防冻液技术浅析

防冻液技术浅析

本文通过对防冻液的组成、防冻液中添加剂的种类及作用和防冻液的国际标准这三个主要方面进行了深入的研究。从而使人们在选择和使用防冻液的过程中得到一些启迪。

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目前40℅的发动机问题来源于冷却系统，防冻液则是冷却系统中的工作介质，承担着冷却发动机的主要作用。长期以来，由于防冻液选用上存在的问题，致使矿用车发动机产生了气缸套腐蚀、穴蚀、水箱损坏等故障，甚至导致气缸壁击穿，防冻液泄露，发動机报废等严重事故。不仅增加了大量配件的维护更换费用，而且也影响了设备的出动，降低了生产效率。

1 防冻液的作用及分类

1.1 防冻液作用：防冻液顾名思义，其最初的作用是为了防止发动机冷却液结冻。然而随着发动机技术的发展及发动机使用工况的苛刻，防冻液仅有防冻作用是远远不够的。总的说来，防冻液应具备以下五大功能：放结冻、防沸腾、防结垢、防腐蚀和防穴蚀。防冻液的这五重防护作用能对发动机冷却系统中铸铁、钢、黄铜、紫铜、铝、镁、焊锡和铝锰合金等金属提供有效的保护。

1.2 防冻液分类：

1.2.1 按照基础液分类一元醇、二元醇（主要使用）、三元醇、混合型。

1.2.2 按照发动机负荷分类轻负荷：轿车及轻型卡车；重负荷：采用湿式缸套的载重卡车及其他长周期运转的发动机。

1.2.3 按照缓蚀剂组成分类无机型：缓蚀剂为无机盐组分，在金属表面发生钝化产生钝化膜，缓蚀剂消耗快。有机型：缓蚀剂以有机酸为主，在金属表面发生吸附从而改变金属电化学性质，缓蚀剂消耗速度比较慢。

1.2.4 按照使用寿命分类长寿命型：一般以有机型为主；长效型：使用周期2-2.5年，一般以无机型为主；普通型。

2 防冻液的化学组成

防冻液由浓缩液与水按不同的比例调配而成，其中浓缩液与水调配的比例不同，所制成的防冻液其冰点也不同。

2.1 浓缩液浓缩液由基础液（体积分数占95％以上）和添加剂调配而成。

2.1.1 基础液目前应用于防冻液领域的基础液主要是二元醇（包括乙二醇、丙二醇、二乙二醇）等。其中乙二醇应用尤为广泛，它具有沸点高，不易挥发，毒性低，低于水的表面张力并且与水以任意比互溶等诸多优点。

乙二醇(HOCH2)2 基础液特点：

在实际应用中，防冻液中的乙二醇基础液体积分数占40％—60％。

2.1.2 添加剂缓冲剂：使防冻液的PH值维持在7.5-11的范围，缓冲由乙二醇蒸发氧化所分解产生的酸性物质。

缓蚀剂：减少冷却系统的金属在压力、热负荷及腐蚀介质存在下的腐蚀。防止铝的传热腐蚀。

防垢剂：作用是防止冷却液使用过程中的水垢沉积。

消泡剂：减少泡沫生成，减少水泵的气穴腐蚀。

着色剂：易判断渗漏发生位置，防止误服。

浓缩液中的主要添加剂及作用详见表1。

2.2 水水是防冻液必要的组成部分。一般来说，水占防冻液总体积的比例由所调配防冻液的冰点决定，最佳比例为50℅。由于未经处理的水含有钙、镁、钾、钠、铁等阳离子和硫酸根、磷酸根、硅酸根、碳酸根、氯离子等阴离子，易形成水垢、加剧冷却系统的腐蚀，因此在调配防冻液和给冷却系统补加水的过程中，必须使用去离子水或蒸馏水。对水质的要求详见表2。

3 防冻液的国际标准

随着科学技术的发展，发动机技术的不断成熟，当今世界各国对冷却系统工作介质的防冻液提出了越来越高的要求，随之而来的是一系列针对防冻液应用领域的国际标准。各国标准详见表3。

4 防冻液使用常见问题

对于矿用车发动机所使用的防冻液如果选用不当或补足操作不当将会产生许多问题。

4.1 使用汽车和轻负荷发动机冷却液：气穴腐蚀导致汽缸衬里点蚀。

4.2 使用满足ASTM D4985标准的防冻液：补充添加剂(SCA)使用导致硅酸盐析出。固溶体含量高以及硅酸盐析出导致水泵泄露。高浓度的亚硝酸盐、补充添加剂含量过高引起焊锡腐蚀，导致焊锡开花。

4.3使用中补加水的水质不合格：导致传热表面结垢问题突出。

5 小结

通过前面的深入研究我们知道，发动机维修问题与冷却系统维护不当有着直接的联系，因此必须对冷却系统中防冻液的状态给予足够的重视。维护良好的冷却系统不仅能防止发动机过热，还可以保持正常的发动机运转温度，使工作设备在良好的状态下正常运转，从而促进生产的顺利进行。

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