Состав охлаждающей жидкости

Использование на автомобилях жидкостной системы охлаждения позволяет поддерживать температурный режим двигателя в определенных рамках, чтобы обеспечить максимально оптимальные условия для процессов, происходящих внутри силовой установки.

Но данная система конструктивно усложняет конструкцию двигателя, дополнительно она требует наличие еще одной рабочей жидкости двигателя – охлаждающей. При этом жидкость должна циркулировать, чтобы выполнять отвод тепла от наиболее разогретых элементов двигателя для обеспечения поддержания температуры в заданных рамках. А поскольку система охлаждения является замкнутой, то отведенное тепло жидкость должна передать дальше, в случае с авто – в окружающую среду, чтобы снова она смогла забрать часть тепла. По сути, жидкость в системе охлаждения – это всего лишь «переносчик» тепла, но она более эффективна, чем воздух, которым охлаждается мотор с воздушной системой охлаждения.

Почему не подходит вода?

Изначально в качестве жидкости для охлаждения силовой установки использовалась обычная вода. Она довольно эффективно выполняла свои функции, но из-за ряда отрицательных качеств, от нее практически отказались.

Первым и одним из самых неблагоприятных факторов воды в качестве жидкости для охлаждения является незначительный порог замерзания. Уже при 0°С вода начинает кристаллизоваться. При понижении температуры вода переходит в твердое состояние – лед, при этом переход сопровождается расширением объема. В итоге, замерзшая вода в блоке цилиндров способна разорвать рубашку охлаждения, повредить трубопроводы и разрушить трубки радиатора.

Вторым негативным фактором воды является ее способность к отложению накипи внутри системы охлаждения, из-за чего снижается теплообмен, эффективность охлаждения падает. К тому же вода может вступить в реакцию с металлом, из-за чего в месте их контакта может появиться очаг коррозии.

Коррозия блока цилиндров

Так же из значительных негативных качеств воды является температурный порог закипания. Официально считается, что температура кипения воды составляет 100°С. Но этот показатель зависит от многих факторов, одним из которых является химический состав.

Зачастую температура кипения воды ниже установленного уровня, в некоторых случаях порог закипания может составлять 92-95°С. Если учесть, что у многих авто оптимальным считается температура двигателя на уровне 87-92°С, то в таких моторах вода будет работать на грани закипания, и при малейшем превышении температуры она будет переходить в газообразное состояние, с прекращением выполнения своей основной функции – отвод тепла.

Из-за этих негативных качеств от воды в качестве охлаждающей жидкости практически отказались. Хотя иногда ее используют в двигателях сельскохозяйственной техники, но при этом должно соблюдаться много правил.

Виды жидкостей для охлаждения

На замену воде в двигателях внутреннего сгорания стали использовать специальные жидкости – антифризы, при этом от воды никуда не делись. Ведь по сути, антифриз – это смесь воды с материалами, которые меняют ее свойства, в первую очередь понижают температуру замерзания. В качестве таких материалов могут выступать неорганические соли (хлористые натрий и кальций), спирты, глицерин, гликоли, карбитолы.

В двигателях внутреннего сгорания наибольшее распространение получили водные растворы гликолей. Состав и применение охлаждающих жидкостей для силовых установок автомобилей практически идентичны, отличаться могут только специальные добавки к ним.

Антифризы на основе гликолей являются оптимальными для использования на автомобилях.

Интересным является тот факт, что лучшим антифризом считается 40%-й раствор этилового спирта, то есть обычная водка.

Но пары спиртов легковоспламенимы, поэтому использование такого антифриза на автомобилях небезопасно.

Что касается состава гликолевых антифризов, то основными элементами является вода и гликоль, а в качестве добавок выступают ингибиторы коррозии, антикавитационные и антипенные присадки, а также красители. Чаще всего используется этиленгликоль, но можно встретить и охлаждающую жидкость на основе пропиленгликоля.

Положительные свойства антифриза

Пройдемся по основным положительным качествам гликолевых антифризов:

• более низкая температура замерзания, чем у воды (зависит этот показатель от процентного содержания гликолей в водном растворе);
• антифризы на основе гликолей обладают значительно меньшей степенью расширения при замерзании (Поэтому даже при очень низких температурах, когда раствор кристаллизуется, возможность повреждения элементов двигателя значительно ниже, чем при использовании воды);
• температура кипения гликолевого раствора свыше 110°С (зависит тоже от процентного соотношения гликоля и воды);
• гликоли в своем состав имеют вещества, которые обеспечивают смазку элементов системы;

Основа антифриза

Этиленгликолевые антифризы самые распространенные из-за дешевизны их производства. Основным их недостатком является высокая токсичность. Они способны вызвать летальный исход при попадании в организм человека. Особая опасность в использовании этиленгликоля заключается во вкусовых качествах такого антифриза – он сладковат на привкус, поэтому хранить такую жидкость нужно в недоступных для детей местах.

Представляет собой этиленгликоль прозрачную жидкость с желтоватым оттенком и умеренной вязкостью. Эта жидкость имеет очень высокую температуру кипения — +197°С. Но интересно, что температура кристаллизации, то есть замерзания, не такая уж и низкая, всего -11,5°С. Зато при смешивании ее с водой, температура кипения снижается, а вот кристаллизация происходит при более низком пороге. Так, раствор с 40%-м содержанием уже замерзает при -25°С, а 50%-й – при -38°С. Самой устойчивой к низким температурам является смесь с содержанием гликоля в 66,7%. Такой раствор начинает кристаллизоваться при -75°С.

Пропиленгликолевые жидкости по своим свойствам идентичны этиленгликолю, но они обладают меньшей токсичностью, при этом производство их значительно дороже, поэтому встречаются они реже.

Ингибиторы коррозии в антифризе

Теперь по присадкам, используемым в составе охлаждающих жидкостей для автомобилей. Одной из самых важных присадок являются ингибиторы коррозии. Данный тип присадок, как понятно из названия, предназначен для предотвращения появления очагов коррозии внутри системы охлаждения.

Сейчас используется несколько типов таких добавок к жидкости и каждый из них имеет свое обозначение.

Первыми идут присадки, которые называются традиционными, поскольку они первыми начали применяться в составе антифризов. Жидкости с таким типом ингибиторов не имеет дополнительного обозначения.

Ингибиторы традиционного типа состоят из неорганических веществ – силикатов, фосфатов, нитритов, боратов, а также их соединений. Такие присадки образуют по всей внутренней поверхности системы тонкий защитный слой, предотвращающий прямой контакт жидкости с металлом.

На данный момент изготовители жидкостей стараются отказаться от ингибиторов такого типа. Причиной тому является непродолжительность срока службы их – не более двух лет. Дополнительным негативным качеством является слабая переносимость высоких температур, они начинают разрушаться при температуре свыше +105°С.

Второй тип ингибиторов коррозии, которые применяются в охлаждающих жидкостях – органические вещества на карбоновой основе. Жидкости с такими добавками получили название карбоксилатных антифризов, их обозначение – G12, G12+.

Особенностью таких ингибиторов является то, что они не образуют защитный слой на всей поверхности. Такие ингибиторы химически взаимодействуют уже с очагом коррозии. В результате взаимодействия поверх этого очага и образуется защитный слой, не затрагивая поверхности без коррозии.

Особенностью такого типа ингибиторов является большой срок службы – более 5 лет, при этом они невосприимчивы к высоким температурам.

Третий тип ингибиторных добавок – гибридные. Они включают в себя и карбоксилатные элементы, и традиционные неорганические. Интересно, что по стране-производителю можно выяснить, какие неорганические элементы содержит гибридный ингибитор. Так, европейские производители используют силикаты, американские – нитриты, японские – фосфаты.

Срок службы ингибиторов выше, чем традиционных, но уступают они карбоксильным присадкам – до 5 лет.

Недавно появился еще один тип ингибиторов – тоже гибридных, но у них основой выступают органические материалы, а дополнением к ним – минеральные вещества. Данный тип ингибиторов еще не получил полного определения, поэтому везде они фигурируют как лобриды. Антифризы с такими добавками обозначаются G12++, G13.

Следует отметить, что эта классификация является не совсем общепринятой, ее ввел в обиход немецкий концерн VAG, но пока другого ничего не придумали, и все пользуются данным обозначением.

Другие присадки, красители

Антикавитационные и противопенные присадки нужны для поддержания жидкости в состоянии, которое будет обеспечивать максимальный отвод тепла. Ведь кавитация – это образование пузырьков воздуха в жидкости, которое в случае с антифризом будет только наносить вред. Наличие пены тоже не желательно.

Красители в составе антифризов несут в себе несколько функций. Он облегчает выяснение уровня в системе. Расширительные бачки автомобилей делаются зачастую из белого пластика. Уровень бесцветной жидкости в таком бачке был бы незаметен, а вот имеющая определенный оттенок – легко просматривается.

Еще одно свойство красителя – это показатель пригодности дальнейшего использования. Со временем антифриз в системе будет вырабатывать свои присадки, из-за чего сама жидкость будет менять цвет. Смена цвета буде сигнализировать об исчерпании жидкостью своего ресурса.

Что касается оттенков антифриза, то они могут быть самые разнообразные. У нас самыми распространенными являются синий и красный оттенки. Причем часто к цвету привязывают температурную устойчивость жидкости. Так, антифриз с синим оттенком чаще всего имеет порог замерзания -40°С, с красным -60°С. Однако это не всегда так, можно приобрести и жидкость с красным оттенком, у которой температурный порог составляет -40 град.

Но это не все оттенки, которые может иметь антифриз. Встречаются жидкости и с желтым, зеленым, оранжевым оттенком. В этом вопросе все зависит от производителя. Что касается температурной устойчивости антифриза, то ориентироваться только по цвету не стоит. У разных производителей этот показатель может отличаться, несмотря на то, что по цвету жидкости могут быть одинаковы.

Пару слов о «Тосоле»

Теперь по поводу «Тосола». Производящиеся у нас практически все охлаждающие жидкости называются именно так. На самом деле «Тосол» — всего лишь один из видов антифриза.

Разработана эта жидкость в НИИ Органической Химии и Технологий, отделе Технологии Органического Синтеза. Аббревиатура этого отдела и легла в основу слова для обозначения жидкости. Приставка -Ол в названии, по одной из версий, обозначает спирт. Отсюда и название – «Тосол».

«Тосол» представляет собой этиленгликолевый раствор с добавлением традиционного ингибитора. Производится он и сейчас, причем двух типов – «Тосол 40» и «Тосол 65». Цифровое обозначение указывает температуру замерзания данной жидкости.

Дополнительно они различаются по цвету – «Тосол 40» имеет голубой оттенок, более морозостойкая жидкость имеет красный оттенок.

В целом «Тосол», разработанный в СССР, давно устарел, однако само название охлаждающей жидкости укоренилось в словарном запасе настолько прочно, что применимо у нас ко всем жидкостям для системы охлаждения.

Особенности использования жидкости

Охлаждающая жидкость продается сейчас двух видов – уже готовая разведенная смесь, и концентрат этиленгликоля, который перед использованием нужно разводить.

Проблем с применением уже готового раствора – особо никаких. Приобретается жидкость в количестве, которое указано в технической документации к авто в разделе заправочных емкостей. Там же и указывается тип применяемой жидкости. В этом вопросе лучше не экспериментировать, а приобретать жидкость, рекомендованную изготовителем авто.

Далее приобретенную жидкость нужно залить в систему через радиатор или расширительный бачок, предварительно слив отработанный антифриз.

Важно учитывать, что антифриз – как и любая жидкость при нагреве имеет свойство расширяться, поэтому не следует заполнять систему так, чтобы в бачке ее уровень был «под завязку». Обычно на бачке имеется метка максимального заполнения бачка, если таковой нет, его не следует заполнять более чем наполовину. Стоит сказать, что уровень в бачке должен соблюдаться уже после полного заполнения системы.

Если же приобретен был концентрат, то перед заливкой его нужно будет развести дистиллированной водой. Использовать концентрат без предварительного разведения водой нельзя, не стоит забывать, что температура кристаллизации чистого этиленгликоля не такая уж и низкая.

Перед разведением нужно определиться с пропорциями. Оптимальной считается равноценная пропорция – 1 к 1. Такая смесь будет иметь температуру замерзания на уровне -40°С, что для большинства наших широт вполне достаточно.

Периодичность замены антифриза во многом зависит от химического состава и присадок. Некоторые жидкости способны отработать 250 тыс. км. В целом же считается, что ресурс жидкости составляет 100-200 тыс. км.

Не стоит также полностью доверять производителям, что их жидкость способна отработать значительный ресурс. Ведь этот ресурс указывается для жидкости, залитой в полностью чистый двигатель. А при замене жидкости всегда остается часть отработанной в двигателе, которая смешиваясь с новой, понижает ее свойства, и влияет на ресурс.

Полезные советы

Всегда следует возить в автомобиле бутылку с антифризом, причем таким, который залит в систему. Периодически уровень жидкости в системе нужно проверять, и при надобности – пополнять.

Бывают случаи, когда произошла утечка жидкости из системы. В таком случае нужно в первую очередь устранить место утечки, а затем уже восполнить количество жидкости.

Дело в том, что разные производители могут применять в составе разные присадки и добавки. В условиях высокой температуры и постоянного смешивания, между разными присадками могут возникнуть конфликты, что может привести к разным, причем не всегда положительным, последствиям. Они могут проявиться и не сразу, а лишь через длительное время использования такой смеси.

Поэтому доливку нужно производить только жидкостью одного производителя. Если нет возможности приобрести идентичную жидкость, залитую в систему, лучшим вариантом будет полная замен антифриза на новый.

Но что делать, если жидкость утекла, а точно такой же под рукой для восполнения уровня — нет? Как уже сказано, другой антифриз заливать нельзя. Но можно же долить воду. Антифриз все-таки водный раствор, поэтому вода самой системе не навредит. Однако она изменит свойства самого антифриза, снизится температура кипения и повысится порог кристаллизации.

Такую смесь вполне можно использовать в авто, но непродолжительное время. А если утечка произошла зимой, то сразу после постановки авто на стоянку лучше эту смесь слить из системы во избежание заморозки блока цилиндров. Затем перед эксплуатацией авто в систему охлаждения залить новый антифриз.