Жидкости, без которых движение невозможно

Спецтранспорт и другая автодорожная техника используют значительную часть продуктов переработки нефти и газа в виде топлива, масла, а также т. н. технических жидкостей, без которых нормальная эксплуатация просто невозможна.

К техническим жидкостям относятся жидкости, работающие в системе охлаждения двигателя, жидкости для гидротормозных систем, жидкости, применяемые в гидроподъемных системах машин, амортизаторные, пусковые и электролиты для АКБ.

 

С охлаждающей не стоит горячиться?

Выбор охлаждающей жидкости (ОЖ) – дело весьма ответственное. И вот почему.

Как известно, сегодня применяются только две системы охлаждения двигателя – воздушная, при которой тепло, образующееся при сгорании топлива, посредством обдува двигателя атмосферным воздухом передается окружающей среде, и жидкостная, более прогрессивная и распространенная. Во втором случае, 30-35% у карбюраторных машин и 8-25% у дизелей, количества теплоты, образующейся при сгорании топлива, должно отводиться ОЖ с такой интенсивностью, чтобы температура двигателя не поднималась выше 80-90º С, а при форсированном режиме работы – 100º С.

Если бы Россия располагалась целиком в южных широтах, то, пожалуй, вопрос о выборе ОЖ вообще не был бы актуален. Природа создала прекрасный охлаждающий элемент – воду. Вода, являясь универсальным растворителем, отвечает практически всем необходимым требованиям – это экологически безвредное вещество, абсолютно негорючее и очень доступное. С физико-химической точки зрения, вода наделена аномальными физическими свойствами. Это единственное химическое соединение, которое в природных условиях существует в трех агрегатных состояниях: в виде жидкости, твердого вещества – льда и газа при испарении.

Плотность льда при –2º С составляет 0,92 г/см3, что меньше плотности воды при +4º С (1 г/м3), т. е. плотность воды в твердом состоянии меньше плотности в жидком, хотя для абсолютного большинства веществ это наоборот.

Для вещества с небольшой молекулярной массой (MH2O=18 а. е. м) вода имеет очень высокую температуру кипения и плавления, а также теплоту, выделяемую при испарении и плавлении. Помимо этого, вода обладает самой большой из исследованных земных веществ удельной теплоемкостью, высокой теплопроводностью. Все эти необычные свойства, в сочетании с оптимальной вязкостью, позволяют воде хорошо отводить тепло, в то же время легко и свободно циркулировать по системе без протечек на стыках и соединениях.

Водные «минусы»

Температура кипения ОЖ должна быть на 20-30% выше температуры жидкости, курсирующей в системе. Вода, и это большой минус ее как ОЖ, не всегда соответствует этому требованию, особенно если техника эксплуатируется в летнюю жару или в горах, где температура кипения воды, в зависимости от высоты над уровнем моря, снижается. Герметизировав систему охлаждения, можно несколько повысить температуру кипения воды. При давлении в системе 0,05 МПа вода закипает при 112º С, а при 0,12 МПа даже при 124º С, но не все части системы охлаждения (шланги, резиновые уплотнения, элементы радиатора) могут выдерживать высокое давление.

Но вода, как ОЖ, имеет два еще более существенных недостатка. Это, во-первых, то, что растворенные в воде соли, в основном, кальция и магния, в процессе прохождения по системе охлаждения активно образуют т. н. накипь на стенках деталей системы. Причем, накипь тем интенсивнее образуется, чем более жесткую воду используют, т. е. чем больше в воде катионов кальция и магния, а также анионов гидрокабонат-ионов, хлорид-ионов и сульфат-ионов. Кроме того, на объем отложений влияет количество механических примесей в заливаемой воде, а также ржавчина, отслаивающаяся с деталей системы. Предпочтительно, конечно, заливать атмосферную воду дождевую, снеговую. Но можно и водопроводную, а также воду из колодцев либо родников. Вот самый простой способ отличить жесткую воду от мягкой. В стакане с горячей водой надо растворить несколько мелких кусочков мыла. Если при растворении образуется прозрачный раствор, то вода мягкая, можно ее спокойно заливать. Если же в результате растворения на поверхности появится пленка нерастворенного мыла, вода жесткая, и ее надо «смягчать».

Можно смягчить просто кипячением в течение, примерно, получаса. Этого времени хватает для удаления бикарбонатов кальция и магния, но все же, процесс кипячения достаточно долгий, а главное, дорогой. Гораздо более выгодна предварительная обработка воды антинакипинами. Например, хромовым ангидритом или, как его еще называют, хромпиком. Его надо вносить в пропорции 1 г/л. Важно знать, что при меньшей концентрации, менее 0,5 г/л, хромпик вызывает повышенную коррозию металлов. Кальцинированная сода в концентрации 1 г/л, тринатрийфосфат в соотношении 10-15 г/л и некоторые другие реагенты при попадании в воду образуют соединения солей, которые выпадают в виде осадка, поэтому перед заливкой обработанную воду необходимо фильтровать. Надо иметь в виду, что процесс смягчения происходит тем быстрее, чем выше температура обрабатываемой воды.

В условиях автопарка можно эффективным образом снижать жесткость пропусканием воды через глауконитовые или пермутитовые фильтры. Но наиболее выгодна и продуктивна сегодня магнитная обработка воды. Принцип действия такой обработки заключается в пропускании потребного количества воды не менее 6 раз через приспособление, создающее магнитное силовое поле. Причем, движение воды должно происходить в направлении, перпендикулярном силовым линиям. После такой обработки растворенные соли выпадают в легко смываемый шлам, а жесткость воды значительно падает.

Уже имеющуюся накипь удаляют промыванием системы охлаждения раствором соляной кислоты с добавлением противокоррозионных ингибиторов.

Но, несмотря на имеющиеся методы смягчения воды, не желательно использовать в качестве ОЖ горько-соленую воду пустынных районов юга страны, не подходит для охлаждения и морская вода.

Вторым «капитальным» недостатком воды является то, что вода, переходя в твердое состояние, увеличивается в объеме на 9%, поэтому, оставив в мороз воду в системе охлаждения, водитель рискует получить трещины стенок рубашки охлаждения двигателя, вывести из строя радиатор, систему отопления. Приходится расходовать дополнительное горючее на прогрев мотора во время остановок, сливать и заливать воду при хранении техники на открытых площадках.

Мороз – не проблема

Чтобы не зависеть от погодных условий, применяют низкозамерзающие жидкости, хотя общим недостатком всех антифризов является то, что они, в отличие от воды, затрудняют быстрый прогрев двигателя при пуске. Наиболее распространены сегодня антифризы, представляющие собой водный раствор этиленгликоля, двухатомного спирта, жидкость желтоватого цвета без запаха. Существуют антифризы на основе экологически безвредного пропиленгликоля, но себестоимость сдерживает распространение ОЖ на основе этого химиката.

Интересно, что этиленгликоль в чистом виде переходит в твердое состояние при –11,5º С, а вода, как известно замерзает при 0º С. Но раствор, состоящий из 67% этиленгликоля и 33% воды, замерзает при –75º С! Это самая низкая температура этиленгликолевой жидкости, при изменении пропорций температура замерзания повышается.

Раствор этиленгликоля при нагреве в процессе работы сильно расширяется, поэтому, чтобы предотвратить выброс жидкости через горловину, необходимо заполнять систему на 6-8% меньше общего объема, т. е. уровень жидкости должен быть на 50-60 мм ниже заливной горловины. Однако выброс также может произойти, если пробита прокладка между блоком и головкой, а также, в случае попадания в охлаждающую жидкость нефтепродуктов, все это надо учитывать.

Температура кипения этиленгликоля почти в два раза превышает температуру кипения воды. Поэтому вода, особенно при работе двигателя в тяжелых условиях, испаряется более интенсивно, чем этиленгликоль и ее необходимо периодически доливать в систему охлаждения. Если же происходит какая-то нештатная утечка ОЖ, то добавлять уже нужно антифриз. А утечки вполне возможны по той причине, что все антифризы имеют низкий, почти в 2 раза меньше, чем у воды, коэффициент поверхностного натяжения. Антифриз просачивается из-под плохо затянутых хомутов и в других местах негерметичных соединений, там, где вода обычно не просачивается.

Закон в борьбе с некондиционной ОЖ молчит?

В процессе эксплуатации охлаждающая жидкость контактирует с разнообразными конструкционными материалами – деталями двигателя, агрегатами системы охлаждения – радиатором, помпой и другими изделиями их черных и цветных металлов, такими как алюминий, медь, латунь. Этиленгликолевые жидкости разрушают обычную резину, поэтому в системе охлаждения используются только специальные резиновые соединения, шланги, патрубки и уплотнительные материалы. Но, кроме того, этиленгликоль имеет повышенную коррозионность по отношению к металлам. В состав ОЖ при производстве обязательно должны добавляться противокоррозионные присадки. Так, дектрин, в соотношении 1 г/л, предохраняет от разрушения свинцово-оловянистый припой, медные и алюминиевые детали. Динатрийфосфат защищает черные металлы, а также медь, латунь, он присутствует в объеме 2,5-3,5 г/л. Молибденовый натрий в количестве 7,5-8 г/л предотвращает появление коррозии на поверхностях, покрытых цинком и хромом.

Вообще же, в лучших образцах отечественных антифризов присутствует около 10 компонентов. Для сравнения, в лучших иностранных – их около 40.

Однако отечественный рынок интенсивно развивается, появились нормальные производители, ужесточается контроль торговых организаций, расширившийся ассортимент позволяет потребителю более требовательно относиться к своему выбору. Но если откровенных подделок стало меньше, то главная задача – повышение качества – еще далеко не решена. В значительной мере это связано с отсутствием нормативных документов.

ГОСТов, регламентирующих срок службы ОЖ и условия ресурсных испытаний, в России нет. К сожалению, существующий ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Общие технические условия» нормирует внешний вид, плотность, температуру начала кристаллизации, коррозионное воздействие на металлы и набухание резины и некоторые другие показатели, но не оговаривает состав и концентрацию присадок, смешиваемость жидкостей. ГОСТ был актуален в 70-90-х годах прошлого века, в нем оговорен перечень из 10 лабораторных показателей, тогда как современные иностранные стандарты регламентируют показатели более 30 лабораторных и стендовых испытаний. Сертификация ОЖ у нас добровольная, т. е. необязательна. При выявлении товара, несоответствующего даже отечественному несовершенному ГОСТу, никто не берет на себя ответственность запретить продажу некачественной продукции, т. к. нет четкой законодательной базы.

Чем опасно использование некачественной жидкости?

Это, конечно же, неустойчивый температурный режим и, как минимум, потери мощности и перерасход топлива. По максимуму возможно заклинивание двигателя и выход из строя целого ряда узлов и деталей.

Поскольку эффективной системы контроля качества ОЖ сегодня еще не существует, а присадки стоят значительно дороже этиленгликоля и, тем более, воды, то недобросовестные производители экономят, в основном, на них. А потребители используют агрессивную жидкость со свойствами кислоты, портя двигатели. Автор встречал информацию, что при проведении одной независимой инстанцией контрольных исследований ОЖ, присутствующей на нашем рынке, выявилось, что коррозионная активность отдельных суррогатов, выдаваемых за ОЖ, в отношении, например, алюминия, превышала допустимую в 30 раз.

При использовании некачественного антифриза чаще всего происходит повреждение головки блока цилиндров. Симптомы характерные – пар из выхлопной системы, неустойчивая работа двигателя, убывание охлаждающей жидкости, водно-масляная эмульсия в картере. Это явные свидетельства разрушения тонких каналов охлаждения в головке блока и попадания ОЖ в масляные магистрали, в камеры сгорания.

Тосол-40М, Антифриз-65, ОЖ-40 или Cool StreamStandart 40… Как бы ни называлась охлаждающая жидкость и каким бы цветом ее не «наградил» производитель, важно, чтобы она не замерзала при низких температурах, не воспламенялась и не кипела в температурном диапазоне работы двигателя, не воздействовала разрушительно на материалы системы охлаждения, имела стабильные высокие показатели теплопроводности и теплоемкости в течение не менее 1-3 лет эксплуатации.

Определить, насколько качественный тот или иной антифриз, довольно сложно, а без лабораторного оборудования, порой, невозможно. Что-то, конечно, можно определить по внешним признакам. ОЖ не должна быть мутной, тем более с осадком. При встряхивании в емкости (канистре) образовавшаяся пена должна осесть примерно через 3-4 секунды. ОЖ не должна иметь запах нефтепродуктов – масла, бензина. А на ощупь антифриз должен быть слегка маслянистым, как глицерин или густой мыльный раствор.

Некоторые водители даже пробуют ОЖ на вкус – наличие этиленгликоля придает ей сладковатый привкус, а при наличии кислоты вкус будет кислым, и такой антифриз желательно не использовать. Но сам по себе этиленгликоль – сильный яд, да и что могут намешать «экспериментаторы» – неизвестно, поэтому к этому способу лучше не прибегать.

Можно налить немного антифриза в банку и попытаться заморозить в морозильной камере, определив таким образом морозоустойчивость.

Хорошую службу может сослужить обыкновенная лакмусовая бумага, ее можно приобрести в аптеке. Если при контакте с ОЖ ее цвет станет синим или фиолетовым, то это говорит о том, что показатель активности ионов водорода – характеристика уровня кислотности раствора – достиг pH 12-13 ед., т. е. в составе много щелочи. Такой антифриз использовать не желательно, но можно. Также можно допустить использование ОЖ, при контакте с которой цвет лакмусовой бумаги не изменился. Учитывая, что в нормальном антифризе pH 7,5-11 ед., лучше, если при контакте с ОЖ бумага «выдаст» желто-зеленый цвет. Хуже всего, когда бумага приобретает розовый или красный цвет. Это свидетельствует о переизбытке кислоты, рН 1-5 ед., применять такой антифриз нельзя категорически.

Цвет самой ОЖ, кстати, не имеет никакого значения, он вообще существует для того, чтобы не путать ОЖ с электролитом или дистиллированной водой.

К сожалению, плотность не является критерием качества ОЖ. Нужного значения можно добиться, добавив в раствор соли (возможно, вредные), поэтому проверять плотность необходимо, но как справочную величину.

Так что, рекомендации традиционные: покупать ОЖ лучше в специализированных магазинах или у производителя, а не в случайных местах. Обращать внимание на внешний вид упаковки, это немаловажный фактор. Хороший товар редко хранят и транспортируют небрежно. Этикетка качественного продукта, как правило, хорошо сделана и приклеена. Штрих-код, рисунки, буквы и цифры на ней четкие, не «раздавленные» и не расплывчатые. Информация о товаре – не рекламная, а конкретная техническая – аннотация к применению, температуры кипения и замерзания, срок хранения, номер партии с датой выпуска. Ну, и конечно, координаты фирмы-изготовителя.

От качества ОЖ зависят надежность работы системы охлаждения при низких и высоких температурах окружающего воздуха, интенсивность отложений на элементах системы, а значит, и межремонтные сроки и объемы работ по поддержанию ее работоспособности. Можно с уверенностью сказать, что, используя проверенную высококачественную ОЖ, мы увеличиваем эффективность, надежность и долговечность работы моторов своей техники.

Продолжение

Комментарии пользователей

Извините, но у Вас не достаточно прав для добавления комментария.

Авторизация