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    不仅仅是防冻—防冻液知识全解析

    2017年1月10日 来源: 老侯解车

    目前,现代汽车发动机普遍采用防冻冷却液(简称防冻液)代替水作为冷却介质。一些车主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也有很多疑问。今天老侯将系统介绍防冻液的相关知识。

    防冻液有哪些作用

    1

    防冻液具有防冻功能,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

    防冻液具有防沸功能,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

    防冻液具有防腐蚀功能。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

    防冻液具有“油性”,能够防止非金属材料如橡胶、塑料的溶解、鼓胀、老化等,部分车辆的防冻液对冷却系统有润滑作用。

    5

    防冻液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。

    防冻液成份是什么

    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。

    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。

    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

    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。

    5

    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%。

    6

    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。

    防冻液的主要技术指标

    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。

    防冻液牌号分类

    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。

    防冻液的选择

    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

    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。

    防冻液使用注意事项

    01

    如果发动机冷却系原先使用的是水或换用另一牌号防冻液,在加入新的防冻液之前,要把原防冻液放净,使用双效合一的除垢除锈水箱清洗剂对冷却系统彻底清洗。因为防冻液中加有除垢剂和清洗剂,使用前如果没有对发动机冷却系统进行认真的清洗,而直接加入防冻液后,发动机冷却系统中原有的水垢与防冻液接触后脱落,使防冻液变浊、变稠,甚至变色、变味,严重时堵塞水管、水道、或沉淀在水箱下部弯管接头部位,造成散热不良。

    02

    加注防冻液前,要对发动机冷却系进行全面彻底检查,如有渗漏现象,应及时排除后才能加注防冻液。应随车携带一些防冻液,以备短缺时补加。

    03

    禁止直接加注浓缩液。有些车主及修理人员误认为防冻液越纯越好(乙二醇浓度越大越好),直接加注防冻液浓缩液,这样做不但不能满足防冻液对冰点的要求,反而会出现一些意想不到的现象,如浓度大、密度大、低温粘度增大以及发动机温度高等现象。所以在使用防冻液浓缩液时要按要求进行调制,禁止直接使用。

    04

    定期检查防冻液液面高度,使其符合规定。如果冷却系统中设置防冻液补偿系统,在发动机正常运转温度正常时,储液罐的液面高度应保持在最低位置和最高位置标记范围内。若无膨胀水箱,由于防冻液的膨胀率一般比水大,防冻液只能加到冷却系容积的95%,以免防冻液溢出。当防冻液不足时,要用同一品牌、同一型号的防冻液补充。

    05

    不同厂家、不同牌号的防冻液不能混合使用。不同品牌的防冻液其生产配方会有所差异,如果混合使用,多种添加剂之间很可能会发生化学反应,造成添加剂失效,破坏各自的综合防腐能力,引起沉淀、结垢和腐蚀等危害,从而影响发动机的使用寿命。

    06

    乙二醇的吸水性强,贮存的容器应密封,以防吸水后溢出。用剩的防冻液应在容器上注明名称以免混淆,并置于安全场所。

    07

    应保持常年使用防冻液。要注意防冻液使用的连续性。那种只在冬季使用防冻液,而到开春需要补加时,则加入普通水,一直到入冬才更换防冻液的做法是错误的,忽视了防冻液的防腐、防沸、防垢等作用,容易造成发动机冷却系机件损坏,金属部件会产生氧化腐蚀。

    08

    防冻液的有效期通常为2~3年,加注后不要随意更换。但是,应对使用中的防冻液定期进行技术指标检查,一般结合换季保养进行。检查内容包括外观、冰点、比重和PH值等,发现防冻液变蚀、变质、变味、发泡、有悬浮物、沉淀物、比重增大、变稠、冰点上升、PH值低于7.5或高于11.0等情况时应及时报废更换。

    09

    不要把正常现象看作异常。防冻液沸点高,水的沸点在760mmHg环境条件下为100℃,乙二醇型防冻液沸点在106℃以上,加注防冻液的发动机比用软化水冷却时防冻液温度要高出6℃左右, 使用防冻液后,温度虽然高,却不易"开锅"。这有利于提高发动机热效率、节省燃料,所以不应把正常现象看作异常,人为地降低发动机温度。

    老侯点评:

    人们以前对防冻液有一个认识上的误区,认为只有冬季才需要使用防冻液,而夏季不需要。这是由于对现代汽车的不了解和对防冻液功能认知的不全面造成的。现代汽车普遍使用高强化发动机,汽车在正常使用的情况下温度即可达到90~100°C,如果使用水作为冷却液,就会由于沸腾而失去冷却作用;防冻液的沸点可达110°C,凝固点可达-50°C,几乎可以在汽车全域温度范围内工作。所以,不论冬夏,汽车都要使用防冻液。

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