發動機冷卻液的檢測與更換措施

劉 冰

（大慶油田技術監督中心產品質量監督檢驗所，黑龍江大慶 163000）

冷卻液是汽車發動機中重要的組成部分，會在汽車發動機中的冷卻系統內部以循環的狀態流動，通過持續的流動可以將發動機在運轉過程中產生的多余熱量帶走，使汽車發動機冷卻下來，可以維持到正常的工作狀態。但是冷卻液也是以普通的物質形態存在的，其性能必然會受到外界條件的影響，隨著應用時間的延長，其性能會從強到弱并逐漸消失，所以技術人員要根據發動機的具體情況，采取科學的檢測措施來確定冷卻液的物質形態，對其進行科學的檢測。如果技術人員已經檢測出冷卻液不適合繼續使用，則需要及時的更換，以免對汽車發動機的冷卻系統造成更大的影響。

1 發動機冷卻液的作用

1.1 冷卻作用

汽車發動機在燃燒時的效率只達到30%的狀態，最高可以達到40%的狀態，剩下的熱量需要冷卻系統及時帶走，才能保證汽車發動機處于正常的運行狀態。汽車發動機的最高轉速可以達到4 000r/min，發動機在運轉時的最高工作溫度可以達到80~90℃，轉速達到6 000r/min狀態的汽車發動機，其工作溫度可以達到88~105℃，在汽車發動機運轉做功以后余下的熱量會由機油排放帶走40%，剩余的60%會隨著冷卻系統發散到周圍的空氣中[1]。

1.2 防腐作用

汽車發動機中使用最多的是乙二醇冷卻液，由基礎液、防腐劑及軟水等物質組成，乙二醇是其中的基礎液，有時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，因為乙二醇容易氧化并形成酸性的物質，會對金屬材料及橡膠材質形成一定的腐蝕作用，所以技術人員可以在汽車發動機冷卻液中加入少量的防腐劑，能夠延長乙二醇的氧化時間。汽車發動機系統中具有多種金屬材料構成，比如黃銅、鑄鐵及鋼材等，所以冷卻液中通常會具有一定的防腐劑，其主要作用是為了保護缸體及缸蓋等部分的金屬材料，因為防腐劑中具有性質較為穩定的硅酸鹽，可以防止冷卻液在汽車發動機冷卻系統中產生電化學反應，所以成為現代汽車冷卻系統中常用的添加劑，比如偏硅酸鈉等物質都被簡稱為硅酸鹽，會對汽車發動機中的鋁合金及其他金屬材料形成一定的保護作用，還有一些堿性的添加劑物質，可以通過酸堿中和的形式消除乙二醇在氧化以后出現的酸性物質，再通過酸堿中和的方式消除燃燒過程中出現的其他腐蝕性問題，比如汽油中硫和曲軸箱自然通風以后，空氣冷卻就容易形成水，與酸性物質的融合以后也容易腐蝕汽車發動機中的機械零件，為減少冷卻系統受到的腐蝕作用，能夠具有更充分的堿儲備值[2]。

1.3 防垢作用

冷卻系統中如果出現了水垢問題，必然會影響汽車發動機整體的散熱效果，可能會導致汽車發動機在運轉過程中自身的溫度較高，需要在其中摻入一定的防垢劑，以免冷卻液長期運行發生水垢堆積的問題。一般來說防垢劑包括配合型與分散型兩種形式，即前者是通過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合，否則二者結合極容易產生沉淀物，在冷卻系統的循環中就會形成水垢；后者是通過水溶性有機物質的聚合形成電解質，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停車時液體會因為溫度過低、結冰而導致出現散熱器的脹裂，可以凍壞汽車發動機氣缸體或者蓋子，冷卻液的冰點與沸點成反比，其沸點越高，冰點越低，性能優良的冷卻液的冰點會處于-4 520℃，這類汽車發動機冷卻液的冰點越低，可以更加有效地避免冬季結冰現象的發生，并防止散熱器及氣缸體之間的冷卻液結冰，容易產生破裂的情況。

1.5 防“開鍋”作用

自然水的沸點為100℃，汽車發動機的水溫可以達到95~105℃，所以發動機中可能會出現“開鍋”的情況，如果是性能比較優質的汽車發動機冷卻液的沸點會在107℃之上，但是因為一些汽車發動機自身的閉式散熱器具有較強的密封性，則冷卻液在水蒸氣的壓力作用下沸點可以達到110℃，如果汽車發動機中的冷卻系統工作運轉是正常的，可以在沸點上超過水的沸點，導致夏天時汽車發動機的“開鍋”現象[3]。

2 發動機冷卻液的檢查

2.1 外觀檢測

汽車發動機中的冷卻液屬于相對透明的、無沉淀的、無異味的位置，技術人員在檢測汽車發動機冷卻液的過程中，如果從觀察外觀時就發現了液體的渾濁情況，冷卻液出現異常氣味，這說明該冷卻液已經出現了一定的變質，就要立即停止使用該冷卻液，更換新的冷卻液，以免對汽車發動機冷卻系統造成嚴重的影響。外觀檢測主要是通過肉眼觀察，根據技術人員的經驗進行判斷，所以非常依賴技術人員自身的技術經驗，如果技術人員自身的經驗不到位，可能會導致外觀檢測的效果不準確。

2.2 pH檢查

2.2.1 乙二醇含量的檢查

可以選擇用pH試紙進行檢查，技術人員在檢測儀上滴上幾滴冷卻液，對著光線進行檢查會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，通常可以延續有效期到5a的時間，這是比普通的冷卻液更具有優勢之處。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，可以對汽車發動機的氣缸體及汽缸蓋形成有效的保護作用，尤其是汽車發動機中金屬密封件和橡膠密封件等，汽車發動機中的添加劑會隨著運行的狀態而逐漸被消耗完畢，技術人員要在冷卻液中適時的增加無機鹽成分，才能更好地維持冷卻液的使用壽命及其防腐保護功能。同時技術人員也要考慮到，在不同地區的氣候因素是不同的，客觀的環境溫度也有所不同，而冷卻液的基礎液多以乙二醇為主，乙二醇具有對各類環境都具有較高的適用性。雖然添加劑在類型上有所差異，然而多數的冷卻液顏色比較相近，技術人員在選擇冷卻液和應用冷卻液時，要注意不能混用，否則容易影響汽車發動機冷卻系統的正常運行[3]。

2.2.2 pH下降的危害

pH下降之后對冷卻系統的危害比較大，因為乙二醇自身具有一定的污染性，其堿性值會在下降以后與鉬、鋁及鑄鐵等材料可以發生放電反應，在這些反應以后可能會從冷卻液中形成電流或者金屬反應。其中鋁材料最容易受到腐蝕，所以冷卻系統可能會受到鋁浮物能夠有所消耗。另外，放電反應也可能會延長，影響系統的正常運行，但是種種反應都不會影響冷卻液的顏色。隨著冷卻液應用時間的延長，舊的冷卻液在pH下降的狀態下，銅、鋁及鐵等金屬或者橡膠的密封圈容易產生腐蝕問題。傳統類型的冷凍液中含有大量的無機鹽成分，在冷卻系統中循環使用非常容易出現沉淀物，可以表現為水泵密封面的一側發生泄漏。在北美與歐洲生產的汽車發動機冷卻液中，硅酸鹽成分一直被錯誤地認為是導致泄漏的主要成因，所以以前的汽車修理人員會在冷卻液缺少時，直接進行補水，因為硬水中的鈣鎂成分可以將冷卻液中的無機鹽沉淀解析出來，使得冷卻液中的pH下降。

技術人員要檢查冷卻系統的各管接口是否存在冷卻液外滲的跡象，因為防凍液有燃料著色，外部如果發生滲漏則比較明顯，所以技術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檢測，將冷卻液注入散熱器中以后，蘭姐散熱器蓋檢測儀，此時運作發動機進行暖機，將泵壓調整至137kPa，經過檢查以后確認壓力值下降，如果壓力確實下降，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，技術人員可以檢查加熱器芯或者氣缸體等部分，在內部發生滲漏時，發動機會呈現出加速無力及排氣管冒白煙等情況。在發動機冷卻下來以后，技術人員可以檢查儲液罐中冷卻液的位置是否處于MIN至MAX，如果發生汽車發動機冷卻液較少的情況，則需要加注冷卻液。汽車發動機的冷卻液主要是由水、防凍劑與添加劑三個部分組成，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格最便宜的防凍劑，制作工藝比較簡單，流動性較好，但是因為沸點比較低，極容易蒸發損失，所以逐漸被現代汽車市場所淘汰。甘油型的冷卻液沸點較高而且揮發性較小，對汽車發動機系統的腐蝕性較小，但是因為降低冰點的效果不佳，所以用戶通常會難以接受，只有西方少數國家還在使用這一類型的汽車防凍液。目前國內市場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的冷卻液，最低的冰點可以達到-68℃，該類型的冷卻液具有泡沫傾向性低且防腐、防垢的特點。表1為乙二醇含量和汽車發動機冷卻液冰點之間的關系。

表1 乙二醇含量與冷卻液冰點之間的關系（參考）

3 發動機冷卻液的更換

汽車發動機中的冷卻液的形式比較多，在循環使用的過程中可能會因為時間過長而導致功能減退，使得冷卻循環系統的內部難以受到良好的保護。比如冷卻循環系統中的抗泡沫添加劑容易出現性能失效的問題，比如工作中的水泵葉輪會逐漸攪動冷卻液，使得冷卻液在循環的過程中產生氣泡，而且這些氣泡會逐漸削弱冷卻液的使用效果與性能，要按期更換汽車冷卻循環系統中的冷卻液，選擇性能較好地冷卻液，冷卻液要保證無異味、無沉淀，如果通過肉眼觀察已經發現冷卻液中出現渾濁的情況，或者出現異常的氣味，就說明冷卻液已經出現了嚴重的變質情況，此時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到4~5a，在達到使用壽命以后，技術人員就需要更換，否則容易影響汽車發動機的正常運行。需要注意的是更換冷卻液要保持著冷車狀態中進行，但是因為冷卻液的滲透性比較強，所以更換冷卻液之前，要做好檢查和緊固工作，對系統中各支管及接頭處進行檢查，尤其是汽車發動機中的軟管以及非常容易產生滲漏的部件，要先將發動機中原冷卻液完全排放以后，要保持發動機的急速運轉，等到汽車發動機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系統以后，再向膨脹水箱增加到冷卻液標注的位置，使其達到水箱外表面最低的MIN值和最高的MAX值的標記。

國內外對乙二醇冷卻液的標準都不相同，日本規定了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。美國則制定了ASTMD3306的冷卻液要求，適合輕負荷的發動機使用，另一種符合ASTMD6210或者D6211要求的冷凍液則適合在重負荷的發動機使用。目前國內現行的汽車發動機冷卻液使用標準是SH 0521~1999乙二醇型冷卻液，規定著汽車和輕負荷發動機使用的乙二醇冷卻及其濃縮液的技術標準與要求。

4 結束語

汽車發動機在運轉的過程中會產生一定的熱量，需要冷卻液在循環的過程中帶走大部分的熱量，才能維持發動機的正常運轉，而冷卻液自身的性能會影響冷卻系統的運轉情況，所以在檢查冷卻液性能時，可以使用多種方法來查看冷卻液是否可以繼續使用，如果不能繼續使用，則可以應用科學的更換方法來調整系統中的冷卻液成分，以維持冷卻系統的正常運轉。