешивать их не рекомендуется (хотя это допустимо при необходимости), так как, не смотря на схожесть их свойств, всё же, в них есть отличия, что, в результате смешивания, приведёт к изменению эксплуатационных свойств охлаждающей жидкости. Главное различие это сильная токсичность этиленгликоля по сравнению с пропиленгликолем. Пропиленгликоль, в отличие от этиленгликоля, менее агрессивен к металлам и обладает большей теплопроводностью. Водный раствор этиленгликоля при одной и той же концентрации имеет более низкую температуру замерзания по сравнению с водным раствором пропиленгликоля.

Совместимость с другими типами антифризов должна указываться на упаковке. Но, даже если допускается смешивание с другими типами антифризов, это, всё равно, ведёт к разбалансировке пакета присадок, уменьшению её срока службы и ухудшению эксплуатационных свойств.

Как определить тип антифриза.

Существуют общие стандарты для охлаждающих жидкостей, но производители автомобилей имеют свои стандарты, предъявляющие дополнительные требования к ним. Такие стандарты более полные и конкретные, поэтому, при выборе антифриза (концентрата), либо готовой охлаждающей жидкости, ориентироваться лучше по ним.

Существует четыре типа антифризов:

Традиционный.

традиционный

Основа – этиленгликоль. Срок службы не превышает 2 года. Содержит только неорганические ингибиторы коррозии. Компоненты пакета присадок обладают высокой токсичностью, низкой стабильностью, чувствительны к высоким температурам, что, из-за множества компонентов входящих в него, делает нестабильной всю систему присадок в целом. Так как ускоренный распад одного из компонентов приводит к разбалансировке всей системы. Кроме того, механизм работы силикатов снижает эффективность теплообмена охлаждающей системы. Под воздействием высокой температуры, силикаты способны превращаться в гель, другие компоненты также приводят к выпадению осадка, что, в совокупности, влечёт засорение системы охлаждения, преждевременный выход из строя её компонентов, водяного насоса и термостата.

Гибридный.

Основа – этиленгликоль. Срок службы от 3 до 5 лет. В пакет присадок добавлены органические ингибиторы коррозии карбоксилаты, уменьшено содержание токсических компонентов. Может содержать силикаты.

Карбоксилатный.

карбоксилатный
карбоксилатный

Основа – этиленгликоль. Срок службы более 5 лет. Содержит только органические ингибиторы коррозии карбоксилаты, обладающие высокой стабильностью, превосходными антикоррозионными свойствами, имеющие большой срок службы и избирательный механизм работы. Прекрасно защищает от коррозии и кавитационного воздействия. Обеспечивает оптимальный теплообмен. Отсутствие неорганических ингибиторов коррозии снижает токсичность и предотвращает отложение накипи на стенках системы охлаждения.

карбоксилатный

Рекомендован для двигателей работающих в режимах близких к максимальной мощности. Большинство мировых автозаводов для первой заливки системы охлаждения используют именно этот тип.

Лобридный.

Основа – этиленгликоль. Срок службы неограничен производителем. Разработан в 2008 году на объединении двух технологий (карбоксилатной и силикатной). Обладает избирательным механизмом работы. Содержит сбалансированную, высокостабильную комбинацию органических ингибиторов коррозии - карбоксилатов, и небольшое количество неорганических – силикатов.

Система нормативов (G):

При выборе типа антифриза можно ориентироваться по получившей широкое распространение классификации Фольксваген.

G11(G48) – традиционный
G11
G12 - карбоксилатный
G12
G12
G12+(G30) - улучшенный карбоксилатный
G12+(G30)
G12++(G40) - лобридный.

как приготовить охлаждающую жидкость из антифриза (концентрата).

Температурные свойства готовой охлаждающей жидкости зависят от концентрации в ней антифриза. То есть от процентного соотношения воды и этиленгликоля либо пропиленгликоля.

Обычно разводят 1:1, т.е., 50% воды + 50% антифриза (концентрата). При таком процентном соотношении, из одного литра антифриза (концентрата) получается два литра готовой к применению охлаждающей жидкости.

таблица процентного содержания антифриза (этиленгликоль либо пропиленгликоль) в воде в соотношении с температурой замерзания.

Раствор Температура замерзания Плотность при 20˚С
Пропиленгликоль 30% -13˚С 1,023
Пропиленгликоль 35% -20˚С 1,028
Пропиленгликоль 40% -25˚С 1,032
Пропиленгликоль 45% -30˚С 1,035
Пропиленгликоль 50% -35˚С 1,038
Пропиленгликоль 55% -45˚С 1,040
Пропиленгликоль 60% -55˚С 1,042
Пропиленгликоль 65% -60˚С 1,043
Пропиленгликоль 70% -65˚С 1,044
Раствор Температура замерзания Плотность при 20˚С
Этиленгликоль 30% -15˚С 1,038
Этиленгликоль 35% -20˚С 1,045
Этиленгликоль 40% -25˚С 1,052
Этиленгликоль 45% -30˚С 1,058
Этиленгликоль 50% -35˚С 1,064
Этиленгликоль 55% -43˚С 1,071
Этиленгликоль 60% -50˚С 1,077
Этиленгликоль 65% -60˚С 1,083
Этиленгликоль 70% -70˚С 1,088

тосол или антифриз.

Обычно слова «Тосол» и «Антифриз» часто используются как абстракция, для обозначения низкозамерзающей охлаждающей жидкости. Т.е., под тосолом или антифризом, часто подразумевают любую низкозамерзающую охлаждающую жидкость, точно так же, как маркой «Джип», часто называют любой внедорожник.

Истина в том, что антифриз это вещество, которое, при смешивании с водой, изменяет температуру её замерзания и кипения, а Тосол – это торговая марка охлаждающей жидкости традиционного типа, и антифриз является её обязательным компонентом, т.е., антифриз входит в состав тосола.