Охлаждающие жидкости

В процессе работы двигателя многие его узлы испытывают большую тепловую нагрузку и сильно нагреваются. Для нормальной работы двигателя его необходимо охлаждать. Существуют системы воздушного и жидкостно­го охлаждения, первая значительно менее эффективна и имеет ограниченное применение. Эффективность работы охлаждающей жидкостной системы зависит от качества охлаждающей жидкости.

Одним из основных требований к охлаждающей жидкости являются температурные и вязкостно-температурные свойства: охлаждающая жидкость должна иметь низкую температуру застывания и высокую температуру кипения, легко прокачиваться во всем объеме рабочих температур (от температур окружающего воздуха до 140°С). При этом охлаждающая жидкость должна обладать высокой теплоемкостью и теплотой испарения, не воспламеняться, не вспениваться, не вызывать коррозии, быть стабильной в эксплуатации и хранении, не давать отложений на внутренних поверхностях системы охлаждения.

Многим из этих качеств не удовлетворяет вода: высокая температура кристаллизации и низкая температура кипения, образование накипи, увеличение объема при замерзании (что приводит к разрыву системы охлаждения). Это ограничивает возможность применения воды по температуре окружающего воздуха (не ниже 0°С), вызывает необходимость ее умягчения (очистки от минеральных примесей) или введения специальной присадки («антинакипин»), предупреждающей образование отложений.

Избежать многих недостатков, свойственных воде, позволяет использование специальных низкозамерзающих охлаждающих жидкостей – антифризов. Антифризы представляют из себя смеси гликолей (многоатомных спиртов) с водой. Наиболее распространены этиленгликолевые смеси. Этиленгликоль – двухатомный спирт (СН₂ОН – СН₂ОН) – жидкость с температурой кристаллизации около –12°С и температурой кипения +197°С. Однако при образовании водно-гликолевых смесей температуры кристаллизации и кипения сложным образом зависят от состава смеси. Если температура кипения понижается достаточно плавно, то при понижении содержания этиленгликоля со 100 до 67% температура кристаллизации понижается до –75°С, а при дальнейшем разбавлении она повышается вновь. Важно при этом, что при кристаллизации антифризов образуется рыхлая масса из мелких кристаллов воды в этиленгликоле. Это не препятствует запуску двигателя, так как антифриз не теряет подвижности и может прокачиваться через охлаждающую систему. К тому же такая смесь не увеличивает объема при кристаллизации.

Однако и антифризы на основе этиленгликоля имеют существенные недостатки: низкая теплоемкость и теплопроводность, высокая коррозионная активность, токсичность.

В настоящее время выпускаются охлаждающие жидкости «Тосол» марок А (концентрат), А-40 и А-65, жидкости «Лена» марок А (концентрат), А-40 и А-65 и жидкость ОЖГ-25ПГ. Их основные характеристики приведены в табл.21 (по ранее действующим стандартам жидкости «Тосол» имели марки АМ, А-40 и А-65М соответственно, а «Лена» ОЖ-К, ОЖ-40 и ОЖ-65).

Концентраты в качестве рабочих жидкостей не применяются и предназначены для получения товарных жидкостей марок 65 и 40 путем разбавления их водой. Концентраты содержат около 96% этиленгликоля, 3% воды и до 6–7% присадок (сверх 100%). Присадки – антикоррозионные, противопенные. Зависимость температуры начала кристаллизации от содержания этиленгликоля отражены в таблицах 21, 22.

Таблица 21