ASTM D6210 — обзор стандарта — эволюция технологий — рекомендации — практика применения

Почему для дизельных двигателей рекомендованы антифризы, соответствующие требованиям стандарта ASTM D6210

Если не учитывать малолитражные дизельные двигатели легковых автомобилей, то дизельные двигатели в основном применяются в тяжелой технике: грузовых, специализированных и сельхозмашинах, локомотивах, судах и прочих видах тяжелого транспорта. Для обеспечения высокой мощности и соответствия международным экологическим нормам, современные дизельные двигатели оснащаются экологическими системами: турбокомпрессорами с интеркулерами, системой дожига выхлопных газов, каталитическим нейтрализатором, высокоточной электроникой и компьютерными системами управления сгоранием. Использование таких технологий повышает тепловую нагрузку на двигатель, что требует особых характеристик от охлаждающей жидкости, поэтому для испытания таких антифризов был введен стандарт ASTM D6210.

Евро стандарты по уровню выбросов постоянно совершенствуются и дорабатываются.
Ниже в таблице приведены нормы выбросов для каждого из стандартов Евро.

Нормы Евро — уровни выбросов для автомобилей с дизельным двигателем
Стандарт	Год	Окись углерода (CO)	Оксид азота (NOx)	Твердые частицы (PM)
Евро 1	1992	2,72	—	0,14
Евро 2	1996	1,00	—	0,08
Евро 3	2000	0,64	0,50	0,05
Евро 4	2005	0,50	0,25	0,025
Евро 5	2009	0,50	0,18	0,005
Евро 6	2014	0,50	0,08	0,005

Однако в системе охлаждения за последние годы не произошло значительных конструктивных изменений: она по-прежнему включает циркуляционный насос, вентилятор, механический термостат. И основная нагрузка по снятию тепловой нагрузки на двигатель по-прежнему лежит на охлаждающей жидкости. Поэтому требования к антифризу для тяжело нагруженных двигателей — повышенные, и обычный легко-автомобильный антифриз в условиях повышенных тепловых нагрузок не может обеспечивать достаточную защиту мобильных и стационарных тяжело нагруженных дизельных двигателей, либо будет иметь недостаточный ресурс.

Эволюция методов снижения вредных выбросов в дизельных двигателях

Система рециркуляции выхлопных газов (EGR, Exhaust Gas Recirculation)

Стандарты Евро по выбросам оксидов азота (NOx) и твердых частиц для дизельных двигателей стали значительно строже. За два десятилетия в рамках нормативов Евро допустимые уровни выбросов снизились в несколько раз.

Для достижения этих стандартов большинство производителей используют систему рециркуляции выхлопных газов (EGR). Эта технология позволяет снизить токсичность отработавших газов и повысить топливную экономичность. Воздух, поступающий в двигатель, состоит из 78 % азота, 21 % кислорода и 1 % других газов. В процессе сгорания в камере образуются оксиды азота, причем их количество увеличивается с ростом температуры.

Основная задача системы EGR — снизить температуру в камере сгорания, что уменьшает образование NOx. Для этого до 50 % выхлопных газов забираются из выпускного коллектора, охлаждаются и возвращаются во впускной коллектор. Такой процесс уменьшает концентрацию кислорода, снижая интенсивность горения и температуру, что существенно сокращает выбросы NOx.

Температура рециркулируемых газов снижается с ~704 °C до ~163 °C за счет охлаждающей жидкости двигателя.  Это увеличивает тепловую нагрузку на охлаждающую жидкость на 25–35 %, создавая риск ее перегрева и термического разложения гликоля. В процессе разложения образуются муравьиная и гликолевая кислоты, которые агрессивно воздействуют на черные металлы, вызывая коррозию. В таких условиях стандартные охлаждающие жидкости быстро теряют свои свойства, поэтому требуются специализированные антифризы с улучшенными характеристиками, соответствующие стандарту ASTM D6210, способные эффективно работать при повышенных нагрузках.

Система избирательной каталитической нейтрализации (SCR — selective catalytic reduction)

Система избирательной каталитической нейтрализации (SCR) используется для дополнительной очистки выхлопных газов дизельных двигателей. В этой системе применяется специальная жидкость AdBlue (DEF, раствор мочевины), которая впрыскивается в поток выхлопных газов перед прохождением через каталитический нейтрализатор. Под воздействием температуры реагент разлагается, превращаясь в аммиак, который вступает в химическую реакцию с оксидами азота (NOx). В результате этой реакции оксиды азота распадаются на безвредные азот (N₂) и водяной пар (H₂O), что позволяет снизить выбросы NOx до 90 %.

Современные дизельные двигатели оснащены системой непосредственного впрыска топлива в цилиндры, управляемой электронным модулем управления двигателем (ECM). Этот компонент контролирует работу двигателя с помощью различных датчиков, измеряющих скорость вращения, температуру охлаждающей жидкости и масла. Такое электронное управление позволяет добиться более эффективного сгорания топлива, увеличенной мощности и более чистого выхлопа. Однако применение этой технологии повышает тепловую нагрузку на двигатель, требуя более эффективного отвода тепла с помощью охлаждающей жидкости.

В таких условиях важны антифризы с улучшенными параметрами, способные справляться с повышенными тепловыми нагрузками и обеспечивать долговечную защиту компонентов системы охлаждения.

Турбокомпрессоры

Турбонагнетатели позволяют значительно увеличить мощность дизельного двигателя — примерно на 30–40 %. Это достигается за счет нагнетания большего количества воздуха в камеру сгорания, что позволяет генерировать больше энергии. Для повышения эффективности и надежности работы двигателя нагнетаемый воздух охлаждается перед подачей во впускной коллектор с помощью промежуточного охладителя, или интеркулера. Охлаждение снижает температуру и увеличивает плотность воздуха, что способствует лучшему сгоранию и повышенной мощности.

Интеркулеры бывают двух типов:

1. Воздух-воздух — воздух охлаждается за счет прохождения через радиатор, обдуваемый потоком встречного воздуха;
2. Воздух-жидкость — охлаждение происходит с помощью жидкости (обычно это антифриз), циркулирующей через охладитель, который снимает тепло с воздуха перед его подачей в двигатель.

Однако использование интеркулеров связано с рядом рисков. Для воздушно-воздушных охладителей важным фактором является правильное размещение и изоляция для обеспечения эффективного обдува. В случае воздушно-жидкостных охладителей дополнительная тепловая нагрузка ложится на охлаждающую жидкость, что может вызвать перегрев системы.

Таким образом, современные системы, повышающие мощность двигателя и снижающие вредные выбросы, увеличивают тепловую нагрузку на охлаждающую жидкость, требуя от нее более высокой эффективности и надежности.

Произведенные по стандарту ASTM D6210 антифризы для тяжело нагруженных дизельных двигателей

Основные составляющие любого (качественного) антифриза — гликоль (чаще всего моноэтиленгликоль), вода и присадки. Существенные различия между антифризами для сильно нагруженных дизельных двигателей заключаются в составе присадок, которые увеличивают срок службы антифриза. Присадки делятся на неорганические (IAT — Inorganic Acid Technology, также известные как традиционные) и органические (OAT — Organic Acid Technology или карбоксилатные).

Типы охлаждающих жидкостей

Традиционная охлаждающая жидкость (IAT)	Содержит неорганические ингибиторы коррозии, такие как бораты, молибдаты, нитраты, нитриты, фосфаты, силикаты. В Европе зачастую не используют фосфаты из-за рисков совместимости с жесткой водой. В Азии силикаты не используют силикаты из-за рисков гелеобразования и истирания уплотнителей помпы. Всем известный ТОСОЛ — представитель данной категории жидкостей, и он категорически неприменим для современных дизельных двигателей Существует категория охлаждающих жидкостей, произведенных по традиционной технологии, и соответствующих требованиям ASTM D6210. Такие жидкости требуют периодического восполнения запаса антикавитационных присадок (нитритов, молибдатов)
Органическая охлаждающая жидкость (OAT)	Антифризы на основе органических кислот используют органические ингибиторы коррозии, такие как карбоновые кислоты (алифатические моно- и дикислоты, ароматические кислоты). Эти жидкости отличаются продолжительным сроком службы, который может достигать более 1 000 000 км пробега, в зависимости от состава присадок. Однако они требуют совместимости с материалами уплотнений и не всегда подходят для старых двигателей.
Гибридная охлаждающая жидкость (Hybrid)	Гибридные антифризы содержат как неорганические, так и органические ингибиторы коррозии, комбинируя их преимущества. Такое сочетание присадок позволяет добиться лучшей защиты от коррозии и отложений, а также продлить срок службы антифриза по сравнению с традиционными жидкостями.
Охлаждающая жидкость увеличенного срока службы (ELC)	Это разновидность антифризов на основе OAT, обеспечивающая длительный срок службы. Они могут содержать дополнительные компоненты, такие как нитриты или молибдаты, для улучшения эксплуатационных характеристик и защиты от кавитационной коррозии. Например, охлаждающая жидкость OTS HD 107 для тяжелой техники имеет интервал замены 1 600 000 км, 20 000 моточасов или 8 лет, в зависимости от того, что наступит быстрее. Такие эксплуатационные характеристики, в сочетании с высокой окислительной стабильностью под воздействием повышенных температур, намного превышают стандартные требования ASTM D6210
Дополнительный пакет присадок (SCA)	SCA — это дополнительные присадки, которые добавляются в традиционные антифризы для избавления от образования отложений и коррозии. SCA не требуются для антифризов по технологии OAT и соответствующих ASTM D6210, они нужны для традиционных антифризов, соответствующих требованиям ASTM D6210

Различие стандартов ASTM D6210, D4985, D3306

Для разных типов антифризов у ASTM есть свои стандарты. Всего существует три основных спецификации для антифризов: D3306, D4985 и D6210. Эти обобщающие стандарты включают в себе другие стандарты c индексом D, которые описывают методы испытаний охлаждающих жидкостей.

ASTM D3306 регламентирует качество ОЖ для легкового транспорта и небольших грузовиков.

ASTM D4985 устанавливает критерии качества и методы испытаний низкосиликатных ОЖ для тяжело нагруженных двигателей, требующих предварительной заливки дополнительных присадок (SCA).

ASTM D6210 содержит требования к полностью сформулированным (fully formulated) ОЖ для тяжело нагруженных двигателей. Fully formulated означает, что не требуется добавление дополнительных присадок перед применением.

ASTM D6210 включает в себя требования предыдущих по номеру спецификаций и устанавливает дополнительные критерии защиты двигателей от кавитации и накипи

Требования стандарта ASTM D6210

Согласно тестам, проведенным Американским международным обществом по испытаниям и материалам (ASTM), охлаждающие жидкости для тяжелой техники должны: 

1. Обеспечивать эффективное отведение избыточного тепла и поддерживать стабильную рабочую температуру двигателя;
2. Обладать высокими температурными характеристиками: не замерзать при низких температурах, не расширяться в объеме, иметь высокую температуру кипения и устойчивость к термическому распаду;
3. Защищать металлы в системе охлаждения от коррозии при высоких температурах, предотвращать гидродинамическую кавитацию мокрых гильз цилиндра и износ крыльчатки водяного насоса, не оказывая при этом вредного воздействия на уплотнительные материалы;
4. Сохранять стабильность при высоких тепловых нагрузках, не образовывать осадка, шлама или накипи.

ASTM разработало стандарты для различных категорий охлаждающих жидкостей. Для легковых автомобилей и легкого коммерческого транспорта применяются спецификации ASTM D3306 и ASTM D4985. Охлаждающие жидкости для тяжелой техники и высоконагруженных дизельных двигателей обязаны соответствовать стандарту ASTM D6210. Этот стандарт включает комплекс испытаний, направленных на проверку таких параметров, как жесткость воды, уровень pH, качество гликоля и совместимость присадок, обеспечивая надежную защиту двигателя и эффективность системы охлаждения. Обычно для защиты алюминиевых  деталей двигателя в антифриз добавляют силикатные присадки. Антифриз, разработанный исключительно для применения в легковых автомобилях, имеет более высокий уровень силикатов, в отличие от антифризов для оборудования тяжелого режима работы. Антифризы для тяжелой техники, содержат ограниченное количество силикатов, одновременно обеспечивающее надлежащую защиту алюминия, но предотвращающее образование гелей и осадков. Антифризы для тяжелой техники не должны содержать фосфаты способствующие образованию накипи. Для защиты насоса системы охлаждения и мокрых гильз двигателя от кавитации, в антифризы для тяжелой техники добавляют антикавитационные присадки SCA. Для улучшения теплообмена и легкости обслуживания, в конструкцию многих двигателей большой мощности включают мокрые гильзы. При крайнем напряжении тяжело нагруженных двигателей эти гильзы вибрируют. Вибрация создает воздушные пузырьки, которые взрываются на внешней поверхности гильз. Это действие, называемое кавитацией, быстро вызывает изъязвление, которое может повредить или уничтожить мокрые гильзы. Из-за этого хладагенты для тяжело нагруженных двигателей должны содержать специальные ингибиторы – нитриты или присадки OAT, дополнительные пеногасители и буферы. Эти соединения входят в состав дополнительных SCA. Кроме того, в SCA добавляют ингибиторы солеотложений, которые препятствуют образованию накипи на поверхности системы охлаждения. Поверхностные отложения уменьшают теплоотдачу и увеличивают риск закипания. Способность антифриза противостоять кавитации мокрых гильз цилиндра проверяется по методике компании John Deere.

В тяжелых условиях поддержание надлежащего графика добавления SCA не менее важно, чем добавление правильной дозы начальных дополнительных присадок. Со временем, ингибиторы разрушаются и требуют замены для надлежащей защиты системы. Вообще техобслуживание SCA производится каждые 200 часов работы или 24 140,16 км (дополнительно проконсультируйтесь с производителями для точных рекомендаций). Момент, в который надо добавить SCA при техобслуживании, определяется тест-системой, предоставляемой от поставщиков присадок.

Продление срока службы современных автомобилей требует надлежащего техобслуживания системы охлаждения. В транспортных средствах тяжелого режима работы надлежащее техобслуживание начинается с начального заполнения либо полностью разработанного хладагента, либо универсального хладагента и SCA. После первоначального заполнения, надлежащий график техобслуживания SCA будет обеспечивать долгий срок службы системы охлаждения.

Компания John Deere выпустила методику для проверки способности антифриза противостоять кавитации мокрых гильз цилиндра.

Почему так важно защитить систему охлаждения тяжелой техники от кавитации и накипи

Кавитационная эрозия (точечная коррозия) все еще является частой причиной неисправности тяжело нагруженных дизельных двигателей. Гильзы цилиндров вибрируют от движения поршня, образуя области с низким давлением жидкости. В зонах низкого давления образуются пузырьки пара, которые позже схлопываются на стенках гильзы. В результате сначала разрушается защитный слой, образованный присадками антифриза на поверхности гильзы, а затем начинается разрушение металла. Похожий процесс происходит в местах сужения потока жидкости в области крыльчатки циркуляционного насоса охлаждающей жидкости. Гидродинамическая кавитация может привести к перфорации гильзы, разрушению крыльчатки водяного насоса и более серьезным последствиям.

Присадки SCA

В антифризах, соответствующих требованиям ASTM D6210, для защиты от разрушения мокрой гильзы обычно используются нитриты или комбинация нитритов и молибдатов, в последнее время также получают распространение Heavy Duty-антифризы с содержанием силикатов и фосфатов. Однако использование только неорганических присадок для защиты от кавитации приводит к быстрому истощению присадок, и через рекомендованные производителем антифриза интервалы требуется восполнение дополнительных присадок (Supplementary Coolant Additives, SCA). 

Антифризы, не требующие присадок SCA

Наиболее прогрессивная технология — это полностью органические антифризы с минимальным содержанием молибдатов или других неорганических присадок, примеры таких антифризов: FINAL Charge Global и Fleetguard ES Compleat OAT — антифризы данного типа обладают заметно увеличенным сроком службы по сравнению с традиционными силикатно-нитритными антифризами, и не требуют добавления присадок SCA в ходе эксплуатации (или, в случае наличия неорганических компонентов, требуют через значительно увеличенные интервалы времени).

Рекомендации по качеству очистки воды

Еще одна проблема – образование накипи в системе охлаждения. Она возникает при использовании неочищенной воды и из-за загрязнений внутри системы. Накипь ухудшает циркуляцию охлаждающей жидкости, нарушает теплообмен и приводит к перегреву двигателя. Даже на первый взгляд незначительные слои накипи толщиной всего 0,25–1,25 мм могут снизить теплопередачу до 40%!

Чтобы избежать накипи, специалисты ASTM рекомендуют использовать высокоочищенную деионизированную воду при разбавлении концентрата антифриза либо использовать предварительно разбавленные (готовые) охлаждающие жидкости. Не всегда дистиллированная вода, которая продается в автомобильных магазинах, имеет достаточный для использования в антифризе класс чистота, а самостоятельная очистка воды также не всегда представляется возможной. Поэтому мы не рекомендуем самостоятельно разбавлять концентрат антифриза и рекомендуем к применению готовые антифризы.

Какие жидкости по ASTM D6210 доступны на российском рынке в 2024 году

В 2024 стали труднодоступными антифризы для тяжелой техники от таких специализированных брендов как PEAK, Fleetguard (фирменные антифризы Cummins), Prestone. Более простые составы антифризов по ASTM D6210, которые требовали добавления присадок SCA, производили именитые марки, ушедшие с российского рынка: Mobil, Shell, Valvoline. Также труднодоступными стали оригинальные антифризы OEM: Cat, JCB, Volvo и прочие.

Миссия бренда OTS HD — поставка качественных антифризов любых типов, которые произведены в точном соответствии с технологией, которая используется в оригинальном антифризе OEM. Это международный бренд, доступный на российском рынке, и обладающий большим опытом в производстве охлаждающих жидкостей и теплоносителей для производителей оригинального оборудования (ОЕМ). Антифризы OTS HD поставляются в крупные автопарки, используются предприятиями в горно-рудной промышленности и дорожно-строительными предприятиями.

В таблице ниже вы можете видеть, антифризы какого типа рекомендованы различными производителями техники. Некоторые антифризы различаются по составу, но подходят для одинаковых спецификаций: в данном случае антифриз полностью соответствует заявленному стандарту, но отличается разным сроком службы. Более подробную консультацию вы можете получить у наших технических специалистов, оставив заявку на этом сайте. Мы рады предложить вашему вниманию следующие типы антифризов:

Антифризы OTS HD (Original Technology Supplier Heavy Duty),
соответствующие стандарту ASTM D6210

Марка антифриза	Тип	Соответствует требованиям
OTS HD 100	Классический силикатный	ASTM D4985, ASTM D3306, SAE J814, Caterpillar (Cat DEAC), Chrysler/FCA MS7170, Cummins 90T8-4, Ford ESE-M97B44-A, VAG TL 774-C (G11), GM 1825M, GM 1899M, John Deere H24B1/C1
OTS HD 101	Fully Formulated с нитритами	ASTM D6210, ASTM D5345, ASTM D4985, ASTM D3306, Cummins 90T8-4, Cummins CES 14603, CNH MAT3620, Detroit Diesel 7SE298, Detroit Diesel 93K217, Dressta, Сaterpillar, GM 1899M, John Deere H24A1, H24C1, Freightliner 48-22880, Ford ESE-M97B44-A, King Long, MILITARY CID-A-A-52624, MTU MTL 5048, Navistar B-1 Type II, TRM (T.RAD CO., LTD.), TMC RP302, TMC RP329, RМ-TEREX, Volvo Coolant / Mack
OTS HD 103	Гибридный с силикатами	MAN 324 NF, MB 325.0 / 326.0, MTU (MTL 5048), Caterpillar, MWM TR 2091, Deutz DQC CA-14, Fendt, SETRA, Jenbacher TA 1000-0200, Liebherr (LH-00-COL3A и более ранние), TL 6850-0038/1, Volvo TR 1286083, JIS K 2234:2206, China GB 29743-2013
OTS HD 105	Гибридный с молибдатами	ASTM D6210, ASTM D4985, ASTM D3306, Cummins® SB 3666132, Cummins® CES 14603, Caterpillar® ASTM D-4985 (EG), ASTM D-6210 (EG), CID-A-A-52624, Volvo, Waukesha 4-1974D, PACCAR, Mack 014617004, GM6038, TMC RP-338 Extended Life, Freightliner 48-22880, Detroit Diesel 7SE298, Case New Holland, Navistar, TMC RP-329 (EG), John Deere 8650-5
OTS HD 106	ОАТ, с содержанием силикатов	ASTM D6210, ASTM D7583, ASTM D4985, ASTM D3306, Cummins CES 14603, Liebherr 11657930, MTU MTL 5048, FVV R530/2005, JIS K2234, CID-A-A52624, Waukesha 4-1974D, Detroit Fluids Spec. 93K217, John Deere JDM H24, 8650-5, Case New Holland MAT 362, Navistar CEMS B-1, Freightliner 48-22880, Paccar CS0185, Volvo 20774185 / 1286083 Mack 014617004, Komatsu KES 07.892, MAN 324 Si-OAT, Iveco 18-1830, Mercedes DBL 7700.02, Daimler Truck 48-25960, Deutz TR 0199-99-1115, Nissan Diesel, BS 6580:1992, Scania TI 02-98 0813, Scania 0-89, Scania TB 1451
OTS HD 107	ОАТ с нитритами и молибдатами без 2-ЕН	ASTM D6210, ASTM D4985, Cummins CES 14603, Cummins SB 3666132, Cat EC-1, John Deere H24, Navistar MPAPS B-1 Type III, Volvo, CNH EG-3, EG-4, Waukesha, PACCAR, Mack, TMC RP-329/351 (EG)
OTS HD 108	100% ОAT Fully Formulated (не требуется добавления SCA)	ASTM D6210, ASTM D7583, ASTM D4985, ASTM D3306, AGCO, Cummins CES 14603, Cummins CES 14603, Cummins SB 3666132, Cummins 90T8-4, MTU MTL 5048, Mercedes Approval 325.3, Mercedes Approval 326.3, САТ ЕС-1, Behr Radiator, Detroit Diesel 7SE298, Detroit Diesel 93K217, Dressta DEUTZ, John Deere H24A1, H24C1, MAN 324 Typ SNF, Navistar CEMS-B1-TYPE IIIa, PACCAR, TMC RP329, TMC RP 302C, Volvo ELC / Mack
OTS HD AF-NAC	OAT с фосфатами	Точное соответствие технологии антифриза для новейших машин Komatsu
OTS HD ELC	OAT с нитритами и молибдатами	Произведено по технологии для OEM-антифриза Cat EC-1. Подходит для машин Caterpillar любого поколения
OTS HD JD-CGv2	Специальная гибридная формула John Deere	Антифриз зеленого цвета, специально разработанный для дизельных двигателей John Deere нового поколения Подробнее об антифризах John Deere
OTS HD ELC Extender	Пакет присадок	Продлевает срок службы антифриза OTS HD ELC согласно рекомендациям ОЕМ

Бонус. 12 рекомендаций стандарта ASTM D6210 по обслуживанию системы охлаждения тяжело нагруженных дизельных двигателей

1. Перед заливкой антифриза промывайте систему
2. Не заполняйте систему охлаждения не разведенным концентратом.
3. Разбавляйте концентрат антифриза в чистой таре.
4. При разбавлении концентрата используйте очищенную воду.
5. Проверьте ОЖ перед заправкой.
6. ASTM D6210 запрещает антифризы на основе метанола.
7. Регулярно замеряйте концентрацию этиленгликоля.
8. Проверяйте «запас» присадок.
9. Полностью сформулированным жидкостям не нужна предварительная заправка дополнительными присадками (SCA).
10. Не используйте растворимые масляные добавки.
11. Никаких присадок против утечек, если в системе установлены активные фильтры с присадками.
12. Не используйте повторно охлаждающую жидкость, слитую из техники.

OTS HD — оптовая поставка специализированных антифризов, соответствующих требованиям стандарта ASTM D6210. Отправьте заявку на нашем сайте, чтобы получить актуальный на 2025 год прайс-лист.