Роль охлаждающей жидкости в вашем оборудовании

Только 33% энергии сгораемого топлива обеспечивает движение автомобиля. Остальная часть энергии преобразуется в тепло: 

7% энергии теряются в виде естественного теплового излучения, 30% исчезают через выхлопную систему, а оставшиеся 30% должны быть утилизированы системой охлаждения. 

Основная функция охлаждающей жидкости двигателя проста — отвод тепла, производимого двигателем, в систему охлаждения. Этот процесс осуществляется посредством циркуляции охлаждающей жидкости, которая поглощает тепло от компонентов двигателя. Тепло рассеивается при прохождении через радиатор. Таким образом, справедливо будет назвать охлаждающую жидкость — теплоносителем. Термостат регулирует температуру охлаждающей жидкости для поддержания рабочей температуры во всем двигателе. 

Нельзя недооценивать тот факт, что каким бы простым ни был этот процесс, технология охлаждающей жидкости и техническое обслуживание чрезвычайно важны для работы двигателя. Типичная система охлаждения для тяжелых условий будет обеспечивать циркуляцию охлаждающей жидкости, эквивалентной 60 000 литров охлаждающей жидкости каждый час!

40% всех поломок в дизельных двигателях связано с неисправностью в системе охлаждения. Это означает, что выбор и уход за охлаждающей жидкостью имеет решающее значение для защиты вашего оборудования.

Классификация охлаждающих жидкостей

Классификация охлаждающей жидкости по производительности (назначению)

Определить, какая охлаждающая жидкость подходит для вашего применения, может быть непросто. Многие заказчики ошибочно выбирают исходя из цвета охлаждающей жидкости, однако производители не используют стандартные цветовые соглашения, и не гарантируется, что охлаждающие жидкости одного цвета будут схожими по составу. 

Знание того, как классифицируются охлаждающие жидкости, может помочь в определении различий между охлаждающими жидкостями и понимании того, какой продукт подходит для каждой области применения и ситуации. Как правило, охлаждающие жидкости подразделяются на две категории: производительность и тип продукта. 

Для надлежащего отвода тепла от двигателя охлаждающая жидкость должна защищать всю систему охлаждения, особенно от таких проблем, как коррозия, кавитация и накипь, которые обычно возникают в тяжелых дизельных двигателях. Подходящая химическая формула охлаждающей жидкости обеспечивает положительное взаимодействие охлаждающей жидкости с различными поверхностями, с которыми она будет встречаться в системе охлаждения двигателя, при этом удаляя тепло двигателя и даже управляя температурой других жидкостей двигателя.

Классификация характеристик обычно относится к измеренным характеристикам охлаждающей жидкости при испытаниях в соответствии с отраслевыми стандартами или спецификациями производителя оборудования. Это испытание также может включать в себя измеренную химическую совместимость охлаждающей жидкости с материалами системы охлаждения. 

Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM) разработало методы испытаний, которые широко используются в отрасли охлаждающих жидкостей. ASTM D3306 и ASTM D6210 на сегодняшний день являются наиболее распространенными отраслевыми стандартами для охлаждающих жидкостей. ASTM D3306 содержит несколько испытаний, которые определяют требования к охлаждающим жидкостям для легкового транспорта. В технических условиях измеряются основные физические свойства охлаждающей жидкости, такие как точки замерзания и кипения. D3306 также содержит требования к рабочим характеристикам, которые оценивают защиту охлаждающей жидкости от коррозии в различных условиях и испытания для защиты от кавитации водяного насоса.

ASTM D6210 включает в себя все испытания, необходимые для D3306, а также дополнительные испытания, которые оценивают характеристики охлаждающей жидкости для тяжелых условий эксплуатации. Основные дополнительные требования проверяют способность охлаждающей жидкости защищать от кавитации мокрой гильзы цилиндра, а также способность защищать горячие поверхности от накипи. При поиске охлаждающей жидкости для тяжелых условий эксплуатации важно обратить внимание на то, что она соответствует стандарту ASTM D6210.

Прохождение стандартизированных отраслевых испытаний показывает, что охлаждающая жидкость соответствует минимальным требованиям к рабочим характеристикам. Также обратите внимание, что многие производители оборудования, такие как Cummins, Komatsu, Caterpillar, John Deere требуют дополнительных испытаний, выходящих за рамки стандартов ASTM. Требования производителя оборудования содержат информацию о рабочих характеристиках или совместимости, которые, по мнению производителя оборудования, важны для защиты оборудования. Например, технические характеристики охлаждающей жидкости Cummins включают компонент, совместимый с уплотнительными материалами. Спецификация производителя оборудования, как правило, является наиболее строгой и включает в себя все требования стандартов ASTM.

Классификация охлаждающей жидкости по типу продукта

Охлаждающие жидкости также можно классифицировать по типу продукта. Как правило, классификации типов представляют собой общие термины, относящиеся к базовому типу и присадкам, используемым в охлаждающей жидкости. Несмотря на то, что эти термины могут использоваться в общей классификации охлаждающих жидкостей, каждый тип охлаждающих жидкостей будет отличаться по составу и характеристикам.

Состав охлаждающей жидкости

При обсуждении типов охлаждающей жидкости важно понимать состав охлаждающей жидкости. Охлаждающие жидкости состоят из трех частей: воды, основы и присадок. Классификация типов производится по базовому типу и типу присадки. Практически все имеющиеся в продаже охлаждающие жидкости используют воду в качестве компонента из-за ее естественной способности успешно передавать тепло.

Существуют три основных типа, которые коммерчески используются в охлаждающих жидкостях двигателя: EG (этиленгликоль), PG (пропиленгликоль) и глицерин. Охлаждающие жидкости на основе ЭГ или этиленгликоля являются наиболее распространенными и составляют около 90% охлаждающих жидкостей, продаваемых как в России, так и в мире. Охлаждающие жидкости на основе EG являются наиболее распространенными из-за их способности использоваться практически во всех климатических условиях. Недостатком EG является то, что этиленгликоль токсичен при проглатывании. 

Охлаждающие жидкости на основе PG (пропиленгликоля) обычно используются заказчиками, которые ищут нетоксичные охлаждающие жидкости. PG не так широко используется, как EG, потому что он более дорогой и не может использоваться в арктическом климате. 

Последний тип, глицерин, аналогичен PG в том, что он нетоксичен и подходит только для умеренного климата. Что касается характеристик глицерина, то он хоть и более экономичен при производстве, но обладает ухудшенными по сравнению с этиленгликолем свойствам и мы, как поставщики охлаждающих жидкостей с опытом работы на рынке более 15 лет, по ряду причин можем назвать охлаждающие жидкости на основе глицерина — некачественными. В частности, нередки случаи закипания и даже возгорания охлаждающих жидкостей на основе глицерина. Поэтому любые охлаждающие жидкости нашего производства изготовлены на основе EG либо PG.

Смешивание концентрата охлаждающей жидкости с водой

Вы можете задаться вопросом, почему основание так важно, если вода так эффективно передает тепло. Причина, по которой основание так важно, заключается в том, что смешивание воды с основанием снижает температуру замерзания и повышает температуру кипения охлаждающей жидкости, позволяя охлаждающей жидкости передавать тепло в более экстремальных температурных условиях, чем может выдержать только вода. Температура кипения охлаждающей жидкости особенно важна при использовании системы рециркуляции отработанных газов. 

Охладитель системы рециркуляции отработанных газов выделяет большое количество тепла, что может привести к закипанию охлаждающей жидкости при недостаточном количестве основы (EG) в охлаждающей жидкости. Когда охлаждающая жидкость закипает, она образует слой пара рядом с горячей поверхностью и предотвращает передачу тепла от компонента, что приводит к усталости и повреждению. Большинство производителей оборудования требуют, чтобы концентрация основания составляла 40–60%. Концентрацию можно проверить в полевых условиях с помощью рефрактометра.

Обычные, гибридные и карбоксилатные (OAT) охлаждающие жидкости

Охлаждающие жидкости также могут быть классифицированы по содержанию присадок. Присадки — это химические вещества, добавляемые в продукт для защиты от коррозии, кавитации и накипи. Для описания химического состава присадок используются три общих термина: традиционные (неорганические),OAT (органические) и гибридные (смесь неорганических с органическими примерно в равном количестве). Каждый из этих типов охлаждающей жидкости будет иметь основу в виде моноэтиленгликоля, что означает, что к этой категории относятся обычные продукты EG, Hybrid EG и OAT EG. 

В традиционных охлаждающих жидкостях используется самая старая технология присадок, и они, как правило, имеют наименьшую начальную стоимость, но также имеют короткие интервалы обслуживания и самый короткий общий срок службы. Традиционные охлаждающие жидкости будут иметь самую высокую общую стоимость владения и их обслуживание может обходиться в 10 раз дороже, чем с использованием охлаждающих жидкостей нового поколения (ОАТ или гибриды) в течение срока службы транспортного средства. Гибридные охлаждающие жидкости сочетают старые технологии присадок с технологией органических присадок, чтобы обеспечить увеличенные интервалы обслуживания и умеренные начальные инвестиции. Гибридные охлаждающие жидкости обычно имеют более длительный срок службы и межсервисные интервалы, чем традиционные охлаждающие жидкости, но могут потребовать большего обслуживания, чем охлаждающие жидкости типа OAT. В охлаждающих жидкостях ОАТ используются новейшие химические присадки и, как правило, они требуют минимального технического обслуживания.

Охлаждающие жидкости OAT также более устойчивы к загрязнению системы, чем другие типы охлаждающих жидкостей, и являются предпочтительным типом охлаждающей жидкости для производителей оборудования.

	Традиционные (неорганические)	Гибридный или HOAT	Технология органических присадок (ОАТ)
Технологии	Хорошо	Лучше	Лучшее
Срок службы охлаждающей жидкости (км)	500 000–650 000	1 000 000–1 500 000	1 000 000–1 500 000
Затраты на техническое обслуживание	Высокие	Средние	Низкие
Основные моменты технического обслуживания	Надлежащая доливка плюс добавление SCA	Надлежащая доливка плюс добавление SCA	Надлежащая доливка

При выборе и обслуживании охлаждающей жидкости обязательно обращайте внимание на периодичность технического обслуживания и периодичность технического обслуживания оборудования. Обычные охлаждающие жидкости обычно имеют менее половины срока службы по сравнению с гибридными и ОАТ-жидкостями и требуют более частого технического обслуживания. Также обратите внимание, что интервалы обслуживания различаются в зависимости от группы. 

Срок службы коммерческих охлаждающих жидкостей OAT для тяжелых условий эксплуатации составляет от 1 000 000 до 1 500 000 км дорожной эксплуатации и до 20 000 моточасов. OTS HD 108 — единственный продукт российского производства, срок службы которого составляет 1 600 000 км или 8 лет эксплуатации. Использование охлаждающей жидкости на протяжении 1 600 000 км может сэкономить владельцам автопарков до 35% общих затрат по сравнению со сроком службы 1 000 000 км у ОАТ-жидкостей старого поколения.

Диагностика общих проблем системы охлаждения — точечная коррозия футеровки

Выбор подходящей охлаждающей жидкости и надлежащее техническое обслуживание системы важны для предотвращения дорогостоящих поломок. Давайте рассмотрим некоторые из наиболее распространенных отказов, которые происходят в полевых условиях, и обсудим, как лучше всего защитить ваше оборудование от этих отказов. Первым потенциальным отказом является точечная коррозия футеровки, которая характерна для тяжелых дизельных двигателей. При неправильном разбавлении концентрата или техническом обслуживании охлаждающая жидкость может быть не в состоянии защитить поверхность футеровки от кавитации. Отсутствие защиты может привести к образованию небольших ямок на поверхности футеровки, как правило, в направлениях противодействия осевой нагрузке. В некоторых случаях это приводит к образованию ямок, которые пробиваются на всем протяжении футеровки и приводят к смешиванию охлаждающей жидкости и масла. Как правило, повреждаются канавки системы охлаждения, гильза цилиндра и крыльчатка водяного насоса. Бороздки в футеровке металла приводят к неисправностям двигателям вплоть до капитального ремонта.

Как упоминалось ранее, вы должны убедиться, что охлаждающая жидкость, используемая для любых условий работы в тяжелых условиях, соответствует ASTM D6210. Настоящие технические условия требуют проверки способности охлаждающей жидкости эффективно защищать футеровку от точечной коррозии посредством испытаний двигателя. Для большинства охлаждающих жидкостей стандарты, которым соответствует продукт, указаны на упаковке охлаждающей жидкости или в брошюре по продукту, поэтому обязательно обратите внимание на то, что продукт соответствует стандарту ASTM D6210, прежде чем использовать его в тяжелых условиях. 

Все охлаждающие жидкости в каталоге OTS HD соответствуют требованиям стандарта ASTM D6210

Также важно знать требования к техническому обслуживанию вашего оборудования. Как правило, обычные и гибридные охлаждающие жидкости необходимо испытывать в полевых условиях и обслуживать для поддержания защиты футеровки в течение всего срока службы охлаждающей жидкости. Некоторые охлаждающие жидкости OAT также требуют периодического технического обслуживания. Кроме того, убедитесь, что устройства заправлены надлежащей охлаждающей жидкостью. Обратите внимание, что разбавление водой или ненадлежащим антифризом может привести к нарушению защитного покрытия металла (футеровки) от точечной коррозии.

Диагностика общих проблем системы охлаждения — выпадение присадки

Если присадки становятся нестабильными, они могут вызвать проблемы в системе охлаждения и сделать вашу систему незащищенной от коррозии. Это может произойти по ряду причин, включая загрязнение, избыточное количество присадок к охлаждающей жидкости (SCA) и плохой состав. При возникновении нестабильности некоторые присадки будут скапливаться в холодных зонах двигателя и препятствовать передаче тепла. Справа — поперечное сечение радиатора с забитыми трубками из-за чрезмерной обработки SCA.

Для защиты от выпадения присадок важно следить за тем, чтобы вода, используемая для смешивания охлаждающей жидкости, была хорошего качества. Жесткая вода может вступать в реакцию с добавками, в результате чего они становятся нерастворимыми. При добавлении SCA или разбавителей добавляйте только рекомендованное количество. Может возникнуть соблазн добавить в систему дополнительное количество присадок, однако такое решение не всегда верное. Если концентрация присадок становится слишком высокой, охлаждающая жидкость не сможет удерживать все присадки в растворе. Охлаждающие жидкости OAT, как правило, более устойчивы к загрязнению системы и не требуют добавления дополнительных присадок (SCA) или разбавителей так часто, как обычные и гибридные продукты. Некоторые продукты OAT, такие как Fleetguard ES Compleat OAT, OTS HD 108 не требуют добавления каких-либо SCA или ингибиторов коррозии при надлежащем техническом обслуживании.

Диагностика общих проблем системы охлаждения — отказы водяного насоса

Другим распространенным видом отказов, который может быть связан с нестабильностью присадок, являются отложения на торцевых уплотнениях водяного насоса. Отложения могут образовываться в результате выпадения присадки или твердых частиц. Некоторое количество твердых частиц может присутствовать в двигателе в процессе производства; это может включать в себя керновой песок, ржавчину и другие загрязняющие вещества.

Чтобы защитить уплотнения водяного насоса, выбирайте подходящую охлаждающую жидкость и избегайте чрезмерного добавления SCA и жесткой воды. В некоторых случаях невозможно избежать загрязнения системы. В процессе производства будет присутствовать некоторое загрязнение, которое образовалось в новом двигателе.

Однако использование фильтра охлаждающей жидкости поможет улавливать твердые частицы до того, как они попадут на уплотнения и вызовут утечку.

Диагностика общих проблем системы охлаждения — коррозия

По мере развития двигателей и систем охлаждения все больше и больше алюминия используется в системах охлаждения для двигателей, работающих в тяжелых условиях, а алюминиевые радиаторы и маслоохладители стали обычным явлением в тяжелой промышленности. В дополнение к этому, предпочтительный метод производства алюминиевых радиаторов использует процесс, который может привести к загрязнению системы и вызвать коррозию.

Остаточный состав припоя покрывает поверхности радиатора. Этот остаточный состав будет растворяться в охлаждающей жидкости, приводя к загрязнению. При воздействии на большие площади алюминиевых поверхностей и одновременном воздействии загрязнений некоторым охлаждающим жидкостям может быть сложно обеспечить надлежащую защиту системы. Некоторые присадки в традиционных и гибридных технологиях становятся менее стабильными в этих условиях и не могут должным образом защитить все алюминиевые поверхности. Когда начинается коррозия, алюминий теряет свойства и склонен к разрушению под напряжением.

Поскольку новые радиаторы содержат загрязнения в результате производственного процесса, пользователям может быть сложно контролировать количество загрязнений. Охлаждающие жидкости ОАТ, как правило, более надежны для защиты от такого рода загрязнений в системе охлаждения. НОАТ или традиционные ОЖ, как правило, менее устойчивы к загрязнению шламом и с большей вероятностью будут подвергаться риску в этой среде. В тяжелых случаях может потребоваться промывка новых систем после нескольких часов использования, чтобы снизить уровень загрязнения.

Некоторые присадки, используемые в имеющихся в продаже охлаждающих жидкостях, оказывают негативное влияние на материалы прокладок и шлангов, используемых в системах охлаждения. Эти добавки приводят к разрушению и хрупкости силиконовых прокладок и шлангов, что также приводит к уменьшению размера материала. Это изменение в материале влияет на способность материала к надлежащему уплотнению и приводит к утечке.

В зависимости от места утечки эта проблема может иметь разную степень серьезности. Одной из наиболее серьезных неисправностей является прокладка головки блока цилиндров. Силиконовый уплотнительный материал вокруг отверстий под прокладки головки блока цилиндров может отслоиться из-за усадки и износа материала. Это приводит к тому, что уплотнение становится неэффективным и приводит к тому, что уплотнение становится неэффективным.