Жидкость системы охлаждения двигателя что это

Охлаждающая жидкость

В качестве охлаждающей жидкости в двигателях применяются готовые к употреблению антифризы или концентраты, требующие разбавления дистиллированной водой в определенной пропорции. Защищая двигатель от перегрева, а систему охлаждения от коррозии, антифриз изменяется по составу, теряет изначальные свойства и требует периодической замены.

Содержание

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Двигатель внутреннего сгорания необходимо охлаждать для обеспечения нормального теплового режима работы его узлов и деталей. Наиболее распространены системы охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости. В процессе работы она может нагреваться до 100°C и иногда выше, а на стоянке остывать до температуры окружающего воздуха. От свойств жидкости во многом зависит эффективность системы охлаждения, надежность и долговечность двигателя. Она должна иметь высокую теплоемкость, теплопроводность, температуру кипения, подвижность, а также низкую температуру кристаллизации и коэффициент объемного расширения. Охлаждающая жидкость не должна вызывать коррозию металлов, разрушать резину уплотнений и вспениваться в процессе работы.
Вода обладает наибольшей охлаждающей способностью, имеет максимальную теплоемкость, пожаробезопасна, нетоксична и дешевая. Но вода имеет сравнительно низкую температуру кипения и относительно быстро испаряется, а если при этом она жесткая (содержит минеральные примеси и растворенные соли), то активно образуется накипь. При температуре ниже 0°C вода замерзает и превращается в лед (кристаллизуется) со значительным, до 10%-ным увеличением объема. Это приводит к «размораживанию» двигателя – разрушению его основных деталей и узлов. Поэтому ее нельзя использовать в холодное время года без слива из автомобиля при длительной стоянке вне теплого гаража.
Низкозамерзающие охлаждающие жидкости – антифризы (от англ. «antifreeze» – незамерзающий) заменили воду в системах охлаждения двигателей современных автомобилей. Наиболее широкое распространение получили низкозамерзающие жидкости на гликолевой основе, представляющие собой смесь этиленгликоля с водой. Иногда встречаются жидкости на основе пропиленгликоля – их нельзя смешивать с этиленгликолевыми.

СОСТАВ И СВОЙСТВА АНТИФРИЗА

Этиленгликоль (моноэтиленгликоль) – маслянистая желтоватая жидкость без запаха, умеренно вязкая, с плотностью 1,112-1,113 г/см3 (при 20°С), температурой кипения 197°С и кристаллизации -11,5°С. При нагревании этиленгликоль и его водные растворы сильно расширяются. Для предотвращения выброса жидкости из системы охлаждения ее снабжают расширительным бачком и заполняют на 92–94% от общего объема.
Водный раствор этиленгликоля химически агрессивен и вызывает коррозию стальных, чугунных, алюминиевых, медных и латунных деталей системы охлаждения, а также припоев, используемых для пайки ее узлов. Кроме того, этиленгликоль очень токсичен.
Пропиленгликоль – по свойствам аналогичен этиленгликолю и менее токсичен, но примерно в 10 раз дороже. При низких температурах он более вязкий, чем этиленгликоль, и в связи с этим прокачиваемость у него хуже.
Смесь этиленгликоля с водой характерна тем, что температура ее кристаллизации зависит от соотношения этих двух составляющих. У смеси она значительно ниже, чем по отдельности у воды и этиленгликоля. При различных пропорциях можно получить растворы с температурой кристаллизации от 0 до -75°С. Температура кристаллизации и кипения, а также плотность смеси этиленгликоля и воды в зависимости от содержания в ней этиленгликоля представлены на рисунке. Самое низкое значение температуры замерзания соответствует составу, в котором этиленгликоля 66,7% и воды 33,3%. В других случаях одну и ту же температуру замерзания можно получить при двух значениях соотношений этиленгликоля и воды. Экономически выгодно использовать вариант с большим количеством воды.
Определение соотношения этиленгликоля и воды в антифризе осуществляют по плотности, измеренной с помощью ареометра или гидрометра. На специальных приборах для удобства вместо шкалы плотности применяется двойная шкала, одновременно показывающая содержание этиленгликоля в процентах и температуру кристаллизации. При проверке нужно учитывать температурные поправки к показаниям прибора, указанные в инструкции к нему.

Комплекс присадок включает в себя противокоррозионные, антивспенивающие, стабилизирующие и красящие вещества. Антифризы не должны содержать в своем составе нитрит-нитраты, которые, взаимодействуя с аминами, образуют токсичные соединения, причем некоторые из них канцерогенны (провоцируют онкологические заболевания).
Требования к антифризам в России установлены по ГОСТу 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Общие технические условия». Стандарт нормирует основные показатели охлаждающих жидкостей на основе этиленгликоля: внешний вид, плотность, температуру начала кристаллизации, коррозионное воздействие на металлы, вспениваемость, набухание резины и т. д. Обязательной сертификации охлаждающие жидкости не подлежат.
Определенные марки антифризов, готовых к использованию, и концентратов, требующих разбавления дистиллированной водой перед применением, производят по техническим условиям, где оговаривается состав и наличие присадок, смешиваемость жидкостей и их цвет. Изготовители присваивают им различные названия, например «Тосол», «Лена», «Лада» «Антифриз G-48» и (или) указывают температуру кристаллизации: ОЖ-40, ОЖ-65, А-40.
«ТОСОЛ» – одно из названий антифриза, образованное из двух частей:
«ТОС» — «Технология органического синтеза» (наименование отдела ГосНИИОХТ, создавшего антифриз);
«ОЛ» – окончание, характерное для спиртов (этанол, бутинол, метанол).
Этот антифриз был разработан в 1971 г. в Государственном научно-исследовательском институте органической химии и технологии (ГосНИИОХТ) для автомобилей ВАЗ взамен итальянского «ПАРАФЛЮ». Торговая марка «ТОСОЛ» не была зарегистрирована, поэтому ее применяют многие отечественные изготовители охлаждающих жидкостей. Но эксплуатационные свойства «тосолов» могут быть разными, поскольку определяются используемыми присадками, а они отличаются у различных производителей.
Совместимость охлаждающих жидкостей определяется техническими условиями. Изготовленные по разным техническим условиям жидкости часто несовместимы, так как содержащиеся в них присадки могут вступить в реакцию друг с другом и утратить свои полезные свойства. Поэтому при необходимости восстановить уровень охлаждающей жидкости лучше доливать дистиллированную воду.
Требования к антифризам зарубежного производства, как правило, определяются стандартами ASTM (Американская ассоциация по испытанию материалов) и SAE (Общество автомобильных инженеров США). Эти стандарты регламентируют свойства концентратов и антифризов исходя из их основы (этиленгликоля или пропиленгликоля) и условий эксплуатации. Например, этиленгликолевые жидкости предназначены: по ASTM D 3306 и ASTM D 4656 – для легковых автомобилей и малых грузовиков;
по ASTM D 4985 и ASTM D 5345 – для двигателей, работающих в тяжелых условиях: длительно эксплуатируемых в режимах, близких к максимальной мощности, на внедорожной технике, больших грузовиках, в стационарных силовых установках и т.п. Эти жидкости отличаются тем, что перед использованием в них необходимо добавлять специальную присадку.
Импортные антифризы по ASTM D 3306 можно использовать для отечественных легковых автомобилей.
Спецификации производителей автомобилей могут содержать дополнительные требования. Например, нормы General Motors USA – Antifreeze Concentrate GM 1899-M, GM 6038-M или нормы G концерна Volkswagen запрещают использовать в антифризе ингибиторы коррозии, содержащие нитриты, нитраты, амины, фосфаты и оговаривают предельно допустимые концентрации силикатов, буры, хлоридов. Это позволяет уменьшить отложение накипи, увеличить срок службы уплотнений, улучшить защиту от коррозии.

ЗАМЕНА АНТИФРИЗА

Плановая замена необходима потому, что даже при нормальной эксплуатации в антифризе постепенно уменьшается содержание присадок и коррозия деталей двигателя усиливается. Жидкость больше пенится, следовательно, хуже передает тепло и мотор может перегреваться. Как правило, плановую замену рекомендуется осуществлять через два года, а при интенсивной эксплуатации – каждые 60 тыс. км. пробега автомобиля.
Досрочная замена может потребоваться при попадании в систему охлаждения выхлопных газов, например, через неисправную прокладку головки блока, или воздуха в местах утечки, что приводит к ускоренному старению жидкости. Признаками необходимости этого может являться:
— на внутренней поверхности расширительного бачка образуется желеобразная масса;
— при легком морозе (до -15°С) антифриз становится кашицеобразным и в бачке обнаруживается осадок;
— электровентилятор радиатора системы охлаждения срабатывает все чаще.
В аварийной ситуации, например при замене в дальней дороге лопнувшего шланга, в систему охлаждения приходится заливать воду из случайного источника. Жесткая с примесями вода активизирует коррозию и вызывает образование посторонней взвеси, что тормозит циркуляцию жидкости и может затруднить работу водяного насоса. Кроме того, в местах сильного нагрева образуется накипь, ухудшающая работу системы охлаждения. Если антифриз стал бурым, значит, происходит активная коррозия деталей системы охлаждения. Разбавленную некачественной водой охлаждающую жидкость следует при первой возможности заменить с обязательной промывкой системы охлаждения.

Порядок замены охлаждающей жидкости (осуществляется на холодном двигателе):
— снимают крышку расширительного бачка и (или) радиатора;
— открывают кран радиатора отопителя, чтобы в нем или в подводящих шлангах не осталось жидкости;
— отворачивают пробки в радиаторе и блоке цилиндров двигателя, сливают старую охлаждающую жидкость в подставленную емкость, затем пробки сливных отверстий устанавливают обратно;
— медленно тонкой струйкой заливают новую охлаждающую жидкость через расширительный бачок и закрывают его крышку;
— пускают двигатель, прогревают его, затем останавливают и после остывания по необходимости доливают жидкость до нужного уровня.

ПРОМЫВКА СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

При плановой замене антифриза достаточно один раз промыть систему дистиллированной или в крайнем случае хорошо прокипяченной, талой или дождевой водой.
При переходе с воды на антифриз, замене бурой или с признаками досрочного старения охлаждающей жидкости необходимо удалить накипь и продукты коррозии. Это можно сделать только с использованием специальных моющих средств в соответствии с инструкцией к ним. Промывки представляют собой водные растворы слабых кислот – муравьиной, щавелевой, соляной с добавлением ингибиторов коррозии. Затем следует удалить остатки моющего состава, промыв систему, как минимум, один раз дистиллированной водой.

Порядок промывки системы охлаждения:
— сливают охлаждающую жидкость и заливают вместо нее промывочную, так же, как это делается при замене жидкости;
— дают поработать двигателю от 20 до 60 мин — чем грязнее была слитая охлаждающая жидкость, тем больше требуется времени для промывки системы;
— останавливают двигатель, сливают моющую жидкость, промывают систему дистиллированной водой и заливают свежий антифриз.

Охлаждаемся правильно. Типы и отличия антифризов

Хорошая охлаждающая жидкость нужна в любое время года. Зимой некондиционный антифриз может банально замёрзнуть, превратившись в лёд, а в летнюю жару машина с плохим антифризом рискует превратиться в кипящий чайник. Обе этих неприятности почти всегда приводят к печальным последствиям для двигателя, вплоть до его капитального ремонта или замены, поэтому пренебрегать качеством и состоянием охлаждающей жидкости нельзя. Рассмотрим, какие типы антифризов есть на рынке, и актуален ли ещё «старичок» тосол.

Как работает антифриз

В начале два слова теории: что такое антифриз и какова его роль в автомобиле. Антифриз (от греческого ἀντι — против, и английского freeze — замерзать, т. е. «незамерзающий») — рабочая жидкость системы охлаждения двигателя. Циркулируя внутри мотора, антифриз отводит лишнее тепло к салонному отопителю (именно благодаря антифризу печка дует горячим воздухом — конечно, если система исправна) или в атмосферу через основной радиатор. Не давая двигателю перегреваться, антифриз обеспечивает его правильный температурный режим.

Почему вместо антифриза не используют обычную воду? Первая причина очевидна уже из названия: антифриз, в отличие от воды, не замерзает зимой, оставаясь текучим на морозе. Но и в жарких странах вода автомобилям не подходит: она слишком рано закипает (температура кипения антифриза, в зависимости от концентрации, составляет 110–130°C), но главное — вызывает коррозию всех металлических частей двигателя.

Состав классического антифриза и тосола

К середине прошлого века, после экспериментов с глицерином, этанолом и метанолом производители антифризов выбрали основой для своего продукта этиленгликоль. С тех пор этот двухатомный спирт является базовым элементом всех охлаждающих жидкостей. Но смесь воды с этиленгликолем всё ещё не безобидна для двигателя и требует дополнительных присадок, защищающих металл от коррозии. Составы этих присадок у разных антифризов могут кардинально отличаться.

Первоначально в качестве антикоррозионных присадок (ингибиторов коррозии) использовались неорганические соли: силикаты, фосфаты, нитраты и нитриты. Антифризы с неорганическими ингибиторами в зарубежной классификации называют по-разному: Traditional, Classic, Conventional coolant или IAT (Inorganic Acid Technology — технология неорганических кислот). В российской — силикатный антифриз или тосол. Да-да, всем известный синий тосол — всего лишь тип антифриза, причём давно устаревший. А популярный вопрос: «Что лучше, тосол или антифриз?» — просто некорректен.

Что не так с неорганическими силикатными антифризами (IAT/тосолом)? В процессе работы они образуют на всех металлических деталях двигателя оксидную плёнку — она защищает от коррозии, но существенно ухудшает теплоотвод. Для старых моторов с низкой степенью форсировки это не было проблемой. Но в нынешних двигателях, особенно с алюминиевыми головками и блоками цилиндров, оксидная плёнка гарантированно приводит к перегреву, поэтому использование классических IAT-антифризов (в том числе тосола) в современных машинах не допускается.

Стоит отметить, что и срок службы неорганических присадок недолог — не более двух лет. Так что слухи о «вечном» тосоле, мягко говоря, беспочвенны. Этот продукт популярен на российском рынке благодаря известному с советских времён названию и низкой цене, хотя автомобилей, которым действительно требуется антифриз классического типа, на дорогах всё меньше.

Карбоксилатный антифриз

Органические антифризы OAT (Organic Acid Technology — технология органических кислот), не образующие оксидной плёнки, сегодня занимают большинство полок автомагазинов. Ингибиторами коррозии в них являются органические соли карбоновых кислот, поэтому их также называют карбоксилатными антифризами. Они отлично отводят тепло, переносят высокие температурные нагрузки современных двигателей и могут работать до 5 лет — такие «долгоиграющие» антифризы обозначаются аббревиатурой LLC или XLC (Long Life Coolant или Extended Life Coolant).

Но есть минусы и у «органики». Органические соли размягчают резиновые шланги системы охлаждения, а также создают условия для кавитации — локального кипения жидкости. В быту это явление встречается при закипании чайника, вызывая характерный шум. Для двигателя кавитация представляет серьёзную опасность, буквально выгрызая металл из крыльчатки помпы и блока цилиндров. Для борьбы с ней в состав карбоксилатного антифриза производители включают дополнительный пакет присадок.

Гибридные антифризы и региональный фактор

Дальнейшие изыскания производителей охлаждающих жидкостей привели к появлению гибридных антифризов HOAT (Hybrid Organic Acid Technology). Как видно из названия, в их основе всё та же технология органических кислот, но с добавлением определённого количества неорганических солей для лучшего противостояния кавитации. Причём подход производителей в разных частях света заметно отличается: японцы, например, предпочитают присадки на основе фосфатов, в то время как европейцы используют силикаты.

На составы «местных» антифризов ориентируются и автопроизводители, проектируя двигатели и выбирая материалы для гибких шлангов и сальников системы охлаждения. Поэтому при выборе антифриза стоит учитывать региональный фактор, заливая в японский или европейский автомобиль антифризы соответствующего происхождения.

Другой вариант «гибридов» — лобридные антифризы или SOAT (Silicate Organic Acid Technology). В целом, это те же гибридные охлаждающие жидкости со сниженным количеством неорганических присадок.

Встречаются и совсем экзотические варианты. Например, антифриз на основе пропиленгликоля и глицерина, постепенно вводимый концерном Volkswagen под давлением экологов. Такой антифриз обозначается G13, но о классификации VW стоит поговорить отдельно.

Классификация антифризов. G11, G12 и прочие G

Существенную путаницу в классификацию антифризов на российском рынке внёс концерн Volkswagen со своим обозначением классов охлаждающих жидкостей (G11, G12, G12+, G12++, G13). Следует понимать, что эти обозначения актуальны только для автомобилей концерна VAG: если у вас Toyota, то искать антифриз G12 или G12+ вам совершенно не нужно — исходите из допусков Тойоты, а не VW. Тем не менее, классификация Volkswagen столь прочно вошла в обиход, что мы включили её в таблицу для лучшего понимания соответствия разных обозначений антифризов друг другу.

Классификация антифризов

Тип антифриза

Альтернативное название

Классификация VW

Возможные обозначения

Описание

Традиционный, с неорганическими присадками

Силикатный антифриз, Тосол

IAT, Traditional, Classic, Conventional, Тосол

Устаревшая технология неорганических кислот

Карбоксилатный, с органическими присадками

Технология органических кислот

Гибридный или лобридный

Гибридный антифриз, лобридный антифриз

Hybrid, HOAT, Lobrid, SOAT

Технология органических кислот с добавлением неорганических

На основе пропиленгликоля и глицерина

«Экологичный» антифриз с глицерином для автомобилей VAG

Цвет антифриза. Можно ли смешивать

«Какой вам антифриз: красный или зелёный?» — стандартный вопрос в автомагазине. Что же обозначает цвет антифриза? На сегодняшний день — ровным счётом ничего. Ни тип, ни качество антифриза с цветом не связаны.

Когда-то автопроизводители для придания индивидуальности своим заводским охлаждающим жидкостям стали красить их в разные цвета, а сторонние производители антифризов просто подстроились под них. Причём без всякой системы или привязки к составу жидкости: карбоксилатный антифриз может быть как красным, так и зелёным или оранжевым. Зелёным может быть и устаревший силикатный антифриз. И лишь тосол всегда был синим — дань традициям. Словом, при выборе антифриза цвет не играет никакой роли — конечно, если вы меняете охлаждающую жидкость целиком, а не доливаете к старой.

А можно ли смешивать антифризы разных цветов? В теории, два разноцветных антифриза одного и того же типа и бренда могут отличаться только красителем, что не мешает смешать их. Но делать этого не стоит хотя бы из-за того, что в результате получится жидкость бурого цвета, что затруднит диагностику состояния антифриза (изменение цвета — один из признаков проблем). Что касается антифризов разных производителей, то смешивать их нежелательно даже при совпадении цветов — разные пакеты присадок могут быть плохо совместимы. При необходимости срочно долить антифриз в дороге и невозможности купить жидкость, идентичную залитой, используйте дистиллированную воду — наиболее безопасный вариант.

Нужно ли разбавлять антифриз водой

Когда-то антифризы в виде концентратов были очень популярны. При заливке в радиатор их требовалось разбавлять водой в определённой пропорции, определяющей температуру замерзания (50:50, 60:40, 70:30 и т. д. — чем меньше доля воды, тем выше морозостойкость). Но сегодня почти все антифризы продаются в готовом виде, а температура их замерзания фиксирована и указана на этикетке: как правило, от -40 до -50°C. Разбавлять такие антифризы водой не нужно, что существенно упрощает процесс их замены.

Какой антифриз выбрать

Очевидно, что охлаждающие жидкости, хоть и сделаны на одной и той же основе — этиленгликоле, могут радикально отличаться составом присадок. Смешивать их категорически не стоит, как и экспериментировать с модными новинками рынка, не предназначенными для вашего мотора. Поэтому на вопрос «какой антифриз заливать в двигатель» правильный ответ лишь один: тот, который рекомендован производителем. Внимательно изучите инструкцию автомобиля, найдите предписанный тип антифриза и заливайте только его.