發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的檢測(cè)與更換措施

劉 冰

（大慶油田技術(shù)監(jiān)督中心產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，黑龍江大慶 163000）

冷卻液是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中重要的組成部分，會(huì)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻系統(tǒng)內(nèi)部以循環(huán)的狀態(tài)流動(dòng)，通過(guò)持續(xù)的流動(dòng)可以將發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的多余熱量帶走，使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻下來(lái)，可以維持到正常的工作狀態(tài)。但是冷卻液也是以普通的物質(zhì)形態(tài)存在的，其性能必然會(huì)受到外界條件的影響，隨著應(yīng)用時(shí)間的延長(zhǎng)，其性能會(huì)從強(qiáng)到弱并逐漸消失，所以技術(shù)人員要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體情況，采取科學(xué)的檢測(cè)措施來(lái)確定冷卻液的物質(zhì)形態(tài)，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的檢測(cè)。如果技術(shù)人員已經(jīng)檢測(cè)出冷卻液不適合繼續(xù)使用，則需要及時(shí)的更換，以免對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)造成更大的影響。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的作用

1.1 冷卻作用

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒時(shí)的效率只達(dá)到30%的狀態(tài)，最高可以達(dá)到40%的狀態(tài)，剩下的熱量需要冷卻系統(tǒng)及時(shí)帶走，才能保證汽車發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可以達(dá)到4 000r/min，發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最高工作溫度可以達(dá)到80~90℃，轉(zhuǎn)速達(dá)到6 000r/min狀態(tài)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，其工作溫度可以達(dá)到88~105℃，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)做功以后余下的熱量會(huì)由機(jī)油排放帶走40%，剩余的60%會(huì)隨著冷卻系統(tǒng)發(fā)散到周圍的空氣中[1]。

1.2 防腐作用

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中使用最多的是乙二醇冷卻液，由基礎(chǔ)液、防腐劑及軟水等物質(zhì)組成，乙二醇是其中的基礎(chǔ)液，有時(shí)也可以添加少量的丙烯醇與乙二醇，但是只能在乙二醇中添加其中的一種，因?yàn)橐叶既菀籽趸⑿纬伤嵝缘奈镔|(zhì)，會(huì)對(duì)金屬材料及橡膠材質(zhì)形成一定的腐蝕作用，所以技術(shù)人員可以在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液中加入少量的防腐劑，能夠延長(zhǎng)乙二醇的氧化時(shí)間。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中具有多種金屬材料構(gòu)成，比如黃銅、鑄鐵及鋼材等，所以冷卻液中通常會(huì)具有一定的防腐劑，其主要作用是為了保護(hù)缸體及缸蓋等部分的金屬材料，因?yàn)榉栏瘎┲芯哂行再|(zhì)較為穩(wěn)定的硅酸鹽，可以防止冷卻液在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，所以成為現(xiàn)代汽車?yán)鋮s系統(tǒng)中常用的添加劑，比如偏硅酸鈉等物質(zhì)都被簡(jiǎn)稱為硅酸鹽，會(huì)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的鋁合金及其他金屬材料形成一定的保護(hù)作用，還有一些堿性的添加劑物質(zhì)，可以通過(guò)酸堿中和的形式消除乙二醇在氧化以后出現(xiàn)的酸性物質(zhì)，再通過(guò)酸堿中和的方式消除燃燒過(guò)程中出現(xiàn)的其他腐蝕性問(wèn)題，比如汽油中硫和曲軸箱自然通風(fēng)以后，空氣冷卻就容易形成水，與酸性物質(zhì)的融合以后也容易腐蝕汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的機(jī)械零件，為減少冷卻系統(tǒng)受到的腐蝕作用，能夠具有更充分的堿儲(chǔ)備值[2]。

1.3 防垢作用

冷卻系統(tǒng)中如果出現(xiàn)了水垢問(wèn)題，必然會(huì)影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)整體的散熱效果，可能會(huì)導(dǎo)致汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中自身的溫度較高，需要在其中摻入一定的防垢劑，以免冷卻液長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)生水垢堆積的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)防垢劑包括配合型與分散型兩種形式，即前者是通過(guò)金屬配合劑與金屬離子配合以防止金屬離子和陰離子的結(jié)合，否則二者結(jié)合極容易產(chǎn)生沉淀物，在冷卻系統(tǒng)的循環(huán)中就會(huì)形成水垢；后者是通過(guò)水溶性有機(jī)物質(zhì)的聚合形成電解質(zhì)，在分散水垢以后可以形成顆粒的漂浮，在冷卻液中就能夠起到防止水垢的作用。

1.4 防凍作用

冷卻液可以防止寒冬季節(jié)停車時(shí)液體會(huì)因?yàn)闇囟冗^(guò)低、結(jié)冰而導(dǎo)致出現(xiàn)散熱器的脹裂，可以凍壞汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體或者蓋子，冷卻液的冰點(diǎn)與沸點(diǎn)成反比，其沸點(diǎn)越高，冰點(diǎn)越低，性能優(yōu)良的冷卻液的冰點(diǎn)會(huì)處于-4 520℃，這類汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的冰點(diǎn)越低，可以更加有效地避免冬季結(jié)冰現(xiàn)象的發(fā)生，并防止散熱器及氣缸體之間的冷卻液結(jié)冰，容易產(chǎn)生破裂的情況。

1.5 防“開鍋”作用

自然水的沸點(diǎn)為100℃，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫可以達(dá)到95~105℃，所以發(fā)動(dòng)機(jī)中可能會(huì)出現(xiàn)“開鍋”的情況，如果是性能比較優(yōu)質(zhì)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的沸點(diǎn)會(huì)在107℃之上，但是因?yàn)橐恍┢嚢l(fā)動(dòng)機(jī)自身的閉式散熱器具有較強(qiáng)的密封性，則冷卻液在水蒸氣的壓力作用下沸點(diǎn)可以達(dá)到110℃，如果汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻系統(tǒng)工作運(yùn)轉(zhuǎn)是正常的，可以在沸點(diǎn)上超過(guò)水的沸點(diǎn)，導(dǎo)致夏天時(shí)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的“開鍋”現(xiàn)象[3]。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的檢查

2.1 外觀檢測(cè)

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻液屬于相對(duì)透明的、無(wú)沉淀的、無(wú)異味的位置，技術(shù)人員在檢測(cè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的過(guò)程中，如果從觀察外觀時(shí)就發(fā)現(xiàn)了液體的渾濁情況，冷卻液出現(xiàn)異常氣味，這說(shuō)明該冷卻液已經(jīng)出現(xiàn)了一定的變質(zhì)，就要立即停止使用該冷卻液，更換新的冷卻液，以免對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。外觀檢測(cè)主要是通過(guò)肉眼觀察，根據(jù)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，所以非常依賴技術(shù)人員自身的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，如果技術(shù)人員自身的經(jīng)驗(yàn)不到位，可能會(huì)導(dǎo)致外觀檢測(cè)的效果不準(zhǔn)確。

2.2 pH檢查

2.2.1 乙二醇含量的檢查

可以選擇用pH試紙進(jìn)行檢查，技術(shù)人員在檢測(cè)儀上滴上幾滴冷卻液，對(duì)著光線進(jìn)行檢查會(huì)看出冷卻液的分界線，并且是非常明顯的，從其中可以看出冷卻液中的乙二醇含量。市面中冷卻液具有防止凍裂、腐蝕及沸騰等功能，其壽命要比普通的冷卻液，通常可以延續(xù)有效期到5a的時(shí)間，這是比普通的冷卻液更具有優(yōu)勢(shì)之處。普通的冷卻液中pH高低主要是由其中的添加劑決定的，添加劑的作用等同于防腐劑的作用，可以對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體及汽缸蓋形成有效的保護(hù)作用，尤其是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中金屬密封件和橡膠密封件等，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的添加劑會(huì)隨著運(yùn)行的狀態(tài)而逐漸被消耗完畢，技術(shù)人員要在冷卻液中適時(shí)的增加無(wú)機(jī)鹽成分，才能更好地維持冷卻液的使用壽命及其防腐保護(hù)功能。同時(shí)技術(shù)人員也要考慮到，在不同地區(qū)的氣候因素是不同的，客觀的環(huán)境溫度也有所不同，而冷卻液的基礎(chǔ)液多以乙二醇為主，乙二醇具有對(duì)各類環(huán)境都具有較高的適用性。雖然添加劑在類型上有所差異，然而多數(shù)的冷卻液顏色比較相近，技術(shù)人員在選擇冷卻液和應(yīng)用冷卻液時(shí)，要注意不能混用，否則容易影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)行[3]。

2.2.2 pH下降的危害

pH下降之后對(duì)冷卻系統(tǒng)的危害比較大，因?yàn)橐叶甲陨砭哂幸欢ǖ奈廴拘?，其堿性值會(huì)在下降以后與鉬、鋁及鑄鐵等材料可以發(fā)生放電反應(yīng)，在這些反應(yīng)以后可能會(huì)從冷卻液中形成電流或者金屬反應(yīng)。其中鋁材料最容易受到腐蝕，所以冷卻系統(tǒng)可能會(huì)受到鋁浮物能夠有所消耗。另外，放電反應(yīng)也可能會(huì)延長(zhǎng)，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但是種種反應(yīng)都不會(huì)影響冷卻液的顏色。隨著冷卻液應(yīng)用時(shí)間的延長(zhǎng)，舊的冷卻液在pH下降的狀態(tài)下，銅、鋁及鐵等金屬或者橡膠的密封圈容易產(chǎn)生腐蝕問(wèn)題。傳統(tǒng)類型的冷凍液中含有大量的無(wú)機(jī)鹽成分，在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)使用非常容易出現(xiàn)沉淀物，可以表現(xiàn)為水泵密封面的一側(cè)發(fā)生泄漏。在北美與歐洲生產(chǎn)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液中，硅酸鹽成分一直被錯(cuò)誤地認(rèn)為是導(dǎo)致泄漏的主要成因，所以以前的汽車修理人員會(huì)在冷卻液缺少時(shí)，直接進(jìn)行補(bǔ)水，因?yàn)橛菜械拟}鎂成分可以將冷卻液中的無(wú)機(jī)鹽沉淀解析出來(lái)，使得冷卻液中的pH下降。

技術(shù)人員要檢查冷卻系統(tǒng)的各管接口是否存在冷卻液外滲的跡象，因?yàn)榉纼鲆河腥剂现?，外部如果發(fā)生滲漏則比較明顯，所以技術(shù)人員要著重檢查散熱器等部分的滲漏情況，不僅可以使用外觀觀察的方法，還可以使用壓力法來(lái)檢測(cè)，將冷卻液注入散熱器中以后，蘭姐散熱器蓋檢測(cè)儀，此時(shí)運(yùn)作發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行暖機(jī)，將泵壓調(diào)整至137kPa，經(jīng)過(guò)檢查以后確認(rèn)壓力值下降，如果壓力確實(shí)下降，則可以檢查水管及散熱器等位置是否存在泄漏的情況。如果外部不存在液體滲漏的情況，技術(shù)人員可以檢查加熱器芯或者氣缸體等部分，在內(nèi)部發(fā)生滲漏時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)呈現(xiàn)出加速無(wú)力及排氣管冒白煙等情況。在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻下來(lái)以后，技術(shù)人員可以檢查儲(chǔ)液罐中冷卻液的位置是否處于MIN至MAX，如果發(fā)生汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液較少的情況，則需要加注冷卻液。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液主要是由水、防凍劑與添加劑三個(gè)部分組成，按照防凍劑的成分可以具體的分為酒精型、甘油型及乙二醇型等不同形式，其中酒精型的冷卻液是價(jià)格最便宜的防凍劑，制作工藝比較簡(jiǎn)單，流動(dòng)性較好，但是因?yàn)榉悬c(diǎn)比較低，極容易蒸發(fā)損失，所以逐漸被現(xiàn)代汽車市場(chǎng)所淘汰。甘油型的冷卻液沸點(diǎn)較高而且揮發(fā)性較小，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的腐蝕性較小，但是因?yàn)榻档捅c(diǎn)的效果不佳，所以用戶通常會(huì)難以接受，只有西方少數(shù)國(guó)家還在使用這一類型的汽車防凍液。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中常用的冷凍液是乙二醇型的冷凍液，可以任意配制成任何冰點(diǎn)的冷卻液，最低的冰點(diǎn)可以達(dá)到-68℃，該類型的冷卻液具有泡沫傾向性低且防腐、防垢的特點(diǎn)。表1為乙二醇含量和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液冰點(diǎn)之間的關(guān)系。

表1 乙二醇含量與冷卻液冰點(diǎn)之間的關(guān)系（參考）

3 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的更換

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻液的形式比較多，在循環(huán)使用的過(guò)程中可能會(huì)因?yàn)闀r(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致功能減退，使得冷卻循環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)部難以受到良好的保護(hù)。比如冷卻循環(huán)系統(tǒng)中的抗泡沫添加劑容易出現(xiàn)性能失效的問(wèn)題，比如工作中的水泵葉輪會(huì)逐漸攪動(dòng)冷卻液，使得冷卻液在循環(huán)的過(guò)程中產(chǎn)生氣泡，而且這些氣泡會(huì)逐漸削弱冷卻液的使用效果與性能，要按期更換汽車?yán)鋮s循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻液，選擇性能較好地冷卻液，冷卻液要保證無(wú)異味、無(wú)沉淀，如果通過(guò)肉眼觀察已經(jīng)發(fā)現(xiàn)冷卻液中出現(xiàn)渾濁的情況，或者出現(xiàn)異常的氣味，就說(shuō)明冷卻液已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的變質(zhì)情況，此時(shí)必須要立即更換冷卻液，普通的冷卻液的使用壽命以2~3a居多，功能性較好地冷卻液的使用壽命卻可以延長(zhǎng)到4~5a，在達(dá)到使用壽命以后，技術(shù)人員就需要更換，否則容易影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。需要注意的是更換冷卻液要保持著冷車狀態(tài)中進(jìn)行，但是因?yàn)槔鋮s液的滲透性比較強(qiáng)，所以更換冷卻液之前，要做好檢查和緊固工作，對(duì)系統(tǒng)中各支管及接頭處進(jìn)行檢查，尤其是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的軟管以及非常容易產(chǎn)生滲漏的部件，要先將發(fā)動(dòng)機(jī)中原冷卻液完全排放以后，要保持發(fā)動(dòng)機(jī)的急速運(yùn)轉(zhuǎn)，等到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的水分都排放干凈以后，要立即熄火，要將清潔軟水殘留沖出，有助于開關(guān)防水，再將冷卻液逐漸加注其中，使冷卻液慢慢流入散熱器之中，直到冷卻液快要流出循環(huán)系統(tǒng)以后，再向膨脹水箱增加到冷卻液標(biāo)注的位置，使其達(dá)到水箱外表面最低的MIN值和最高的MAX值的標(biāo)記。

國(guó)內(nèi)外對(duì)乙二醇冷卻液的標(biāo)準(zhǔn)都不相同，日本規(guī)定了AF冷卻液可以具有一定的堿性，能夠短期的使用，LLC型的冷卻液則可以作為冬夏兩季通用的冷卻液。美國(guó)則制定了ASTMD3306的冷卻液要求，適合輕負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)使用，另一種符合ASTMD6210或者D6211要求的冷凍液則適合在重負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)使用。目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液使用標(biāo)準(zhǔn)是SH 0521~1999乙二醇型冷卻液，規(guī)定著汽車和輕負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)使用的乙二醇冷卻及其濃縮液的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，需要冷卻液在循環(huán)的過(guò)程中帶走大部分的熱量，才能維持發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而冷卻液自身的性能會(huì)影響冷卻系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，所以在檢查冷卻液性能時(shí)，可以使用多種方法來(lái)查看冷卻液是否可以繼續(xù)使用，如果不能繼續(xù)使用，則可以應(yīng)用科學(xué)的更換方法來(lái)調(diào)整系統(tǒng)中的冷卻液成分，以維持冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。