Охлаждающая жидкость. Часть 1

30.10.2018

Перед многими автолюбителями или мастерами по ремонту и обслуживанию автомобилей возникает необходимость доливки или замены охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя. Часто в такой ситуации возникают закономерные вопросы. Например, что доливать в систему охлаждения: жидкость такого же цвета, как и в расширительном бачке автомобиля, или все-таки дистиллированную воду? Какого цвета заливать антифриз? Или какой антифриз выбрать при его замене для конкретного автомобиля среди большого многообразия емкостей, представленных на витрине магазинов: ориентируясь на цвет жидкости или отталкиваясь от надписей на этикетке? В этих и некоторых других вопросах относительно автомобильных охлаждающих жидкостей поможет разобраться данная статья.

Охлаждающая жидкость – больше, чем теплоноситель

Охлаждающая жидкость, наряду с моторным маслом, тормозной жидкостью и топливом, является одной из главных функциональных жидкостей автомобиля, значение которой трудно недооценить. От неё самым главным образом зависит отвод тепла от двигателя, и это лишь одна из основных задач. Также современная охлаждающая жидкость выполняет и другие очень важные задачи: предохраняет детали двигателя от коррозионных процессов, накипи и кавитационной эрозии, обеспечивает смазывание сальника насоса системы охлаждения (помпы), предотвращает образование отложений в системе. При всем этом она должна продолжительное время сохранять свои свойства и не расширяться при замерзании. Учитывая всю многозадачность, можно понять, что охлаждающая жидкость требует к себе должного внимания. Однако, как показывает практика, у автолюбителей и мастеров невысокой квалификации часто бывает небрежное отношение к охлаждающей жидкости, вызванное недооценкой или непониманием ее значения. Последствия такого подхода - различные проблемы вплоть до ремонта двигателя.

Среди огромного разнообразия охлаждающих жидкостей в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания применяются антифризы - незамерзающие (низкозамерзающие) теплоносители, которые могут функционировать при отрицательных температурах, а также практически не расширяться при замерзании.

Почти любой концентрат антифриза состоит примерно на 90% из этиленгликоля, являющегося базовым компонентом, и на 10% из присадок (добавок, "пакета присадок", иногда их еще называют ингибиторами). В редких случаях вместо этиленгликоля применяют менее токсичный пропиленгликоль, но такие антифризы не получили распространения из-за дороговизны пропиленгликоля и худших теплоотводящих свойств. Но именно присадки антифриза определяют его свойства (антикоррозионные, антикавитационные, флуоресцентные, антипенные) и его срок эксплуатации, а в конечном результате и его стоимость. Именно по присадкам отличаются друг от друга антифризы разных компаний-производителей: немецкой BASF, бельгийской Arteco, корейской Kukdong и так далее.

Однако использовать антифриз в виде концентрата для заливки в систему охлаждения двигателя нельзя. Во-первых, потому что он кристаллизуется при температуре около -16°C, а во-вторых, плохо отводит тепло. Поэтому концентрат антифриза разбавляют с другим базовым компонентом - водой (желательно деминерализованной), которая обладает в 4 раза большей теплоемкостью, чем этиленгликоль: чем больше воды в смеси, тем лучше отвод тепла. Но что при этом происходит с температурой кристаллизации такой смеси, а также со свойствами антифриза? Экспериментально установлено, что в зависимости от соотношения "концентрат : вода" температура кристаллизации готового антифриза изменяется в довольно широком диапазоне. Данная зависимость представлена на рисунке ниже.

Рис. 1. Зависимость температуры кристаллизации охлаждающей жидкости от процентного содержания антифриза-концентрата.

Из графика очевидно, что максимальная защита от замерзания достигается смесью в пропорции 2:1 (антифриз-концентрат : вода) – примерно до -54°C. При этом кроме понижения температуры кристаллизации этиленгликоль также способствует повышению температуры кипения.

Путем проведения исследований и анализа их результатов было установлено, что оптимальное количество антифриза-концентрата в смеси с водой для использования в системе охлаждения двигателя – от 30 до 60%. Если количество концентрата ниже 30%, то повышается эффективность теплообмена, но свойства охлаждающей жидкости (особенно антикоррозионные) значительно уменьшаются, как уменьшается и температура кристаллизации смеси. Если количество концентрата выше 60%, то повышается температура кристаллизации и температура кипения антифриза, но заметно уменьшается эффективность теплообмена, воздействуя неблагоприятно на двигатель. Идеальным же с точки зрения оптимума всех характеристик является соотношение 50% концентрата и 50% воды, что обеспечивает защиту от замерзания (температуру начала кристаллизации) до -37°С, точку кипения примерно 107°С и эффективность работы пакета присадок.

Для потребителей антифризы поступают в продажу либо в виде концентратов, либо в виде готовых к применению жидкостей. Концентрат антифриза содержит только один базовый компонент – этиленгликоль. Предполагается, что второй базовый компонент – воду – потребитель добавит самостоятельно, соответственно и подберет оптимальное соотношение концентрата и воды. Готовые к применению охлаждающие жидкости (готовые антифризы) уже содержат нужное количество деминерализованной воды и, как правило, рассчитаны на температуру начала кристаллизации -37°С (соотношение концентрата и воды - 1:1 по объему).

Стоит отметить, что для антифриза объемные проценты (%) отличаются от массовых процентов. Антифриз тяжелее воды. Концентрат антифриза имеет плотность 1,112 кг/л, то есть один литр концентрата весит не 1 кг, как 1 литр воды, а 1 кг и 112 г. Обращайте внимание на надписи на канистрах. Если на канистре написано 5 кг, а не 5 л, значит в ней налито 4,5 литра, хотя часто покупатель думает, что приобретает 5 литров.

Скажем несколько слов и о воде, используемой для приготовления готового антифриза из концентрата. Высказывание о необходимости использовать именно дистиллированную воду бытует еще с прошлых времен, когда все антифризы содержали в составе фосфаты. Эти фосфаты были несовместимы с минералами, находящимися в водопроводной воде. Но сейчас многие европейские и американские антифризы-концентраты уже не содержат фосфатов, поэтому для приготовления охлаждающей жидкости можно использовать нормальную водопроводную воду, пригодную для питья. Незначительным содержанием минералов в воде в этом случае можно пренебречь. Именно поэтому на этикетках канистр иногда можно встретить пометку в виде водопроводного крана.

Единственным исключением из правила возможного разбавления концентрата обычной водой являются азиатские антифризы-концентраты, в частности, японские и корейские, в составе которых до сих пор содержатся фосфаты. Для приготовления охлаждающей жидкости в этом случае рекомендуется использовать только деминерализованную или деионизированную воду.