Корзина
243 отзыва
0-800-300160
0800300160
+380577280322
УкраинаХарьковская областьХарьков
Интернет-магазин автомобильных товаров
Корзина

Антифризы

Антифризы

Охлаждающие жидкости (Антифризы)

Антифриз – это международное название охлаждающих

жидкостей для автомобилей (antifreeze – незамерзающий).

Важность безотказной работы системы охлаждения двигателя понятна

каждому автовладельцу. Факт остается фактом: по статистике до 22%

неисправностей двигателя прямо, или до 40% косвенно связаны с

охлаждением, а их последствия очень часто выливаются в более чем

дорогостоящий ремонт двигателя.

Охлаждающая жидкость выполняет основную функцию в работе

автомобиля — охлаждение двигателя, и дополнительную функцию —

обогрев салона. Она отводит примерно одну треть тепла, выделяемого

в двигателе при сгорании топлива. Эффективность, надежность и

долговечность работы системы охлаждения во многом зависят от

качества охлаждающей жидкости.*

Работы двигателя без охлаждающей жидкости даже в течение

нескольких минут достаточно, чтобы заклинило поршень и появились

трещины в головке цилиндров из-за перегрева.

В настоящее время чаще всего смазывающие охлаждающие жидкости

состоят из смеси этиленгликоля (в редких случаях из пропилен-

гликоля), воды и пакета присадок - ингибиторов коррозии. Именно

технологией производства присадок и различаются охлаждающие

жидкости разных производителей.

Старейшей охлаждающей жидкостью, порой использующейся и сегодня,

является вода. Вода, благодаря своим теплофизическим свойствам, имеет

наивысшие значения коэффициента теплопередачи конвекцией. Недостатками

воды с точки зрения использования ее в качестве охлаждающей жидкости

является высокая температура кристаллизации (0°С), а также увеличение

объема при замерзании, приводящее к повреждению двигателя. Точку

замерзания воды в свое время снижали, добавляя одноатомные спирты

(метиловый, этиловый, изопропиловый). Однако все они имеют очень низкую

температуру кипения (65-82°С) и сильно испаряются, поэтому в настоящее

время не используются.

Кроме того, у воды низкая температура кипения (от 100°С

при нормальном атмосферном давлении и до 110°С при

повышенном), и она испаряется из открытых систем при

температуре меньше 100°С.

Помимо прочего в природной воде растворены соли и

минералы. Соли (преимущественно кальция и магния)

в совокупности с хлоридами и сульфатами (в меньшей

степени) обусловливают жесткость воды.

Карбонатная жесткость воды приводит к образованию

осадка в форме нетвердых отложений (взвеси) или

накипи* на металлических поверхностях системы

охлаждения.

Количество тепла, рассеиваемого системой охлаждения двигателя, очень

значительно. Третья часть тепловой энергии от сгорания топлива должна быть

рассеяна посредством охлаждающей жидкости, в то время как пригодная для

использования энергия на коленчатом вале двигателя составляет только одну

четверть этой тепловой энергии в бензиновом двигателе или одну треть - в

дизельном. Солевые теплоизоляционные накипи* снижают теплоотвод от тех

частей системы охлаждения, которые особенно нуждаются в этом, что может

вызвать серьезные проблемы, например, заклинивание поршня или образование

трещин в блоке цилиндров. Кроме того, свободные сульфаты и хлориды

приводят к увеличению коррозии металлов системы охлаждения. Но наиболее

важные недостатки воды как хладагента заключаются в том, что она

превращается в лед при 0°С, кипит при 100°С (при нормальном атмосферном

давлении) и испаряется из открытых систем при температуре меньше 100°С.

*Накипь – это выпадающие в осадок при нагревании

твердые соли, в основном карбонаты и сульфаты кальция.

Накипь имеет плохую теплопроводность (примерно в 100

раз ниже, чем у чугуна), поэтому вызывает местный

перегрев стенок, ухудшает отвод теплоты от стенок

двигателя, кроме того, уменьшает проходное сечение

каналов и нарушает тепловой баланс двигателя

(при толщине слоя накипи даже 1 мм увеличивается расход

топлива на 3,5 %, а мощность двигателя снижается на 5 %).

Уже в 20-е годы ХХ века появились первые антифризы. Они были изготовлены

на основе глицерина — трехатомного спирта. Смесь воды и глицерина 35:65

имеет температуру замерзания -40°С, температуру кипения 290°С. Проблемой

стали высокая вязкость и недостаточная текучесть. Для их решения в состав

смеси стали добавлять этанол.

Иногда использовали водные растворы метилового, этилового и изопропилового

спиртов; 50%-ный раствор метанола замерзает при — 43 °С, имеет малую

вязкость, однако легко испаряется.

Замену этанолу вместе с глицерином нашли в 30-е годы прошлого века —

основой антифризов стал этиленгликоль.

Этиленгликоль (или моноэтиленгликоль МЭГ) - двухатомный спирт, бесцветная,

вязкая, сладковатая на вкус жидкость с плотностью 1,112-1,113 г/смЗ при 20°С и

температурой начала кипения около 195°С, а замерзания -12...13°С.

Ядовит и может проникать в организм через кожу. Наиболее опасен, если его

выпить (смертельная доза 35 см3).

Раствор агрессивен к материалам деталей системы охлаждения (сталь, чугун,

алюминий, медь, латунь, припой), поэтому в охлаждающей жидкости добавляют

комплекс противокоррозионных (ингибиторов), антивспенивающих и

стабилизирующих присадок.

Необходимо также учитывать, что качество используемой воды существенно

влияет на эффективность присадок, входящих в состав охлаждающей жидкости.

Российские производители охлаждающих жидкостей дают им собственные имена

(«Тосол», «Лена» и т.п.) и указывают температуру замерзания (ОЖ-40 до -40°С,

ОЖ-65 до -65°С). В последнее время отечественные производители стали

выпускать охлаждающие жидкости, готовые к применению (уже разбавленные

водой), с использованием маркировки «Антифриз».

Широкоизвестный продукт «Тосол» – это тоже антифриз, только российского

производства. «ТОСОЛ» — это аббревиатура названия отдела “Технология

органического синтеза” (ТОС) Государственного научно-исследовательского

института органической химии и технологии, где он был разработан в 1971 г.

Окончание “ОЛ” обозначает в химии принадлежность к группе спиртов. Основа

"ТОСОЛа" - гликолевый эфир (моноэтиленгликоль или МЭГ) - прозрачная

сладковатая жидкость.

Наибольшее распространение получили

низкозамерзающие водные растворы

этиленгликоля (чистый этиленгликоль –

это маслянистая жидкость, сладковатая на

вкус, с температурой кипения +196°С и

замерзания - 12,3°С).

Количество этиленгликоля в охлаждающей

жидкости обычно составляет 52–64%, при

этом температура замерзания полученных

растворов составляет от - 32°С до - 70°С.

Смесь этиленгликоля с водой характерна

тем, что температура её кристаллизации

зависит от процентного соотношения этих

двух составляющих.

Согласно ГОСТ 28084 рекомендуется для разбавления

концентрата ОЖ использовать дистиллированную воду,

конденсат или пресную воду общей жесткостью до 6,0

моль/мЗ.

ASTM D 3306 рекомендует для приготовления растворов

муниципальную (обработанною) или природную воду с

небольшим содержанием минеральных веществ.

Смесь этиленгликоля с водой

отличает высокая коррозийная

активность к цветным металлам

и склонность к пенообразованию.

В связи с этим приблизительно с

1939 года при производстве

антифризов начинают широко

использовать специальные

антикоррозионные пакеты для

подавления отрицательного

воздействия этиленгликоля на

цветные металлы.

Одной из основных тенденций

современного автомобилестроения

является использование алюминия

в качестве конструкционного

материала.

Технология производства охлаждающих низкозамерзающих

жидкостей включает в себя стадии смешения основы (спирта), воды,

пакета присадок и последующую фасовку.

На первой стадии проводится приготовление концентрата из гликоля

с применением присадок. После изготовления концентрат проходит

многоступенчатую очистку. Далее проводится разбавление

концентрата химически очищенной водой в строго определенной

пропорции.

Затем уже готовый антифриз через фильтры поступает на линию

розлива, где упаковывается в полиэтиленовые канистры и ПЭТ-

бутылки, а так же заливается в бочки.

Для производства качественной охлаждающей жидкости с

определенных набором параметров необходим тщательный контроль

за дозировкой и качеством смешения компонентов.

Особенностью производства охлаждающих жидкостей является тот

факт, что этот процесс требует не столько дорогого и сложного

оборудования, сколько определенного качества компонентов.

Именно от исходного сырья зависит качество продукта.

К автомобильным антифризам предъявляются следующие требования:

1. Высокая теплоемкость и теплопроводность.

2. Низкая температура замерзания (безопасная эксплуатация

автомобиля практически при любых отрицательных температурах

охлаждающего воздуха).

3. Высокая температура кипения (нормальная работа двигателя в

летнее время).

4. Высокая температура воспламенения (обеспечивает безопасность

при использовании).

5. Малая вязкость, особенно при низких температурах (высокая

затрудняет циркуляцию и снижает теплопередачу).

6. Малая вспениваемость(при большой снижается теплопередача,

возможет перегрев двигателя и образование паровых пробок).

7. Низкая коррозионная активность (этот показатель является одним

из решающих при оценке качества антифриза).

8. Инертность к резиновым шлангам и уплотнителям

Общепринятых классификаций (спецификаций) как, например, в

области моторных масел (API, ACEA) не существует. Требования,

производителей двигателей достаточно сильно отличаются, и

официальные представления моторостроителей нельзя перекрыть

одним (для всех типов двигателей) качеством.

Недостатка в стандартах (в том числе и национальных, и не только в

СССР) на них не было, например:

BS 6580-1992 — Великобритания;

FVV HEFT R 443 Германия;

AFNOR NF R15-601 — Франция;

CUNA NC956 16 — Италия;

JIS K2234 — Япония.

Кроме «национальных» стандартов, многие изготовители автомобилей

применяют свои спецификации, с дополнительными требованиями.

Запреты на использование определенных видов ингибиторов

сформулированы в спецификациях автопроизводителей на

охлаждающие жидкости вместе с перечнем испытаний, которые

должна пройти охлаждающая жидкость для получения допуска к

применению (approval).

Так, спецификация Ford WSS-V97B44-D запрещает использование

силикатов, фосфатов и боратов, а спецификация Hyundai MS 591-08

запрещает также амины и нитриты, оставляя дорогу только

антифризам нового поколения.

В спецификации Toyota TSK2601G антифризы с разными видами

ингибиторов разделены на классы, причем к высшему классу (8А и 8В)

с максимальным разрешенным пробегом относятся карбоксилатные

антифризы нового поколения.

Международный стандарт на охлаждающие жидкости для грузовиков

ASTM D 4985-03 ставит ограничение на количество силикатов 125 ppm,

оставляя возможность только для бессиликатных или низкосиликатных

(гибридных) технологий. На этот стандарт ссылаются производители

двигателей Caterpillar, Cummins.

Карбоксилатные антифризы на основе органических кислот могут

повреждать некоторые прокладочные материалы. В связи с этим

некоторые производители, например, Komatsu и Volvo рекомендуют к

использованию в тяжелонагруженных дизельных двигателях

антифризы без содержания нитритов.

Так как на европейском авторынке наиболее массовыми были модели

концерна Volkswagen, то именно его спецификации и стали с 70-х

годов прошлого века на европейском рынке стандартом де-факто.

VAG TL 774-C или G11 на основе этиленгликоля —содержал неорганический

пакет присадок и был по своим эксплуатационным свойствам практически

полным аналогом советского ТОСОЛа. Окрашивается в сине-зеленый цвет.

VW TL 774-D или G12 на основе этиленгликоля — имеет карбоксилатный пакет

присадок, окрашивается в красный цвет, категорически не рекомендуется

производителем для смешивания с G11.

VW TL 774-F или G12 Plus на основе этиленгликоля — имеет

усовершенствованный карбоксилатный пакет присадок, окрашивается в

фиолетовый цвет и допускает (правда, с частичной потерей антикоррозийных

свойств) смешивание и с G11, и с G12. Рекомендован для автомобилей

Volkswagen (а также Audi, Skoda, Seat), изготовленных с 2001 года.

G13 — те самые, «высокоэкологичные» антифризы на основе глицерина с

пакетом органических присадок. Должны быть окрашены в желтый или

оранжевый цвета. Рекомендуется широкое применение в двигателях

автомобилей Volkswagen производства 2010 года.

«Разнообразие технических решений» в Европе обеспечивала

пакетами присадок и сырьем (по разным оценкам до 90% объема

европейского рынка) одна единственная компания — BASF. Ее

продукция под брендом Glysantin® имеет одобрения (и поставляется)

практически всем европейским автопроизводителям. Именно BASF в

сотрудничестве с Volkswagen и разработала продукт G40,

определивший спецификацию VW TL 774-G (G-12 Plus Plus).

В России BASF также расширяет свой рынок: в июле 2009 года было

заявлено о совместном производстве с крупнейшим отечественным

производителем охлаждающих жидкостей Тосол-Синтез, Дзержинск.

Для того, чтобы противостоять BASF в Европе, в 1998 компании

Chevron и Total создали совместное предприятие по производству

охлаждающих жидкостей для автотранспорта и промышленности —

ARTECO (Бельгия), который сотрудничает и с автопроизводителями

О.Е.М., и с поставщиками на aftermarket. Благодаря своим именитым

создателям ARTECO располагает рецептурами охлаждающих

жидкостей самого последнего поколения, обладающих выдающимися

характеристиками.

Крупнейшим партнером ARTECO в России является ОАО «Техноформ»,

производитель антифризов под брендом CoolStream.

Наиболее авторитетны стандарты Американской ассоциации по

испытанию материалов (ASTM), которые регламентируют свойства

концентратов и антифризов исходя из их основы (этиленгликоля или

пропиленгликоля) и условий эксплуатации.

Технические требования к зарубежным концентратам антифризов для

легковых автомобилей и легких грузовиков отражены в ASTM D 3306

«Технические условия для охлаждающей жидкости на основе

этиленгликоля для автомобиля с легкими условиями эксплуатации»

(ASTM D 4656 – разбавленные, готовые к применению),

а для грузовых автомобилей и тяжелой техники - в ASTM D 4985

«Технические условия для охлаждающей жидкости на основе

этиленгликоля с низким содержанием силиката для двигателей с

тяжелыми условиями эксплуатации» (ASTM D 5345 – разбавленные,

готовые к применению), требующие начального введения

дополнительной добавки к охлаждающей жидкости Supplemental

Coolant Additive (SCA).

больших двигателях с «мокрыми» гильзами, которые

устанавливаются на грузовиках и автобусах,

кавитация гильз является одной из главных проблем,

влияющих на срок службы двигателя. При поперечных

колебаниях гильзы, вызванных движением поршня, в

окружающей жидкости возникают волны разрежения и

сжатия. Нагретая жидкость постоянно вскипает и

прекращает кипеть при понижении и повышении

давления. Это провоцирует кавитационную эрозию

гильзы, и приводит к ее разрушению. Для двигателя

разрушение гильз означает капитальный ремонт или

«билет на свалку».

От кавитации также страдает крыльчатка помпы,

причем и в грузовых, и в легковых автомобилях. Здесь

кавитация (образование и схлопывание пузырьков)

возникает на концах лопастей крыльчатки за счет

уменьшения давления при повышении скорости. Эти

пузырьки «съедают» края лопастей, а в предельном

случае крыльчатку целиком. Приходится заменять

помпу.

В настоящее время подавляющее число автомобильных антифризов

созданы на основе моноэтиленгликолиевых или полигликолиевых

составов. Как мы уже знаем, главная проблема водно-гликолевой

смеси — высокая коррозийная активность к цветным металлам, для

решения которой в их состав вводят пакеты присадок.

Соответственно по составу пакета присадок все они делятся на

жидкости, произведенные по одной из технологий:

традиционной – пакеты присадок на основе солей неорганических

кислот: силикатов, нитритов, нитратов, аминов, боратов,

фосфатов;

карбоксилатной (ОАТ) – на основе солей органических кислот, не

содержащие нитритов - кроме того в них могут отсутствовать

амины и/или фосфаты;

гибридной - одной из разновидностей карбоксилатной (пакеты

присадок на основе солей карбоновых кислот с незначительными

добавками силикатов и/или фосфатов).

Охлаждающие жидкости (Антифризы)

Именно технологией производства присадок и различаются

охлаждающие жидкости разных производителей.

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.

Часто производители двигателей запрещают вводить в антифриз

ингибиторы коррозии, содержащие нитриты, нитраты, амины,

фосфаты, и оговаривают предельно допустимую концентрацию

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, улучшает защиту от кавитационной коррозии.

При использовании карбоксилатных технологий увеличивается срок

службы ОЖ, повышается эффективность теплопередачи, улучшается

защита алюминия при высоких температурах в современных

двигателях, а также экологическая безопасность

Неорганические антифризы.

Исторически первые пакеты присадок для антифризов состояли из

неорганических веществ — силикатов, фосфатов, боратов, нитритов,

аминов, нитратов и их комбинаций.

Данные пакеты в процессе эксплуатации образуют на поверхности

системы охлаждения защитный слой (толщиной порядка 1000

ангстрем), который препятствует воздействию водно-гликолевой смеси.

В случае нарушения данного защитного слоя и попытке коррозионного

воздействия пакет присадок практически мгновенно срабатывает,

восстанавливая целостность защиты. Именно классу неорганических

антифризов относился советский ТОСОЛ.

К их основным недостаткам можно отнести:

• небольшой срок службы неорганических ингибиторов (не более 2-х

лет)

• неспособность выдерживать высокие (более 105 °С) температуры

• некоторое снижение теплообмена и снижение эффективности

охлаждения двигателя за счет образования «толстого» защитного слоя

Охлаждающие жидкости, произведенные

по традиционной технологии, образуют

на поверхности металла защитный слой,

достигающий порой 0.5 мм. Действует на

систему охлаждения масштабно,

силикатные присадки покрывают все

стенки очень тонким защитным слоем,

независимо есть ли коррозия или нет.

Защищая металл от коррозии, этот слой

одновременно значительно снижает

теплоотвод (до 50%) за счет своей

низкой теплопроводности. В данном

случае он работает как изолятор,

ухудшающий теплопередачу. Это может

приводить к перегреву двигателя, потере

мощности и увеличению расхода топлива

После исчерпания возможностей усовершенствования силикатных ОЖ,

была разработана карбоксилатная технология производства. На данный

момент карбоксилатные антифризы нового поколения являются самыми

прогрессивными из всех видов выпускаемых ОЖ.

С введением новых экологических требований (Евро-3, Евро-4),

карбоксилатные охлаждающие жидкости получили широкое

распространение.

Органические или карбоксилатные антифризы.

Карбоксилатные антифризы составляют «элиту» охлаждающих

жидкостей, они считаются лучшими, как по своим свойствам, так и по

огромному сроку эксплуатации. В иностранной литературе

обозначаются как "OAT coolants" (Organic Acid Technology) и обычно

называются органическими. Они не содержат силикатов, нитритов,

нитратов, фосфатов, боратов и аминов, столь «не дружественных»

окружающей среде.

Органические антифризы имеют вполне реальные преимущества:

• ингибиторы на основе карбоксилатных кислот не образуют защитного слоя

по всей поверхности системы, адсорбируются лишь в местах (очагах)

возникновения коррозии с образованием защитных слоев толщиной не более

0,1 микрона. Ингибиторы расходуются только в случае возникновения очагов

коррозии, это обеспечивает больший срок службы до 5 лет против 2-х лет у

неорганических.

• тонкая пленка органических ингибиторов обеспечивает более эффективный

теплообмен системы охлаждения с окружающей средой

• органические ингибиторы лучше защищают от кавитации.

Карбоксилатные охлаждающие жидкости

обладают повышенной эффективностью

охлаждения двигателя. Они образуют

защитный слой только (!) локально в

местах образовании коррозии толщиной

0,0006 мм (60 ангстрем).

При этом на остальной внутренней

поверхности практически не образуется

защитный слой, ухудшающий теплоотвод.

Карбоксилатные антифризы не агрессивны по отношению к пластиковым,

эластомерным, резино-силиконовым и др. материалам, использующимся в

системе охлаждения двигателей автомобилей.

Антифризы, производимые по карбоксилатной технологии, в общем-то

стабильны практически весь период эксплуатации. Говорят, за счет

«адресной» защиты расход присадок часто происходит гораздо медленнее.

Поэтому ресурс эксплуатации составляет 250.000 км или 5 лет эксплуатации

в целом для легковых автомобилей, 650.000 км для грузовиков

Гибридные антифризы.

В 90-х годах также появились антифризы, которые не содержали в

своих антикоррозийных пакетах присадок нитритов и/или аминов с

фосфатами. Силикаты (в европейской версии) и фосфаты (в японской и

корейской) они сохранили, но дополнились ингибиторами коррозии на

основе органических кислот. Поскольку данные антифризы сочетали в

своем составе как органические, так и неорганические элементы, их и

назвали гибридными, они имели срок службы до 3-х лет.

Японские автопроизводители, в производстве антифризов используют

совместно с органическими ингибиторы на основе фосфатов («P-OAT

технология»).

Лидер европейского автопрома - концерн Volkswagen, автор де-факто

стандартов антифризов европейского рынка объявил о переходе к

использованию в своих автомобилях «нового антифриза, рассчитанного

на весь срок службы двигателя». Технология, обеспечивающая столь

завидный срок службы, загадочно называется "Lobrid" или "SOAT" или

"Freecor QRC" или «биполярная». Но при внимательном рассмотрении

оказывается, что в «их основе карбоксилатные пакеты с небольшим

количеством минеральных ингибиторов».

В целом, разработки, предполагающие совместное использование карбоновых

кислот и традиционных триазолов встречаются наиболее часто, особенно в США,

но использование графт-сополимеризации повышает их эффективность.

Другим направлением в области усовершенствования характеристик

охлаждающих жидкостей является изменение их основы. Антифризы на основе

пропиленгликоля уже производят в значительных количествах, а в области

бытовых антифризов в некоторых странах они постепенно вытесняют

традиционные моноэтиленгликолевые.

Помимо пропиленгликоля, некоторые компании предлагают использовать другие

нетоксичные многоатомные спирты, в частности 1,3-пропиленгликоль (Shell).

При тех же основных физико-химических свойствах, он характеризуется

меньшей вязкостью и большей термической устойчивостью.

Интересен тот факт, что помимо традиционных охлаждающих жидкостей

представляющих собой водные растворы гликолей, были разработаны

безводные антифризы на основе пропиленгликоля. Основное его преимущество

заключается в том, что помимо низких температур замерзания, он выдерживает

температуру до 192ºС, что делает возможным его использование в

высокофорсированных двигателях, в том числе в гоночных автомобилях

Формулы 1. Он относится к долгоживущим антифризам, но в отличие от

остальных антифризах с присадками на основе органических кислот, не требует

дополнительных присадок при использовании в дизельных двигателях грузовых

автомобилей.

 

Предыдущие статьи