Охлаждающие и технические жидкости для автомобилей

• 1.    Технические жидкости

• 2.    Охлаждающие жидкости

При эксплуатации автомобилей наряду с топливами, смазочными материалами и смазками в современной автомобильной технике широко используются технические жидкости. Они применяются для различных целей: охлаждения двигателей, торможения и амортизация автомобилей во время их движения, приведения в действие механизмов, силовых агрегатов и т.п. Требования автомобильной техники к жидкостям настолько жестки, что для их приготовления приходится пользоваться различными синтетическими веществами: гликолями, углеводородами, спиртами, эфирами и др. В определенных комбинациях или чистом виде эти вещества и составляют технические жидкости, которые обладают соответствующими, физикохимическими и эксплуатационными свойствами. В зависимости от назначения и свойств жидкости можно разделить на охлаждающие, для гидротормозных систем автомобилей, гидравлические, применяемые в гидроподъёмных системах автомобилей, амортизационные и др.

В процессе работы детали двигателя (камера сгорания, цилиндры, поршни, клапана) подвергаются нагреванию. Перегрев двигателя приводит к преждевременному самовоспламенению рабочей смеси в двигателях с искровым зажиганием, ухудшению работы системы смазки, заеданию и заклиниванию перегретых деталей, понижению механической прочности конструкционных материалов, пригоранию поршневых колец и клапанов, растрескиванию поршней, плохому наполнению цилиндров горючей смесью, перерасходу топлива, повышению токсичности отработавших газов. Перегрев двигателя может даже вывести его из строя, поэтому для нормальной работы его необходимо охлаждать. Чрезмерное охлаждение также нежелательно, так как при этом уменьшается мощность двигателя, ухудшается испарение топлива, что ведет к неполному сгоранию, увеличиваются потери мощности на трение за счёт увеличения вязкости масла. аким образом, охлаждение должно быть ограничено температурными пределами, при которых создаются наилучшие условия рабочего процесса автомобильного двигателя.

Хорошая работа системы охлаждения зависит от правильного выбора и качества охлаждающей жидкости при жидкостной системе охлаждения.

Охлаждающие жидкости должны удовлетворять следующим основным требованиям, исходящим из их назначения и условий применения:

• -    эффективно отводить тепло, для чего иметь большую теплоёмкость, хорошую теплопроводность и небольшую вязкость;

• -    иметь высокую температуру кипения и теплоту испарения;

• -    обладать низкой температурой кристаллизации;

• -    не образовывать отложения в системе охлаждения;

• -    не вызывать коррозии металлических деталей и не разрушать резиновые детали системы охлаждения;

• -    не вспениваться в процессе работы;

• -    быть дешевым, недефицитным, безопасным в пожарном отношении и безвредным для здоровья.

Для охлаждения двигателей применяют различные жидкости. В теплое время года, когда температура наружного воздуха выше 0°C, возможно применение в качестве охлаждающей жидкости чистой воды. При температурах ниже 0°C применяют жидкости, имеющие низкую температуру замерзания. В качестве охлаждающей жидкости широкое распространение имеет чистая вода, обладающая высокой теплоёмкостью. Чистая вода не вызывает коррозии, не вспенивается, не влияет на резину, не ядовита, дешевая. Но она имеет существенные недостатки: низкую температуру кипения, высокую температуру замерзания со значительным расширением объёма (на 10%), что вызывает <<размораживание>>

Разрушение системы охлаждения. Во время длительных стоянок при отрицательной температуре окружающего воздуха воду необходимо сливать, так как давление при замерзании воды составляет примерно 2500 МПа. Недостатком воды как охлаждающей жидкости является её способность образовывать накипь в рубашках и головках двигателя, что приводит к увеличению расходу топлива и масла. Накипь вызывает электролитическую коррозию алюминиевых головок цилиндров. Для снижения расхода топлива и масла при температуре ниже - 5°С используют утеплительные чехлы, а летом очищают систему охлаждения от накипи для поддержания наиболее экономичного теплового режима двигателя. Учитывая недостатки воды, вся автомобильная техника выпускается с автозаводов только с низкозамерзающими охлаждающими жидкостями.

В настоящее время широкое применение находят низкозамерзающие охлаждающие жидкости (антифризы) которые используются всесезонно. Они представляют собой водные растворы одно, двух, и трехатомных спиртов. Наибольшее распространение получили этиленгликолевые антифризы. Этиленгликоль – двухатомный спирт представляет собой маслянистую желтоватую жидкость, сладкую на вкус, без запаха, температурой кипения 197°С. Температура замерзания чистого этиленгликоля высокая – 11,5°С, но при смешивании с водой в различных соотношениях температура замерзания (- 75°С) обладает смесь, состоящая из 66,7% этиленгликоля и 33,3% воды. Этиленгликоль вызывает коррозию.

Еще большей коррозионной агрессивностью обладают продукты окисления, образующиеся при эксплуатации антифриза. Поэтому в состав антифриза вводятся противокоррозионные присадки: декстрин (углевод типа кразмала – 1 г/л), предохраняющий от разрушения свинцово - оловянный припой и динатрий фосфат в количестве 2,5-3,5 г/л защищающий медь, алюминий и латунь.

Этиленгликоль и его вводные растворы при нагревании сильно расширяются. Чтобы предотвратить выброс жидкости из системы (в случае отсутствия расширительного бочка в системе охлаждения), ее заполняют на 6-8 % меньше объема. Температура кристаллизации и состав низкозамерзающих этиленгликолевых охлаждающих жидкостей определяют с помощью гидрометра или по значению плотности. Промышленность в малом количестве выпускает антифризы марок «40» и «65», то есть имеющие температуру замерзания не выше – 40 и – 65 °С соответственно. При замерзании антифризов образуется кашеобразная масса, объем которой увеличивается всего на 0,25-0,30%, что не вызывает разрушения системы охлаждения двигателя. Теплоемкость и теплопроводность антифризов ниже, чем у воды, они разрушают резину, что вызывает необходимость применения соединительных шлангов из специальной резины.

Для всех моделей автомобилей промышленность выпускает незамерзающую жидкость «ТОСОЛ 40 М», это многокомпонентный на основе этиленгликоля антифриз. Он содержит большой комплекс антикоррозионный, антивспенивающихся и антифрикционных присадок и достаточно недорогой продукт голубого цвета.

При использовании низкозамерзающих охлаждающих жидкостей следует иметь ввиду, некоторые их особенности. Из этиленгликолевых жидкостей, находящихся в системе охлаждения, в первую очередь испаряется вода, которую следует периодически доливать в радиатор, желательно брать воду дистиллированную. Необходимо следить за тем, чтобы в этиленгликолевые жидкости не попадали бензин и другие нефтепродукты, так как они вызывают вспенивание и выброс жидкости через пробку радиатора. В процессе эксплуатации изменяется внешний вид охлаждающих жидкостей: они мутнеют, в них появляются осадки, первоначальный цвет изменяется. Это вызывает образование шлама из остатков накипи и окрашиванием этиленгликоля продуктами коррозии. При сильном изменении цвета и значительном помутнении этиленгликолевую жидкость необходимо слить, промыть систему охлаждения водой и залить свежую жидкость.

Срок службы «ТОСОЛА 40 М» ограничивается, так как присадки в процессе эксплуатации распадаются, ухудшая качество жидкости. Опытным путем установлено, что «ТОСОЛ 40 М» надежно работает 3 года, а при интенсивной эксплуатации – 60 000 км пробега.

Этиленгликоль – сильный пищевой яд, поэтому после контакта с ним необходимо тщательно мыть руки с мылом. Специальных мер защиты кожи и дыхательных путей при работе с низкозамерзающими жидкостями не требуется. Импортные охлаждающие жидкости поступают в Россию готовыми к употреблению или в виде концентратов, которые разбавляют дистиллированной водой, в пропорции указанной инструкцией. Лидером поставок является фирма «Престон», которая предложила антифриз менее ядовитой на основе пропиленгликоля. При попадании в организм пропиленгликоль существенно безопаснее своих аналогов как для людей, так и для животных, тогда как этиленгликоль мог вызвать при попадании в организм летальный исход.

"Экономика и социум" №3(22) 2016