Problémy s chladicím systémem – nemrznoucí směs

Většina problémů a poruch chladicích systémů je způsobena nesprávnými informacemi a údržbou. Nejpodobnější problémy a výsledky pozorované u dnešních chladicích systémů jsou uvedeny níže.

KYSELINO-ALKALICKÁ ROVNOVÁHA

Kyselost nebo zásaditost chladiva se měří úrovní pH. Úroveň pH se pohybuje od 1 do 14 a udává stupeň kyselosti nebo zásaditosti chladicí kapaliny a je spojena s její korozivností. V ideálním případě by hodnota pH chladicího systému měla být v rozmezí 8.5 – 10.5. Pokud je pH příliš vysoké, chladivo se stává alkalickým a napadá neželezné kovy, jako je měď a hliník. Pokud je pH příliš nízké, stává se kyselým a začíná napadat hliník i železné kovy. Když kovový povrch reaguje s kyselinou, tvoří se usazeniny. Tyto usazeniny se mohou šířit po celém chladicím systému, což omezuje rozptyl tepla a způsobuje přehřívání. Moderní nemrznoucí směsi obsahují pufrovací činidla pro udržení optimálních hodnot pH a neutralizaci kyselin vznikajících oxidací a unikajícími plyny (obr. 1).

Obr. 1. Měřítko pH ve směsích chladiv

(A) – Postupuje alkalická koroze hliníku.

(B) – Postupuje kyselá koroze železných kovů a hliníku.

KAVITACE EROZE (VŘEDOVÁ KOROZE VLOŽKY)

Mnoho moderních vznětových motorů obsahuje litinové náhradní vložky válců, které mohou vzhledem ke konstrukci motoru a vysokému kompresnímu poměru vést k urychlené kavitační korozi. Během procesu spalování písty působí na vložky, když se pohybují nahoru a dolů v důsledku bočního tahu zajišťovaného spojením ojnic, přičemž výkon je přenášen z translačního pohybu pístu na rotační pohyb klikového hřídele. Mezera mezi písty a vložkami a mezi vložkami a blokem vytváří „klepání pístu“, které se po úderu změní na vysokofrekvenční vibrace jako zvon.

Jak se vložka vzdaluje od chladicí kapaliny v bloku, na okamžik vytváří přední vakuum. Tento nízký tlak způsobí varu okolního chladiva a vytváření drobných bublinek. Pouzdro se poté extrémně vysokou rychlostí vrátí do své polohy, což způsobí, že nově vytvořené bubliny prasknou proti stěně pouzdra pod tlakem až 4000 barů. Rozbití těchto bublin vytváří malé otvory v oxidové vrstvě vložky, které napadají holý kov, který pak rychle koroduje. Tento proces kavitační koroze se bude mnohokrát opakovat, čímž se ve vložce vytvoří malé tunely.

Rýže. 2. Proces kavitační koroze.

Nakonec se stěna vložky poškodí, což umožní úniku oleje a/nebo chladicí kapaliny z jedné nádoby do druhé. Tento efekt lze zesílit při startování studeného motoru nebo při nízkém tlaku v chladicím systému.

Chladiva obsahující dusitany nebo komplex dusitan/molybdenan tomuto procesu brání dvěma způsoby. Za prvé, samotný dusitan reaguje s kyslíkem na povrchu vložky a tím zabraňuje oxidační korozi povrchu vložky. Za druhé vytváří na povrchu objímky hustou tenkou vrstvu, která se neustále odstraňuje a znovu tvoří, čímž pouzdro chrání.

V nemrznoucích směsích na bázi organických kyselin reagují karboxylové kyseliny s povrchem vložky za vzniku nerozpustného karboxylátového komplexu se železem, který zabraňuje korozivnímu kyslíku, aby se dostal na kovový povrch. Sebakáty (soli kyseliny sebakové) v chladivu vytvářejí tvrdý voskový film, který je dále upravován dalšími přísadami, díky nimž je více absorbující energii, pružnější a odolnější vůči kavitační erozi. S dostatkem energie však mohou být tyto filmy odtrženy od povrchu žehličky a proces začíná znovu.

Bylo zjištěno, že optimální ochranu proti důlkové korozi vložek poskytují chladicí kapaliny obsahující směs organických kyselin a dusitanů. Dochází k symbiotickým interakcím, a pokud kavitační energie překročí úroveň ochrany, kterou mohou poskytnout karboxyláty, to znamená, že se ochranné filmy strhnou z povrchu, mohou dusitany zabránit korozi reakcí s kyslíkem na povrchu. železa.

Při použití obyčejné vody jako chladicí kapaliny může dojít k poškození vložek během pouhých 500 hodin.

TVORBA VÁHY A VKLADŮ

Vodní kámen a jiné usazeniny podobné těm, které se tvoří na částech ohřívačů vody a vedení teplé vody, se mohou tvořit i uvnitř chladicího systému. Obecné vlastnosti vody – včetně pH, hladiny vápníku a hořčíku, celkové tvrdosti vody, rozpuštěných pevných látek a teploty – určují potenciál pro tvorbu vodního kamene a usazenin. Vodní kámen zahrnuje soli, jako je uhličitan vápenatý a sírany kovů. Tvorba vodního kamene a usazenin poškozuje chladicí systém, protože působí jako izolanty a mohou blokovat schopnost chladicího systému odvádět teplo, což může vést k přehřátí. Pouhé 2 mm měřítka mohou snížit účinnost přenosu tepla o 40 %. Vodní kámen má tendenci se tvořit v určitých oblastech na horkém povrchu motoru, což způsobuje lokalizované skvrny, které mohou vést k deformaci a poškození motoru. Nemrznoucí směsi obsahující speciální přísady pomáhají předcházet tvorbě vodního kamene.

AERACE

Úniky vzduchu v chladicím systému často vedou k tvorbě pěny v chladivu. Pěnění podporuje důlkovou korozi, zejména kolem čerpacích kol vodních čerpadel. Koroze se výrazně zvyšuje, když výfukové plyny vstupují do chladicího systému, vytvářejí bubliny a pěnu. Tento problém je zvláště akutní, když je provozní tlak chladicí kapaliny nízký. Správně udržovaná chladiva obsahují protipěnivé přísady, které snižují stabilitu pěny.

REZIVĚNÍ

Rez způsobuje oxidaci v chladicím systému. Teplo a vlhký vzduch tento proces urychlují. Rez zanechává zbytky vodního kamene, které snižují účinnost chladicího systému. Kromě toho se rez může odlupovat, ucpat systém a urychlit korozivní opotřebení čerpadel a hadic.

ELEKTRICKÁ KOROZE

Existují především dvě formy elektrické koroze: galvanická a elektrolytická. Obojí závisí na schopnosti chladiva nést elektrický náboj, který zase závisí na čistotě chladiva a pevných látek v něm rozpuštěných. Chladiva obsahující glykoly mají nižší tendenci k přenosu náplně než chladiva obsahující pouze vodu.

GALVANICKÁ KOROZE

Koroze je každodenní jev, když se dva nebo více různých kovů dostanou do kontaktu v přítomnosti elektrolytu za vzniku elektrolytických článků nebo baterií. V tomto případě bude elektrolytem chladicí kapalina. Elektromotorická síla nebo elektrický „tlak“, který existuje mezi kovy, které tvoří železný blok motoru a hliníkovým chladičem. Aby se obnovila rovnováha, kov s nižším napětím se stane anodou a vypustí elektrický proud do chladicí kapaliny, aby dokončil cyklus, přičemž tento proces způsobí korozi druhého kovu, obvykle hliníkového radiátoru.

ELEKTROLYTICKÁ KOROZE (ELEKTROlýza)

Jedná se o rychle působící hrozbu, která postihuje nejen chladiče a topení, ale dokáže zničit celý motor za pouhých 30.000 4 km. V tomto případě elektřina poskytuje nezbytnou energii k vyvolání nespontánní reakce. Galvanizace je příkladem elektrolýzy. V automobilovém světě se obvykle prezentuje v podobě vadných nebo chybějících částí elektrických zařízení (obr. XNUMX).

Obr.4. Elektrolytický korozní proces.

To způsobí, že elektrická energie hledá cestu nejmenšího odporu, když je součástka pod napětím. Když se zvýší odběr proudu špatně uzemněného zařízení, zvýší se i destruktivní účinky elektrolýzy. Špatně uzemněný motor nebo startovací motor může chladícím systémem propustit dostatek proudu na zničení chladiče během několika dní, v závislosti na tom, jak často se vozidlo startuje. Částečně uzemněný chladicí ventilátor na druhé straně může umožnit průchod malého množství proudu chladicím systémem a stejný efekt může trvat měsíce.

Mezi indikátory přítomnosti těchto typů koroze patří nevysvětlitelné nebo občasné úniky z dírek v chladiči nebo ohřívači. Dírky se mohou tvořit kdekoli podél stěn potrubí nebo nádrže, ale poškození se často soustřeďuje na spojovací potrubí nebo na stěny potrubí blízko středu vnitřního válce, kde se držáky elektrického chladicího ventilátoru dostávají do kontaktu s vnitřními válci. Tento typ koroze také rychle sníží ochranné přísady v chladicí kapalině, což může vést ke kavitační korozi a může způsobit tvorbu čpavku, což vede ke zvýšené alkalitě chladicí kapaliny a další korozi mědi a hliníku.

ADITIVA OPOTŘEBENÍ

K opotřebení aditiv dochází v důsledku tří hlavních procesů: vyčerpání, ředění a prosévání.

1. VYČERPANÍ K tomu dochází zejména v důsledku následujících chemických procesů:
   • Oxidace přísad na kovových površích
   • Adsorpce
   • Neutralizace
   • Tepelný rozklad
   • Hydrolýza
   • Srážení (tvorba kalu)

První tři z těchto mechanismů způsobují, že chladivo vykonává svou zamýšlenou práci, vytváří ochranný film na kovových površích a neutralizuje kyseliny, které se tvoří v chladivu nebo do něj vstupují. Tyto chemické procesy odstraňování přísad z chladiva jsou zase řízeny několika faktory:

• Dynamický dopad motoru;
• Složení, kvalita vody;
• Kavitace;
• Provzdušňování;
• Galvanické připojení;
• Zdvihový objem motoru ve vztahu ke kapacitě chladicího systému;
• Znečištění.

• Únik součástí chladicího systému;
• Předávkování;
• Přehřát;
• Spotřeba při opravách motoru.

• Vysoká koncentrace silikátů a fosfátů v chladivu;
• Spouštění motorů za tepla;
• Aditivní kompozice.

Na rozdíl od olejových nebo palivových filtrů jsou filtry chladicí kapaliny v podstatě chemické rozprašovače. Jsou tedy filtry nutné? Protože filtry chladicí kapaliny obsahující konvenční SCA by se neměly používat v motorech plněných ELC, někteří výrobci filtry do motorů naplněných těmito typy chladicích kapalin vůbec neinstalují. Čistící filtry SCA však mohou sloužit jako důležitý psychologický faktor během intervalů údržby. Když je tento filtr umístěn na stejném místě jako ostatní filtry, je to vizuální připomínka ke kontrole chladicího systému. Nesmíme také zapomenout, že chladicí filtry plní filtrační funkci. Jako obtokový filtr čistí pouze malé procento z celkového objemu kapaliny, která cirkuluje v systému. Rez, vodní kámen a další kaly budou ze systému odstraněny, aby se zabránilo jejich cirkulaci v motoru, což může způsobit opotřebení a erozi ložisek čerpadla atd. Filtry mohou také varovat před problémy v chladicím systému. Je třeba si uvědomit, že chladicí kapalina a přísady jsou v chladicím systému, aby chránily před tvorbou rzi. Pokud se uvnitř filtru objeví rez, existuje možnost, že se v motoru něco děje.