В современных бензиновых и дизельных двигателях в качестве охлаждающей жидкости используются либо антифризы, готовые к использованию, либо концентраты, которые необходимо разбавлять водой в определенной пропорции. Антифриз защищает двигатель автомобиля от перегрева и сохраняет в рабочем состоянии все элементы системы охлаждения. За время эксплуатации жидкость теряет часть своих свойств, изменяется по цвету и составу и требует замены.
Для обеспечения нормальной работы двигателя и других узлов системы необходимо качественное охлаждение. На современном этапе наиболее распространены системы принудительного непрерывного охлаждения с постоянной циркуляцией жидкости. В процессе работы мотора антифриз может нагреваться до 120–140 градусов, а во время стоянки принимать температуру окружающей среды. Таким образом, именно состав и свойства жидкости определяют эффективность системы охлаждения и степень надежности работы двигателя. Качественный антифриз должен иметь:
Антифриз не должен способствовать коррозии металлов, вспениваться и разрушать другие элементы системы охлаждения. Практически все современные жидкости охлаждения изготавливаются на основе этиленгликоля с добавлением воды и различных присадок. Однако встречаются и антифризы на пропиленгликолевой основе. Смешивать эти два вида ОЖ между собой строго не рекомендуется!
Моноэтиленгликоль – жидкость желтого цвета без запаха с умеренной степенью вязкости с температурой кипения до 198 градусов и температурой начала кристаллизации от –11,5. При нагревании моноэтиленгликоль, смешанный с водой, очень сильно расширяется, поэтому современные оснащены специальным расширительным бачком, который должен заполняться жидкостью на 92–95% от максимального объема.
Следует понимать, что сам по себе водный раствор на основе этиленгликоля химически токсичен и агрессивен и негативно воздействует на стальные, чугунные, алюминиевые и другие поверхности системы охлаждения.
Пропиленгликоль – примерно равнозначное по свойствам вещество, которое имеет меньший показатель токсичности и большую вязкость при низких температурах. Из-за этого текучесть антифриза на основе пропиленгликоля и воды несколько ниже в зимнее время, поэтому используется такая смесь реже.
Таким образом, при смешивании этилен- или пропиленгликоля с водой в определенных пропорциях можно получить универсальную жидкость с температурой замерзания до –80 градусов. Как правило, антифриз состоит на 42–45% из воды. Такой состав наиболее выгоден производителям с экономической точки зрения. Соотношение воды и этиленгликоля определяется с помощью приборов ареометра или гидрометра, которые указывает проценты плотности жидкостей на специальной шкале.
Присадки в антифриз – комплекс антипенных, антикоррозионных, красящих, стабилизирующих и других веществ, которые добавляются для уменьшения токсичности и предотвращения негативного воздействия на металлические, резиновые, пластиковые и другие поверхности в системе циркуляции жидкости.
Современный международный регламент запрещает использование в антифризах нитритов и нитратов, так как при взаимодействии с аминами, которые содержатся в жидкости, они образуют опасные токсические соединения.
В нашей стране требования к составу охлаждающей жидкости нормируются по ГОСТу 28084-89. В стандарте прописаны главные показатели антифриза и тосола, который допускается к использованию: внешний вид, температурные режимы (показатель замерзания, кипения), плотность, вспениваемость, степень коррозионного воздействия и т. д. Сертификации в обязательном порядке охлаждающие жидкости не подлежат, при этом производители обязаны указывать все вышеперечисленные свойства на этикетках продукции или инструкции по использованию. Большинство жидкостей произведено по регламентированным стандартам качества, в которых оговаривается количество присадок, их состав, свойства и т. д.
Что касается антифриза европейского и американского производства, то требования к производству регламентируются международными стандартами качества SAE и ASTM. В этих стандартах прописаны основные требования к качеству и составу жидкости в зависимости из чего состоит антифриз (этиленгликоль или пропиленгликоль). Эти стандарты предусматривают использование жидкостей на основе этиленгликоля только для легковых автомобилей и грузовиков малой габаритности (стандарт ASTM D4576). Другие стандарты предусматривают состав антифриза, который используется на двигателях тяжелой техники, многотоннажных грузовых автомобилях, в промышленных условиях и т. д.). Состав антифриза в этом случае имеет несколько дополнительных сложных присадок. Таким образом, ОЖ стандарта ASTM D4576 могут использоваться для легковых автомобилей в нашей стране.
Существует также понятие спецификации производителя, когда конкретный изготовитель авто предъявляет дополнительные требования к антифризу, который используется на двигателях данной марки. Например, нормы General Motors или концерна Volkswagen запрещают использование в составе нитратов, аминов, фосфатов, ингибиторов коррозии, а также силикатов и хлоридов. Такое ограничение, по мнению инженеров этих компаний, позволяет увеличить срок службы двигателя и системы охлаждения путем уменьшения отложений накипи и коррозионного воздействия.
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 (присадки неорганические, допускается присутствие силикатов);
- G 12 - для тяжелой техники или новой автотехники (присадки органические, включают карбоксилатные соединения, силикаты отсутствуют).
Информация об отсутствии силикатов (free of silicate или silicate free) имеет важное значение при использовании охлаждающей жидкости в двигателях тяжелой техники. При высокой температуре силикаты способны превращаться в гелеобразные отложения, забивающие узкие каналы системы охлаждения. 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 (более подробно характеристика присадок приведена в соответствующем пункте главы).
В России слова исторически сложившимся синонимом слова антифриз является тосол. Зачастую под антифризом понимают импортный аналог тосолов. Собственно само слово «ТОСОЛ» - название первого автомобильного антифриза, разработанного специально для использования в системе охлаждения «Жигулей» и получившего широкую известность.
ТОСОЛ предназначен для охлаждения двигателей автомобилей в любое время года при любых температурах, до минус 65°С. Внешне стандартный ТОСОЛ-40 представляет собой жидкость голубого цвета, ТОСОЛ-65 - красный, впрочем, цвет - исключительно вопрос пристрастий производителя, никак не влияющий на свойства. Так, в Германии антифриз темно-зеленого цвета, а в Италии - красный. Основным назначением окрашивания современных ОЖ является информирование потребителя о составе ОЖ - органическая основа пакета присадок или неорганическая - с целью определения возможностей смешивания разных ОЖ.
В России ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Общие технические условия» 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. Это, а также цвет ОЖ (синий, зеленый, желтый и т.п.) выбирает изготовитель. ГОСТов, регламентирующих срок службы антифриза и условия ресурсных испытаний, пока нет. Техническая сертификация ОЖ необязательна. Технические требования на антифризы изложены в ТТМ 1.97.0717-2000 и ТТМ 1.97.0731-99.
Технические требования на различные виды охлаждающих жидкостей для наиболее популярной в средней полосе России жидкости с температурой замерзания минус 40oС согласно ГОСТ 28084-89 представлены ниже.
Таблица 1.3.
Технические характеристики охлаждающих жидкостей (согласно ГОСТ 28084-89)
| Наименование показателя | Норма по ГОСТ 28084-89 |
| 1. Внешний вид | Прозрачная однородная окрашенная жидкость без механических примесей |
| 2. Плотность, г/см 3 , при 20 o С, в пределах | 1,065-1,085 |
| 3. Температура начала кристаллизации, o С, не выше | минус 40 |
| 4. Фракционные данные: | |
| температура начала перегонки, o С, не ниже | 100 |
| массовая доля жидкости, перегоняемой до достижения температуры 150 o С, %, не более | 50 |
| 5. Коррозионное воздействие на металлы, г/м 2 сутки, не более: | |
| медь, латунь, сталь, чугун, алюминий | 0,1 |
| припой | 0,2 |
| 6. Вспениваемость: | |
| объем пены, см 3 , не более | 30 |
| устойчивость пены, с, не более | 3 |
| 7. Набухание резин, %, не более | 5 |
| 8. Водородный показатель (рН), в пределах | 7,5-11,0 |
| 9. Щелочность, см 3 , не менее | 10 |
Области применения антифризов
Антифризы в целом находят широкое применение в различных областях использования. Основных направлением использования является жидкостное охлаждение двигателей внутреннего сгорания. К данному сектору относится использование охлаждающих жидкостей в легковых и грузовых автомобилях с бензиновыми и дизельными двигателями.
Помимо этого, охлаждающие жидкости используются в сельскохозяйственной, строительной и др. спецтехнике, а также в военной технике. В этих областях представлена преимущественно техника с дизельными двигателями.
В двигателях мототехники также используются охлаждающие жидкости, но этот сектор существенно менее емкий. Необходимо отметить, что для мототехники выпускаются специализированные охлаждающие жидкости, которые на данный момент в России не производятся.
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 – 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.
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.
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.
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.
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.
Современные охлаждающие жидкости для автомобилей - это чаще всего водные растворы многоатомных спиртов - пропиленгликолевые и этиленгликолевые антифризы, которые не замерзают при достаточно низких температур ах. 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.
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.
Сегодня рынок антифризов для радиаторов автомобилей наполняют средства на основе этиленгликоля. Это вещество имеет ряд положительных качеств при эксплуатации. От правильного выбора средства для системы охлаждения зависит ее долговечность, а также работа двигателя.
Антифриз на основе этиленгликоля имеет низкую температуру замерзания, которая зависит от концентрации вещества. Жидкость внутри охлаждающей системы при этом начинает кристаллизироваться в интервале от 0 до -70ºС. При выборе качественного антифриза необходимо учитывать условия эксплуатации машины. В летний период он должен охлаждать двигатель максимально эффективно. Зимой жидкость не должна замерзать даже в сильные морозы.
Сегодня существует два основных типа антифриза - карбосиликатные и силикатные вещества. Второй тип применяется в автомобилях старого образца. Самым известным представителем этого класса средств является тосол. Силикатные антифризы имеют ряд недостатков, поэтому для иномарок их не используют.
Антифриз безсиликатный на основе этиленгликоля предпочтительнее для иностранных новых автомобилей. Присадки, которые входят в состав средства, в процессе работы автомобиля оседают исключительно на участках, где образуется коррозия. Это стало возможным благодаря включению в состав средства органических компонентов. В этом случае охлаждение двигателя происходит полноценно.
Силикатные разновидности, изготовленные на основе этиленгликоля, покрывают всю внутреннюю поверхность трубок неорганическими компонентами. Они эффективно предотвращают образование коррозии, но при этом снижают охлаждающую способность системы.
Антифризы на основе этиленгликоля имеют определенный состав. От этого зависят их основные характеристики. В чистом виде этиленгликоль выглядит как маслянистая субстанция. Его температура замерзания равна -13ºС, а кипения - +197ºС. Это вещество довольно плотное. Этиленгликоль - сильный пищевой яд. Это вещество токсично, особенно после выработки своего ресурса. Отходы антифризов на основе этиленгликоля, состав которых был загрязнен в процессе эксплуатации тяжелыми металлами, требуют правильной утилизации.
При смешивании его с может значительно снижаться (до -70ºС при соотношении воды и этиленгликоля 1:2). В качестве присадок могут применяться органические и неорганические компоненты. Первый вариант предпочтительнее. сегодня бывают 4 типов: карбоксилатный, традиционный, органический и гибридный. Из-за разницы компонентов, входящих в состав антифриза, нельзя смешивать разные марки этих средств. В противном случае они будут конфликтовать между собой, снижая эффективность вещества.
Изначально антифриз на основе этиленгликоля, цвет которого можно увидеть на производстве, выглядит как прозрачная субстанция. Он имеет только специфический запах. Независимо от марки антифриз не имеет цвета. Красители добавляют для идентификации его качества. Среди водителей и автомехаников бытует принятая ими классификация качества средства в зависимости от его цвета. Выделяется 3 группы антифризов.
Каждый антифриз на основе этиленгликоля для алюминиевых радиаторов, а также нагруженных систем охлаждения имеет в своем составе красители. Они никак не влияют на технические характеристики вещества. Выбор того или иного цвета зависит от прихоти производителя. Общепринятого стандарта маркировки, как и добавления красителей, не существует.
Представленные выше маркировки, которые чаще всего принимают во внимание водители и автомеханики, применялись раньше при выпуске антифризов VW coolant германского производства. Эти средства пользуются большой популярностью. Однако даже сам уже изменил свои спецификации. Сегодня этот известный производитель изготавливает 3 основных класса антифризов на органической основе. Их маркировка имеет приставку G12++, G12+++ и G13. Поэтому перед покупкой средства для охладительной системы правильнее обращать внимание на рекомендации производителя автотехники, а также состав самого расходного материала . Единой маркировки для всех антифризов не существует.
В процессе своей эксплуатации антифризы проявляют целый набор качеств. Их регламентируют нормы и допуски производителей автомобилей. Следует отметить, что этиленгликоль является токсичным веществом. При выработке его ресурса этот показатель увеличивается. Существуют правила, как утилизировать отходы антифризов основе этиленгликоля. Им приписывают различные негативные свойства. Поэтому при необходимо обращаться к специальной организации , которая выполнит утилизацию правильно.
Важно также учитывать вспениваемость антифризов. Для средств отечественного производства этот показатель составляет 30 см³, а для импортных - 150 см³. Смачиваемость у антифризов в 2 раза больше, чем у воды. Поэтому они способны просачиваться даже в очень тонкие трещины. Этим объясняется их способность вытекать наружу даже при наличии микротрещин.
В нашей стране применяют различные марки антифриза на основе этиленгликоля. К самым популярным относятся «Феликс», «Аляска», «Синтек», Long Life, Nord. Они характеризуются оптимальным соотношением цены и качества.
Представленные антифризы предназначены для суровых условий нашего климата. Также разработанная линейка средств позволяет водителю подобрать требуемое средство для двигателя своего автомобиля. Представленные средства эффективно противостоят образованию коррозии, а также обеспечивают хорошие охлаждающие свойства радиатора.
Популярные сегодня в нашей стране продукты эффективно защищают системы двигателя от образования отложений, особенно в водяном насосе, моторном отсеке и подводящих каналах.
В качестве теплоносителя в отоплении используется чаще всего вода, однако иногда применяют и антифриз. Зачем необходимо его использование и как выбрать антифриз для систем отопления мы рассмотрим ниже.
Универсальным теплоносителем для систем отопления долгое время считалась исключительно вода. Этому способствовали ее физико-химические свойства , в том числе удельная теплоемкость равная 4,169 кДж/кг.
Существует несколько факторов, которые ограничивают использование воды в качестве универсального теплоносителя:
Поэтому для решения определенных задач необходимо использовать теплоносители с более гибкими свойствами. Оптимальная и эффективная работа может быть обеспечена тем, что используется в качестве теплоносителя вместо воды антифриз для
Здесь речь идет не о таких жидкостях, как автомобильный тосол, этиловый спирт или трансформаторное масло. Для отопительных сетей подходит лучше всего именно антифриз.
В этом случае главное требование к теплоносителю – безопасность с точки зрения воспламеняемости или горючести. Также существуют определенные ограничения с точки зрения нормативов для жилых помещений или химической активности при реагировании с металлами.
Антифриз для отопления создан на основе водных растворов этиленгликоля и пропиленгликоля. Эти соединения в чистом виде представляют собой достаточно агрессивные среды для отопительных систем. Однако существуют специальные присадки для защиты от коррозии, появления пены, накипи, повреждения отдельных элементов сети и арматуры.
Эти присадки значительно увеличивают термическую стойкость, которая обеспечивается в диапазонах температур от – 70 до + 110 °С. Отмечается отсутствие термической деструкции даже при температуре + 165 - + 175 °С.
Антифриз в системе отопления нормально реагирует на материалы, которые применяются в отопительных сетях:
Отечественные антифризы для систем отопления, которые широко представлены на рынке, созданы на основе этиленгликоля.
Они изготавливаются в таких вариантах исполнения:
Заполнение системы отопления антифризом начинается с приготовления раствора. Для этого его необходимо своими руками разбавить водой. Цена этиленгликоля невысока, поэтому антифриз на его основе обычно не очень дорогой.
Существенный недостаток этиленгликоля – высокая токсичность как при попадании на тело, так и при вдыхании испарений. Смертельная доза этого вещества для человека составляет 250 мл.
Этот недостаток ограничивает использование антифризов на основе этиленгликоля в двухконтурных сетях теплоснабжения, в которых теплоноситель может попасть в контур для горячей воды. Поэтому применения таких антифризов ограничивается только одноконтурными системами отопления.
Важно! С целью безопасности антифриз на основе этиленгликоля окрашивается в красный цвет. Так легче выявить его утечку.
В конце прошлого века на рынки западных стран поступили нетоксичные антифризы, которые изготавливались на основе пропиленгликоля. Преимущество этих антифризов – полная безвредность. Это качество является самым важным для двухконтурных систем теплоснабжения. Эти антифризы тоже появились на нашем рынке. Инструкция позволяет их использовать при температуре до – 35 °С.
Важно! Для идентификации антифризов из пропиленгликоля его окрашивают в зеленый цвет.
Пропиленгликоль является утвержденной пищевой добавкой Е1520, которая часто встречается в кондитерских изделиях в качестве агента, который способствует смягчению, удержанию влаги и дисперсии вещества.
При высоких рабочих температурах (до 180 °С) применяют антифризы на основе триэтиленгликоля. Это вещество имеет высокие показатели температурной стабильности. Однако такие теплоносители не являются продукцией для широкого использования. Обычно триэтиленгликолевые антифризы используются в специальных системах отопления, в которых радиаторы отопления для антифриза также рассчитаны на высокие температуры.
Перед тем, как закачать антифриз в систему отопления, необходимо ознакомиться с информацией о теплотехнических свойствах растворов этиленгликолевых антифризов.
Основными составляющими компонентами таких растворов являются этиленгликоль и вода (около 95 %). Остальные элементы этих жидкостей составляют различные присадки.
Соотношение этиленгликоля и воды между собой определяют физико-химические характеристики антифриза:
Индивидуальные характеристики каждого конкретного типа антифриза определяет пакет присадок.
Именно от этих компонентов зависят такие характеристики как:
Главная задача присадок при использовании антифризов – защита металлов от коррозии. Исследования показали, что присадки значительно уменьшают коррозию внутренних стенок (до 100 раз).
Слой ржавчины на внутренних стенках трубопроводов и отопительных приборов имеет плохую теплопроводность (в 50 раз меньше, чем сталь), становясь, таким образом, изолятором тепла. К
роме этого за счет коррозии сужается внутренний просвет трубопроводов. Из-за этого увеличивается гидродинамическое сопротивление, и скорость движения теплоносителя по трубопроводам снижается. Это увеличивает энергетические затраты.
Частицы ржавчины в теплоносителе приводят к разгерметизации подшипников циркуляционных насосов, засоряют теплообменные каналы, элементы отопительных котлов, вызывают к протечкам и повреждению целых элементов отопительных систем.
Важно! Использование присадок защищает металлы отопительных сетей от коррозионных повреждений и увеличивает срок службы этих элементов на 10 – 15 лет.
Применение растворов антифризов на основе этиленгликоля или пропиленгликоля без присадок приводит к большим потерям в экономическом плане, чем стоимость пакета присадок.
Продаются такие вещества либо в готовом к использованию виде, либо в концентрированном виде. В концентрате антифриза содержится только главный компонент теплоносителя – этиленгликоль или пропиленгликоль. Обычная пропорция разведения концентратов для нашего климата – на одну объемную часть концентрата берутся две объемные части воды.
Важно! В системах отопления, в которых заливается антифриз нельзя использовать оцинкованные элементы. При температуре выше +75 ° С слой цинкового покрытия отслаивается от металла. После он будет оседать внутри отопительного котла, при этом антикоррозионные характеристики антифриза значительно снижаются. Поэтому радиаторы отопления под антифриз не должны быть оцинкованными.
Срок эксплуатации теплоносителя на основе антифриза зависит от режима эксплуатации. Не советуется использовать такие растворы при температуре близкой к кипению (105 – 120 °С).
При местном нагревании до температуры выше + 175 °С происходит термическое разложение компонентов антифриза (прежде всего этиленгликоля). Вследствие этого будет образовываться нагар на элементах нагрева, выделяться газообразные продукты распада и разрушаться антикоррозионные присадки.
До того, как заполнить систему отопления антифризом, необходимо обеспечить надлежащую циркуляцию теплоносителя. Кроме этого необходимо соблюсти правильное размещение нагревательных элементов , чтобы теплоноситель не перегревался и вследствие этого не пригорал.
На практике в сетях необходимо осуществлять расчеты теплообменных процессов с целью определения эффективности для конкретного теплоносителя, а также чтобы совершать требуемую циркуляцию тепловых потоков.
Такие расчеты делаются на основе табличных данных для коэффициентов, которые входят в уравнение подобия:
Важным критерием эффективности использования антифризов в качестве теплоносителя является соблюдение герметичности отопительной системы . Главный компонент таких растворов – этиленгликоль, который окисляется на воздухе. При повышении температуры этот процесс ускоряется приблизительно в два раза с повышением температуры на каждые 10 °С.
При окислении этиленгликоля образуются гликолаты. Эти соединения разрушают химическую структуру присадок и приводят к окислению стенок трубопроводов сетей и к коррозии. По этой причине необходимо в отопительных сетях применять герметичные закрытые расширительные бачки.
При эксплуатации антифриза необходимо определить оптимальное соотношение концентрации разведения основного компонента.
Если концентрация этиленгликоля будет высокой, то это приводит к следующим последствиям:
Поэтому важно определить, как происходит замерзание водно-этиленгликолевого раствора. Этот процесс проходит в несколько этапов. Для воды этот процесс проходит в один этап (жидкость – лед).
Антифриз замерзает не сразу. Сначала в нем образуются кристаллы, которые свободно перемещаются внутри жидкости. С понижением температуры содержание кристаллов увеличивается и, в конце концов, эта смесь полностью затвердевает. Причем при замерзании раствор расширяется незначительно.
Видео рассказывает о том, как выбрать антифриз:
Антифриз для системы отопления использовать имеет смысл, когда действительно есть вероятность того, что вода внутри сети может замерзнуть. При этом следует определять оптимальную концентрацию раствора для эффективной работы всей отопительной системы и принимать во внимание требования техники безопасности.
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 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.
АНТИФРИЗЫ на основе этилен- и пропиленгликолей и ВОДА. Температуры замерзания. Вязкости. Плотности. Теплоемкости.
Антифризы это - жидкости, применяемые для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, радиоэлектронной аппаратуры, промышленных теплообменников и других установок, работающих при температурах ниже 0°С. Основные требования к антифризам: низкая температура замерзания, высокие теплоемкость и теплопроводность, небольшая вязкость при низких температурах, малая вспениваемость, высокие температуры кипения и воспламенения. Кроме того, антифризы не должны вызывать разрушения конструкционных материалов, из которых изготовлены детали систем охлаждения.
Наиболее распространены антифризы на основе водных растворов этиленгликоля и пропиленгликоля (см.ниже). Однако такие растворы вызывают значительную коррозию металлов, поэтому в них добавляют ингибиторы коррозии - Na 2 HPO 4 , Na 2 MoO 4 , Na 2 B 4 O 7 , KNO 3 , декстрин, бензоат К, меркаптобензотиазол и другие. В ряде случаев, в качестве антифризов используют водные растворы солей; наиболее широко распространен раствор СаСl2. Недостатки таких антифризов – исключительно высокая коррозионная активность и кристаллизация солей при испарении воды.
СВОЙСТВА АНТИФРИЗОВ НА ОСНОВЕ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ (справочная таблица для интереса, такие антифризы практически вышли из употребления)
ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ (1,2-этандиол) НОСН2СН2ОН, бесцветная вязкая гигроскопичная жидкость без запаха, сладковатого вкуса; температура плавления -12,7 °С, температура кипения 197,6 °С. При растворении этиленгликоля в воде выделяется теплота и происходит уменьшение объема. Водные растворы замерзают при низких температурах. Этиленгликоль токсичен при попадании внутрь, действует на центральную нервную систему и почки; смертельная доза 1,4 г/кг. ПДК в воздухе рабочей зоны 5 мг/м 3 .
ПРОПИЛЕНГЛИКОЛИ (пропандиолы) С3Н6 (ОН)2 Известны 2 изомера: 1,2-П. СН3СНОНСН2ОН (1,2-пропандиол) и 1,3-П. СН2ОНСН2СН2ОН. Пропиленгликоли бесцветные вязкие гигроскопичные жидкости сладковатого вкуса, без запаха. Для 1,2-П. температура плавления -60 °С, температура кипения 189 °С. Для 1,3-П. температура плавления -32°С, температура кипения 213,5°С. 1,2-П. растворим в воде, диэтиловом эфире, одноатомных спиртах, карбоновых кислотах, альдегидах, аминах, ацетоне, этиленгликоле, ограниченно растворим в бензоле. При смешении его с водой или аминами резко снижается температура замерзания растворов. Токсичность 1,2-П. (ЛД50 34,6 мг/кг, крысы) ниже, чем у этиленгликоля.
Уровни безопасности для усредненных сроков хранения (биохимической активности) продуктов при добавлении в них 0,2% массового количества хладоносителя
приведены ниже.
Показатель оценивается по пятибалльной шкале. Пятерка не означает, что продуктом нельзя отравиться в принципе.
Температура замерзания водных растворов этиленгликоля и пропиленгликоля
Физические свойства водного раствора этиленгликоля.
Присадки антифризов могут несколько изменить параметры, подстрахуйтесь.
| Объемная доля в смеси % |
Минимальная рабочая температура t, °C |
Температура раствора t, °C |
Плотность кг/м 3 |
Теплоемкость КДж/кг*K |
Теплопроводность Вт/м*K |
Динамическая вязкость сПуаз=мПа*с=10 -3 *Н*с/м 2 |
Кинематическая вязкость сСт=мм 2 /с=10 -6 м 2 /с |
| 20 | -10 | -10 | 1038 | 3,85 | 0,498 | 5,19 | 5,0 |
| 0 | 1036 | 3,87 | 0,500 | 3,11 | 3,0 | ||
| 20 | 1030 | 3,90 | 0,512 | 1,65 | 1,6 | ||
| 40 | 1022 | 3,93 | 0,521 | 1,02 | 1,0 | ||
| 60 | 1014 | 3,96 | 0,531 | 0,71 | 0,7 | ||
| 80 | 1006 | 3,99 | 0,540 | 0,523 | 0,52 | ||
| 100 | 997 | 4,02 | 0,550 | 0,409 | 0,41 | ||
| 34 | -20 | -20 | 1069 | 3,51 | 0,462 | 11,76 | 11,0 |
| 0 | 1063 | 3,56 | 0,466 | 4,89 | 4,6 | ||
| 20 | 1055 | 3,62 | 0,470 | 2,32 | 2,2 | ||
| 40 | 1044 | 3,68 | 0,473 | 1,57 | 1,5 | ||
| 60 | 1033 | 3,73 | 0,475 | 1,01 | 0,98 | ||
| 80 | 1022 | 3,78 | 0,478 | 0,695 | 0,68 | ||
| 100 | 1010 | 3,84 | 0,480 | 0,515 | 0,51 | ||
| 52 | -40 | -40 | 1108 | 3,04 | 0,416 | 110,8 | 100 |
| -20 | 1100 | 3,11 | 0,409 | 27,50 | 25 | ||
| 0 | 1092 | 3,19 | 0,405 | 10,37 | 9,5 | ||
| 20 | 1082 | 3,26 | 0,402 | 4,87 | 4,5 | ||
| 40 | 1069 | 3,34 | 0,398 | 2,57 | 2,4 | ||
| 60 | 1057 | 3,41 | 0,394 | 1,59 | 1,5 | ||
| 80 | 1045 | 3,49 | 0,390 | 1,05 | 1,0 | ||
| 100 | 1032 | 3,56 | 0,385 | 0,722 | 0,7 |
Физические свойства водного раствора пропиленгликоля (1,2-Пропиленгликоль C3H6(OH)2)
Присадки антифризов могут несколько изменить параметры, подстрахуйтесь.
| Объемная доля в смеси % |
Минимальная рабочая температура t, °C |
Температура раствора t, °C |
Плотность кг/м 3 |
Теплоемкость КДж/кг*K |
Теплопроводность Вт/м*K |
Динамическая вязкость сПуаз=мПа*с=10 -3 *Н*с/м 2 |
Кинематическая вязкость сСт=мм 2 /с=10 -6 м 2 /с |
| 25 | -10 | -10 | 1032 | 3,93 | 0,466 | 10,22 | 9,9 |
| 0 | 1030 | 3,95 | 0,470 | 6,18 | 6,0 | ||
| 20 | 1024 | 3,98 | 0,478 | 2,86 | 2,8 | ||
| 40 | 1016 | 4,00 | 0,491 | 1,42 | 1,4 | ||
| 60 | 1003 | 4,03 | 0,505 | 0,903 | 0,9 | ||
| 80 | 986 | 4,05 | 0,519 | 0,671 | 0,68 | ||
| 100 | 979 | 4,08 | 0,533 | 0,509 | 0,52 | ||
| 38 | -20 | -20 | 1050 | 3,68 | 0,420 | 47,25 | 45 |
| 0 | 1045 | 3,72 | 0,425 | 12,54 | 12 | ||
| 20 | 1036 | 3,77 | 0,429 | 4,56 | 4,4 | ||
| 40 | 1025 | 3,82 | 0,433 | 2,26 | 2,2 | ||
| 60 | 1012 | 3,88 | 0,437 | 1,32 | 1,3 | ||
| 80 | 997 | 3,94 | 0,441 | 0,897 | 0,9 | ||
| 100 | 982 | 4,00 | 0,445 | 0,687 | 0,7 | ||
| 47 | -30 | -30 | 1066 | 3,45 | 0,397 | 160 | 150 |
| -20 | 1062 | 3,49 | 0,396 | 74,3 | 70 | ||
| -10 | 1058 | 3,52 | 0,395 | 31,74 | 30 | ||
| 0 | 1054 | 3,56 | 0,395 | 18,97 | 18 | ||
| 20 | 1044 | 3,62 | 0,394 | 6,264 | 6 | ||
| 40 | 1030 | 3,69 | 0,393 | 2,978 | 2,9 | ||
| 60 | 1015 | 3,76 | 0,392 | 1,624 | 1,6 | ||
| 80 | 999 | 3,82 | 0,391 | 1,10 | 1,1 | ||
| 100 | 984 | 3,89 | 0,390 | 0,807 | 0,82 |
Физические свойства воды.
Присадки водоподготовки (и санитарные) могут несколько изменить параметры, подстрахуйтесь.
| Температура t,(°C) |
Давление насыщенных паров 10 3 *Па |
Плотность кг/м 3 |
Удельный объем (м3/кг)x10 - 5 |
Теплоемкость КДж/кг*K |
Энтропия КДж/кг*K |
Динамическая вязкость сПуаз=мПа*с=10 -3 *Н*с/м 2 |
Кинематическая вязкость сСт=мм 2 /с=10 -6 м 2 /с |
Коэффициент объемного расширения K -1 *10 -3 |
Энтальпия КДж/кг*K |
Число Прандтля |
| 0 | 0,6 | 1000 | 100 | 4,217 | 0 | 1,78 | 1,792 | -0,07 | 0 | 13,67 |
| 5 | 0,9 | 1000 | 100 | 4,204 | 0,075 | 1,52 | 21,0 | |||
| 10 | 1,2 | 1000 | 100 | 4,193 | 0,150 | 1,31 | 1,304 | 0,088 | 41,9 | 9,47 |
| 15 | 1,7 | 999 | 100 | 4,186 | 0,223 | 1,14 | 62,9 | |||
| 20 | 2,3 | 998 | 100 | 4,182 | 0,296 | 1,00 | 1,004 | 0,207 | 83,8 | 7,01 |
| 25 | 3,2 | 997 | 100 | 4,181 | 0,367 | 0,890 | 104,8 | |||
| 30 | 4,3 | 996 | 100 | 4,179 | 0,438 | 0,798 | 0,801 | 0,303 | 125,7 | 5,43 |
| 35 | 5,6 | 994 | 101 | 4,178 | 0,505 | 0,719 | 146,7 | |||
| 40 | 7,7 | 991 | 101 | 4,179 | 0,581 | 0,653 | 0,658 | 0,385 | 167,6 | 4,34 |
| 45 | 9,6 | 990 | 101 | 4,181 | 0,637 | 0,596 | 188,6 | |||
| 50 | 12,5 | 988 | 101 | 4,182 | 0,707 | 0,547 | 0,553 | 0,457 | 209,6 | 3,56 |
| 55 | 15,7 | 986 | 101 | 4,183 | 0,767 | 0,504 | 230,5 | |||
| 60 | 20,0 | 980 | 102 | 4,185 | 0,832 | 0,467 | 0,474 | 0,523 | 251,5 | 2,99 |
| 65 | 25,0 | 979 | 102 | 4,188 | 0,893 | 0,434 | 272,4 | |||
| 70 | 31,3 | 978 | 102 | 4,190 | 0,966 | 0,404 | 0,413 | 0,585 | 293,4 | 2,56 |
| 75 | 38,6 | 975 | 103 | 4,194 | 1,016 | 0,378 | 314,3 | |||
| 80 | 47,5 | 971 | 103 | 4,197 | 1,076 | 0,355 | 0,365 | 0,643 | 335,3 | 2,23 |
| 85 | 57,8 | 969 | 103 | 4,203 | 1,134 | 0,334 | 356,2 | |||
| 90 | 70,0 | 962 | 104 | 4,205 | 1,192 | 0,314 | 0,326 | 0,698 | 377,2 | 1,96 |
| 95 | 84,5 | 962 | 104 | 4,213 | 1,250 | 0,297 | 398,1 | |||
| 100 | 101,33 | 962 | 104 | 4,216 | 1,307 | 0,281 | 0,295 | 0,752 | 419,1 | 1,75 |
| 105 | 121 | 955 | 105 | 4,226 | 1,382 | 0,267 | 440,2 | |||
| 110 | 143 | 951 | 105 | 4,233 | 1,418 | 0,253 | 461,3 | |||
| 115 | 169 | 947 | 106 | 4,240 | 1,473 | 0,241 | 482,5 | |||
| 120 | 199 | 943 | 106 | 4,240 | 1,527 | 0,230 | 0,249 | 0,860 | 503,7 | 1,45 |
| 125 | 228 | 939 | 106 | 4,254 | 1,565 | 0,221 | 524,3 | |||
| 130 | 270 | 935 | 107 | 4,270 | 1,635 | 0,212 | 546,3 | |||
| 135 | 313 | 931 | 107 | 4,280 | 1,687 | 0,204 | 567,7 | |||
| 140 | 361 | 926 | 108 | 4,290 | 1,739 | 0,196 | 0,215 | 0,975 | 588,7 | 1,25 |
| 145 | 416 | 922 | 108 | 4,300 | 1,790 | 0,190 | 610,0 | |||
| 150 | 477 | 918 | 109 | 4,310 | 1,842 | 0,185 | 631,8 | |||
| 155 | 543 | 912 | 110 | 4,335 | 1,892 | 0,180 | 653,8 | |||
| 160 | 618 | 907 | 110 | 4,350 | 1,942 | 0,174 | 0,189 | 1,098 | 674,5 | 1,09 |
| 165 | 701 | 902 | 111 | 4,364 | 1,992 | 0,169 | 697,3 | |||
| 170 | 792 | 897 | 111 | 4,380 | 2,041 | 0,163 | 718,1 | |||
| 175 | 890 | 893 | 112 | 4,389 | 2,090 | 0,158 | 739,8 | |||
| 180 | 1000 | 887 | 113 | 4,420 | 2,138 | 0,153 | 0,170 | 1,233 | 763,1 | 0,98 |
| 185 | 1120 | 882 | 113 | 4,444 | 2,187 | 0,149 | 785,3 | |||
| 190 | 1260 | 876 | 114 | 4,460 | 2,236 | 0,145 | 807,5 | |||
| 195 | 1400 | 870 | 115 | 4,404 | 2,282 | 0,141 | 829,9 | |||
| 200 | 1550 | 863 | 116 | 4,497 | 2,329 | 0,138 | 0,158 | 1,392 | 851,7 | 0,92 |
| 220 | 0,149 | 1,597 | 0,88 | |||||||
| 225 | 2550 | 834 | 120 | 4,648 | 2,569 | 0,121 | 966,8 | |||
| 240 | 0,142 | 1,862 | 0,87 | |||||||
| 250 | 3990 | 800 | 125 | 4,867 | 2,797 | 0,110 | 1087 | |||
| 260 | 0,137 | 2,21 | 0,87 | |||||||
| 275 | 5950 | 756 | 132 | 5,202 | 3,022 | 0,0972 | 1211 | |||
| 300 | 8600 | 714 | 140 | 5,769 | 3,256 | 0,0897 | 1345 | |||
| 325 | 12130 | 654 | 153 | 6,861 | 3,501 | 0,0790 | 1494 | |||
| 350 | 16540 | 575 | 174 | 10,10 | 3,781 | 0,0648 | 1672 | |||
| 360 | 18680 | 526 | 190 | 14,60 | 3,921 | 0,0582 | 1764 |
В настоящее время производители предлагают в основном две разновидности жидкости для охлаждения систем автомобиля – на основе кислот и солей. Для более наглядного отличия одну из них окрашивают в красный – на основе кислотных присадков, вторую в зеленый с использованием солевых присадков, на основе моноэтиленгликоля.
Этиленгликоль – слегка маслянистая бесцветная жидкость, сладковатого вкуса и без запаха . Изобретен был в 1859 г. химиком из Франции Вюрцом. Польза этиленгликоля заключается в том, что он значительно понижает температуру замерзания воды, поэтому это вещество широко используется в производстве охлаждающей жидкости.
К тому же, даже если антифриз на основе этиленгликоля и замерзнет, то она не превратится в твердый лед, который будет расширяться, а будет напоминать некую рыхлую массу, не способную нанести ущерб трубам и радиатору. Концентрированный антифриз на основе гликоля имеет очень высокую температуру замерзания -13 градусов, поэтому .
Такая процедура поможет обеспечить охлаждающей жидкости более низкую температуру замерзания, и на выходе получается раствор от 30% до 70%, в зависимости от необходимой концентрации, но, конечно же, экономически целесообразно использовать больше воды.
Желательно использовать воду, очищенную от твердых солей и прочих примесей. С помощью гидрометра или аерометра измеряется плотность, по которой определяется соотношение этиленгликоля и воды в антифризе.
Очень часто выбор падает именно на антифриз на основе этиленгликоля, так как его присадки обладают противовспенивающими, антикорриозными и стабилизирующими свойствами, соответственно продлевают жизнь начинке автомобиля. неопасна для человека, за исключением ее попадания внутрь. Также антифриз не должен содержать нитраты, иначе взаимодействуя с аминами, они могут выделять в воздух токсичные вещества.
Для восстановления уровня жидкости лучше использовать дистиллированную воду, а не другой . Они чаще несовместимы между собой, а их присадки при контакте друг с другом вступают в реакцию и теряют свои свойства.
