Жидкость движения

Жидкость движения

Почти каждый автовладелец попадал в ситуацию, когда в пробке в жаркий день температура двигателя начинает стремительно расти, из-под капота валит белый пар и вместо дачи приходится ехать в автосервис на эвакуаторе. Проблему решает охлаждающая жидкость. Ее правильный выбор – один из главных факторов нормальной работы автомобиля.

От воды к незамерзайке

Одним из главных условий работы двигателя автомобиля, нормальная температура работы которого около 100 градусов, является эффективная система охлаждения. А это, в свою очередь, зависит от свойств охлаждающей жидкости. По данным Chevron, до 22% неисправностей двигателя прямо или до 40% косвенно связаны с охлаждением, а их последствия очень часто выливаются в более чем дорогостоящий ремонт двигателя. В связи с этим охлаждающая жидкость должна иметь ряд характеристик, включая высокую теплоемкость, теплопроводность, температуру кипения, подвижность, а также низкую температуру кристаллизации и коэффициент объемного расширения. Долгое время основной охлаждающей жидкостью была вода. С одной стороны, она обладает наибольшей охлаждающей способностью, имеет максимальную теплоемкость, пожаробезопасна, нетоксична и дешева. С другой – вода имеет сравнительно низкую температуру кипения и относительно быстро испаряется, а также содержит минеральные примеси и растворенные соли, которые ведут к образованию накипи. При температуре ниже 0°C вода замерзает и превращается в лед со значительным (до 10%) увеличением объема. Это приводит к «размораживанию» двигателя – разрушению его основных деталей и узлов. Поэтому ее нельзя использовать в холодное время года без слива из автомобиля при длительной стоянке вне теплого гаража. Чтобы решить эту проблему, инженеры стали добавлять в охлаждающую жидкость незамерзающие элементы, которые получили название антифриз (от англ. antifreeze – незамерзающий). Самые распространенные – моноэтиленгликоль (МЭГ), глицерин и пропиленгликоль.

В СССР охлаждающая жидкость с незамерзающими компонентами была разработана в 1971 году для автомобилей ВАЗ взамен итальянского аналога. В качестве антифриза в России используется этиленгликоль. Самая низкая температура замерзания вещества в смеси с водой – около −70 °C. Изначально бесцветная жидкость подкрашивается для удобства потребителя. Цвет необходим для определения четкого уровня ОЖ в расширительном бачке, чтобы не путать разные марки, а также чтобы отличать подтеки охлаждающей жидкости от подтеков других эксплуатационных жидкостей. Изменение цвета охлаждающей жидкости в процессе эксплуатации сигнализирует о потере эксплуатационных свойств ОЖ и необходимости ее замены.

Второе изобретение колеса

До сих пор моноэтиленгликоль был самым распространенным незамерзающим элементом в охлаждающих жидкостях. Со временем ему на смену стал приходить менее токсичный пропиленгликоль. Большинство муниципального транспорта в Европе уже переведено на эту жидкость. Также это вещество менее агрессивно к металлам и обладает лучшей теплопроводностью, то есть более эффективно отводит тепло от двигателей автомобилей. Однако он примерно в 10 раз дороже этиленгликоля. Таким образом, поиск более дешевого способа изготовления антифриза заставил производителей ОЖ вернуться к историческому составу незамерзайки, который использовался почти 100 лет назад. Его основным компонентом был глицерин – трехатомный спирт, который, в отличие от этиленгликоля, совершенно безвреден для живых организмов, поскольку является продуктом естественных метаболических процессов. Однако он имеет куда более высокую температуру замерзания, чем МЭГ: водные растворы глицерина кристаллизуются уже при 47 °С. Именно сильная вязкость вещества, с которой не могли справиться насосы, была и остается главной проблемой использования глицерина в ОЖ. Для того, чтобы решить ее, глицерин необходимо разбавить различными спиртами, в том числе метиловыми. Однако такое сочетание вызывает проблемы с двигателем, а также может стать причиной отравления людей. Это, а также сложный и дорогой процесс производства глицерина заставили отказаться от использования натурального вещества в начале века. Затем, с развитием нефтеперерабатывающей промышленности, стало более выгодно получать этиленгликоль, который постепенно вытеснил глицерин с рынка, благодаря своей стоимости. Но сейчас ситуация изменилась и, наоборот, глицерин стал бросовым продуктом, в два раза дешевле, чем этиленгликоль. Это произошло благодаря глобальному росту объемов выпуска биодизеля, побочным продуктом производства которого является глицерин. Постепенно он выходит на первое место как теплоноситель для ОЖ, активно занимая рынок. Уже сейчас в Европе и Латинской Америке крупные автопроизводители, например Volkswagen, изменили стандарты и допуски к ОЖ для перехода к использованию в составе глицерина.


Национальные особенности

Если для части Европы глицерин действительно стал ответом на экономический и экологический вопрос, то для российского потребителя его использование, напротив, ставит ряд вопросов. Так, с учетом климатических перепадов в России вязкость глицерина становится критической проблемой, ведь, если оставить в системе глицериновую ОЖ, при морозе превращающуюся в желе, можно столкнуться с серьезными поломками двигателя. Чтобы их избежать, автовладелец будет вынужден менять ОЖ летом и зимой, что влечет ненужные траты и потерю времени. Вследствие большой вязкости глицерин сильно пенится (при этом система охлаждения наполняется воздухом, что ухудшает отвод тепла). Кроме того, при использовании в качестве теплоносителей водных растворов глицерина усиливаются требования к прокладкам (уплотнениям) и деталям из неполярных резин и пластмасс. Также, по словам заместителя гендиректора одного из крупнейших российских производителей антифриза «Обнинскоргсинтез» Никиты Михина, при наличии в составе ОЖ доли глицерина свыше 20% резко возрастает ее коррозионная активность. К тому же и технический, и более дорогой пищевой глицерин при высокотемпературном нагреве могут образовывать довольно ядовитое вещество – акролеин, обладающее резким неприятным запахом и вызывающее слезоточивость. Однако, говорит господин Михин, производители дешевой ОЖ игнорируют эти проблемы, добавляя глицерин «по максимуму».

С началом повсеместного использования глицерина в ОЖ встает и другой существенный вопрос использования в антифризе метанола. Его основная задача – снизить вязкость глицерина, но также метанол может использоваться самостоятельно. С одной стороны, этот спирт снижает температуру замерзания ОЖ, с другой – влияет на температуру кипения. Также метанол активно реагирует с алюминием. Такое неблагоприятное соседство может привести к поломке двигателя из-за коррозии его корпусных деталей, а главное – метанол испаряется и горит. Поэтому метанол был признан непригодной жидкостью для охлаждения двигателя, однако прямого законодательного запрета на его использование нет, в отличие от омывающей жидкости. Использовать метиловый спирт в «омывайке» в 2000 году запретил Геннадий Онищенко, на тот момент занимавший пост главного санитарного врача, несмотря на то, что он разрешен в большинстве западных стран. Тогда в постановлении признавалось, что при применении стеклоомывающих жидкостей по назначению метанол не оказывает вредного воздействия на здоровье, но «учитывая низкий уровень культуры и гигиенического образования части населения» в России он оказался вне закона, чтобы снизить смертность от его употребления внутрь. Действительно, метанол – яд, действующий на нервную и сосудистую систему человека при вдыхании и пероральном употреблении. Прием внутрь 5–10 мл метанола приводит к тяжелому отравлению (одно из последствий – слепота), а 30 мл и более – к смерти.

Однако на рынке сейчас большое количество продукции с использованием метанола, так как после вступления России в Таможенный союз не действует ГОСТ, а есть только техрегламент, оговаривающий температуру начала кристаллизации. Таким образом, отмечает господин Михин, ОЖ может целиком быть сделана на основе метанола. По его мнению, решить эту проблему можно с помощью ужесточения государственного регулирования в этой области. В то же время в торговых сетях, продающих омывающую жидкость, отмечают, что, несмотря на многолетний запрет, рынок стеклоочистителей по-прежнему завален продукцией с метанолом, так что сомнительно, что прямой запрет снизит его использование и в ОЖ.

Другой взгляд

При выборе ОЖ стоит обращать внимание на еще один важный параметр – состав присадок. Первые из них – антикоррозионные – стали использовать приблизительно с 1939 года для подавления отрицательного воздействия этиленгликоля на цветные металлы. Сейчас ОЖ делятся на три типа: традиционную на основе солей неорганических кислот (силикатов, нитритов, нитратов, аминов, боратов, фосфатов), карбоксилатную (ОАТ) на основе солей органических кислот, не содержащую нитритов, и гибридную, которая является одной из разновидностей карбоксилатной. Силикатные антифризы (как правило, окрашиваются в зеленый или синий цвет) имеют низкий срок эксплуатации – около 60 тыс. км и почти не используются в развитых странах. Их применение запрещено в большинстве зарубежных автомобилей: Ford, GM, Hyundai-KIA, Volvo, VW и других. Это связано с тем, что силикаты при нагревании и кипении создают слой накипи, постепенно снижая эффективность системы охлаждения за счет отложений. Хотя большинство антифризов, выпускаемых в России, по-прежнему относится к традиционному типу, а их применение в российских и китайских автомобилях пока не запрещено. Гибридные антифризы имеют более длительный срок эксплуатации, а также более положительные характеристики. Но лучшими являются карбоксилатные антифризы (чаще всего красного цвета). Ингибиторы коррозии на основе органических кислот, входящие в карбоксилатный антифриз, образуют тонкий слой на поверхности системы охлаждения, адсорбируясь лишь в местах возникновения коррозии. Лучшие образцы карбоксилатных антифризов, такие как Havoline XLC, Cool Stream Premium, Glysantine G30, AWM G12, DexCool, GlasElf Supra, Prestone, способны эксплуатироваться не менее 5 лет, с пробегами 250 тысяч км в легковых и 650 тысяч км в грузовых автомобилях. Более того, Ford дает им срок замены 10 лет, а GM-Opel – бессрочно (fill for life). C 2005–2006 годов карбоксилатные антифризы стали использовать российские автозаводы КАМАЗ, ЛиАЗ и АВТОВАЗ (с конца 2011 года на конвейер завода антифриз Sintec LUX-OEM, который ходит не менее 250 тысяч км, поставляет «Обнинскоргсинтез»).

Лучший состав

На данный момент наиболее беспроигрышным вариантом для автовладельца станет ОЖ на основе этиленгликоля с карбоксилатными присадками без содержания метанола. Никита Михин отмечает, что на российском рынке наблюдается отрицательный тренд «вымывания» среднего сегмента охлаждающих жидкостей некачественным товаром с низкой стоимостью. Однако экономить не стоит, так как покупка некачественного антифриза грозит серьезными проблемами для двигателя. Это перегрев, который может повлечь деформацию деталей мотора или заклинивание поршней в цилиндрах. Второй серьезной проблемой является коррозия. Разрушенный слой на стенках каналов радиатора и двигателя становится теплоизолятором, так как очаги коррозии обладают теплопроводностью в 50 раз меньше, чем сам металл. В результате двигатель перегревается.

Результаты исследований показывают, что некоторые жидкости, встречающиеся в продаже под названиями тосол или антифриз, вызывают коррозию алюминия в 30 раз больше стандартной, заставляют в 5–8 раз интенсивнее, чем положено, корродировать припой, в 3 раза быстрее вырабатывают свои свойства, что приводит к необходимости ежеквартальной замены жидкости в системе охлаждения. При этом дешевые антифризы содержат элементы, которые в процессе эксплуатации выпадают в осадок. Твердые частички захватываются потоком жидкости и начинают работать как абразив, разрушая систему охлаждения двигателя изнутри. В результате устаревшие присадки не защищают, а провоцируют образование коррозии и слоя ржавчины. Таким образом, единственное верное решение – покупать ОЖ известных компаний в проверенных магазинах довольно высокой ценовой категории. Поэтому необходим прежде всего инструмент контроля за качеством ОЖ на рынке.



почитать еще
Бизнес консолидатора

Бизнес консолидатора

В Санкт-Петербурге на полках супермаркетов появились необычные товары:
на их этикетках есть белая наклейка со словом «возврат». Это означает, что здесь же, в магазине, пустую тару можно сдать за вознаграждение.

читать полностью
Доверяй, но проверяй

Доверяй, но проверяй

История Ростеста началась 115 лет назад с открытия Московской проверочной палатки выдающимся нашим ученым Дмитрием Менделеевым. Сегодня это практически единственная в стране организация, реально проводящая испытания продукции. Специально для «Нефтехимии РФ» эксперты Ростеста пояснили, какой пластик можно считать безопасным.

читать полностью
Все по-крупному

Все по-крупному

Осенью 2016 года на строительную площадку ЗапСибНефтехима через грузовой порт Тобольска в числе прочего негабаритного оборудования  были доставлены две огромные стометровые колонны – один из ключевых элементов оборудования будущего нефтехимического гиганта СИБУРа. В том, как перевозят тысячетонные «детали», разбиралась «Нефтехимия РФ».

читать полностью