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防凍冷卻液的主要成分、作用及品牌選擇 |
導讀:冷卻液是柴油機循環(huán)冷卻系統的冷卻介質(zhì),是保證柴油發(fā)電機在正常溫度范圍內運轉所必不可少的散熱介質(zhì)。主要是由防凍劑、緩蝕劑、消泡劑、著(zhù)色劑、防霉劑等組成,增強熱量吸收和傳遞,使柴油發(fā)電機能夠在最佳溫度范圍內運行,從而提高柴油機性能、耐用性并確保安全性。簡(jiǎn)而言之,冷卻液是水與防凍劑的混合物,質(zhì)量如果不合格,就會(huì )在水套中產(chǎn)生水垢,穴蝕等現象,易造成柴油發(fā)電機故障率增高和過(guò)熱。因此正確的選用冷卻液就變得更加重要,這樣才能使柴油發(fā)電機正常的工作,動(dòng)力性和經(jīng)濟性指標都得到充分發(fā)揮。
一、冷卻液主要成分和作用
1、主要成分組成
防凍冷卻液主體是乙二醇基,少部分有丙二醇或丙三醇,丙三醇也就是“甘油防凍液”,一般很少有柴油發(fā)電機用戶(hù)會(huì )采用。防凍液是由乙二醇、蒸餾水(或去離子水)、著(zhù)色劑、防蝕劑等成分組成,主體是蒸餾水,乙二醇占比最多不超過(guò)60%。
(1)乙二醇
乙二醇(EG)本身的沸點(diǎn)是197.4℃(攝氏度),實(shí)現冷卻的基礎就是高沸點(diǎn),與水混合之后即便達到100℃,EG持續吸熱也能避免水的沸騰。弗列加冷卻液最高可容許103攝氏度,如圖1所示。其類(lèi)型為預混合,規格通常為20L每桶,如圖2所示。
冰點(diǎn)溫度是不固定的,按照6:4的比例(EG-60%/水40%)混合,最低冰點(diǎn)可超過(guò)零下46℃。沒(méi)有多少城市的冬季氣溫可以低到這個(gè)程度,所以大部分城市里銷(xiāo)售的防凍液都不會(huì )用到六成的乙二醇,多為乙二醇少、蒸餾水多,乙二醇的占比越低則冰點(diǎn)溫度越高,但超過(guò)六成也會(huì )逐步升高。
(2)著(zhù)色劑
冷卻液有很多顏色,有紅色、黃色或綠色。只要是同一種類(lèi)型,比如都是乙二醇基防凍液,或者是同一品牌的同類(lèi)型防凍液,即便顏色不一樣也是可以混用的。因為著(zhù)色劑的作用是便于泄漏時(shí)進(jìn)行區分和警示,所以防凍液要進(jìn)行區分,比如玻璃水用紅色則防凍液就要用黃色,否則兩個(gè)系統有一個(gè)破損導致泄漏就無(wú)法第一時(shí)間判斷故障點(diǎn)。其次則是乙二醇有相當強的毒性,濃度達到1.6g/1kg就能致死(成人量),所以通過(guò)鮮艷的色彩可以防止誤飲;不過(guò)現在的飲料也是什么顏色都有,為了避免誤飲還是要把沒(méi)有用完的防凍液放好。
(3)防銹劑
防銹劑可延緩或阻止柴油發(fā)電機水套壁及散熱器的銹蝕或腐蝕。冷卻液中的空氣在水泵葉輪的攪動(dòng)下會(huì )產(chǎn)生很多泡沫,這些泡沫將妨礙水套壁的散熱。
(4)泡沫抑制劑
泡沫抑制劑能有效地抑制泡沫的產(chǎn)生。在使用過(guò)程中,防銹劑和泡沫劑會(huì )逐漸消耗殆盡,因此,定期更換冷卻液是十分必要的。
圖1 弗列加防凍冷卻液的冰點(diǎn)與沸點(diǎn)限值 |
圖2 弗列加防凍冷卻液基本特性 |
2、弗列加冷卻液功用
目前,康明斯柴油發(fā)電機組常用的一般是弗列加冷卻液,成分和品牌如圖3所示。因其是康明斯公司旗下專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)針對康明斯發(fā)電機組使用的冷卻液產(chǎn)品。其主要作用如圖4所示。
(1)防凍功能
冷卻液在寒冷季節停機時(shí)不會(huì )結冰,導致散熱器脹裂或柴油發(fā)電機缸體凍壞。正常的保養項目中,柴油發(fā)電機每運行200~300小時(shí)需更換一次冷卻液。
(2)防腐蝕功能
康明斯柴油發(fā)電機及其冷卻系統是金屬制造的,如銅、鐵、鋁、鋼等。這些金屬在高溫下長(cháng)時(shí)間與水接觸會(huì )腐蝕、生銹。而冷卻液中添加了特定的防腐蝕成分,使其不僅不會(huì )對柴油發(fā)電機冷卻系統造成腐蝕,還具有防腐和除銹功能。
(3)防水垢
用水作冷卻液會(huì )形成水垢附著(zhù)在散熱器、水套的金屬表面,使散熱效果越來(lái)越差,而且清除起來(lái)也很困難。優(yōu)質(zhì)的冷卻液采用蒸餾水制造,并加有防垢添加劑,具有防垢功能。
(4)提高沸點(diǎn)
水的沸點(diǎn)是100℃,優(yōu)質(zhì)冷卻液的沸點(diǎn)通常在108℃以上,這樣即使在夏季使用,康明斯柴油發(fā)電機也不易開(kāi)鍋。
圖3 康明斯柴油機防凍冷卻液組成與品牌 |
圖4 柴油發(fā)電機防凍冷卻液作用 |
二、冷卻液的成分的作用
冷卻液具有冬天防凍,夏天防沸,全年防水垢、防腐忡等特性。冷卻液內除水和乙二醇外,還含有添加劑以防止乙二醇氧化、腐蝕、產(chǎn)生泡沫等。
1、殺菌防霉劑的作用
冷卻液在儲藏過(guò)程中容易產(chǎn)生微生物,為了抑制微生物的生長(cháng),防止發(fā)霉變質(zhì),需要加入少量的殺防霉劑,保證冷卻液在2一3年內不發(fā)生霉變。常用的防霉劑是苯甲酸鈉。
2、緩蝕劑的作用
冷卻液在工作過(guò)程中pH值會(huì )下降,介質(zhì)會(huì )變酸,而加入緩蝕劑可以使pH值保持在一定范圍內,常用的pH調節劑包括有機胺類(lèi)、磷酸鹽類(lèi)等。
3、消泡劑的作用
在運轉過(guò)程中,振動(dòng)使空氣進(jìn)入冷卻液中,會(huì )產(chǎn)生一些泡沫,這樣就影響了柴油發(fā)電機散熱效率。在防凍液中加入適量消泡劑,可以起到消泡作用。消泡劑主要使用烷基非離子型表面活性劑,一般分為失水甘油醚、醇類(lèi)和硅酮等類(lèi)型。
4、著(zhù)色劑的作用
著(zhù)色劑的質(zhì)量分數一般為0.01%~0.05%它可用于檢查泄漏,同時(shí)具有試劑的作用,便于觀(guān)察冷卻液的酸堿度變化。比較常用的有甲基紅、酚紅、亮藍等。如果觀(guān)察顏色與指示顏色不相符,則就說(shuō)明冷卻液已呈酸性,這樣便起不到防凍銹作用。
三、冷卻液的選用及注事項
1、選用方法
(1)冷卻液是由乙二醇與水按照一定比例混合而成的。乙二醇是一種無(wú)色、透明、稍有甜味且具有吸濕性的黏稠液體,它能以任何比例與水相溶乙二醇沸點(diǎn)高,揮發(fā)性小,黏度適中且隨溫度變化小,熱穩定性好。
(2)優(yōu)質(zhì)的冷卻液冰點(diǎn)可達-46℃左右。乙二醇的,濃度不同時(shí),冰點(diǎn)亦不同。冷卻液選用的原則是,冰點(diǎn)應比環(huán)境最低溫度低10℃左右。
(3)如果柴油發(fā)電機冷卻系統中的水結冰,將使冷卻水終止循環(huán)而引起柴油發(fā)電機過(guò)熱。尤其嚴重的是水結冰時(shí)體積膨脹,可能將機體、氣缸蓋和散熱器脹裂。
(4)為了適應冬季行機的需要,在水中加入防凍劑制成冷卻液以防止循環(huán)冷卻水的凍結。
(5)最常用的防凍劑是乙二醇。冷卻液中水與乙二醇的比例不同,其冰點(diǎn)也不同。50%的水與50%的乙二醇混合而成的冷卻液,其冰點(diǎn)約為-35.5度。
(6)在水中加入防凍劑還同時(shí)提高了冷卻液的沸點(diǎn)。例如,含50%乙二醇的冷卻液在大氣壓力下的沸點(diǎn)是103度。因此,防凍劑有防止冷卻液過(guò)早沸騰的附加作用。
(7)在防凍劑中一般還要加入著(zhù)色劑,使冷卻液呈藍綠色或黃色以便識別。
2、冷卻液使用注意事項
除了選好冷卻液,在冷卻液的使用過(guò)程中,還應注意以下幾個(gè)方面。
(1)盡量使用同一品牌的冷卻液。不同品牌冷卻液不可混用。
(2)冷卻液的有效期多為兩年,添加時(shí)應確認該產(chǎn)品在有效期之內;更換時(shí)應放凈舊液,將冷卻系統清洗干凈后,再加入新液。
(3)不可用自來(lái)水稀釋冷卻液,以免自來(lái)水中的水垢、雜質(zhì)與冷卻液中的添加劑起反應,生成沉淀。水垢形成現象如圖5所示。
(4)冷卻液應四季使用,夏季不要用水,以防柴油發(fā)電機缸套穴蝕、結垢。穴蝕形成現象如圖6所示。
圖5 柴油機散熱器水垢的形成和危害 |
圖6 柴油機缸套穴蝕形成和危害 |
總結:
防凍冷卻液技術(shù)是由去離子水及其它添加劑(緩釋阻垢劑、防腐劑、緩釋劑等)配制而成。乙二醇的揮發(fā)性小而蒸汽壓低,粘度適中且隨溫度變化小,熱穩定性好,價(jià)格適中,與水有很好的相容性,與水復配可起到明顯降低冰點(diǎn)的作用。防凍液具有冬天防凍、夏天防沸、防水垢、防腐蝕等性能。防凍液添加劑也分為無(wú)機鹽和有機酸兩種,其區別是無(wú)機鹽的防凍液添加劑價(jià)格便宜(每升防凍液約用0.1元的添加劑),特點(diǎn)是緩蝕阻垢的有效期只有1年左右;有機酸的防凍液添加劑價(jià)格較高(每升防凍液約用0.3~0.5元的添加劑),其緩蝕時(shí)間長(cháng),緩蝕效果好。綜上所述,普及發(fā)動(dòng)機防凍冷卻液的相關(guān)知識,嚴格防凍液的使用管理,杜絕使用不合格產(chǎn)品,是確保發(fā)動(dòng)機使用安全、延長(cháng)發(fā)動(dòng)機使用壽命的重要手段。
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