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养护常识

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【壁虎科技】汽车防冻液知识大全
发布人:管理员 发布时间:2016-10-04 点击:104

目前,现代汽车发动机普遍采用防冻冷却液(简称防冻液)代替自然水作为冷却介质。由于一些车主和修理人员对防冻液的相关知识了解不深,同时不合格防冻液大量充斥市场,在使用防冻液过程中引起很多问题。

一、防冻液分类

汽车防冻剂的种类很多,像无机物中的氯化钙(CaCl2)、有机物中的甲醇(CH3OH)、乙醇(C2H5OH,俗名酒精)、乙二醇(C2H4(OH)2,俗名甜醇)、丙三醇(C3H5(OH)3,俗名甘油)、润滑油以及我们日常生活中常见的砂糖、蜂蜜等,都可作为防冻液的母液,在加入适量纯净软水(不含或少量含有钙、镁离子的水,如蒸馏水、未受污染的雨水、雪水等,其水质的总硬度成分浓度在0-30ppm之间)后,即可成为一般意义上的防冻液。由于甲醇\乙醇较易挥发,不适宜北方车辆使用。除防冻外,防冻液还具有以下几种优点:

防腐蚀功能

发动机及其冷却系统是金属制造的,有铜、有铁、有铝、有钢还有焊锡。这些防冻液金属在高温下与水接触,时间长了都会遭到腐蚀,会生锈。而防冻液不仅不会对发动机冷却系统造成腐蚀,还具有防腐和除锈功能。

防冻液的沸点高

水的沸点是100℃,优质防冻冷却液的沸点通常在零上110℃,这样在夏季使用,防冻冷却液比水更难开锅。

防冻液可以防垢

用水作冷却液最让司机头疼的就是水垢问题,水垢附着在水箱、水套的金属表面,使散热效果越来越差,而且清除起来也很困难。优质的防冻液采用蒸馏水制造,并加有防垢添加剂,不但不生水垢还具有除垢功能。当然,如果你的水箱水垢很厚,最好还是先用水箱清洗剂彻底清洗后再添加防冻液。

一般用途

汽车、火车内燃机车、拖拉机、轮船、发动机、水箱以及各种机械设备,柴油机、汽油机等冷却系统作为冷却液使用。具有防冻、防沸、防腐蚀、防水垢等多种功能。与水一样,具有比热大、蒸发潜热量高及补充方便等优点。当环境温度低于零度时,冷却系统中的水就会转变为冰,冷却系统的部件就会有被膨胀裂损的危险,这时选用防冻液可以保证发动机在低温下正常工

二、防冻液判断标准

衡量防冻液的优劣主要有以下两点:首先是防冻效果,水的冰点是0℃,一般普通型的防冻液都可达防冻液到-40℃,而优质的防冻液应能达到-60℃左右,这是标定防冻液质量的一个重要指标;另一个是防冻液的沸点,水的沸点是100℃,而防冻液至少应达到108℃以上,也就是说冰点越低,沸点越高,其中的温差越大,相对来说防冻液的品质就越好。

防锈性能当然,上述两个指标只是衡量防冻液的一个方面,防腐防锈性能也是极为重要的,因为长时间受到腐蚀的金属部件生成了大量的铁锈,严重的会逐渐穿蚀金属板而导致渗漏,这直接关系到汽车冷却系统的使用寿命,大多数普通防冻液基本上是靠添加有机或无机盐来解决这个问题,而高质量的防冻液已采用低耗点化学反应技术进行生产,含有稳定的亚硅酸盐(不含磷酸盐),并通过了严格的热表面铝腐蚀ASTMD 4340测试,它可控制硬水中沉淀物的数量,并给冷却系统提供卓越的抗腐蚀保护,它不同于现有市场上所销售的乙二醇基型常规防冻液。可以说已经完全脱离了传统防冻液的生产工艺,是一种全新的防冻技术,并达到了美国最新的6580标准。其优点是:防凝结、过热、生锈和腐蚀,保护制冷系统的所有金属表面,包括铝制零件。不会损坏散热器软管、垫圈等橡胶部件,同时,还能防止产生过多的泡沫,防止由于水的硬度所引起的钙镁沉淀,从而避免在端部和堵塞部位形成热点。可用于重型柴油发动机并无需购买附加冷却添加剂(SCA),能与所有牌号的乙二醇防冻液和辅助添加剂兼容,也可用于所有铝或无铝部件的各类水冷式客车、小型轿车和重型车辆的冷却系统。

防垢性能

另一点就是防结垢性。据调查,70%以上的汽车冷却系统生有水垢和铁锈,严重影响冷却系统散热功防冻液能高达!大多数车主认为防冻液应使用在冬季,其它季节则可使用自来水,其实这是一种误解。我们都知道硬水中含有大量的碱性物质,经加热分离后就变成了水垢,附着在散热器内部的金属表面,如果不能对其定期进行清理,厚厚的水垢就会严重地影响散热系统的功能,导致开锅、缺水,甚至粘缸、烧瓦。所以我们应在更换防冻液之前首先将水箱中的水垢及锈点清理干净。水箱清理剂要选择双效合一的除垢除锈清理剂比较好,现市场上有两种产品,一种是早期的产品,除了清除水垢之外无任何其它功能,而另一种则是比较先进的中高档产品,当然,这里所指的并不是价格上的高档,现在也有很多极为不错的新型产品在价格上十分合理,是性价比较高的多功能产品,除具备清理水垢、铁锈的功能外,还可润滑和保护冷却系统,因为在防冻液循环于冷却系统的过程中,这些润滑保护剂会附着在金属表面,形成一层保护膜,将水与外界物质完全隔离,以防止冷却系统内部结生水垢及再次腐蚀冷却系统内部的金属部件。在清理好水箱之后,再加入防冻液效果就比较好。一般情况下防冻液应每两年更换一次,因为两年之后防冻液的各项指标已达不到原有的护理要求,所以应及时更换,千万不要为了省一点钱或是被繁忙的工作而担误了更换时间,使您得不偿失。

权威检测类型

最后我们还需要提醒您一下,具有世界权威检测机构的认证也是很重要的。目前,比较权威的检测标准有:轻型汽车发动机铝制缸体测试标准ASTM D3306和重型汽车发动机铸铁型湿式缸套测试标准ASTM D4985。以前,分别达到这两种标准的不同类型的防冻液兼容性不强,其组成中的硅酸盐物质极易结胶,堵塞冷却系统,降低了循环液体的传递效率;另外,由于磷酸盐容易在硬水中形成水垢和铁锈,所以已经慢慢被新一代产品取代。目前市场上最新的高品质防冻液应同时满足ASTM的D3306及D4985两个标准,并符合美国材料实验学会的热表面铝腐蚀测试标准D4340、SAE的J1034和J1941标准及各国汽车制造商的认可。

三、防冻液的功能

1.具有防冻功能,冰点低。水的冰点是0℃,防冻液的冰点可达-25~-60℃。在寒冷冬季停车时,能够防止冷却液结冰而胀裂散热器和冻坏发动机汽缸体,同时亦保证随时可以启动发动机。

2.具有防沸功能,防冻液的沸点比水高。沸点是指液体沸腾时的温度。在标准大气压下,水的沸点是100℃,而防冻液的沸点要高于106℃,可有效地防止发动机的“开锅”现象。

3.具有防腐蚀功能。由于发动机的冷却系统中包括钢、铝合金、铸铁、铜及水箱焊接时用的焊锡等几种金属,缸体和缸盖一般有铸铝或铸铁制成,水箱主要由紫铜及黄铜制成,防冻液长期与这些金属相接触,必须能够对所有这些金属进行保护,使用去离子水及适当的添加剂能防止各种腐蚀的出现。

4.能够防止非金属材料如橡胶、塑料的溶解、鼓胀、老化等。

5.能够防止水垢的生成。水垢是在冷却系统内表面上附着有不溶性盐类或氧化物晶体所致。产生水垢的主要物质是硫酸钙、碳酸钙、碳酸镁等,优质的防冻液采用蒸馏水制造,并加有防垢添加剂,不但不生水垢还具有除垢功能。

四、防冻液的组成及其作用

防冻液主要由防冻剂、缓蚀剂、消泡剂、着色剂、防霉剂、缓冲剂等组成。要求防冻液具有较低的冰点,较高的沸点,较好的金属防腐性、防气蚀性和防结垢性,不污染环境或对环境污染小,外观色泽透明、无机械杂质、无毒或低毒、药效持久、贮存期长、可在冷却系统内连续工作2~3年而不变质等方面的综合性能。

1.防冻剂

防冻剂是防冻液的主要成分,有效的防冻剂是各种有机醇。各国从上世纪50年代以来几乎全部采用乙二醇作为防冻剂。乙二醇是一种无色、透明、稍有甜味和具有吸湿性的粘稠液体,它能以任何比例与水相溶。乙二醇的物理化学性质如表1所示。

乙二醇的物理化学性质

按不同的质量比例将乙二醇与水混合,能够得到不同冰点值的混合液,即得到不同冰点值的防冻液,如表2所示。

不同冰点值的防冻液

从表2中可以看出,乙二醇水型防冻液的冰点值同乙二醇质量份数不成线性关系。浓度在59%以下时,水溶液中乙二醇浓度升高冰点降低,但浓度超过59%后,随着乙二醇浓度的升高,其冰点呈上升趋势,当浓度达到100%时,其冰点上升至-13℃。

2.缓蚀剂(防锈剂)

发动机冷却系统使用了铜、铝、铸铁、钢、焊锡等金属。乙二醇防冻液在长期工作中会引起冷却系统的材质腐蚀,腐蚀介质是水和乙二醇。在防冻液中添加缓蚀剂,能有效地阻止冷却系统产生锈蚀。常见的缓蚀剂分为以下4类:

(1)无机化合物缓蚀剂。它包括偏硅酸盐、磷酸盐、钨酸盐、硼酸盐、亚硝酸盐和钼酸盐、苯甲酸盐等。作为无机化合物缓蚀剂,可使金属表面形成一层致密的钝化膜。例如:加入0.05%~0.03%的偏硅酸钠可防止铝制件的腐蚀。

(2)有机化合物缓蚀剂。常用的有三乙醇胺、苯并三氮唑、巯基苯并噻唑、有机磷酸盐等,如仅添加0.1%~0.5%的苯并三氮唑即可防止铜制构件的腐蚀。

(3)复合配方缓蚀剂。不同成分的金属构件需用不同的缓蚀剂,如:亚硝酸钠对钢、铸铁的缓蚀效果好,但会腐蚀焊料;三乙醇胺、磷酸盐、有机磷酸盐虽对黑色金属缓蚀效果好,但会腐蚀黄铜、紫铜等;硅酸盐是铝金属的优良缓蚀剂,但极易水解,形成大量絮状沉淀。这些单品种缓蚀剂虽成本较低,但难以满足防冻液诸多方面的性能要求。所以一般采用具有协同作用的多种缓蚀物质的复合配方,缓蚀剂总加入量为防冻液原液的0.5%~5%。

(4)环保型配方缓蚀剂。完全采用有机型配方,成份中不含无机盐,能在金属表面形成一层致密而稳定的保护膜。采用环保型配方缓蚀剂制成的防冻液同时具有易生物降解、低毒的特点,对环境无害的化学品,不会对水体及土壤生态造成破坏,具有通用性好,能适合不同金属材质的发动机,可长年贮存,稳定性好。

3.消泡剂

发动机在运转过程中,会不可避免地发生振动,使空气渗入防冻液而产生泡沫。这不利于热的传递。溶于防冻液中的空气对乙二醇有氧化作用,在使用中不希望有泡沫产生,因此必须加入适量的消泡剂。消泡剂可以使用硅酮、醇类和失水甘油醚等。比较好的消泡剂为烷基非离子型表面活性剂。消泡剂的浓度只要0.001%~0.1%就能达到理想的消泡效果。

4.着色剂

在防冻液中加入无毒的水溶性着色剂,与一般的冷却水区别,便于观察冷却系统中的防冻液是否泄漏;同时具有指示剂的作用,监视防冻液的酸碱度变化。常用溴甲蓝、酚红、甲基红等原料使防冻液呈现一定指示色,如果颜色超过指示范围,则表明防冻液呈酸性而失去防锈作用。着色剂的浓度(质量)一般在0.01%~0.05%。

5.防霉剂

防冻液在工作状态下由于温度较高,微生物难以繁殖,但在贮存过程中可能引起微生物滋长,使防冻液发霉变质。因此,需要加入微量的杀菌防霉剂,以保证防冻液在2~3年贮存期内不霉变。常用的防霉剂有氯化锌、糖酸、苯甲酸钠,其中苯甲酸钠的防霉效果比较理想。

6.缓冲剂(PH调节剂)

防冻液中所加的缓蚀剂在中性介质中效果较好。但是防冻液在工作过程中,介质会酸化,PH值会下降,使缓蚀剂效果降低,因此防冻液中需要添加缓冲剂,使防冻液的PH值稳定在7.5~11之间。常用的PH调节剂有硼酸盐、磷酸盐和有机胺类。

五、防冻液的质量标准

为了控制防冻液的质量,工业发达国家都规定了质量标准和相应的评定方法。如:美国轻型汽车发动机铝制缸体测试标准(ASTMD3306)和重型汽车发动机铸铁型湿式缸套测试标准(ASTMD4985),日本防锈技术协会标准(JACC)。一些汽车生产商也制定有相应的标准,如:德国大众标准(TL-DW774C)。

防冻液标准规定的主要技术指标有:抗冻性(冰点)、沸点、金属腐蚀性、发泡性、水泵气穴腐蚀性、沉淀性(灰分)、溶解性、密度、酸度值(PH值)、储备碱度以及变色性等。

我国目前执行的是SH0521-1999《乙二醇型发动机冷却液及其浓缩液》。是参照ASTMD3306标准制订的,该标准所属产品分为浓缩液和冷却液两类,冷却液按冰点分为-25号、-30号、-35号、-40号、-45号和-50号等6个牌号。其主要技术指标见表3。

浓缩液和冷却液主要技术指标

六、选购防冻液的原则

1.根据环境温度条件选择防冻液的冰点。根据当地冬季最低气温选用适当冰点牌号的防冻液,冰点至少应低于最低气温10℃。如果是浓缩液,应按产品说明书规定的比例加水稀释。例如:当地最低气温为-30℃,则防冻液的冰点应选择在-40℃以下。

2.选购多用途长效防冻液。这类产品往往是有机型环保产品,具有冬天防冻、夏天防沸、长年防腐蚀、防水垢的功能。

3.选择经国家指定的检测站检测合格的正规知名企业生产的产品。合格的防冻液一般采用高纯度、腈纶级乙二醇和高纯净去离子软化水为原料,从源头上确保防冻液的质量;同时添加10多种添加剂,配方科学;工艺方面严格按照ISO质量体系的要求组织生产,几十道生产工序一丝不苟,经过过滤、渗透、滴定等质量强化技术,保证产品具有优良的综合性能。在正式投入市场前进行一系列质量评定,包括台架试验、理化分析等,合格后才能投入市场。

4.切勿贪便宜购买杂牌劣质防冻液(包括假冒伪劣产品)。而这些防冻液占到40%以上的市场份额,虽然价格相对便宜一些,但质量难以保证,劣质防冻液的主要原料是工业甲醇或各种杂醇等化工下脚料,其挥发性强,气味刺鼻。出厂前只是对防冻液的冰点测定后即投放市场,这些没有经过正规检验的产品往往具有较强的腐蚀性,不但对发动机起不到保护作用,还会造成管路堵塞,缸体腐蚀等损害。

5.在购买防冻液时要找信誉好的商家,查看包装上的厂名、厂址、电话、生产日期、冰点、沸点等项目,向商家索要检测报告、质量保证书、保险以及使用说明书等资料。

8.国外最近研制出了丙二醇型防冻液,与乙二醇型防冻液比较,在热传导、冰点及橡胶相容性方面的性能与乙二醇型防冻液相当,但是在抗腐蚀、毒性及生物降解方面则有着乙二醇型防冻液无法比拟的优势。环保无水型丙二醇防冻液,冰点低至-68℃,沸点高达187℃,具有优良的抗沸、抗冻性能,但价格昂贵。

七、防冻液的使用注意事项