汽車防凍冷卻液,是汽車?yán)鋮s系統(tǒng)用的循環(huán)介質(zhì),用于水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)在冬季防凍,防凍液還具有抗腐蝕的功能(包括大面積的腐蝕和點(diǎn)蝕)、防止水垢形成等功能。
載貨汽車根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率負(fù)載可以分為輕負(fù)荷和重負(fù)荷兩種類型。由于重型貨車載貨的負(fù)荷較大,一般設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)都是采用濕式缸套,但濕式缸套有著不小的缺點(diǎn),容易因冷卻液體隨著水泵的高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生氣泡導(dǎo)致缸套發(fā)生點(diǎn)蝕,所以對防凍冷卻液的要求也與普通輕負(fù)荷車輛的要求不同,可以說冷卻液的技術(shù)發(fā)展與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)相輔相成,以下介紹發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的分類及技術(shù)趨勢,車隊(duì)管理者在選擇車輛防凍液時(shí)可以予以鑒別選擇。
防凍冷卻液可以按照基礎(chǔ)液類型、緩蝕劑組成、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷來進(jìn)行分類。
1、按照基礎(chǔ)液的類型一般分為是乙二醇型和丙二醇型的防凍冷卻液,有些低級(jí)的用于工業(yè)的防凍液采用的是含有無機(jī)鹽的水溶液進(jìn)行降低冰點(diǎn),但是這種溶液無法用于汽車防凍機(jī)冷卻系統(tǒng)的,否則會(huì)造成嚴(yán)重的事故。
2、按照緩蝕劑的組成可以分成以無機(jī)鹽(IAT)為主的常規(guī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和以有機(jī)酸(OAT)為主的有機(jī)型及復(fù)合型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液,隨著近年來對防凍冷卻液的研究的深入,更多的研究發(fā)現(xiàn),單一的防護(hù)對冷卻系統(tǒng)的保護(hù)都存在自身的缺點(diǎn),越來越多的研究都放在復(fù)合了無機(jī)鹽和有機(jī)酸的復(fù)合添加劑配方上,尤其是大量有機(jī)酸復(fù)合少量無機(jī)鹽的復(fù)合型配方。
3、按照使用壽命對冷卻液的分類一般分為長效型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和普通型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液,普通型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的使用年限一般不會(huì)超過2年。對于長效防凍冷卻液的使用壽命一般認(rèn)為3年以上。
4、重負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)常見問題
①缸套因冷卻液體隨著水泵的高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生氣泡導(dǎo)致發(fā)生點(diǎn)蝕,如下圖所示:
受到穴蝕的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸套
劣質(zhì)冷卻液中有過多硅酸鹽致沉淀和添加物凝固
缸套浸泡在不良冷卻液中導(dǎo)致腐蝕
缸套浸泡在不良冷卻液中導(dǎo)致腐蝕
重負(fù)荷冷卻液類型及選擇
對于重負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)來說最關(guān)注的就是發(fā)動(dòng)機(jī)濕式缸套的穴蝕及襯墊的點(diǎn)蝕,以及沉淀結(jié)垢的問題。為解決這個(gè)問題目前重負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液分為兩個(gè)類型:一是外加SCA的強(qiáng)氧化無機(jī)鹽型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液;二是采用OAT技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液。不同地區(qū)的差異性會(huì)導(dǎo)致冷卻液的技術(shù)向不同方向發(fā)展,首先要研究的就是地域性。
1、更多鋁合金及輕金屬合金的使用
燃油效率是發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步的永恒話題。重負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率不斷得到提高,采用輕材質(zhì),減少發(fā)動(dòng)機(jī)重量是有效的手段之一。公路卡車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋和氣缸座都在逐漸輕質(zhì)化,散熱器、水箱的材質(zhì)更多使用鋁合金,冷卻液連接管也逐漸減少了銅合金的使用。缸瓦的材質(zhì)也發(fā)生了較多的變化,以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排的要求。冷卻系統(tǒng)各配件的材質(zhì)見下表:
2、焊錫使用減少
焊錫腐蝕問題帶來的對散熱器的制造工藝和材質(zhì)的重大改變,一方面減少焊接點(diǎn),另一方面,處于環(huán)境保護(hù)的考量,焊錫中鉛的含量受到限制,鋅質(zhì)焊錫的使用開始普遍。
3、更高的傳熱效率和傳熱穩(wěn)定
為了減少NOx的排放,發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸溫度要合適,就要求冷卻液的傳熱效率高。對于增壓中的發(fā)動(dòng)機(jī),EGR發(fā)動(dòng)機(jī),冷卻液的熱負(fù)荷增加多,但是冷卻液的總量少,冷卻液的循環(huán)速度高,冷卻液的熱穩(wěn)定性和抗氣穴腐蝕能力要求更苛刻。
有機(jī)酸OAT型冷卻液的優(yōu)點(diǎn)以及應(yīng)用趨勢
有機(jī)酸型(OAT)防凍液,采用的主要緩蝕成分為長碳鏈環(huán)狀羧基化合物,通過自身高活性吸附在金屬腐蝕活性點(diǎn)上,以化學(xué)性吸附形式在金屬表面成膜,區(qū)別于無機(jī)型IAT 腐蝕抑制劑的氧化或者物理沉積的外部成膜技術(shù),因此腐蝕抑制劑的消耗微乎其微,從而使長周期保護(hù)成為可能。尤其是康明斯2010年3月23日高調(diào)宣布推出環(huán)境友好型無硝酸鹽、無磷酸鹽、無胺鹽的OAT防凍液;代表著有機(jī)型重負(fù)荷冷卻液在重負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的全面認(rèn)可。
對于毒性和環(huán)保排放等的問題,歐洲一直不采用含亞硝酸鹽的配方,并認(rèn)為有機(jī)酸OAT型配方能夠?qū)χ刎?fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的汽缸襯里氣穴腐蝕形成很好的保護(hù)。
國外研發(fā)人員使用有機(jī)酸配方和亞硝酸鹽SCA配方做了對比,行車試驗(yàn)結(jié)果表明:如果維護(hù)正確,OAT防凍液能夠?yàn)樾旭?0萬km的發(fā)動(dòng)機(jī)缸瓦和鋁制缸蓋提供有效地氣穴腐蝕和點(diǎn)蝕保護(hù)。OAT冷卻液用作重負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液,具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、 使用壽命長;
2、 熱穩(wěn)定好,杜絕硅酸鹽沉淀;
3、 傳熱效率高;
4、 優(yōu)異的防襯里氣穴腐蝕和點(diǎn)蝕的效果;
5、 優(yōu)異的鋁及合金的保護(hù)效果;
6、 減少水泵泄露;
7、 有利于環(huán)保、人身安全和健康等。
OAT防凍液在重負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用,解決了IAT配方的硅凝膠和亞硝酸鹽的毒性問題,而且使用里程長,特別是對于鋁的保護(hù)有優(yōu)異的表現(xiàn),隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,適合于目前大多數(shù)的車型,同時(shí)也是未來幾年的發(fā)展趨勢,勢必會(huì)逐漸取代IAT和HOAT(混合有機(jī)酸技術(shù))。
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