露大米矿便不 ２０１３年第７期 ・８３・ 防冻冷却液对发动机的影响 杨世英，于振才 （神华准格尔能源有限公司设备维修中心，内蒙古准格尔０１０３００） 摘要：针对黑岱沟露天煤矿的运输设备及工程设备所使用的发动机均为重型大马力柴油发动机，其防 冻冷却液对发动机的影响较大。通过分析防冻冷却液对发动机的各种影响，提出具体的解决措施，为各类重 型大马力柴油发动机维护提供借鉴。 关键词：防冻冷却液；柴油发动机；解决方案 中图分类号：Ｕ ４６４．２３８ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７１—９８１６（２０１３）０７—００８３—０２ 调和，达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢 目前黑岱沟露天煤矿的运输设备及工程设备所 等作用。发动机的防冻冷却液除了冷却功能外，还必 使用的发动机均为重型大马力柴油发动机，由于其 须解决穴蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀和水垢等问题。 功率大，散热慢，所以都采用水冷方式进行冷却。这 防冻冷却液是水与防冻剂的混合物。由于水的来源 种冷却方式冷却效果好，且冷却均匀。但同时也对发 不同，其成分和清洁度也不同。 动机的冷却液提出越来越高的要求，不同质量的冷 Ｉ）防腐蚀功能。发动机及其冷却系统是金属制 却液在使用过程中也会引起很多问题，诸如发动机 造的，有铜、有铁、有铝、有钢还有焊锡。这些金属在 高温下与水接触，时间长了都会遭到腐蚀，会生锈， 过热、沸腾、缸套穴蚀、结垢、水泵腐蚀、水封失效等 严重的会逐渐穿蚀金属板而导致渗漏，这直接关系 故障，这样就会造成成本的增加，出动率降低，给单 位带来经济损失。 到发动机的使用寿命。这就要求防冻冷却液具有防 腐和除锈功能。 发动机在工作过程中燃烧室温度可达到１ ７００ 防冻冷却液主要由防冻剂、缓蚀剂、消泡剂、着 —１ ８００ ｃ【＝，为了保证发动机能够正常工作，就必须 色剂、防霉剂、缓冲剂等组成。要求防冻冷却液具有 对高温条件下工作的零部件进行冷却。目前普通发 较低的冰点，较高的沸点，较好的金属防腐性、防气 动机采用强制循环水冷却系统，防冻冷却液就是冷 蚀性和防结垢性，不污染环境或对环境污染小，外观 却系统中带走高温零部件热量的工作介质。防冻冷 色泽透明、无机械杂质、无毒或低毒、药效持久、贮存 却液与水相比主要为了达到以下两点：首先是防冻 期长、可在冷却系统内连续工作２～３ ａ而不变质等 效果，水的冰点是０℃，一般普通型的防冻液都可达 方面的综合性能。 到一４０￣Ｃ，而优质的防冻液应能达到一６０℃左右，这是 ２）防垢性能。用水作防冻冷却液最让司机头疼 标定防冻液质量的一个重要指标；另一个是防冻液 的就是水垢问题，水垢附着在水箱、水套的金属表 的沸点，水的沸点是ｌ００℃，而防冻冷却液至少应达 面，使散热效果越来越差，而且清除起来也很困难。 到１０８％以上，也就是说冰点越低，沸点越高，其中 优质的防冻冷却液采用蒸馏水制造，并加有防垢添 的温差越大，相对来说防冻冷却液的品质就越好。 加剂，不但不生水垢还具有除垢功能。当然，如果你 ２防冻冷却液的主要成分及作用 的水箱水垢很厚，最好还是先用水箱清洗剂彻底清 洗后再添加防冻冷却液。 防冻冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂， ３）消气泡性能。发动机在运转过程中，会不可避 配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂进行科学 免地发生振动，使空气渗入防冻冷却液而产生泡沫。 收稿日期：２０１３－０２—１７ 这不利于热的传递，而且还容易生成穴蚀。溶于防冻 作者简介：杨世英（１９６７一），高级工程师，１９９０年毕业于 冷却液中的空气对乙二醇有氧化作用，在使用中不 内蒙古工业大学内燃机专业，现任内蒙古神华准格尔能源有 希望有泡沫产生，因此必须加入适量的消泡剂。消泡 限公司设备维修中心副经理。 剂可以使用硅酮、醇类和失水甘油醚等。比较好的消 ・８４・ 露天采矿技术 ２０１３年第７期 泡剂为烷基非离子型表面活性剂。消泡剂的浓度只 要０．００１％一０．１％就能达到理想的消泡效果。 ４）便于观察性能。在防冻冷却液中加入无毒的 水溶性着色剂，与一般的冷却水区别，便于观察冷却 系统中的防冻冷却液是否泄漏；同时具有指示剂的 作用，监视防冻冷却液的酸碱度变化。常用溴甲蓝、 酚红、甲基红等原料使防冻冷却液呈现一定指示色， 如果颜色超过指示范围，则表明防冻冷却液呈酸性 而失去防锈作用。着色剂的浓度（质量）一般在 ０．０１％一０．０５％。 ５）防止霉变性能。防冻冷却液在工作状态下由 于温度较高，微生物难以繁殖，但在贮存过程中可能 引起微生物滋长，使防冻冷却液发霉变质。因此，需 要加入微量的杀菌防霉剂，以保证防冻冷却液在２ ３ ａ贮存期内不霉变。常用的防霉剂有氯化锌、糖 酸、苯甲酸钠，其中苯甲酸钠的防霉效果比较理想。 ６）ｐＨ值调节性。防冻冷却液中所加的缓蚀剂在 中性介质中效果较好。但是防冻冷却液在工作过程 中，介质会酸化，ｐＨ值会下降，使缓蚀剂效果降低， 因此防冻冷却液中需要添加缓冲剂，使防冻冷却液 的ｐＨ值稳定在７．５～ｌ１。常用的ｐＨ调节剂有硼酸 盐、磷酸盐和有机胺类。 ３现有防冻冷却液存在的问题及解决措施 １）存在的问题。黑岱沟露天煤矿现在使用的是 符合ＡＳＴＭ Ｄ４９８５标准的防冻冷却液，这是专门用 于重负荷柴油发动机的防冻冷却液。这种类型的防 冻冷却液在工业中被认为是“低硅酸盐”型；为了确 定其规格参数制定了ＡＳＴＭ Ｄ一４９８５这样的一个标 准。然而，按照设计，低硅酸盐防冻冷却液需要单独 添加补充添加剂（ＳＣＡ），才可投入使用。现在困扰黑 岱沟露天煤矿防冻冷却液使用问题最多的也是添加 补充添加剂（ＳＣＡ）的问题。现有防冻冷却液需要补 充添加剂（ＳＣＡ）来防止气穴腐蚀，由于在使用过程 中补充添加剂（ＳＣＡ）的量会不断消耗，防冻冷却液 就需要在其使用寿命范围内添加好几次补充添加剂 （ＳＣＡ）。这种重复的添加导致了许多冷却系统中补 充添加剂的含量有着很大的差异。这种情况恶化之 后就会导致大多数发动机冷却系统的泄漏。泄漏就 需要维修系统，完全更换新的防冻冷却液。如果完全 换成没有预装补充添加剂（ＳＣＡ）的防冻冷却液只会 让系统的不稳定性雪上加霜。在防冻冷却液的竞争 中，能够满足ＡＳＴＭ Ｄ一４９８５规格的化学成分却各不 相同，所以在设计的补充添加剂（ＳＣＡ）时，必须考虑 兼容许多不同的防冻冷却液。结果在投入使用的防 冻冷却液中，有一些化学成分的重叠在所难免。此 外，防冻剂、水和ＳＣＡ的混合物很难测试和监视。这 就可能导致３个组成部分其中之一过多或过少的消 耗，结果带来的问题是要么保护的不够，要么化学物 质失衡。事实上，我们已遇到了如下几个问题： ①抑制剂的沉淀或析出，尤其是硅酸盐和磷酸 盐； ②补充添加剂（ＳＣＡ）浓度过高； ③过早出现水泵漏水故障； ④损坏气缸套； ⑤损坏散热器。 ２）解决措施。为了缓解防冻冷却液随着使用时 间的变化性，现在的方法是使用装配有多种补充添 加剂（ＳＣＡ）的防冻冷却液过滤器。这种过滤器利用 一种薄膜来添加防冻冷却液所需要的补充添加剂 （ＳＣＡ）。但是这种过滤器不能够判别补充添加剂 （ｓＣＡ）的消耗，并在正确的时间添加入正确的量。同 时样还要面对着补充添加剂（ＳＣＡ）耗尽的问题。 由于这个原因，就需要一种通用型、低硅酸盐防 冻冷却液，它要预装高质量的补充添加剂（ＳＣＡ）。当 第一次添加防冻冷却液后，就不需要再加入补充添 加剂（ＳＣＡ），当由于泄漏而需要补加防冻冷却液时， 也不需要再补充添加剂（ＳＣＡ）。 设计智能型的补充添加剂（ＳＣＡ）过滤器，要能 够判别补充添加剂（ＳＣＡ）的消耗，并在正确的时间 添加入正确的量，补充添加剂（ＳＣＡ）耗尽时进行报 警。这将降低重载车辆冷却系统的不稳定性。 对于黑岱沟露天煤矿拥有多种车辆的管理人员 来说，只需配备一种防冻冷却液就足够了，能够有效 防止防冻冷却液的混合使用，并减少了油脂车的使用。 ４结语 柴油发动机的防冻冷却液对发动机的影响较 大，因此需要选择正确的冷却液保证发动机在任何 时候都能运行在最佳状态。本文对现有黑岱沟露天 煤矿所有重型大马力发动机的冷却液进行分析，并 提出具体解决措施，保证露天煤矿所有重型大马力 发动机正常运行。 参考文献： ［１］肖云魁．汽车故障诊断学［Ｍ］．北京：北京理工大学出版 社。２００４．