發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液灰分測定方法的探討

陳光，邵青山，田雨佳，王歡

(中國石油大連潤滑油研究開發(fā)中心，遼寧 大連 116032)

0 引言

近年來，隨著世界汽車工業(yè)的快速發(fā)展，對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的質(zhì)量要求越來越高[1]。針對環(huán)境保護(hù)和人類自身健康因素的考慮，一些國家和汽車制造廠家對發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的組成也提出了具體的要求。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液呈快速發(fā)展趨勢，這種情況下發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液標(biāo)準(zhǔn)需要不斷修訂與完善，并且更新?lián)Q代[2]。

1 傳統(tǒng)型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液存在的問題

自從1927年乙二醇型防凍液開始應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)以來，曾用做金屬防腐劑和乙二醇抗衰變劑的物質(zhì)較多。硼砂、磷酸鹽、亞硝酸鹽、三乙醇氨、鉬酸鹽，這些產(chǎn)品在使用中，對發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的作用越來越明顯。

2 新型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的發(fā)展趨勢和性能特點(diǎn)

優(yōu)秀的防凍液產(chǎn)品除了要有足夠的防凍性能外，由于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及冷卻系統(tǒng)使用的金屬品種多，如銅、鐵、鋼、鋁、焊錫等，因此必須在各種使用條件下具有優(yōu)異的防腐蝕性能。目前汽車防凍液產(chǎn)品配方所使用的添加劑類型可以分為有機(jī)型、無機(jī)型和混合型三種。原有機(jī)型配方近年來在國外發(fā)展比較快，使用量逐漸增加，研究指出，全有機(jī)型配方防凍液的優(yōu)點(diǎn)是其使用壽命和儲存壽命長[3]。美國德士古公司生產(chǎn)的乙二醇型長壽命發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液在汽車上的使用壽命長達(dá)5年，它的缺點(diǎn)包括溶解度較小，產(chǎn)品外觀不夠清澈透明。有機(jī)酸性冷卻液的起泡性較大，需要使用優(yōu)良的消泡劑才能使產(chǎn)品的泡沫傾向指標(biāo)合格。無機(jī)型冷卻液的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本較低，缺點(diǎn)是使用壽命相對較短。有機(jī)物無機(jī)物相結(jié)合的混合型配方，從總體上看同時(shí)具有全有機(jī)和無機(jī)配方的優(yōu)點(diǎn)，克服了彼此的缺點(diǎn)，因此是較好的選擇，同時(shí)也適合中國的國情。

3 試驗(yàn)方法比較

在90年代我們采用中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 石油產(chǎn)品灰分測定法GB/T 508-85測定發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的灰分[4]，后來又采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T 0067-91發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和防銹劑灰分(2000年確認(rèn))含量測定法測定發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的灰分[5]。為了使試驗(yàn)結(jié)果更加真實(shí)、可靠，對上述兩種方法進(jìn)行探討。

3.1 冷卻液樣品灰分測定方法比較

(1)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T 0067-91發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和防銹劑灰分(2000年確認(rèn))含量測定法

該方法適用于未使用過的或用過的商品發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和液體防銹劑，方法概要是將已稱重的試樣在一定的條件下蒸發(fā)或燃燒，然后在一個(gè)強(qiáng)熱源中灼燒灰化，并將固體殘?jiān)憻梁阒亍Ｔ囼?yàn)步驟為在已恒重的坩堝中稱量(20±0.1) g混合良好的試樣。對易揮發(fā)的樣品取20～25 mL加入恒重的坩堝中直接進(jìn)行稱量，稱至0.1 g,記錄試樣的質(zhì)量。把盛有試樣的坩堝蓋好(蓋與坩堝之間要留有空隙)放入冷的砂浴，置于電熱板或帶石棉網(wǎng)電爐上升溫，直至液體完全蒸發(fā)。 如果試樣點(diǎn)燃了，則撤掉熱源，直至火焰熄滅，然后再加熱。 有些冷卻液受熱易產(chǎn)生突沸現(xiàn)象，此時(shí)使用濾紙掩蓋蒸發(fā)來代替坩堝帶蓋蒸發(fā)。其方法如下，用一張定量濾紙疊成兩折，卷成圓錐狀，用剪刀把距尖端5～10 mm之頂端部分剪去，放入坩堝內(nèi)。把卷成圓錐體狀的濾紙很安穩(wěn)地立插在坩堝內(nèi)的冷卻液中，并將大部分試樣表面蓋住。當(dāng)液體蒸發(fā)或燃燒完，坩堝呈干燥時(shí)，把坩堝移入高溫爐中以最快的速度升溫至750～900 ℃，灼燒至少1 h。然后取出在空氣中放置3 min,'移入干燥器冷卻1 h,進(jìn)行稱量，稱至0.0001 g再移入高溫爐中，重復(fù)煅燒、冷卻、稱量，直至連續(xù)稱量間的差數(shù)不大于0.0005 g，計(jì)算灰分的質(zhì)量百分含量。

(2)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)石油產(chǎn)品灰分測定法GB/T 508-85

該方法適用于測定石油產(chǎn)品的灰分，不適用于含有生石灰(包括某些含磷化合物的添加劑)的石油產(chǎn)品，也不適用于含鉛的潤滑油和用過的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱油。方法概要是用無灰濾紙做引火芯，點(diǎn)燃放在一個(gè)適當(dāng)容器中的試樣，使其燃燒到只剩下灰分和殘留的炭。炭質(zhì)殘留物再在775 ℃高溫爐中加熱轉(zhuǎn)化成灰分，然后冷卻并稱重。

試驗(yàn)步驟為將已恒重的坩堝稱準(zhǔn)至0.01 g，并以同樣的準(zhǔn)確度稱入試樣。所取試樣量的多少依試樣灰分的大小而定，以所取試樣能足以生成20 mg的灰分為限，但最多不要超過100 g。如果試樣較多，一個(gè)坩堝盛不下時(shí)，需分兩次燃燒試樣，這時(shí)可用一個(gè)合適的試釋容器，從其最初重量與最后重量之差來求得試樣用量。用一張定量濾紙疊成兩折，卷成圓錐狀，用剪刀把距尖端5～10 mL之頂端部分剪去，放入坩堝內(nèi)。把卷成圓錐狀的濾紙(引火芯)安穩(wěn)地立插在坩堝內(nèi)的油中，將大部分試樣表面蓋住。試樣燃繞之后，將盛有殘?jiān)嫩釄逡迫爰訜岬?775±25) ℃的高溫爐中，在此溫度下加熱直到殘?jiān)耆蔀榛覡a。殘?jiān)苫液螅瑢③釄逶诳諝庵欣鋮s3 min，然后在干燥器內(nèi)冷卻至室溫后進(jìn)行稱量，稱準(zhǔn)至0.0001 g。再移入高溫爐中煅燒20～30 min。重復(fù)進(jìn)行煅燒，冷卻及稱量，直至連續(xù)兩次稱量間的差數(shù)不大于0.0005 g為止。

3.2 兩種方法試驗(yàn)結(jié)果(見表1)

樣品分類：A無機(jī)物，B有機(jī)物，C半有機(jī)物。不同試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)該分類比較，如無機(jī)、半有機(jī)、有機(jī)等。

表1 兩種方法發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液灰分含量 %

4 結(jié)論

(1)在大多數(shù)情況下SH/T 0067的試驗(yàn)結(jié)果比GB/T 508的試驗(yàn)結(jié)果偏大。由于02-02 SH/T 0067-91發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和防銹劑灰分(2000年確認(rèn))含量測定法的試驗(yàn)過程中采用了砂浴，瓷坩堝加蓋進(jìn)行加熱，加熱比較均勻穩(wěn)定，樣品揮發(fā)速度減慢，灰分損耗的較少。 而石油產(chǎn)品灰分測定法GB/T 508-85采用電爐直接加熱，不加坩堝蓋，樣品揮發(fā)較快，灰分損耗的較多。

(2)因此建議采用02-02 SH/T 0067-91發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和防銹劑灰分(2000年確認(rèn))含量測定法測定發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的灰分含量，試驗(yàn)結(jié)果更穩(wěn)定，數(shù)據(jù)更真實(shí)、可靠。