Определение качества охлаждающих жидкостей (антифризов)

1.1. Общие сведения

К охлаждающим жидкостям, предназначенным для поддержания определенного теплового режима автомобильного двигателя, предъявляют следующие требования: они должны иметь высокую теплоемкость и теплопроводность, низкую температуру кристаллизации, высокую температуру кипения; легко прокачиваться в диапазоне температур двигателя, не воспламеняться, не вспениваться, не действовать на материалы системы охлаждения.

Для летних условий этим требованиям отвечает вода, недостатком которой является склонность к накипи и шламообразованию. В зимнее время года вода неприменима, т.к. замерзает при 0⁰С, увеличиваясь в объеме на 10⁰С, что может привести к разрушению радиатора и головки блока цилиндров.

Поэтому в зимнее время применяют низкозамерзающие охлаждающие жидкости (антифризы). Более других предъявляемым требованиям соответствуют этиленгликолевые смеси. Это водные растворы двухатомного спирта этиленгликоля СН₂ОНСН₂ОН с температурой кипения до 197^оС и температурой замерзания –11,5^оС. При смешивании этиленгликоля с водой можно получить температуру замерзания от 0 до –75^оС. При смешивании 33,3% воды и 66,7% этиленгликоля температура застывания полученной смеси составляет –75^оС. При всяких других соотношениях температура замерзания будет выше.

Наибольшее распространение получили антифризы марок 40 и 65 с антикоррозионной присадкой и добавками декстрина (углеводород типа крахмала), двузамещенного фосфорнокислого натрия (Na₂HPO₄) и молибденокисного натрия.

Антифриз с повышенными антикоррозионными свойствами и сроком службы получил название тосол. В современных автомобилях применяют антифриз Тосол А-40, Тосол А-40М с температурой замерзания –40^оС, а в условиях зимней эксплуатации и в районах севера – Тосол А-65 с температурой замерзания –65^оС. Срок службы Тосола А-40 составляет 2 года или 6000 км пробега. Выпускают охлаждающую жидкость «Лена», которая по свойствам близка к Тосолу А-40М, но меньше корродирует чугунные и алюминиевые детали. Основной недостаток этиленгликолевых жидкостей – токсичность. При попадании антифриза в организм человека наблюдаются тяжелые отравления, смертельная доза этиленгликоля составляет 20 г.

Основные характеристики охлаждающей жидкости приведены в таблице 1.

Таблица 1

Незамерзающие охлаждающие жидкости

1.2. Определение марки охлаждающей жидкости по плотности

Состав и марку антифриза определяют по плотности, измеряемой гидрометром. Гидрометр – это ареометр с двойной шкалой, показывающей содержание этиленгликоля в процентах и температуру замерзания антифриза в градусах Цельсия.

Гидрометр опускают в цилиндр с антифризом. После того, как гидрометр принимает температуру антифриза, снимают показания. По верхней границе мениска отсчитывают по шкале значение состава и температуру застывания образца. По внутреннему термометру измеряют температуру антифриза, которая должна составлять 20^оС. Если опыт проводили при другой температуре, то в показания гидрометра вводят поправку (по табл.2): в первой графе таблицы находят температуру опыта, по горизонтальной строке находят показания гидрометра, затем в том же столбце, но в строке, соответствующей 20^оС, находят истинное содержание этиленгликоля в антифризе. Если в табл.2 нет необходимых значений температур испытуемого антифриза, то для получения результата используют метод интерполяции.

Таблица 2

Поправки к показаниям гидрометра

Рис.1. Зависимость плотности и температуры замерзания этиленгликолевого антифриза от содержания в нем воды: 1-плотность; 2-температура замерзания

Точнее состав антифриза определяют с помощью графиков, представленных на рис.1. Для этого пересчитывают значения плотности r20=rt+g(t-20), где g=0,000525 – температурный коэффициент, г/см3град; toC – температура исследуемого антифриза; rt – плотность антифриза при температуре t, г/см3. На оси ординат (рис.1) откладывают значение плотности r20 антифриза и проводят горизонтальную линию до пересечения с кривой 1. От полученной точки опускают перпендикуляр на ось абсцисс и получают значение состава антифриза. Продолжив перпендикуляр до пересечения с кривой 2 и проведя от точки пересечения горизонтальную линию влево до оси ординат, получаем значение температуры замерзания этиленгликолевой смеси. По результатам измерения плотности и состава охлаждающей жидкости сделать заключение о качестве испытанного образца антифриза и его соответствие требованиям стандарта (табл.1).

      Контрольные вопросы

1) Требования, предъявляемые к эксплуатационным свойствам охлаждающей жидкости.

2) Каковы свойства низкозамерзающей жидкости?

3) Каковы особенности низкозамерзающей жидкости - антифризов?

4) Какие выпускаются марки низкозамерзающей жидкости?

5) Как определить марку низкозамерзающей жидкости по плотности?