Содержание
- Гликоль в составе антифриза и его влияние
- Региональные особенности состава антифризов
- Пути проникновения гликоля в смазочные материалы
- Влияние гликоля на масляную систему двигателя
- Деградация смазочных материалов вследствие взаимодействия с охлаждающей жидкостью
- Этапы развития проблемы
- Влияние антифриза на характеристики смазочных жидкостей
- Определение гликоля в смазке
- Испытания на содержание гликоля с использованием фильтровальной бумаги
Когда происходит смешивание гликоля со смазкой, возникает токсичное соединение, оказывающее разрушающее воздействие на автомобильные компоненты. Эта смесь выделяется уникальной способностью к последовательному ухудшению состояния деталей, что может вызвать их неполадки в кратчайшие сроки. Проведенные анализы смазок для автомобилей, подверженных интенсивным нагрузкам, выявили присутствие гликоля хотя бы в одном из каждых 12 образцов моторных масел.
Гликоль в составе антифриза и его влияние
Гликоль, являясь основой антифриза, при смешивании с водой в определенных пропорциях, обычно равных 50/50, обеспечивает смеси повышенную температуру кипения свыше 107°C и сниженную температуру замерзания до -35°C и ниже. Добавки в составе антифриза оберегают системные компоненты от коррозии и кавитационных повреждений.
Применение этиленгликоля и пропиленгликоля определяется требованиями к теплопередаче и экологической безопасности соответственно, при этом вводимые аддитивы способствуют предотвращению образования пены и отложений. В качестве них используются фосфаты, силикаты, бораты и нитраты.
Региональные особенности состава антифризов
Продукция антифризов в разных странах адаптируется под местные экологические нормы и стандарты. Так, японские антифризы включают фосфаты и исключают силикаты, в то время как в Европе предпочтение отдается последним. В США в состав добавок входят силикаты, фосфаты и органические ингибиторы, отражая требования к защите окружающей среды.
Пути проникновения гликоля в смазочные материалы
Гликоль может попасть в смазочные системы через течи в уплотнениях, дефекты головок цилиндров, неплотно затянутые болты и другие повреждения. Производители дизельных двигателей указывают на антифриз как на причину более чем половины случаев поломок, особенно когда двигатель находится в состоянии покоя.
Интенсивная вибрация поршня может вызвать паровую кавитацию, приводя к образованию пузырьков воздуха и их последующему взрыву, что вызывает эрозию.
Добавки в составе антифризов играют ключевую роль в замедлении кавитации, помогая восстановить защитный слой. Контроль за балансом этих веществ критичен: недостаточное их количество ускоряет износ, в то время как избыток может привести к гелированию смеси и усилению коррозии.
Влияние гликоля на масляную систему двигателя
Когда гликоль вступает в контакт с маслом двигателя, происходит формирование химически активной смеси, неблагоприятной для работы мотора. Присутствие воды, проникающей из системы охлаждения, усугубляет ситуацию. Специалисты по ремонту автомобилей часто сталкиваются с аномалиями, вызванными проникновением гликоля в смазочную систему, включая потемнение подшипников. Гликоль, не вступая в реакцию с маслом, при высоких температурах внутри мотора способствует формированию опасных химических соединений вместе с компонентами антифриза, что может привести к критическим поломкам, в том числе к заклиниванию двигателя.
Плохое качество охлаждающей жидкости усиливает риск коррозии и износа стенок цилиндров, вызывая образование отверстий. В состоянии простоя мотора камера сгорания может быть заполнена антифризом, просочившимся через эти отверстия, что при попытке запустить двигатель может привести к его заклиниванию из-за дефицита охлаждающей жидкости.
Эксплуатация двигателя приводит к окислению этиленгликоля и образованию различных органических кислот, таких как гликолевая, щавелевая, муравьиная и углекислая, что создает угрозу для подшипников и других внутренних элементов двигателя. Разрушительное действие этих кислот на покрытия из свинца и олова, а также на стальные, железные, бронзовые и латунные детали может привести к их коррозии. Даже незначительная утечка антифриза способна вызвать коррозию на стальных и медных поверхностях.
Деградация смазочных материалов вследствие взаимодействия с охлаждающей жидкостью
Аналитические данные свидетельствуют о том, что термические процессы ведут к утрате функциональных характеристик антифриза, а реакция между гликолем и компонентами смазки приводит к сгущению масла. Эксперименты показали, что добавление всего лишь 2% раствора охлаждающей жидкости с 50% содержанием этиленгликоля достаточно для создания в масле твердых частиц.
Попадание антифриза в масло инициирует формирование кислот и влаги. Примерно в 75% случаев засорение масляных фильтров происходит из-за присутствия в картере охлаждающей жидкости или воды. Это накопление приводит к серии проблем:
- ухудшение защитных функций масла,
- возникновение вязкого налета на элементах клапанной системы и сажевых отложений в кольцевых углублениях.
Отсутствие устранения первоначальной причины и замена масла без тщательной очистки запускает процесс, при котором очищающие и диспергирующие агенты из старого масла взаимодействуют с новым, усиливая формирование отложений. Через некоторое время после замены масла фильтр вновь подвергается засорению.
Этапы развития проблемы
- Формирующийся осадок приводит к блокировке фильтра.
- Кислоты, взаимодействуя с водой, разрушают способность масла держать сажу в суспензии, в результате чего образуются осадок и нерастворимые соединения.
- Забивание фильтра продуктами химических реакций требует замены как масла, так и фильтра. Обычно примерно 15% старого масла остается в системе или картере.
- После замены новое масло перемешивает осадок и сажу, транспортируя их обратно в фильтр.
- В результате фильтр снова оказывается заблокированным.
Влияние антифриза на характеристики смазочных жидкостей
Проникновение гликоля в систему смазки может вызвать усиление вязкости масла, особо заметное у масел с высоким уровнем добавок. Такое изменение препятствует равномерной смазке трущихся частей. Реакция гликоля с компонентами масла ускоряет его окисление, что критически сказывается на стабильности трансмиссионных и гидравлических жидкостей, увеличивая скорость их разложения.
Определение гликоля в смазке
Особое внимание стоит уделять первым признакам загрязнения смазки антифризом. В коммерческом транспорте и автобусах наличие проблемы может проявляться выделением белого дыма из выхлопной системы. Наличие гликоля также можно выявить по блестящему липкому налету на фильтре при техобслуживании и необычно высокому давлению масла в дизельных двигателях после его замены.
Испытания на содержание гликоля с использованием фильтровальной бумаги
Методика, впервые примененная в 1880 году, сегодня вновь признана за её простоту несмотря на длительность процесса. Основываясь на бумажной хроматографии, испытание включает нанесение двух капель отработанного масла на фильтровальную бумагу и наблюдение за его впитыванием в течение двух часов. Появление темного пятна в центре после полного впитывания указывает на нарушение способности масла диспергировать сажу, вероятно, из-за гликольного загрязнения.
Четко очерченная черная липкая масса вокруг желтого или коричневого центра свидетельствует о серьезном загрязнении гликолем.
Более сложные аналитические методы включают использование специфических реактивов и оборудования, таких как мембранные испытания, реактивы Шиффа, спектроскопия Фурье (FTIR), газовая хроматография, анализ методом индуктивно связанной плазмы (ICP) и эмиссионная спектроскопия с использованием вращающегося дискового электрода (RDE).