Что такое антифриз, его состав, свойства и разновидности
Для системы охлаждения двигателя прекрасно подошла бы и обычная вода, которая обладает высокой теплоемкостью, низкой вязкостью и хорошей текучестью. Но у воды есть два существенных недостатка: высокая коррозийная активность и замерзание с расширением при низких температурах в зимнее время. Поэтому в автомобилях применяются специальные охлаждающие жидкости (антифризы), которые могут работать в широком диапазоне температур.
Что такое антифриз и для чего он нужен
Антифриз (от греч. «анти» (против) и англ. freeze «замерзать») – это общее название для всех автомобильных жидкостей, которые не замерзают при низких температурах. Такие жидкости применяются для охлаждения двигателей, работающих в условиях низких температур, в качестве антиобледенительных жидкостей в авиации и средств для очистки стекол. В основе лежит вода с добавлением глицерина, одноатомных спиртов, этиленгликоля или пропиленгликоля и других присадок.
Антифризы не только имеют значительно более низкую температуру замерзания по сравнению с водой, но и меньший коэффициент расширения. Вода переходит в твердое состояние с расширением в объеме до 9%, а антифриз с разным соотношением этиленгликоля расширяется на 1,5%-3,5%, что практически безопасно для элементов двигателя.
Состав охлаждающей жидкости
Первые антифризы были на основе метилового или этилового спирта. Такая смесь закипала уже при 82°С, пары спирта испарялись и воспламенялись. Позже появились антифризы на основе глицерина с лучшими эксплуатационными свойствами, но слишком высокой вязкостью. Для улучшения текучести добавлялся этиловый или метиловый спирты. Антифризы на основе соляной кислоты также не обладали должными свойствами.
Современные антифризы производятся на основе этиленгликоля или пропиленгликоля и пакета присадок, которые дают жидкости антикоррозийные, антипенные и флуоресцентные свойства. Этиленгликоль относится к двухатомным спиртам, не имеет запаха, бесцветен, сладковатый на вкус, но весьма ядовитый. Ввиду своего сладкого вкуса были случаи отравления детей жидкостью, поэтому некоторые страны обязали производителей добавлять присадки, которые делают ее горькой.
Пропиленгликоль – это также бесцветная жидкость, сладковатая на вкус, но безопасна для организма при попадании внутрь. Имеет низкую плотность в сравнении с этиленгликолем.
Чем отличается Тосол
Часто можно услышать разные названия охлаждающих жидкостей: антифриз, тосол или просто «незамерзайка». Тосол – это охлаждающая жидкость на основе этиленгликоля, разработанная во времена СССР. Среди водителей из стран бывшего союза это название уже давно стало нарицательным. Различают две марки Тосола – 40 и 65. Эти цифры показывают температуру замерзания жидкости. Они отличаются по цвету: красный или голубой.
Стоит сказать, что краситель в ОЖ (далее охлаждающая жидкость) добавляют специально, чтобы видеть уровень в заливном бачке, а также обнаружить место протечки. Сам по себе этиленгликоль бесцветный.
Свойства и характеристики
Нельзя сказать, что есть единый стандарт для всех антифризов. В каждой стране они разные. Вот список самых известных стандартов:
На свойства антифриза большое значение оказывает качество и, как уже говорилось, соотношение сырья. Важно качество воды (обычная, дистиллированная, деионизированная), а также чистота этиленгликоля. В дешевых ОЖ часто используются различные низкопробные суррогаты, которые служат ограниченный срок и не имеют химической стабильности.
По ГОСТу антифриз должен обладать следующими характеристиками и свойствами:
Виды и классификация
Определенных мировых стандартов антифризов нет, но за основу, как правило, берут классификацию, которая была разработана концерном VAG. Так различают три класса:
Это традиционные антифризы на основе этиленгликоля и различных силиконовых присадок, защищающих от коррозии. Их также называют силиконовые антифризы.
За счет образования защитного слоя могут значительно снижать теплоотдачу, а также образовывать абразивные частицы (опадение слоя со стенок). Менять антифриз такого класса нужно не реже одного раза в два года.
G12, G12+, G12++
G12 стал следующим этапом развития антифризов. Главным образом, в них решена проблема образования слоя, который мешал теплообмену. В этом классе применяются карбоновые кислоты. Минусом является то, что эти кислоты воздействуют на коррозию после ее появления, а не до. Увеличилась теплоотдача и срок службы до 5 лет.
Такие ОЖ имеют маркировку:
В дальнейшем поколении G12+ и G12++ решили и эту проблему, сочетая органические и минеральные присадки вместе. Такие ОЖ часто называют лобридными и маркируются:
Этот класс появился в 2012 году и отличается от предыдущих применением в основе пропиленгликоля. Как уже говорилось, это вещество безопасно для человека и окружающей среды. На этом отличия, в общем-то, заканчиваются.
Цвет антифриза
Палитра охлаждающих жидкостей довольно широка, поэтому легко запутаться. Нельзя абсолютно точно сказать, что этот класс ОЖ именно всегда синий или красный, но некоторые закономерности есть.
При выборе ОЖ по цвету нужно опираться на технические рекомендации к автомобилю и контактным материалам. Для радиаторов из меди или латуни лучше подойдет красный (карбоксилатный G12+) антифриз. Для радиаторов из алюминия лучше выбирать зеленый или синий (силикатный). G13 подойдет любому автомобилю.
Как разбавлять концентрат
Для разбавления нужно использовать только очищенную или дистиллированную воду. Пропорции будут зависеть от желаемого результата. Ориентировочные значения можно увидеть на следующей таблице.
Соотношение
Угадать с пропорциями очень важно, иначе жидкость потеряет свои свойства.
Таблица плотности водных растворов этиленгликоля при 20°C.
Концентрация, %
Плотность, г/см3
30
1,050
35
1,058
40
1,067
45
1,074
50
1,082
55
1,090
60
1,098
Нельзя ориентироваться только по цвету ОЖ, так как цвет не всегда указывает на класс. Для подбора правильного антифриза нужно ориентироваться на инструкцию по эксплуатации авто и рекомендации производителя.
В разговорах автолюбителей можно услышать вопросы: чем отличается зелёный антифриз от красного, какого цвета бывает антифриз, чем отличается от тосола и т. д.
В настоящее время антифризы (охлаждающие жидкости, тосолы) по составу антикоррозионных присадок делятся на лобридный, карбоксилатный, гибридный и традиционный типы.
в качестве ингибиторов коррозии содержит неорганические вещества – силикаты, фосфаты, бораты, нитриты, амины, нитраты и их комбинации.
Традиционный антифриз считается морально устаревшим, и его не применяют при первой заливке автомобилей на заводах изготовителях, это связанно с тем, что неорганические ингибиторы имеют небольшой (не более 2-х лет) срок службы, и не выдерживают высоких (более 108 °С) температур. Кроме того, силикаты в процессе эксплуатации покрывают всю внутреннюю поверхность системы охлаждения силикатным слоем, что ухудшает теплообмен и снижает эффективность охлаждения двигателя. К традиционным антифризам относится ТОСОЛ и его многочисленные модификации.
Антифриз зеленый G11 гибридный
содержит и органические, и неорганические ингибиторы (обычно силикаты или фосфаты). К гибридным антифризам по Volkswagen, относится антифриз зеленый G11. Срок службы таких антифризов 3 года.
Антифриз красный G12 карбоксилатный
содержит ингибиторы коррозии на основе органических (карбоновых) кислот. Карбоксилатные ингибиторы не образуют защитного слоя на всей поверхности системы охлаждения, адсорбируясь лишь в местах возникновения коррозии с образованием защитных слоёв толщиной не более 0,1 микрона. Он имеет больший срок службы – 5 лет против 3-х лет у гибридного антифриза и 2-х лет у силикатного. Карбоксилатный антифриз также лучше защищает металлы от коррозии и кавитации, что обеспечивает оптимальное охлаждение двигателя. К карбоксилатным по Volkswagen относится антифриз красный G12.
Антифриз фиолетовый G12++ лобридный
содержит небольшое количество минеральных ингибиторов в сочетании с органической основой. Ингибиторы таких антифризов образуют сверхтонкую защитную плёнку на поверхности материалов системы охлаждения и расходуются только в случае возникновения очагов коррозии. Лобридные антифризы содержат в своём составе органические кислоты и силикаты. Силикаты расходуются на образование защитной антикоррозионной плёнки, а карбоновые составляющие защищают только те места, где может начаться коррозия. Принципиальным отличием данного антифриза от всех существующих является неограниченный срок службы, при условии заливки в новый двигатель. К лобридным антифризам по Volkswagen, относится антифриз фиолетовый G12 ++ ( плюс плюс )
Антифриз и свойства
Антифриз — это не просто охлаждающая жидкость, а продукт, обладающий разнообразными свойствами. Их необходимо учитывать при решение вопросов какой антифриз заливать лучше и какой хороший антифриз.
Антифриз и коррозия
Низкая температура замерзания антифриза достигается за счёт применения этиленгликоля в смеси с водой в разных пропорциях: Смесь этиленгликоля с водой очень корозионноактивная, более активнее чем просто вода, то есть если залить в радиатор чистую водно – этиленгликолевую смесь, то в системе охлаждения двигателя металлы начнут активно ржаветь (более активно чем с водой). А если учесть, что современные двигатели изготовлены из легкосплавных металлов, которые кородируют активнее простых металлов, то вопросу защиты от коррозии в антифризах уделяется не меньше внимания, чем температуре замерзания.
Антифриз и температура замерзания
Температура замерзания значительно ниже температуры замерзания воды, что позволяет обеспечить бесперебойную работу двигателя при низких температурах окружающего воздуха. Предотвращает повреждение деталей системы охлаждения (разрыв), вызванный расширением воды при её замерзании. Антифриз при замерзании образует кашеобразную массу, образование которой не повреждает детали двигателя, но и не позволяет двигателю нормально работать.
Антифриз и температура кипения
Обладает также и повышенной температурой кипения, что является дополнительным преимуществом при эксплуатации автомобиля при высоких температурах окружающего воздуха.
В антифриз добавляют красители, придающие ему тот или иной цвет. Цвет не имеет отношения к его эксплуатационным свойствам и является предметом договорённости между производителем антифризов и их продавцом. Часто один и тот же антифриз окрашивают в разные цвета для разных потребителей.
В России охлаждающая жидкость исторически, с Советских времён, получила название Тосол и голубой цвет, и имела всего одну разновидность. В отношении охлаждающей жидкости пришедшей из-за границы и называемой там антифризом, в России часто используется символика Volkswagen. Для обозначения типов по Volkswagen, их несколько, введены различные цвета: антифриз красный, зелёный, фиолетовый, лиловый.
Основной причиной изменения цвета на ярко – бурый или другие тёмные оттенки охлаждающей жидкости в процессе эксплуатации автомобиля является ржавчина и накипь, появившиеся на элементах системы охлаждения. Зачастую это происходит из-за использования воды в качестве рабочей жидкости или из-за применения некачественного тосола или антифриза.
К примеру, если в двигатель, работающий длительное время на воде или на некачественной охлаждающей жидкости, без предварительной промывки системы охлаждения, залить свежий тосол или антифриз, то изменение цвета произойдет гарантировано. Другое дело, через какое время или сколько километров пробега произойдет изменение цветности. Это зависит от количества различных отложений (накипи, коррозии и т.д.) в рубашке охлаждения и состояния системы в целом.
После замены, свежая охлаждающая жидкость под действием специальных присадок (антикоррозионных, стабилизирующих, моющих и др.) присутствующих в ней, начинает очищать систему охлаждения, естественно изменяя и цвет тосола или антифриза.
Чем быстрее начал изменяться цвет жидкости, тем больше разного рода отложений присутствует в двигателе.
В данном случае дальнейшая эксплуатация автомобиля нежелательна, так – как может привести к поломке двигателя. Рекомендуется срочная замена охлаждающей жидкости.
Изменение цвета тосола или антифриза на соломенно – жёлтый либо его лёгкое обесцвечивание говорит о выработке красителя по сроку службы или в результате каких – то факторов, например, перегрева двигателя. Эксплуатация автомобиля допустима, но по возможности рекомендуется заменить охлаждающую жидкость.
Антифриз и кавитация
При «взрывах » горючей смеси в цилиндрах двигателя его блок, и головка блока передают антифризу (охлаждающей жидкости, тосолу) высокочастотные вибрации и он «вскипает» – у стенок постоянно образуются и схлопываются микропузырьки. Этот процесс называется кавитацией. «Бурлящий» антифриз разрушают защитный слой присадок, и кавитация на пару с коррозией начинают «грызть» металл. Тонкая плёнка карбоксилатных и лобридных антифризов в гораздо меньшей степени боится кавитации, нежели толстый слой отложений от присадок традиционных охлаждающих жидкостей и гибридных антифризов.
Антифриз и вспениваемость
Антифриз должен обладать малой вспениваемостью, при большой снижается коэффициент теплоотдачи, возникает вероятность образования воздушных и паровых пробок и как следствие возможен перегрев двигателя.
Антифриз и воздействие на резину
Антифриз или тосол должны обладать инертностью по отношению к резиновым и полимерным деталям системы охлаждения (быть не агрессивными к резиновым шлангам, уплотнителям и пластмассовым деталям системы охлаждения). Охлаждающие жидкости должны предохранять эти детали от высыхания, растрескивания, резина при взаимодействии с антифризом или тосолом должна немного набухать (в пределах допустимых в нормативной документации) и не в коем случае не усыхать.
На основе органических кислот, таких как хлорид натрия ( поваренная соль ) и хлорид кальция ( соляная кислота ). Моря и океаны не замерзают из за содержания в них соли. При добавлении в воду 25% обычной поваренной соли, то эта вода не будет замерзать при низкой температуре до минус 20 градусов по цельсию, при 30 процентном содержании соли в воде, она не замерзает и при минус 55°С, а приблизительно 20% соляной кислоты — до минус 35°С. Но при таких вариантах происходит коррозия металла — радиатор для использовании солевых растворов нужно делать из золота, серебра или металлов платиновой группы! Но радиатор как правило сделан из алюминиевых, медных и латунных сплавов и при постепенном испарении ( выкипании ) воды соль остается на стенках и вызывает коррозию, гораздо большую, чем растворённая в воде. При этом надо учитывать и то, что при повышении температуры, коррозионные свойства соли увеличиваются.
Подавляющее большинство автомобильных антифризов, выпускающихся в нашей стране, созданы на основе моноэтиленгликоля, существуют так же охлаждающие жидкости на основе диэтиленгликоля, триэтиленгликоля. Исключительно важным свойством этих жидкостей является их способность понижать температуру замерзания водных растворов. При разных соотношениях воды и этиленгликоля получается раствор с разной температурой замерзания от минус 0 до минус 65°С. Водные растворы этиленгликоля не расширяются при замерзании и не образуют сплошной твердой массы, в отличии от воды, а превращаются в кашицеобразную рыхлую массу, объем которой больше первоначального объёма равен нулю, по этому исключается разрыв радиатора. Чтобы разбавленный водой этиленгликоль стал охлаждающей и высококачественной автомобильной жидкостью, в него необходимо добавить еще более 10 присадок ( компонентов ), а то и больше, и отсутствие какого-либо из них или добавление не того компонента может не только существенно снизить качество антифриза, но и просто стать причиной гибели не только помпы, радиатора, но и основы автомобиля ( его сердце ) двигателя.
Все виды спиртов имеют низкую температуру замерзания, но не обладают свойством этиленгликоля понижать температуру водных растворов. В настоящее время применяются не для охлаждения двигателей внутреннего сгорания а, для пневмотормозов, стеклоочистительных жидкостей… Не разбавленный спирт имеет более низкую температуру замерзания, чем разбавленный водой. Спирты являются горючими жидкостями, по этому для охлаждения двигателей автомобилей не применяются!
Жидкость с низкой температурой замерзания можно получить на основе. Добиться более низкой температуры замерзания чем – 40 от глицерина не возможно. Жидкости на основе глицерина используются в основном в системах отопления, в следствие таких свойств как высокая вязкость при минусовых температурах, при использовании глицерина в системе охлаждения двигателя, происходит гораздо больший расход этой жидкости, чем жидкостей на основе этиленгликоля.
Антифриз для систем отопления
Более правильно такой антифриз называется теплоносителем. Нельзя применять автомобильные охлаждающие жидкости для систем отопления в следствии токсичности основы современных антифризов – этиленгликоле.
Антифриз для отопительных систем как правило изготовлен на основе пропиленгликоля или глицерина, которые экологически и токсически безопасны, эти органические вещества применяются в пищевых продуктах, фармацевтических и косметических препаратах. Пропиленгликоль и глицирин так же применяются в системах охлаждения различных производств, включая пищевые, в системах кондиционирования помещений.
Относительно этиленгликоля, пропиленгликоль имеет гораздо более высокую стоимость. Стоимость глицерина гораздо ниже стоимости этиленгликоля и пропиленгликоля, хотя обладает теми же свойствами что и пропиленгликоль.
Существуют две основные нормы соответствия антифризов ASTM для автомобилей ( основа этиленгликоль ) и SAE ( основа пропиленгликоль ). Обе нормы относятся к стандартам Соединённых Штатов ( США ). Но это общепринятые стандарты. У Англии этот стандарт отличается от американского, и имеет название BS, у Италии стандарт отличается от предыдущих, и имеет название CUNA, у Австралии стандарт ONORM, у Франции стандарт AFNOR и так далее. Каждая страна имеет свои стандарты, так и Россия имеет стандарт ГОСТ. Эти стандарты написаны с учётом климата своего государства, но поставщики мирового масштаба должны учитывать особенности климата и других государств, и особенности автомобилей других марок и тонкостей их систем охлаждения.
Все об антифризе: как выбрать, когда менять, от чего зависит цвет
Что такое антифриз
Помимо того, что она могла замерзнуть в холодную погоду при неработающем двигателе, она также способствовала образованию коррозии и накипи на деталях. В результате, водителю приходилось постоянно сливать и наливать воду в машину, что было неудобно. Впрочем, решением это проблемы ученые занялись еще в начале прошлого века, и первые антифризы на основе глицерина появились в 1920-х.
Зачем нужен антифриз
Главная функция антифриза — охлаждение двигателя. Принцип действия достаточно прост: жидкость циркулирует по системам благодаря особому насосу и охлаждает мотор, а также поддерживает его оптимальную температуру. Однако это не единственная функция антифриза. Также химическая жидкость защищает систему охлаждения от замерзания, коррозии и накипи. Кроме этого, антифриз предохраняет резиновые шланги, уплотнители и пластмассовые детали системы от высыхания и растрескивания. Таким образом, антифриз позволяет мотору работать бесперебойно при низких температурах окружающего воздуха.
Нужно ли менять антифриз
Дело в том, что со временем могут теряться свойства присадок, которые входят в состав антифриза. В результате, уменьшаются антикоррозийные и защитные свойства жидкости, а на стенках и в каналах системы охлаждения появляются коррозийные отложения. Кусочки ржавчины могут забить радиатор или повредить термостат. Итогом этого станет перегрев двигателя, что негативно скажется на его мощности и топливной экономичности, а в будущем может закончиться и вовсе поломкой мотора.
Когда нужно менять антифриз
Чаще всего производитель сам указывает срок эксплуатации своих технических жидкостей. Просмотреть их можно в интернете или на самой емкости с антифризом. Обычно срок службы охлаждающей жидкости составляет два года. Также бывают антифризы так называемого длительного действия, которые прослужат около четырех лет.
Однако следует помнить, что если машине приходится ездить в тяжелых условиях, например, по бездорожью или в частых пробках, нагрузка на двигатель возрастает многократно, поэтому замену технической жидкости придется производить раньше указанных сроков. Так что никогда не будет лишним заглянуть в расширительный бачок и проверить антифриз. Если уровень жидкости находится ниже минимальной отметки, необходимо произвести ее замену. То же самое следует сделать, если антифриз изменил свой цвет или в нем стали заметны коррозийные осадки.
Какие виды бывают
На данный момент на рынке предлагают разные типы антифризов. Они отличаются по своему составу и цвету. Условно их можно разделить на четыре группы:
1. Неорганические (традиционные)
Такой антифриз в качестве ингибиторов коррозии содержит неорганические вещества: силикаты, фосфаты, бораты, нитриты, амины, нитраты и их комбинации. Например, к этой группе антифризов относится применяемый еще в СССР тосол и его различные модификации. Один из минусов таких жидкостей — небольшой срок службы (около двух лет). Кроме этого, в процессе работы они образуют на всех металлических деталях двигателя оксидную пленку, которая защищает от коррозии, однако одновременно ухудшает теплоотвод. Для старых моторов это не было проблемой, а вот на новых двигателях с высокой степенью форсировки наверняка приведет к перегреву.
2. Органические (карбоксилатные)
Карбоксилатные антифризы обозначаются маркировкой G12 или G12+. Основу присадок у этих жидкостей составляют органические кислоты, которые в отличие от неорганических не образуют накипи и налета. В первую очередь, карбоксилатные антифризы подходят для современных алюминиевых двигателей.
При использовании жидкости в патрубках не образуется пленки, благодаря чему значительно увеличивается теплоотвод, Кроме этого, он не осыпается спустя какое-то время и не забивает систему охлаждения. Срок службы охлаждающей жидкости — около 5 лет. Карбоксилатные антифризы эффективно защищают металлы от коррозии и кавитации и, таким образом, обеспечивают оптимальное охлаждение двигателя.
3. Гибридные
Как не сложно догадаться по названию, гибридный антифриз (G11) содержит в себе как органические, так и неорганические кислоты. В результате, жидкость обеспечивает комбинированную защиту, но и содержит отрицательные свойства двух предыдущих видов (например, эффективность охлаждения). В среднем, срок службы гибридных антифризов составляет три года.
4. Лобридные
Лобридные антифризы (G12++ и G13) также относятся к смешанным типам охлаждающей жидкости. Они содержат органичную основу и минеральные ингибиторы. Такой состав образует очень тонкую пленку, а часть присадок действует точечно — только там, где коррозия начала появляться. Неудивительно, что такие антифризы стоят дороже всего. Высокая стоимость обуславливается сложностью производства. Лобридные антифризы рассчитаны на современные моторы.
Цвета антифриза
Также антифризы отличаются своими цветами. В продаже можно встретить синюю, красную, зеленую и даже фиолетовую жидкость. Однако важно понимать, что цвет антифриза не говорит о его составе или качестве. Красным, зеленым или синим его делают красители, которые добавляют в жидкость. При этом каких-то строгих правил здесь нет: каждая компания самостоятельно принимает решение, какой цвет применять для конкретного антифриза. Например, согласно классификации, принятой концерном VAG, гибридная жидкость окрашивается в зеленый цвет, органическая — в красный, а фиолетовой цвет используется для лобридных антифризов.
Можно ли смешивать
Смешивать разные по свойствам охлаждающие жидкости (следует помнить, что они могут быть одинакового цвета) не рекомендуется. В противном случае это может привести к образованию нерастворимого осадка. Это может обернуться ухудшением теплообмена и перегревом двигателя. Среди других негативных последствий: размягчение резиновых деталей, а также ухудшение антикоррозийных свойств и появление очагов ржавчины внутри контура системы охлаждения.
Чтобы этого не случилось, рекомендуют заливать в автомобиль антифриз, допущенный к эксплуатации непосредственно производителем самой машины. Необходимую информацию можно узнать в интернете или в сервисном центре. Чтобы не ошибиться, можно, например, купить охлаждающую жидкость, которая выпускается под брендом самого автопроизводителя.
Куда заливать антифриз
У большинства автомобилей антифриз заливается через расширительный бачок. Перед этим процессом нелишним будет прочитать инструкцию по эксплуатации машины. Не стоит лить слишком быстро и много — это грозит образованием воздушной пробки. После этого следует завести двигатель и дать ему поработать около 10 минут. При этом нужно следить за состоянием антифриза. При необходимости нужно долить его до конечной отметки. Стоит помнить, что охлаждающая жидкость ядовита — в случае попадания ее на кожу, необходимо сразу промыть это место чистой водой.
