汽车冷却液基础知识

第一节汽车发动机冷却液在可燃混合气的燃烧过程中，气缸内的气体温度可达到1700℃-2500℃。为保证汽车发动机正常工作必须对在高温条件下工作的零件进行冷却。目前汽车发动机广泛采用强制循环冷却系统，冷却液即为发动机冷却系中带走高温零件热量的一种工作介质。由于发动机性能的逐渐强化，车速不断提高，对汽车冷却系的冷却作用提出了更高的要求，即防沸的问题。汽车冬季露天停放或长时间停车，发动机温度降至与气温相近，因此发动机冷却液应防冻。一、汽车发动机冷却液的使用性能为保证汽车发动机正常工作和延长发动机的使用寿命，要求汽车发动机冷却液应具备下列品质：1、粘度小，流动性好汽车发动机冷却液的粘度越小越好，这样有利于流动，散热效果好。2、冰点低，沸点高冰点就是在没有过冷情况下冷却液开始结晶的温度；或者在有过冷情况下结晶开始,短时间内停留不变的最高温度。若汽车在低温条件下停放时间较长,而发动机冷却液的冰点达不到应有的温度,则发动机的冷却水套和散热器就会被冻裂.因此,要求发动机冷却液防冻性好。沸点是发动机冷却系与外界大气压相平衡的条件下，冷却液开始沸腾的温度。发动机冷却液在较高温度下不沸腾可保证汽车在满载、高负荷、高速条件下或在山区、热带夏季正常行车。因此，要求发动机冷却液冬天防冻、夏天防沸。3、防腐蚀性好，不损坏汽车有机涂料发动机冷却液在工作中要接触多种金属材料，如果它对金属有腐蚀性，就会影响发动机的正常工作。为使发动机冷却液有良好的防腐性，要保持冷却液呈碱性状态，要求发动机冷却液的PH值在7.5-11.0之间，超出范围将对防腐蚀性产生不利的影响。发动机冷却液是一种化学物质的调和物，在加注中很容易接触到汽车的有机涂料层，这就要求发动机冷却液对汽车有机涂料不能有不良影响，例如剥落、鼓包和褪色等。4、不易产生水垢，抗泡性好水垢对发动机冷却系的散热强度影响很大。实验表明，水垢的传热系数比铸铁小几十倍，比铝合金小100-300倍。据有关资料介绍，在发动机维修工作中，约有6％是发动机冷却系出现的故障，而故障的常见原因是由于水垢或腐蚀所造成的。发动机冷却液如果产生过多的泡沫，不仅会降低传热系数、加剧汽蚀，而且会造成冷却液流动变慢。二、乙二醇型汽车冷却液及其标准1、用水作汽车发动机冷却液存在的问题水的比热容大，在常温下流动性好。因此，长期以来一直在我国作为汽车发动机冷却液。但水不能防冻，在0℃时水结冰，体积增加8.3％，如果体积膨胀受到限制，产生的压强可达230MPa。若用水作汽车发动机冷却液，在0℃下使用时，即会因水结冰而造成缸体、散热器冻裂。为此，寒冷季节在室外停放，必须将散热器中的水放净，给使用带来不便。冷却水在工作中还以生成水垢，影响传热系数，加之水在100℃时便沸腾，所以，用水作冷却液已不适应汽车使用方便性和现代汽车发动机性能的要求。目前，国内外广泛采用乙二醇水基型发动机冷却液。为了便于运输和储存，很多乙二醇型发动机冷却液商品制成浓缩液，乙二醇含量高达95％以上，水的含量在5％以下。另外，还添加防腐蚀剂、阻垢剂、消泡剂和着色剂等添加剂。2、乙二醇的主要性能乙二醇的分子式为C2H6O2,结构式为HOCH2CH2OH。纯乙二醇是微酸性、易吸湿、无色透明的黏稠液体。纯乙二醇可燃，但乙二醇配制成的冷却液则具有明显的阻燃作用。乙二醇有微毒，按我国现行工业毒物的6级毒性分级方法，其毒性属于5级。乙二醇的主要物理化学性质见表10-1。乙二醇的主要物理化学性质表10-1项目数据项目数据分子量相对密度（d2020）沸点，℃冰点，℃比热容，KJ/kg•℃蒸气压（20℃），KPa62.071155197.8–13.02.400.027闪点（开口），℃粘度（50℃），Pa•s燃点，℃自燃温度，℃密度，g/cm3115.620.93×10-3121.0412.80.9302乙二醇可以与水以一定比例互溶，对降低冰点效果好当乙二醇浓度为58％（体积比）时发动机冷却液的冰点为-48℃。当乙二醇的浓度在58％-80％时，没有明显的冰点，不仅不能改善防冻液标准，反而还会引起低温粘度增加。3、国外乙二醇型汽车发动机冷却液标准欧美各国和日本等发达国家都制定了各自的汽车发动机冷却液标准。最早作出规定的是美国，现在许多发达国家制定的发动机冷却液标准，都是以美国材料试验协会（ASTM）所制定的标准（表10-2）为依据。在美国，关于发动机冷却液的标准，还有美国联邦标准（FED•••SPEC•OA-5480）、美国军用标准（MIL-A-11755C、MIL-A-46135B）。在日本，影响最大的发动机冷却液标准是日本工业标准（JISK2234）。4、我国乙二醇型汽车发动机冷却液标准我国乙二醇型汽车发动机冷却液标准或安全使用技术条件是SH0521-92《乙二醇型汽车发动机冷却液及其浓缩液》和JT225-1996《汽车发动机冷却液安全使用技术条件》。SH0521-92《乙二醇型发动机冷却液及其浓缩液》规定了以乙二醇为防冻剂，加有各种添加剂和适量的水调配而成的发动机冷却液及其浓缩液的技术条件（表10-3）。该标准所属产品按质量分为一级品和合格品两个等级；冷却液按冰点分为-25号、-30号、-35号、-40号、-45号和-50等6个品牌。乙二醇型发动机冷却液及其浓缩液（SH0521-92）①表10-3项目质量指标浓缩液冷却液-25号-30号-35号-40号-45号-50号颜色有醒目的颜色气味无异味密度（20℃），kg•m-31107-11421053-10721059-10761064-10851068-10881073-10951075-1097冰点℃不高于50％（v/v）蒸馏水不高于-25-30-35-40-45-50-37沸点，℃不低于50％（v/v）蒸馏水不低于163106106.5107107.5108108.5对汽车有机涂料的影响灰分，％（m/m）不大于无影响5.02.02.32.52.83.03.3PH值7.5-11.050％（v/v）蒸馏水7.5-11.5储备碱度，ml报告腐蚀试验，试片变化值（mg/片）紫铜黄铜钢铸铁焊锡铸铝±10±10±10±10±30±30模拟使用腐蚀，试片变化（mg/片）紫铜黄铜钢铸铁焊锡铸铝±20±20±20±20±60±60铝泵气穴腐蚀，级不小于8泡沫倾向泡沫体积，ml不大于泡沫消失时间，s不大于1505注：①表中仅列出了一级品的质量指标。对合格品有以下不同：浓缩合格品的沸点不低于155℃；浓缩液和冷却液的合格品没有“模拟使用腐蚀”和“铝泵气穴”两项。其余质量指标一级品和合格品相同。JT225-1996《汽车发动机冷却液安全使用技术条件》规定了汽车发动机冷却液技术条件和推荐使用范围，该标准适用于汽车发动机冷却液的使用检验、社会抽查和行业统检，有关技术条件的内容见表10-4。汽车发动机冷却液技术条件（JT225-1996的一部分）①表10-4项目技术条件试验方法-25号-35号-45号颜色清亮透明，有醒目颜色目测气味无异味冰点，℃-25-35-45SH/T0090-91沸点，℃106107108SH/T0089-91对汽车有机涂料的影响无SH/T0084-91PH值7.5-11.0SH/T0069-91腐蚀试验，试片变化值，(mg/片)紫铜黄铜钢铸铁焊锡铸铝±10±10±10±10±30±30SH/T0085-91泡沫倾向泡沫体积，ml不大于泡沫消失时间，s不大于1505SH/T0066-91（见下页）注：对于湿式缸套的柴油机和铝质发动机冷却液应增加气穴试验和模拟使用试验，技术条件和试验方法应符合SH0521-92《乙二醇发动机冷却液反其浓缩液》的有关规定三、汽车发动机冷却液的选择1、汽车发动机冷却液的选择针对乙二醇水基型发动机冷却液，汽车发动机冷却液的选择主要包括发动机冷却液防冻性的选择和产品质量选择。汽车发动机冷却液防冻性的选择原则是汽车发动机冷却液的冰点要低于环境最低温度10℃左右，以确保在特殊情况下冷却液不冻结。JT225-1996《汽车发动机冷却液安全使用技术条件》推荐的使用范围见表10-5。汽车发动机冷却液推荐适用范围（JT225-1996的一部分）表10-5牌号推荐使用范围-25号在我国一般地区如长江以北、华北环境最低气温在-15℃以上地区均可使用-35号在东北、西北大部分地区和华北环境最低气温在-25℃以上的寒冷地区使用-45号在东北、西北和华北等环境最低气温在-35℃以上的严寒地区使用发动机冷却液的冰点除极易受外界环境温度影响外，在一定浓度条件下，与冷却液中所加添加剂的类型和用量有很大关系。所以不同厂家生产的冷却液，虽然乙二醇浓度一样，但冰点可能有所不同。上海桑塔纳、奥迪、红旗、捷达、皇冠3.0、凌志LS400、奔驰560和凯迪拉克等轿车的发动机冷却液均推荐选用G11防冻液与水的混合液，其冰点与G11浓度的关系见表10-6。G11防冻剂调配浓度与发动机冷却液冰点之间的关系表10-6冰点，℃调配浓度G11蒸馏水-25-3040％50％60％50％汽车发动机冷却液产品质量的选择应以汽车制造厂家推荐为准。轿车与载货汽车、汽油车与柴油车以及不同型号的同类汽车，发动机的技术特性、热负荷情况、冷却系的材料均有不同。正因如此，目前国内外的汽车发动机冷却液配方很多，产品的性能指标和实验方法冷却液配方很多，产品的性能指标和实验方法水平不一。所以，汽车发动机冷却液的选择要区别发动机的类型、性能的强化程度和冷却系材料的种类，除了保证发动机冷却液能降温、防冻外，还要考虑防沸、防腐蚀和防水垢等问题。另外，要注意区别是浓缩液还是已调配好的发动机冷却液，是一级品还是合格品。对铝质散热器发动机冷却液的选择，应特别注意对铝金属的防腐蚀性。1、汽车发动机冷却液的正确使用以水以外的发动机冷却液代替冷却水是汽车使用的发展趋势。汽车发动机冷却液的正确使用，除以上介绍的合理选择原则外，还应注意以下事项：（1）稀释浓缩液要使用蒸馏水或去离子水。（2）加强发动机冷却系密封性检查，避免冷却液漏失。（3）由水换成乙二醇型发动机冷却液时，要彻底清洗冷却液系。（4）注意检查冷却液液面高度，视情正确补充。（5）不同厂家、不同牌号的发动机冷却液不能混用。（6）对浓缩液用水稀释时，要控制乙二醇浓度（体积比）的下限值和上限值。（7）对发动机冷却液的更换易采用其品质简易监测的定期更换。注：乙二醇型冷却液使用注意事项：a、乙二醇有毒，切勿口吸；b、乙二醇对橡胶有腐蚀性；c、乙二醇有吸水特性。