Жидкости Castrol для системы охлаждения

В современном мире, несмотря на бурный научно-техничекий прогресс, тепловые двигатели, в которых тепловая энергия сгорания топлива преобразуется в кинетическую энергию движения механизмов, все еще продолжают активно служить человечеству. Вот уже в течение более 100 лет наиболее известными и распространенными тепловыми машинами являются двигатели внутреннего сгорания автомобилей.

Как известно, при сгорании топливовоздушной смеси температура газов в цилиндрах двигателя моментально поднимается до 1600-2200 °С, далее температура отработавших газов на выходе из цилиндра понижается примерно до 800 °С. Для того, чтобы сохранить работоспособность деталей двигателя, их необходимо охлаждать. В свою очередь, для обеспечения стабильности работы, уменьшения износа, достижения максимальной топливной экономичности, улучшения экологических параметров и получения максимальной отдачи мощности, необходимо поддерживать в двигателе постоянную рабочую температуру. Поэтому системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания обеспечивают не только охлаждение, но и поддерживают рабочую температуру двигателя на необходимом уровне, независимо от температуры окружающей среды.

Первоначально для систем жидкостного охлаждения применялась вода, обладающая значительной удельной теплоемкостью. Однако у воды, как у охлаждающей жидкости, есть ряд недостатков. Главный из них - это кристаллизация (замерзание) воды при температуре ниже 0°С, при этом вода увеличивается в объеме, повреждая (разрывая) детали системы охлаждения. Другой недостаток довольно высокая коррозионная активность к металлам, из которых изготовлены детали системы охлаждения. Поэтому в странах с теплым климатом в качестве охлаждающей жидкости используют воду с добавлением дополнительных компонентов, такую смесь называют антикоррозионной жидкостью. В странах с холодным климатом в течение уже многих лет в качестве всесезонной охлаждающей жидкости применяют смесь воды с многоатомными спиртами, и такую жидкость называют антифриз (antifreeze).

На сегодняшний день, наибольшее распространение получили охлаждающие жидкости на основе многоатомного спирта-этиленгликоля, менее распространены антифризы на основе пропиленгликоля. Большинство иностранных производителей высококачественных охлаждающих жидкостей, в том числе и компания Castrol, производят и поставляют на рынок СНГ антифриз в виде концентрата - этиленгликоля с пакетом высокоэффективных присадок. Состав концентрата примерно следующий:
95% Этиленгликоль
3% Вода
2% Пакет активных присадок

Для получения охлаждающей жидкости с необходимыми характеристиками (температурой застывания) необходимо смешать концентрат антифриза с водой (см. таблицу 1). Использовать концентрат антифриза в качестве охлаждающей жидкости без смешивания с водой нежелательно, так как теплоемкость его гораздо ниже, чем у воды, а температура застывания его около -25 °С. Применение в качестве охлаждающей жидкости только концентрата антифриза может ухудшить эффективность работы системы охлаждения.

Некоторые производители предписывают смешивать свои концентраты антифризов только с дистиллированной водой. Концентраты антифризов, производимые компанией Castrol, можно смешивать с обычной (водопроводной) водой средней жесткости, поскольку в составе пакета присадок содержатся специальные компоненты, нейтрализующие вредные примеси (соли). Для концентратов антифризов Castrol обычная пропорция смешивания: примерно 50% концентрата антифриза на 50% воды. Температура застывания такой смеси становится примерно -37 °С. При большем количестве воды, или если в концентрате недостаточно ингибиторов коррозии, значительно ускоряются процессы коррозии деталей.

Помимо антикоррозионных присадок в составе антифриза также должны содержаться компоненты, защищающие детали системы охлаждения от кавитационных разрушений. Особенно опасны для деталей системы охлаждения поддельные или низкокачественные антифризы, которые не содержат в достаточном количестве необходимых присадок, и разрушение деталей может произойти за очень короткий срок. К сожалению, определить некачественный антифриз можно только по результатам работы в двигателе или лабораторным тестам.

На рисунке видно, что после проведения лабораторных тестов качественный антифриз сохранил свой первоначальный цвет. Некачественный антифриз поменял цвет и не защитил детали системы охлаждения от коррозии.

В настоящее время наиболее распространенными охлаждающими жидкостями считаются те, которые содержат ингибиторы коррозии на основе силикатов (солей кремниевой кислоты) – Castrol Antifreeze NF.

В связи с постоянными исследованиями и испытаниями, требования автопроизводителей к охлаждающим жидкостям все больше ужесточаются, и тесты, которым были подвергнуты современные жидкости с ингибиторами коррозии на основе силикатов, выявили ряд их недостатков. Это, прежде всего, образование осадка, приводящего к закупориванию узких каналов системы охлаждения. Кроме того, силикатные ингибиторы коррозии образуют по всей поверхности системы охлаждения защитный слой толщиной более 1000 Ангстрем, что, однако, в десятки раз снижает эффективность теплоотвода и увеличивает количество абразивных частиц в системе охлаждения. Помимо этого, защитные свойства ингибиторов коррозии на основе силикатов имеют довольно ограниченный срок службы - около 1,5 лет.

Но научно-технический прогресс не стоит на месте, и в середине 90_х годов прошлого века были разработаны новые карбоксилатные ингибиторы коррозии на основе органических кислот. Исследования показали, что новые охлаждающие жидкости на основе карбоксилатных ингибиторов прекрасно защищают от коррозии металлы и сплавы, обладают высокой теплоемкостью и предохраняют систему охлаждения от кавитационных разрушений. Новый антифриз не образует защитного слоя по всей системе охлаждения, поэтому поверхность узлов и деталей остается чистой. Карбоксилатные ингибиторы концентрируются лишь там, где есть опасность возникновения коррозии, но даже в этом случае толщина защитного слоя не будет превышать 50 Ангстрем (напомним: против 1000 у силикатных ингибиторов). Нельзя не сказать и еще об одном достоинстве нового продукта: он обладает термоокислительной стабильностью в течение всего срока эксплуатации и не разрушает материалы уплотнений. Из нашего ассортимента - это Castrol Antifreeze SF(VDK).

Несмотря на все преимущества нового антифриза с карбоксилатными ингибиторами коррозии, у него есть один существенный недостаток - он не совместим с антифризом на основе силикатных антикоррозионных присадок. К сожалению, отличить на взгляд один тип антифриза от другого типа практически невозможно. Специальных классификаций по цвету не существует. Поэтому для определения требуемого антифриза нужно руководствоваться предписанием автопроизводителя.

Одним из первых антифриз с антикоррозионными присадками на основе органических кислот стал использовать концерн Volkswagen, спецификация VW TL774D(G12). Так как конструкции систем охлаждения отличаются друг от друга, требования различных автопроизводителей к антифризам также различаются. Помимо заводских спецификаций, на сегодняшний день существует много различных международных стандартов для жидкостей систем охлаждения, например:
ASTM D 3306; ASTM D 4340; ASTM D 4985; SAE J1034 (США)
ВS 65800; ВS 5117 (Великобритания)
JIS K 2234 (Япония)
AFNOR NF R 15_601 (Франция)
FVV HEFT R 443 (Германия)

Необходимо отметить, что антифриз на основе эти ленгликоля чрезвычайно опасен для организма человека. При попадании антифриза в органы пищеварения необходимо сразу обратиться за медицинской помощью. Токсическое действие антифриза в основном связано с этиленгликолем. Смертельная доза последнего - около 100 мл. Сам этиленгликоль малоядовит, тяжелые последствия вызывают продукты его распада в организме (метаболиты), в частности, щавелевая кислота. Она вызываетацидоз ("закисление крови"), а образующиеся соединения (оксалаты) кальция повреждают почки. Необходимо отметить, что антифризы очень агрессивны к лакокрасочному покрытию автомобилей. При попадании антифриза на окрашенную поверхность его необходимо сразу же смыть водой. Использованный антифриз нельзя выливать в канализацию или на землю, его необходимо специальным образом утилизировать.