汽车运行材料课件 第11章 车用特种工作液

11.1 车用发动机冷却液
3.添加剂
冷却液中所使用的添加剂有缓蚀剂、缓冲剂、防垢剂、消泡剂和着色剂等。
1）缓蚀剂
缓蚀剂是冷却液中最主要的添加剂，其主要作用是减缓或防止冷却系统中 金属零部件因腐蚀而穿孔，以免造成冷却液渗漏和流失。
2）缓冲剂
冷却系统中的金属零部件在弱碱条件下容易得到保护，因此为了使冷却液 在使用过程中维持一定的pH值，防止其酸化，冷却液中通常都加入缓冲剂，使 冷却液具有一定的缓冲能力。
11.1 车用发动机冷却液
3）防垢剂
为了防止冷却系统内水垢的产生，有的冷却液中还含有一定量的防垢剂。 通常使用的防垢剂有配合型和分散型两种。
4）消泡剂
为了降低冷却液泡沫产生的危害，冷却液中一般都含有一定量的消泡剂。 消泡剂通常使用硅油、甲基丙烯酸酯等，以使所产生的泡沫及时破灭。
11.1 车用发动机冷却液
11.1 车用发动机冷却液
不同的发动机其技术特性、热负荷情况、冷却系材料等均有不同。 因此，对冷却液产品质量的要求也有所不同。 目前，国内外的发动机冷却液的产品配方很多，所以汽车发动机冷 却液的选择要区别发动机的类型、性能的强化程度和冷却系材料的种类， 除了要保证发动机冷却液能降温、防冻外，还要考虑防沸、防腐蚀和防 水垢等问题。 车主在对冷却液产品选择时应以汽车制造厂家的规定或推荐为准。
汽车运行材料
第十一章 车用特种工作液
汽车与交通学院 2012年10月
11.1 车用发动机冷却液
11.1.1冷却液的作用
冷却作用 ；
防腐作用 ； 防冻作用 ；
防垢作用 。
11.1 车用发动机冷却液
11.1.2冷却液的使用性能
低温粘度小，流动性好；
冰点低 ； 沸点高 ；
防腐性好 ；
不易产生水垢，抗泡性好 。
11.2 车用空调制冷剂与冷冻机油
11.2.1车用空调制冷剂的性能要求
1.对制冷剂热力性质的要求
1）制冷剂的临界温度高，这样有利于使用一般的冷却水和空气进行冷凝， 同时可以使节流损失小，制冷系数高。 2）单位容积制冷量大。
11.1 车用发动机冷却液
冰点折光仪是利用不同浓度溶液折射率的差别测量溶液中二元醇浓度 的方法，如果同时具有乙二醇和丙二醇浓度的刻度，可对冷却液中丙二醇和 乙二醇浓度进行测量。
冰点折光仪结构组成
冰点折光仪实物照片
11.1 车用发动机冷却液
冰点折光仪内部刻度
11.1 车用发动机冷却液
3.pH值检测
1.乙二醇的特性 乙二醇俗称甘醇，味微甜。在常温下，乙二醇是无色透明粘稠状液体。 乙二醇具有一定的毒性，挥发性小，闪点和沸点高，其主要的物理性质见表。
密度（20℃）/（mg• L-1） 1.1155
沸点（101325Pa）/℃ 冰点/℃ 197.2 -13
闪点（开wenku.baidu.com）/℃
着火点/℃
115.6
121.0
11.1 车用发动机冷却液
2.汽车发动机冷却液的使用
发动机冷却液在使用过程中应注意以下事项：
1）加注冷却液之前应对发动机冷却系统进行清洗。最简单的方法是打 开散热器放水阀，用自来水从加水口冲洗。
2）稀释浓缩液时要使用蒸馏水或去离子水。
3）注意检查冷却液液面高度。适宜的 冷却液液面应在储液罐的最高线 max和最低线min之间，应视具体 情况正确补充。
11.1 车用发动机冷却液
4.储备碱度检测
储备碱度反映冷却液的缓冲能力，即被酸中和的能力。储备碱度高， 则说明冷却液中防腐剂含量充足。 防腐添加剂吸附在金属表面，抑制电化学腐蚀及中和氧化过程中生成 的对金属有化学腐蚀作用的酸性物质。对储备碱度进行检测，是衡量冷却液 防腐性能的重要指标。 优质冷却液的储备碱度一般在17.5左右。在实际跟踪测试中发现，当 使用中的冷却液外观浑浊（即有腐蚀产物）时，一般储备碱度低于的，冷却 液储备碱度标准值应不小于10。
11.1 车用发动机冷却液
2.乙二醇型冷却液及其标准
1）国外标准
欧美各国和日本等工业发达国家都制定了各自的汽车发动机冷却液标准。 最早作出规定的是美国，现在许多国家制定的发动机冷却液标准都是以美国材料 测试与试验协会（ASTM）所制定的标准为依据。 日本的冷却液工业规范为JIS K 2234－1987《发动机防冻冷却液》，使用 的浓度为40％～60％（体积分数）。 日本在该规范内将汽车冷却液分为两类，第1类是只在冬天使用的防冻型冷 却液，即普通冷却液（AF），第2类是全年均可使用的冷却液，即长寿冷却液 （LLC）。第1类冷却液具有一定的碱性，对发动机冷却系机件有轻微的腐蚀性， 故只能短期使用（主要是冬季使用）。
粘度（20℃）/（10-3Pa•s） 20.93
比热容/[kJ•(kg•℃)-1]
蒸汽压（20℃）/Pa
2.40
0.027
热导率/[J•cm•(s•cm2•℃)-1] 0.00289
自燃温度/℃ 412.8
11.1 车用发动机冷却液
乙二醇比较突出的特性是能够与水以任意比例互溶，沸点为197．4℃，相对 密度为1.113，冰点为-11，5℃，但在与水混合后，混合液的冰点可显著降低，最 低可达-68℃。 冰点/℃ 乙二醇含量（%） 相对密度（20/4℃） -10 -15 -20 -25 28.4 32.8 38.5 45.3 1.0340 1.0426 1.0506 1.0586
11.1 车用发动机冷却液
2）我国标准
我国汽车发动机冷却液现行标准是 石化行业标准SH 0521-1999《汽车及轻负荷发动机用乙二醇型发动机冷却液》 交通行业标准JT225-1996《汽车发动机冷却液安全使用技术条件》。 SH 0521－1999《汽车及轻负荷发动机用乙二醇型发动机冷却液》等效 采用美国材料与试验协会标准ASTM D3306－1994《轿车及轻型卡车用乙二 醇型发动机冷却液规范》，将产品分为浓缩液和冷却液，其中将冷却液按其 冰点分为-25号、-30号、-35号、-40号、-45号和-50号六个牌号。 浓缩液是由乙二醇、适量的防腐添加剂、消泡剂和适量的水组成。浓缩 液中的水是溶解添加剂并保证产品在-18℃时能从包装容器中倒出。
11.1 车用发动机冷却液
11.1.6冷却液的选择与使用
1.汽车发动机冷却液的选择
针对目前使用的乙二醇水基型发动机冷却液，汽车发动机冷却液的选择 主要包括发动机冷却液防冻性的选择和产品质量的选择。 发动机冷却液防冻性的选择原则是汽车发动机冷却液的冰点要比车辆运 行地区的最低气温低10℃左右，以确保在特殊情况下冷却液不冻结。 乙二醇冷却液的最高和最低使用浓度，一般规定最低使用浓度为33.3％ （体积分数），此时冰点不高于-18℃，当低于此浓度时则冷却液的防腐蚀性 能不够。最高使用浓度为69%（体积分数），此时冰点为-68℃，高于此浓度 时则其冰点反而会上升。全年使用冷却液的车辆其最低使用浓度为50％（体积 分数）左右为宜。
pH值是表示溶液酸碱度的指标。金属在酸性溶液中受腐蚀的速度很快。 为了防止这种腐蚀的产生，冷却液中加入的添加剂均为碱性物质，以保 证冷却液的pH值在7～11之间；使用中的冷却液在高温下不断氧化，生成酸性 物质，消耗部分防腐剂使pH值下降，液体逐渐呈酸性。 可采用pH值试纸对冷却液的pH值进行测试，当pH值小于7时，此冷却液 应停止使用。
11.2 车用空调制冷剂与冷冻机油
制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态在这个密闭系统内循环流动， 每个循环又四个基本过程： 1、压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温抵压的制冷剂气体， 把它压缩成高温高压的气体排除压缩机。 2、散热过程：高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，由于压力及 温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并排出大量的热量。 3、节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变 大，压力和温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排除膨胀装置。 4、吸热过程：雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低 于蒸发器内温度，故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围 的热量，而后低温低压的制冷剂蒸气又进入压缩机。 上述过程周而复始的进行下去，便可达到降低蒸发器周围空气温度的 目的。
11.1 车用发动机冷却液
11.1.7冷却液的现场快速检测
1.直观鉴别
观察冷却液的外观、辨别其气味，进行直观判别。冷却液应透明、 无沉淀、无异味；如果发现外观浑浊，气味异常，说明冷却液已严重变 质，应立即停止使用。
2.冰点测试
冰点测试是对冷却液能否在寒冷天气里使用的一种防冻性能测试， 可采用冰点折光仪测试冰点的高低。
11.1 车用发动机冷却液
4）不同厂家、不同牌号的发动机冷却液不能混用。 5）冷却液在使用一段时间（一般为2年）后应及时更换。 6）在使用乙二醇冷却液时，应注意乙二醇有毒，切勿用口吸。乙二醇冷却液 沾染到皮肤上时，应及时用清水冲洗干净。 7）乙二醇冷却液有毒，不能饮用。为了在外观上便于识别，一般正规厂家生 产的乙二醇冷却液都用着色剂将其染成绿色或蓝色。但目前市场上也有很 多小厂生产未经着色剂染色的乙二醇冷却液，并以普通塑料桶盛装销售， 价格也很便宜。全国每年都有误将乙二醇冷却液当作普通散装白酒饮用致 死的案例发生，这一点要特别引起注意。
11.1 车用发动机冷却液
11.1.3冷却液的组成
发动机冷却液由水、防冻剂和各种添加剂组成。
1.水 水是冷却液的重要组成部分，因为水具有良好的流动性能、导热 性能和较大的比热容，而且乙二醇防冻剂只有在配成一定浓度的水溶 液后才能充分发挥其冷冻作用。 2.防冻剂
由于水的冰点较高，车辆在严寒低温天气下使用时容易结冰，所以在 发动机冷却液中都加入一定量的防冻剂。 目前冷却液中通常使用的防冻剂主要有两种类型：乙二醇和丙二醇。
11.1 车用发动机冷却液
5.氮离子和硫酸根离子检测
冷却液中的氯离子和硫酸根离子对冷却系统都有腐蚀作用，在使用 过程中应防止这两种离子的浓度过高。 氯离子和硫酸根离子的浓度可利用相应的试纸来检验。
11.2 车用空调制冷剂与冷冻机油
11.2.1车用空调制冷剂的性能要求
汽车空调制冷系统 由压缩机、冷凝器、贮 液干燥器、膨胀阀、蒸 发器和鼓风机等组成。 各部件之间采用铜 管（或铝管）和高压橡 胶管连接成一个密闭系 统。
5）着色剂
冷却液在使用过程中，一般都要求加入一定的着色剂，使它具有醒目的 颜色，以便与其他液体相区别。这样，在冷却系统发生泄漏时，通过观察冷却 系统外部管路，就能够很容易判断出其泄漏的位置。 目前，广泛使用的冷却液以绿色和蓝色居多，也有红褐色的。 冷却液着色剂一般有染色剂和pH值指示剂两种。染色剂是通过染料或颜 料的作用使冷却液具有一定的颜色。而pH值指示剂除了具有显色作用外，同时 它的颜色还会随着冷却液pH值的变化而变化，这样用户可以根据其颜色来大致 确定冷却液是否需要更换。
11.1 车用发动机冷却液
11.1.4乙二醇型汽车防冻剂冷却液
乙二醇-水冷却液冰点低、沸点高、高闪点、不起泡、很好的 流动性和化学稳定性，可在腐蚀抑制剂存在下能长期防腐防垢，其 性能远优于水，故使用非常广泛。 其缺点是有毒性，对金属有腐蚀作用，并对橡胶零件有轻度 浸蚀作用。
11.1 车用发动机冷却液
11.1 车用发动机冷却液
11.1.5丙二醇型冷却液
常温下丙二醇为无色透明粘稠状液体，微有辛辣味，对人体无刺激性 作用，化学稳定性好，与乙二醇一样能与水以任意比例互溶。 丙二醇由于毒性低，降解性能好，对人体和环境危害较小，同时还具 有良好的防冻和其他性能，作为冷却液的基础液，可以获得与乙二醇相似 的效果。 因此，近年来在冷却液中使用逐渐增多，特别是在注重环保的国家应 用较广。 但是由于丙二醇的原材料价格较高，加工和使用成本较高，目前在我 国应用尚少。
-30
-35 -40 -45 -50 -11.5
47.8
50 54 57 59 100
1.0627
1.0671 1.0713 1.0746 1.0786 1.1130
11.1 车用发动机冷却液
乙二醇有毒（按照我国现行工业毒物的6级分类方法，乙二醇属于 5级毒物），所以在保管、配制和使用时不能吸入体内。乙二醇也具有 较强的吸水性，其贮存容器应密封，以防吸入水分后溢出，造成损失。 冷却液可以制成浓缩液，由用户自行加蒸馏水或去离子水稀释后 使用；也可以以表10-2中所示的浓度比例制成一定冰点的产品直接加注 使用。