Современные охлаждающие жидкости

Охлаждающая жидкость является одной из главных функциональных жидкостей автомобиля, наряду с моторным маслом, тормозной жидкостью, топливом. Однако исторически сложилось небрежное отношение к охлаждающей жидкости, вызванное недооценкой или непониманием ее значения. Последствия от применения некачественной охлаждающей жидкости, как правило, проявляются не сразу, а через год-два после начала ее использования. Да и не всякий специалист сможет понять, что причиной поломки, возникшей в автомобиле, является охлаждающая жидкость. Перегрев. 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. Еще одна треть тепла переходит в энергию движения, остальное тепло уносится с выхлопом и тепловым излучением двигателя. Оптимальной температурой работающего двигателя является 85-90°С. Когда по каким-либо причинам в системе охлаждения ослаблена эффективность отвода тепла, начинается перегрев, приводящий на первых порах к увеличению расхода топлива и уменьшению мощности двигателя. Если двигатель в обычном режиме постоянно перегревается или даже «кипит», это означает, что в системе охлаждения автомобиля появились серьезные неисправности. Если их не устранить вовремя, то эти неисправности начнут отрицательно влиять на работу других систем, а срок службы двигателя уменьшится в 2-3 раза. Перегрев двигателя в подавляющем большинстве случаев вызван некачественной охлаждающей жидкостью и дефектами, которые она вызывает.

Коррозия. Наиболее частым дефектом, связанным с охлаждающей жидкостью, является коррозия металлов, с которыми эта жидкость контактирует. Коррозионный слой (ржавчина) на стенках каналов двигателя и радиатора становится изолятором тепла, так как имеет теплопроводность примерно в 50 раз меньшую, чем металл. Возникает следующая причинно-следственная связь: двигатель хуже отдает тепло, радиатор хуже его принимает, двигатель перегревается, охлаждающая жидкость перегревается, отвод тепловой энергии будет происходить при повышенных температурах. Проблема усугубляется тем, что коррозионный слой сужает узкие каналы радиатора и увеличивает гидравлическое сопротивление каналов - гладкая прежде поверхность становится шершавой. Это ведет к уменьшению скорости движения охлаждающей жидкости, снижению теплоотвода и дополнительному перегреву.

Перегрев и неравномерное тепловое расширение цилиндров, вызванное коррозией, приводит к деформации маслосъемных колец. Моторное масло начинает попадать в выхлопные газы, а выхлопные газы в масло. Некачественная охлаждающая жидкость становится причиной почернения и ускоренного «срабатывания» моторного масла.

Из-за продуктов коррозии (частиц ржавчины), находящихся в охлаждающей жидкости, может «заклинить» термостат, разрушиться крыльчатка помпы, протечь (разгерметизироваться) подшипник помпы, засориться радиатор и каналы двигателя. В предельном случае «запущенная» коррозия может «съесть» радиатор до дыр, или головку блока цилиндров.

Поэтому если вы заметили в расширительном бачке своего автомобиля «ржавую муть», необходимо срочно менять антифриз и промывать систему охлаждения.

Коррозионный слой на поверхности каналов двигателя препятствует отводу тепла и приводит к перегреву двигателя. (Фото с технического интернет-сайта компании Deutz).

Осадки. Другим дефектом, связанным с охлаждающей жидкостью, является выпадение осадков (нерастворимых частиц) или образование сгустков (гелей) в самой жидкости. Осадки, гели, равно как и продукты коррозии, приводят к засорению системы охлаждения и снижают отвод тепла от двигателя.

Радиатор (разрез), засоренный силикатными осадками – слева. Справа чистый радиатор, в котором использовался карбоксилатный антифриз в аналогичных условиях работы.

Силикатный гель

Кавитация. Еще одним серьезным дефектом, вызываемым охлаждающей жидкостью, является кавитационная эрозия, или, как ее чаще называют, «кавитация». Физическое явление кавитации – это образование и схлопывание пузырьков пара в жидкости, находящейся в состоянии, близком к кипению. Когда пузырьки длительное время схлопываются вблизи металлической поверхности, то из нее высекаются микрочастицы металла, и поверхность покрывается язвами (ямками) - подвергается эрозии. Обычно кавитационная эрозия начинается с небольших ямок, затем эти ямки разрастаются, углубляются, объединяются в «овраги». В предельном случае кавитация может повредить и даже полностью уничтожить части металлической детали.

В больших двигателях с «мокрыми» гильзами, которые устанавливаются на грузовиках и автобусах, кавитация гильз является одной из главных проблем, снижающих срок службы двигателя. Для двигателя разрушение гильз означает капитальный ремонт или полную утилизацию.

От кавитации разрушается 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. Лучшие современные антифризы имеют в своем составе компоненты (пакеты присадок), способные уменьшить разрушительное влияние кавитации в десятки раз и продлить срок службы двигателя и помпы.

Кавитация «проела до дыр» гильзы двигателя Renault, сократив его срок службы в 4 раза.

Кавитация крыльчатки помпы: слева – начало кавитации в виде небольших ямок на лопастях, справа – кавитация «съела» крыльчатку целиком.

Размораживание, трещины. Остальные дефекты, которые возникают в системе охлаждения автомобиля – трещины в патрубках, в расширительном бачке, протечки в соединениях, вызваны, как правило, не качеством охлаждающей жидкости, а низким качеством резин, пластмасс или их естественным старением. «Размораживание» системы в зимнее время связано с низкой концентрацией этиленгликоля. Известно, что при концентрации 33% и выше, охлаждающая жидкость при замерзании практически не расширяется и не разрывает емкости, в которой она находится.

Типы охлаждающих жидкостей

Современные автомобильные охлаждающие жидкости (антифризы) состоят из этиленгликоля, воды (базовых компонентов) и присадок. В редких случаях вместо этиленгликоля применяют менее токсичный пропиленгликоль, но такие антифризы не получили распространения из-за дороговизны пропиленгликоля и худших теплоотводящих свойств. Последние редакции некоторых стандартов, например, ASTM D3306, допускают частичное замещение этиленгликоля глицерином, при условии сохранения жидкостью требуемых свойств. Как показывает практика, это условие может выполняться при замещении глицерином не более 20% этиленгликоля. Базовые компоненты составляют 93-97% объема жидкости, остальное – присадки. Именно присадки, точнее, пакет присадок, определяют «лицо» антифриза, его антикоррозионные и антикавитационные свойства, срок эксплуатации, стоимость.

По составу пакетов присадок современные антифризы делятся на четыре типа – «карбоксилатные», «гибридные», антифризы «Lobrid» и «традиционные». Каждая автомобильная компания самостоятельно определяет, какие антифризы и в каких моделях своих автомобилей следует применять. Универсального антифриза, подходящего для всех типов автомобилей, увы, не существует.

Традиционные антифризы - это, так называемые неорганические технологии. Пакеты присадок таких антифризов состоят из различных комбинаций солей неорганических кислот - силикатов, фосфатов, боратов (буры), аминов, нитратов, нитритов. В технической литературе традиционные антифризы обозначают словами: Traditional, Conventional, IAT (Inorganic Acid Technology). В линейке антифризов Газпромнефть-СМ к этому типу относятся ГАЗПРОМНЕФТЬ АНТИФРИЗ и ГАЗПРОМНЕФТЬ ТОСОЛ.

Гибридные антифризы - были разработаны в конце 80-х годов, на несколько лет ранее карбоксилатных антифризов. В состав их пакетов присадок также входят соли карбоновых кислот в сочетании с солями неорганических кислот – отсюда название «гибридные». В европейских гибридных антифризах вместе с карбоксилатами используют силикаты, в японских и корейских - фосфаты, в американских - нитриты. В технической литературе гибридные антифризы обозначают: HOAT (Hybrid Organic Acid Technology), Hybrid Technology, NF (Nitrite Free), G11 (по спецификации VW TL 774-C). В линейке антифризов Газпромнефть-СМ к этому типу относится G-Energy Antifreeze NF. Карбоксилатные антифризы - появились с начале 90-х годов.

Карбоксилатные антифризы отличаются от других антифризов по технологии производства пакета присадок, основу которого составляют соли высших карбоновых кислот - карбоксилаты. Карбоксилаты являются непревзойденными ингибиторами коррозии, стабильными при высоких температурах, выдерживающими длительный срок эксплуатации, сравнимый со временем жизни автомобиля.

В технической литературе и в названиях антифризов встречаются следующие термины для обозначения карбоксилатных технологий: OAT (Organic Acid Technology), LLC (Long Life Coolant), ELC или XLC (Extended Life Coolant), SNF (Silicate Nitrite Free), SF (Silicate Free), G12+ (по спецификации VW TL 774-F). Принципиальное отличие карбоксилатной технологии от других технологий состоит в том, что в ней отсутствуют неорганические присадки, характерные для «традиционных» антифризов. В линейке антифризов Газпромнефть-СМ к этому типу относятся G-Energy Antifreeze SNF и Gazpromneft АНТИФРИЗ SF12+. Антифризы Лобрид. В 2005-2010 годах, сравнительно недавно, были разработаны новые антифризы, для которых еще нет общепринятого названия. Поэтому будем использовать термин, введенный компанией Arteco, - Lobrid. Пакеты присадок антифризов Lobrid состоят в основном из карбоксилатов с добавлением небольшого количества (не более 10%) неорганических компонентов. В Европе применяют силикатно-карбоксилатные антифризы (Si-OAT), в Японии и Корее фосфатно-карбоксилатные антифризы (Р-OAT), в США нитритно-карбоксилатные антифризы (N-OAT). В линейке антифризов Газпромнефть-СМ к типу Si-OAT относится G-Energy Antifreeze Si-OAT, к типу Р-OAT относится G-Energy Antifreeze HD.

Каждая автомобильная компания самостоятельно определяет какие антифризы и в каких моделях своих автомобилей следует применять. Универсального антифриза, подходящего для всех типов автомобилей, не существует. Чтобы избежать проблем, связанных с некачественным продуктом, и не оказаться заложником недобросовестной рекламы, следует применять только антифризы, имеющие допуск (одобрение) от производителя автомобиля.