Основные свойства эксплуатационных материалов для транспортных и тра

вантифризах уделяется не меньше внимания, чем температуре замерзания.

Из-за продуктов коррозии (частиц ржавчины), находящихся

вохлаждающей жидкости, может «заклинить» термостат, разрушиться крыльчатка помпы, протечь (разгерметизироваться) подшипник помпы, засориться радиатор и даже каналы двигателя. В предельном случае «запущенная» коррозия может «съесть» до дыр радиатор или головку блока цилиндров.

Температура замерзания значительно ниже температуры замерзания воды, что позволяет обеспечить бесперебойную работу двигателя при низких температурах окружающего воздуха Предотвращает повреждение деталей системы охлаждения (разрыв), вызванное расширением воды при её замерзании. Антифриз при замерзании образует кашеобразную массу, которая не повреждает детали двигателя, но и не позволяет двигателю нормально работать.

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

Температура кипения. 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

всистеме охлаждения автомобиля появились серьезные «болезни». Если «болезни» вовремя не устранить, то они начнут отрицательно влиять на работу других систем, а срок службы двигателя уменьшится в 2–3 раза. Перегрев двигателя в подавляющем большинстве

121

случаев вызван некачественной охлаждающей жидкостью и дефектами, которыеона вызывает.

Цвет. В антифриз добавляют красители, придающие ему тот или иной цвет. Цвет не имеет отношения к его эксплуатационным свойствам и является предметом договорённости между производителем антифризов и их продавцом. Часто один и тот же антифризокрашивают вразные цвета дляразных потребителей.

В России охлаждающая жидкость исторически, с советских времён, получила название тосол и голубой цвет и имела всего одну разновидность. В отношении охлаждающей жидкости, пришедшей из-за границы и называемой там антифризом, в России часто используется символика Volkswagen. Для обозначения типов по Volkswagen их несколько, введены различные цвета: красный, зелёный, фиолетовый, лиловый.

Основной причиной изменения цвета на ярко-бурый или другие тёмные оттенки охлаждающей жидкости в процессе эксплуатации автомобиля является ржавчина и накипь, появившиеся на элементах системы охлаждения. Зачастую это происходит из-за использования воды в качестве рабочей жидкости или применения некачественного тосола или антифриза.

К примеру, если в двигатель, работающий длительное время на воде или на некачественной охлаждающей жидкости, без предварительной промывки системы охлаждения, залить свежий тосол или антифриз, то изменение цвета произойдет гарантированно. Другое дело, через какое время или сколько километров пробега произойдет изменение цветности. Это зависит от количества различных отложений (накипи, коррозии и т.д.) в рубашке охлаждения и состояния системы в целом.

После замены свежая охлаждающая жидкость под действием специальных присадок (антикоррозионных, стабилизирующих, моющих и др.), присутствующих в ней, начинает очищать систему охлаждения, естественно изменяя и цвет тосола или антифриза.

Чем быстрее начал изменяться цвет жидкости, тем больше разного рода отложений присутствует в двигателе.

122

Вданном случае дальнейшая эксплуатация автомобиля нежелательна, так как может привести к поломке двигателя. Рекомендуется срочная замена охлаждающей жидкости.

Изменение цвета тосола или антифриза на соломенножелтый либо его лёгкое обесцвечивание говорит о выработке красителя по сроку службы или в результате каких-то факторов, например перегрева двигателя. Эксплуатация автомобиля допустима, но по возможности рекомендуется заменить охлаждающую жидкость.

Кавитация. Физическое явление кавитации – это образование

исхлопывание пузырьков пара в жидкости, находящейся в состоянии, близком к кипению. Мы все можем увидеть кавитацию в момент закипания воды в чайнике и услышать кавитацию как «гудение» чайника – звук схлопывающихся пузырьков. 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 «продырявить» и даже полностью «испарить» части металлическойдетали.

Вбольших двигателях с «мокрыми» гильзами, которые устанавливаются на грузовиках и автобусах, кавитация гильз является одной из главных проблем, влияющих на срок службы двигателя. При поперечных колебаниях гильзы, вызванных движением поршня, в окружающей жидкости возникают волны разрежения и сжатия. Нагретая жидкость постоянно вскипает и прекращает кипеть при понижении и повышении давления. Это провоцирует кавитационную эрозию гильзы и приводит к ее разрушению. Для двигателя разрушение гильз означает капитальный ремонт или «билет на свалку».

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.

123

Вспениваемостъ. Антифриз должен обладать малой вспениваемостью, при большой снижается коэффициент теплоотдачи, возникает вероятность образования воздушных и паровых пробок, и как следствие, возможен перегрев двигателя.

Воздействие на резину. Антифриз или тосол должны обладать инертностью по отношению к резиновым и полимерным деталям системы охлаждения (быть не агрессивными к резиновым шлангам, уплотнителям и пластмассовым деталям системы охлаждения). Охлаждающие жидкости должны предохранять эти детали от высыхания, растрескивания, резина при взаимодействии с антифризом или тосолом должна немного набухать (в пределах допустимых в нормативной документации) и ни в коем случае не усыхать.

4.5.3.Измерение температуры замерзания антифриза

влабораторных и «полевых» условиях

Этот вопрос особенно важен для покупателей антифриза, которые желают убедиться, что купленный товар точно соответствует заявленной температуре начала кристаллизации. Также он важен для производителей антифриза при проведении выходного контроля. Поэтому остановимся на нем подробнее.

Поскольку процесс замерзания антифриза происходит в достаточно большом интервале температур, измеряют обычно температуру начала кристаллизации, т.е. момент, когда в образце жидкости появляются первые кристаллы в виде помутнения или «облачка». Этот показатель можно измерить достаточно точно, до десятых долей градуса, и повторяемость результатов измерений высока.

Для измерения «температуры начала кристаллизации» существует общепринятая лабораторная методика, в России это ГОСТ 28084–89, п. 4.3, за рубежом – ASTM D1177. Обе методи-

ки предполагают охлаждение образца жидкости до ее кристаллизации или, проще говоря, до «заморозки», однако момент начала кристаллизации в них определяется по-разному.

По ГОСТу этот момент фиксируется визуально, «на глазок»: «...При приближении температуры испытуемой жидкости

124

к ожидаемой температуре начала кристаллизации (за 5–10 °С) прибор из охлаждающей смеси периодически (через каждые 3– 5 мин) вынимают и наблюдают в проходящем свете состояние испытываемой жидкости...».

По ASTM определяется горизонтальный участок на графике зависимости температуры охлаждаемой жидкости от времени, то есть момент, когда все отводимое тепло «расходуется» на образование кристаллов, а температура остается постоянной.

В лабораториях с нормальным оснащением и квалифицированным персоналом обе методики дают одинаковый результат с точностью до 1°С. Кстати, в России выпускается отличный лабораторный электронный прибор АТКт-01, который позволяет измерять температуру начала кристаллизации в автоматическом режиме и по ГОСТ 28084–89, и по ASTM D1177.

Существует также множество лабораторно-бытовых приборов для измерения температуры начала кристаллизации в «полевых» условиях. При использовании таких приборов антифриз не замораживается до появления кристаллов, а измеряются другие характеристики – плотность или показатель преломления, которые связаны с концентрацией этиленгликоля в растворе и, соответственно, с температурой замерзания.

Итак, первый тип таких лабораторно-бытовых приборов – погружной ареометр («поплавок»). Он опускается в жидкость, и по глубине его погружения можно судить о плотности, а следовательно, и о температуре замерзания данной жидкости. Иногда измерительную шкалу таких ареометров (их также называют «ареометр-гидрометр») градуируют не как обычно в граммах на кубический сантиметр, а сразу в градусах Цельсия или в процентах содержания этиленгликоля в растворе. Типичным представителем этого класса приборов является «Ареометргидрометр АЭГ /тосол, антифриз/», который выпускается нашей промышленностью. Следует иметь в виду, что каждый такой ареометр-гидрометр градуирован под определенную жидкость. Например, на тосол АМ или на водно-этиленгликолевый раствор и при измерении другого антифриза он будет давать ошибку до пяти градусов.

125

При пользовании ареометром-гидрометром следует учитывать три обстоятельства. Во-первых, этот прибор реально измеряет плотность жидкости, а не температуру замерзания. Поэтому замер, сделанный ареометром-гидрометром, может служить только индикатором, оценкой температуры замерзания, но не квалификационным тестом. К примеру, вы можете насыпать в антифриз соли, в результате его плотность увеличится, и арео- метр-гидрометр покажет отличную «низкую температуру замерзания», которая, правда, не будет совпадать с истинной температурой замерзания.

Во-вторых, все антифризы (и тосолы) содержат в своем составе, кроме воды и этиленгликоля, пакеты присадок, которые отличаются друг от друга по количеству и плотности. Поэтому различные антифризы при разбавлении водой имеют различные зависимости плотности от температуры замерзания, хотя и похожие друг на друга. Типичный гример: карбоксилатный антифриз CoolStream Standard и классический тосол. При одной и той же температуре замерзания 40 °С тосол будет иметь более высокую плотность (1,078 г/см3), чем карбоксилатный антифриз (1,070 г/см3). Эго связано с составом присадок: у тосола присадки неорганические, «тяжелые», а у карбоксилатного антифриза органические, «легкие». Соответственно, ареометр-гидрометр покажет карбоксилатному антифризу более высокую температуру замерзания, чем тосолу, хотя реально эти температуры одинаковы.

В-третьих, при измерениях ареометром-гидрометром следует строго соблюдать заданную температуру измеряемой жидкости. Известно, что все тела при нагревании расширяются, в том числе антифриз. Поэтому один и тот же антифриз будет иметь разную плотность на улице и в теплом помещении. Соответственно показания ареометра-гидрометра будут разными: на улице антифриз окажется «хорошим», а в помещении этот же антифриз уже станет «плохим». Для подавляющего большинства таких приборов предполагается проведение измерения при температуре жидкости строго +20 °С.

126

Наилучший, на наш взгляд, способ оценки температуры замерзания антифриза в «полевых» условиях связан с применением обычного ареометра в сочетании с термометром. Вы наполняете прозрачную емкость, например обрезанную пластиковую бутылку, антифризом, опускаете в жидкость термометр, доводите жидкость до температуры +20 °С, обливая емкость снаружи горячей или холодной водой и постоянно помешивая, и измеряете плотность жидкости ареометром Желательно применять лабораторный ареометр с точностью деления 0,001 г/см3. Затем определяете температуру начала кристаллизации антифриза по таблице или графику зависимости этой температуры от плотности, составленному для данной марки антифриза. Точность такого замера может составить ± 2 °С, но не выше. Все добросовестные производители антифризов публикуют такие таблицы и графики зависимости плотности, температуры начала кристаллизации, температуры застывания от степени разведения концентрата антифриза водой.

Второй тип лабораторно-бытовых приборов – это рефрактометр. Фактически этот прибор измеряет оптическую характеристику антифриза – показатель преломления, который тоже связан со степенью разведения концентрата антифриза водой и его температурой начала кристаллизации. Поскольку рефрактометр более точный (прецизионный) прибор, чем ареометр, точность определения температуры начала кристаллизации антифриза с его помощью может составить уже ± 1 °С. Типичными представителями рефрактометров являются лабораторный «Рефрактометр ИРФ 454Б2 М» или карманный «Refraktometr VBC4T».

При пользовании рефрактометром следует соблюдать правила и меры предосторожности, описанные выше. Измерения проводить при температуре жидкости строго +20 °С. Пользоваться таблицей перевода показателя преломления в температуру начала кристаллизации для данной марки антифриза. Если у карманного рефрактометра измерительная шкала уже задана в градусах Цельсия, нужно иметь в виду, что эта шкала адаптиро-

127

вана к какому-то конкретному антифризу, скорее всего к смеси этиленгликоля и воды. Такой прибор может служить только для индикации (оценки) температуры начала кристаллизации.

Выбор антифриза – очень важный момент, так как от него зависит долговечность и надежность работы двигателя.

Постарайтесь при этом соблюдать следующие правила:

–использовать антифриз, имеющий допуск от производителя данного автомобиля, лучше – такой же, какой был залит на автозаводе;

–если нет возможности выполнить предыдущий пункт, выбирайте антифриз такого же типа, как рекомендованный для вашего автомобиля, обязательно имеющий допуск от других автомобильных компаний;

–не ленитесь проверять информацию на этикетке канистры

оналичии допусков. Посмотрите сервисную книжку, автомобильную документацию, веб-сайты производителя автомобиля и производителя антифриза. Не верьте на слово продавцам магазинов автомобильных запчастей, которые расхваливают свой товар. Заявления о «соответствии требованиям» сразу для многих автомобилей – чаще всего рекламный трюк.

Не стоит экономить на охлаждающей жидкости – слишком велик риск.

Предостережение! Многие российские производители антифризов и тосолов пишут на этикетках своих канистр, что их продукт соответствует требованиям (спецификациям) автопроизводителей. Далее приводится «джентльменский» набор –

Audi, Ford, BMW, GM, VW, Nissan, Toyota, АВТОВАЗ и так да-

лее в зависимости от вкусов и «аппетита» производителя антифриза. Иногда в названиях используют символику «G11» и «G12» с претензией на соответствие спецификации Volkswagen. Это, как правило, рекламный трюк.

Если вам дорог ваш автомобиль, не поленитесь узнать, имеет ли данный антифриз (тосол) хотя бы один допуск. Добросовестный производитель антифризов пишет на этикетках не о мифическом «соответствии требованиям», а о наличии допусков

128

и обязательно «вывешивает» копии допусков на своем интернетсайте. Эти допуски, как ордена, для антифризов, ими гордятся, их демонстрируют при всяком удобном случае.

Надежность и экономичность работы двигателя во многом зависят от состояния системы охлаждения и качества охлаждающей жидкости, которая должна удовлетворять определенным требованиям: иметь высокую температуру кипения, возможно большую удельную теплоемкость, низкую температуру замерзания и определенную вязкость. Кроме того, она не должна корродировать соприкасающиеся с ней металлы, разрушать резиновые уплотнения и другие детали и должна образовывать как можно меньше накипи в системе охлаждения. Желательно, чтобы жидкость была недефицитной, дешевой, безопасной в пожарном отношении и безвредной для здоровья обслуживающего персонала.

Вода обладает наивысшей для всех жидкостей удельной теплоемкостью (4,2 кДж/(кг- °С)), низкой вязкостью (v20 = 1 мм2/с), обеспечивающей легкость циркуляции в системе охлаждения, а также достаточно высокой температурой кипения (105–108 °С при давлении 0,11–0,12 МПа в закрытых системах охлаждения). Но при этом вода имеет два больших недостатка: замерзает при отрицательных температурах, а при замерзании увеличивается в объеме почти на 10 % и образует накипь в системе охлаждения.

Образование накипи обусловлено жесткостью природной воды, т. е. наличием растворимых в ней солей кальция и магния, которые со временем откладываются в виде слоя накипи толщиной до 5 мм и более. При этом возможны перегрев двигателя, детонация, повышенные износы, снижение его мощности (на 20–25 %), увеличениерасходатоплива (на25–30 %) и масла(на 30–40 %).

Жесткость воды условно характеризуется наличием ионов Mg++ и Са++. Если жесткость воды менее 4 мг-экв/л, то ее считают мягкой, при жесткости более 12 мг-экв/л (морская) – очень жесткой. Мягкая вода практически не дает накипи, при использовании воды средней жесткости систему следует промывать два раза в

129

год. Если необходимо применять жесткую или тем более очень жесткую воду, то ее предварительно смягчают или добавляют противонакипные присадкитипахромпика (5–10 г/л).

Вкачестве антифризов могут быть использованы водные растворы солей, спиртов и пр. Наибольшее распространение получили этиленгликолевые жидкости. В нашей стране выпускают две этиленгликолевые жидкости марок 40 и 65 с температурой замерзания соответственно –40 и –65 °С. Этиленгликолевые жидкости вызывают сильную коррозию стали, меди, алюминия, цинка и их сплавов, поэтому в антифриз добавляют специальные присадки. Кроме того, выпускают две новые жидкости – ОНЖ-40 и ОНЖ-65.

Всистемах охлаждения двигателей автомобилей ВАЗ и КамАЗ и некоторых других применяют охлаждающие жидкости Тосол-А40 и Тосол-А65, которые представляют собой этиленгликолевые жидкости с композицией присадок.

Следует помнить, что этиленгликолевые жидкости очень ядовиты. Однако отравляющее действие их проявляется только при попадании в желудочно-кишечный тракт, поэтому специальных мер для защиты кожных покровов и дыхательных путей при использовании антифризов не требуется. При эксплуатации из антифриза в первую очередь испаряется вода, так как температура кипения этиленгликоля 197,5 °С. Поэтому при выкипании в систему следует доливать не антифриз, а воду, а при утечке, естественно,– антифриз.

130