Раньше системы охлаждения проверялись, как правило, в преддверии зимнего периода. Надо было удостовериться, что система заполнена необходимым количеством раствора антифриза с соответствующим цветовым кодом. В этом случае вода в двигателе не замерзнет, не расширится и не повредит компоненты двигателя при низкой температуре. Сегодня ситуация сложнее. Во-первых, не рекомендуется заменять охлаждающую жидкость, подбирая просто по цвету. Ниже приведена информация о современных типах охлаждающей жидкости и техническом обслуживании систем охлаждения. Использование неподходящей или загрязненной охлаждающей жидкости может привести к внутренней эрозии двигателя и системы охлаждения или к другим повреждениям.
Современные охлаждающие жидкости
Для чего нужна охлаждающая жидкость двигателя?
Охлаждающая жидкость используется в автомобильной промышленности для решения трех основных задач. Во-первых, для предотвращения замерзания жидкостей в двигателе и системе охлаждения. Во-вторых, для защиты двигателей внутреннего сгорания и компонентов их системы охлаждения от коррозии. И, в-третьих, для сохранения смазочных свойств моторного масла и ограничения расширения двигателя под действием тепла. Двигатели внутреннего сгорания сжигают ископаемое топливо для выработки энергии или мощности, но только около одной трети этой энергии фактически используется для движения автомобиля. Остальные две трети преобразуются в избыточное тепло. 50% тепла выводится через систему выпуска в атмосферу, а остальные 50% нагревают компоненты двигателя. Для поглощения этого избыточного тепла, удерживаемого внутри двигателя, необходим жидкий теплоноситель. Этот теплоноситель циркулирует по системе охлаждения, передавая тепло радиатору, который рассеивает его в атмосферу с помощью охлаждающих пластин.
Теплопередача
Из чего состоит охлаждающая жидкость двигателя?
Охлаждающая жидкость или антифриз обычно производится с использованием воды (50%), базовой жидкости (45%) и добавок (5%).
1. Вода
Вода эффективно передает тепло. Однако ее использование сопряжено с потенциальными проблемами: температура замерзания воды составляет 0 °C, температура кипения — 100 °C; вода не имеет смазочных свойств и не защищает от коррозии.
Категорически запрещается использовать в системе охлаждения жесткую воду. Водопроводная вода, как правило, содержит хлорид, который является коррозионно-активным, а также кальций и магний, которые могут осаждаться на поверхностях системы охлаждения. Такой осадок приводит к закупориванию радиаторов системы охлаждения и патрубков радиаторов отопителей, а также может стать причиной отказа водяного насоса. В системе охлаждения автомобиля рекомендуется использовать только дистиллированную, деминерализованную или деионизированную воду.
2. Базовая жидкость
Базовая жидкость обычно состоит из этиленгликоля или пропиленгликоля. Гликоль обладает хорошими смазывающими свойствами, что особенно важно для механического уплотнения водяного насоса и для работы клапана термостата. Концентрированный гликоль имеет температуру замерзания приблизительно –12 °C и температуру кипения 196 °C. Смесь воды и гликоля в соотношении 50/50 понижает температуру замерзания раствора приблизительно до –37 °C, а температура кипения смеси — до 129 °C, что значительно превышает температуру кипения чистой воды. Кроме того, в зависимости от климата могут использоваться такие соотношения смеси, как 40/60, 30/70 и 35/65. Всегда соблюдайте пропорции, рекомендованные производителем охлаждающий жидкости, указанные на упаковке.
3. Добавки или ингибиторы
Существует целый ряд различных комплексов добавок или ингибиторов, предназначенных для защиты двигателя и системы охлаждения от коррозии, эрозии, кавитации и образования накипи. Добавки помогают повысить уровень pH раствора охлаждающей жидкости от кислотного до щелочного.
Ингибиторы охлаждающей жидкости защищают компоненты от коррозии
Существует три основных типа охлаждающей жидкости: с неорганическими (кислотными) добавками (I.A.T.), с органическими (кислотными) добавками (O.A.T.) и с гибридными органическими (кислотными) добавками (H.O.A.T.).
Три основных типа охлаждающей жидкости:
- Охлаждающие жидкости с неорганическими (кислотными) добавками (I.A.T.):
- Рекомендуемый срок службы: два года или 30000–40000 миль (48280–64373 км).
- В состав входят не кислоты, а соли неорганических кислот, включая силикаты, фосфаты, амины и нитриты.
- Это традиционные ингибиторы коррозии, которые эффективно защищают все металлы за счет покрытия компонентов системы охлаждения защитной пленкой.
- Охлаждающие жидкости с органическими (кислотными) добавками (O.A.T.):
- Рекомендуемый срок службы: пять лет или 100000 миль (160934 км).
- В состав входят не кислоты, а соли органических кислот, включая карбоксилаты, себацинаты и 2-этилгексановую кислоту (2-EHA).
- Эти ингибиторы коррозии обеспечивают защиту черных металлов и алюминиевых сплавов. Они не защищают «желтые» металлы, такие как латунь, используемые при пайке. По этой причине охлаждающие жидкости с органическими (кислотными) добавками (O.A.T.) не являются безопасными при использовании в старых системах, содержащих латунь.
- Охлаждающие жидкости с гибридными органическими (кислотными) добавками (H.O.A.T.):
- Рекомендуемый срок службы: от пяти до десяти лет или 150000 миль (241401 км).
- Такие жидкости состоят из смеси жидкостей с неорганическими (IAT) и органическими (OAT) кислотными добавками.
Неорганические добавки используются для покрытия поверхностей системы охлаждения, поскольку они способны образовывать толстый защитный слой. Однако со временем они теряют свою эффективность. Неорганические добавки образуют пленку на всех поверхностях независимо от типа материала. Органические добавки образуют химические связи с уязвимыми поверхностями, создавая тонкий, но чрезвычайно стойкий слой на участках, требующих защиты.
Рекомендации по техническому обслуживанию:
1. Не смешивайте охлаждающие жидкости разного типа
Не подбирайте цвета — в этом нет необходимости
Раньше на рынке преобладали антифризы зеленого и синего цвета и действовало правило: заменять зеленый антифриз на новый зеленый, синий — на новый синий. Теперь же не рекомендуется заменять охлаждающую жидкость просто по цвету. Сегодня производители охлаждающих жидкостей используют различные цвета. Однако это не определяет типы охлаждающих жидкостей, используемых в системах охлаждения автомобилей.
Без универсальной системы окрашивания охлаждающей жидкости
Последствия смешивания
Смешивание охлаждающих жидкостей с различными добавками может быть опасным. В качестве примера можно привести противоположные воздействия, которые оказывают на алюминий силикаты и бораты:
Смешивать охлаждающие жидкости — опасно
Неправильное смешивание охлаждающих жидкостей может привести к истощению ингибиторов, выпадению силикатов, загрязнению металлическими частицами или появлению ржавчины и коррозии в жидкостной системе, что ведет к выходу компонентов системы из строя. Наиболее распространенными формами коррозии алюминия являются точечная коррозия и окисление, а чугуна и стали — ржавчина.
Коррозия алюминиевых (слева) и стальных (справа) компонентов
Наконец, такое смешивание может вызвать химические реакции. Силикаты или фосфаты отделяются от раствора охлаждающей жидкости или «выпадают» из него, оставляя в системе охлаждения гелеобразное вещество (как показано ниже). Это вещество может повредить и заблокировать радиаторы, теплообменники отопителей, водяные насосы, водяные рубашки двигателя и шланги системы охлаждения. Простое сужение проходного сечения на 2 мм в узких частях системы охлаждения может снизить эффективность системы на 40% из-за уменьшения циркуляции. Наконец, может возникнуть и такая химическая реакция, как разложение гликоля, которая приводит к потере защиты от коррозии.
Гелеобразное вещество, образующееся при смешивании охлаждающих жидкостей
2. Убедитесь, что охлаждающая жидкость не стала кислой/щелочной
Срок службы охлаждающей жидкости
Когда производители современных автомобилей стали использовать различные типы металлов для производства деталей двигателей и систем охлаждения, для защиты этих систем потребовалась разработка специализированной охлаждающей жидкости. По мере старения охлаждающей жидкости защитные ингибиторы истощаются или «выпадают в осадок» из раствора. Таким образом, чем дольше охлаждающая жидкость остается без контроля, тем выше вероятность повышения ее кислотности. Известно, что кислотный раствор вызывает внутреннюю эрозию двигателя (и его металлических компонентов) и системы охлаждения. Кислота вступает в реакцию с металлическими поверхностями и образует отложения в системе охлаждения. Эти отложения могут переноситься по системе охлаждения и накапливаться в разных точках, ограничивая поток и вызывая перегрев.
Невыявленная утечка по прокладке головки цилиндров
Недостаточно просто следить за сроком службы охлаждающей жидкости, который указан на упаковке. Этот срок может сократиться под воздействием различных факторов, таких как невыявленная утечка по прокладке головки цилиндров. Газообразные продукты сгорания, проникающие из камеры сгорания в водяные каналы охлаждения двигателя в случае утечки, смешиваются с охлаждающей жидкостью и повышают ее кислотность. По этой причине рекомендуется регулярно проводить опрессовку системы охлаждения во время планового технического обслуживания, например, с помощью устройства для проверки герметичности системы охлаждения Gates 31367.
Устройство для проверки герметичности системы охлаждения
Плохое заземление между двигателем и шасси
Другая распространенная причина преждевременного истощения или потери ингибиторов системы охлаждения — это плохое заземление между двигателем и шасси. Плохие контакты заземления автомобиля могут стать причиной альтернативного возврата электрического тока обратно в аккумуляторную батарею, например, через охлаждающую жидкость в системе (которая в этом случае становится проводящим электролитом). В случае такой гальванической реакции происходит быстрый расход ингибиторов из раствора охлаждающей жидкости. В результате кислотность раствора повышается.
Видимый признак гальванической реакции в системе охлаждения — это неравномерное изменение цвета (потемнение) внутренних металлических поверхностей водяного насоса. Потемневшие поверхности становятся слегка шероховатыми.
Изменение цвета водяного насоса в результате гальванической реакции
Повреждения не всегда видны сразу, поэтому для проверки наличия напряжения в охлаждающей жидкости используйте универсальный измерительный прибор (мультиметр).
- Во время работы двигателя при нормальной рабочей температуре приведите отрицательный (–) щуп в контакт с надежной точкой заземления. Положительный (+) щуп опустите непосредственно в охлаждающую жидкость в верхней части радиатора или расширительной емкости. Будьте осторожны: при рабочей температуре в системе присутствует давление.
- Не допускайте контакта положительного щупа с металлическими деталями (при наличии таковых).
- Увеличьте обороты двигателя примерно до 2000 об/мин.
- Если прибор показывает значение ниже 0,3 В — значит, охлаждающая жидкость в хорошем состоянии.
- Если напряжение составляет 0,3 В или более — значит, ингибиторные добавки истощены и больше не защищают систему охлаждения.
- Определите причину возникновения тока.
- Проверьте и замените все неисправные или поврежденные заземляющие шины или кабели.
- Убедитесь в том, что точки заземления чистые и защищены от воздействия погодных условий.
- Промойте систему охлаждения с помощью инструмента для промывки Power Clean™ Flush Tool от Gates
- Немедленно замените охлаждающую жидкость на охлаждающую жидкость того типа, который рекомендован производителем автомобиля.
Проверка наличия напряжения охлаждающей жидкости с помощью мультиметра
Измерение уровня pH для проверки кислотности или щелочности охлаждающей жидкости
Кроме того, для проверки pH охлаждающей жидкости с целью контроля состояния комплекса добавок следует использовать pH-метр или лакмусовые полоски.
pH-метр и лакмусовые полоски
pH — это показатель кислотности или щелочности жидкости. Как правило, диапазон pH охлаждающих жидкостей составляет от 8,5 до 10,5 Если pH слишком низкий, охлаждающая жидкость станет кислой и начнет разрушительно воздействовать как на алюминий, так и на черные металлы, такие как чугун и сталь. Если pH слишком высокий, охлаждающая жидкость будет чрезмерно щелочной, что приведет к деградации цветных металлов, таких как медь и алюминий.
Диаграмма pH, показывающая степень кислотности и щелочности
3. Проверка температуры замерзания
Необходимо регулярно проверять температуру замерзания охлаждающей жидкости, особенно при проведении технического обслуживания. Гидрометры больше не подходят для проверки охлаждающей жидкости. Теперь используется рефрактометр (номер в каталоге Gates - 91001) как для измерения концентрации гликоля в системах охлаждения, так и для измерения уровня заряда и удельной плотности электролита в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях.
Инструмент для проверки температуры замерзания
4. Полная промывка и повторное заполнение
При ремонте системы охлаждения:
Полностью промойте систему с помощью инструмента для промывки Power Clean от Gates.
Заполните систему подходящей охлаждающей жидкостью или антифризом. Разбавляйте охлаждающую жидкость правильного типа водой до получения смеси 50/50 или используйте предварительно разбавленную смесь охлаждающей жидкости.
Прокачайте систему, чтобы удалить из нее весь воздух. (Для прокачивания современных систем может потребоваться диагностическое оборудование.)
Передовые методы технического обслуживания
Предотвратите загрязнение и другие проблемы, описанные выше. Помните, что замена охлаждающей жидкости обходится дешевле, чем замена таких компонентов системы охлаждения, как радиаторы или теплообменники отопителей. Большинство этикеток на упаковке охлаждающей жидкости свидетельствуют о том, что пяти- или десятилетний гарантированный уровень защиты от коррозии действителен только при условии полной промывки и повторного заполнения системы охлаждения.
Система охлаждения должна быть чистой
Несмотря на то что компания Gates не является производителем охлаждающей жидкости, мы производим и поставляем компоненты систем охлаждения, которые могут быть повреждены при использовании неподходящей или загрязненной охлаждающей жидкости. Преимущества чистой системы охлаждения:
- более эффективное охлаждение двигателя
- ускоренный прогрев двигателя
- снижение расхода топлива
- увеличение срока службы компонентов
- снижение числа рекламаций
- повышение доверия клиентов