Охлаждающие жидкости в автомобильных двигателях

Охлаждающая жидкость представляет собой среду, посредством которой от- работанное тепло двигателя передается к радиатору двигателя или радиатору отопления. Специальные составы ох- лаждающих жидкостей существенно способствуют безупречному функциони- рованию системы охлаждения. Охлаж- дающая жидкость для автомобильных двигателей с жидкостным охлаждением – за немногими исключениями, такими как масляное охлаждение – состоит из смеси воды и охлаждающего средства.

Исходя из функции и назначения, над- лежащая охлаждающая жидкость так же важна, как и моторное масло. Не- верные спецификации, неподходящее соотношение компонентов смеси или нерегулярная замена охлаждающей жидкости, либо же ее старение ведут к коррозии и преждевременному выходу из строя водяного насоса, а также других конструктивных элементов двигателя.

Содержащиеся в охлаждающей жидкости присадки действуют как препятствую- щие старению стабилизаторы, защита от коррозии, пеноподавители, средства для очистки и материалы для покрытия. Все дополнительные вещества обеспечи- вают надлежащую функцию и состояние охлаждающей жидкости до следующей замены.

Некоторые из важнейших функций или же положение дел, связанные с охлажда- ющим средством, разъясняются ниже.

Внимание распространено мнение, что охлаждающие средства на базе гликоля выполняют только функцию антифриза. Однако функция защиты от замерзания – это лишь одно из многих требований. Охлаждающее средство, как правило, необходимо для защиты системы охлаж- дения от коррозии.

Главным компонентом охлаждающего средства является моноэтиленгликоль. Он имеет очень низкую точку замерза- ния. Используемая в системе охлажде- ния охлаждающая жидкость состоит из смеси чистого охлаждающего средства и воды; она готовится в определенных пропорциях согласно инструкциям из- готовителя двигателя. Часто используе- мым соотношением компонентов смеси является 50:50.

Даже в регионах, где возможны очень низкие температуры, нельзя использовать неразбавленное охлаждающее средство. Если добавить в охлаждающее средство слишком мало воды или использовать его неразбав- ленным, то, начиная с определенной температуры, наблюдается обратный эффект защиты от замерзания. В этом случае охлаждающая жидкость может замерзать уже при температуре менее –15 °C, несмотря на высокую концентра- цию охлаждающего средства.

Охлаждающее средство в чистом виде имеет меньшую теплоемкость, чем обычная вода. Это означает, что смесь из охлаждающего средства и воды в равных объемах может транспортиро- вать меньше теплоты к радиатору, чем чистая вода. Изготовитель двигателей учитывает эту более низкую теплоем- кость охлаждающего средства при расчете системы охлаждения. Скорость циркуляции водяного насоса, величина радиатора и объем охлаждающей жидкости адаптированы соответствен- но. Если добавить охлаждающее средство в охлаждающую жидкость при достаточном размере радиатора транс- портного средства, то двигатель даже в жарких регионах будет защищен от перегрева.*

Двигатели, которые недопустимым образом эксплуатируются только с обычной водой, при определенных обстоятельствах никогда не достигают надлежащей рабочей температуры, так как это приводит к превышению разме- ра системы охлаждения. В главе "Де- фекты и причины выхода из строя" такая ситуация описывается подробнее.

Точка кипения охлаждающей жидкости повышается с увеличением доли охлаждающего средства. Чистая вода при давлении воздуха, имеющемся на уровне моря, имеет точку кипения в 100 °C. Для чистого охлаждающего средства на базе моноэтиленгликоля точка кипения превышает 160 °C. Доля охлаждающего средства имеет, таким обра- зом, существенное влияние на точку кипения охлаждающей жидкости. Это означает, что охлаждающая жидкость в зависимости от доли охлаждающего средства достигает точки кипения лишь при гораздо более высоких температу- рах. Это служит в качестве резерва безопасности с целью предотвращения кавитации на конструктивных элементах двигателя. Избыточное давление в системе охлаждения (около 1 бара) дополнительно повышает точку кипения.

На графике представлены кривые давления пара некоторых гликолево-во- дных смесей. Результирующие точки кипения, например, при начальном давлении в системе охлаждения 1 бар и при различных соотношениях компонен- тов смеси, можно считать по соответ- ствующим точкам пересечения.


*Для подержанных автомобилей (грузовых), продаваемых из умеренных широт в жаркие климатические зоны, в случае необходимости, нужно адаптировать размер радиатора транспортного средства согласно предписаниямизготовителя, чтобы избежать перегревания двигателя. Эксплуатация системы охлаждения на чистой воде и/или с демонтированнымтермостатом не может эффективно предотвратить перегревание двигателя.

Защита системы охлаждения от коррозии является важнейшей функцией охлаждающего средства, которая влияет, в первую очередь, на долговечность всего двигателя.

Если в охлаждающей жидкости недостает снижающих коррозию субстанций, а если в ней, возможно,
присутствуют соли и кислоты, это может вызвать химическое воздействие на детали (коррозию). Со временем это ведет к разрушению конструктивных элементов двигателя. Самой распространенной проблемой в системах охлаждения является коррозия алюминия.

Содержащийся в воде кислород к тому же окисляет железные материалы и ведет к появлению в охлаждающей жидкости твердых веществ (ржавчины).

Относительно твердые частицы ржавчины ведут к быстрому износу контактных уплотнительных колец водяного насоса.

Чтобы воспрепятствовать коррозии, охлаждающее средство должно быть щелочной средой. Значение pH составляет около 8. Это оказывает буферное воздействие на кислоты, попадающие в охлаждающую систему. Со временем буферное воздействие снижается. Содержащая соли вода, дождевая вода, остатки смягчающих средств радиатора или отработавшие газы, попадающие в охлаждающую жидкость, могут сместить кислотно- щелочной баланс в сторону кислотной среды. Чистая (дистиллированная) вода имеет значение pH 7 и, таким образом, является нейтральной. График наглядно представляет, в каком диапазоне значений pH находятся различные взятые для примера жидкости.