重負荷發(fā)動機冷卻液技術發(fā)展

1、重負荷發(fā)動機冷卻液的技術發(fā)展萬書曉特科多添加劑（深圳）有限公司現(xiàn)代柴油機 排放標準帶來的設備升級與冷卻液要求變化v EGR尾氣循環(huán)技術使用，降低NOx的排放v EGR冷卻器投用v 冷卻液要把尾氣溫度從約730降到160度v 冷卻液熱負荷增加25-35%v 如果冷卻面積不足，將會導致冷卻液溫度高，出現(xiàn)局部沸騰，加快冷卻液降解，縮短冷卻液使用壽命現(xiàn)代柴油機 冷卻系統(tǒng)變化v 提高冷卻系統(tǒng)壓力（約7到10psi, 根據需要也會設計的更高）v 提升風扇和風扇離合器的性能v 加大水泵尺寸v 提升水泵轉速v 提升泵的流量v 使用更大、更有效的換熱器更輕，更軟的金屬更窄的間隙更高的換熱效率輕金屬對流速有限制現(xiàn)

2、代柴油機 冷卻系統(tǒng)變化對冷卻液的性能要求提升v 熱和氧化穩(wěn)定性v 空氣釋放和抗泡性2004現(xiàn)代柴油機 增壓空冷v 柴油發(fā)動機多采用渦輪增壓或者機械增壓，來提高功率輸出v 為提高供氧量，增壓空氣通過空氣-空氣或者空氣-冷卻液冷卻降溫，增加空氣密度v 空液增壓空冷器，會大幅增加冷卻液的熱負荷現(xiàn)代柴油機 燃料直噴和燃燒控制技術v 發(fā)動機控制模塊ECMs精確控制直接噴入燃燒室的燃料量，ECMs通過監(jiān)控發(fā)動機轉速，冷卻液和潤滑油溫度，來實現(xiàn)燃料的完全燃燒，更高的功率輸出，更經濟的油耗，更低的排放v 對于給定排量的發(fā)動機，要提高功率輸出，必然增加發(fā)動機冷卻液的熱負荷現(xiàn)代柴油機 其他設備：變速箱冷卻器，空調

3、壓縮機冷卻器，機油冷卻器等v 在重負荷或者怠速時，空調壓縮機冷卻器給冷卻液增加較多的熱負荷v 變速箱的工作溫度更高，尤其是大客車、商務車等實用液力變矩器的車輛，變速箱冷卻器帶給冷卻液的熱載荷更高，頻繁起步停車的車輛，甚至會導致冷卻液沸騰v 苛刻工況的車輛冷卻液，無論是長壽命還是終身壽命冷卻液，都要縮短實用周期現(xiàn)代柴油機 橡膠件，密封件，接頭v 橡膠件包括：丁腈橡膠NBR，氫化丁腈橡膠HNBR，乙丙膠EPDM，四氟乙烯丙烯膠FEPM，有機硅橡膠等v 含有硅酸鹽的乙二醇或者丙二醇冷卻液，研究發(fā)現(xiàn)會有沉積物產生，導致接頭漏液v 最近研究表明，含有亞硝酸鹽，硝酸鹽，硅酸鹽，硼酸鹽的混合有機酸鹽配方H-

4、OAT，在高溫104,168小時后，與三元乙丙膠硫交聯(lián)橡膠接口作用，產生同樣的問題v 更為苛刻的工況：更高的冷卻液溫度，更高的系統(tǒng)內溫度，發(fā)動機內更多的熱點，對橡膠件，接頭和冷卻液的壽命影響很大v 有些場合，冷卻液通道很窄，例如機油冷卻器，水泵密封面等位置，冷卻液與橡膠件或者接頭作用的產物或者外來污染物沉積，導致局部導熱不暢，冷卻液的劇烈降解以及設備故障v 對于OAT配方，實際應用中，發(fā)現(xiàn)有機硅橡膠密封件，在高溫場合彈性降低而導致漏液，通過加入硅酸鹽修復劑或者更換其他類型密封件解決這一問題重負荷發(fā)動機冷卻液類型重負荷冷卻液的熱氧化穩(wěn)定性 冷卻液受熱氧化： 乙二醇或者丙二醇，受熱氧化 亞硝酸鹽受

5、熱氧化為硝酸鹽n 發(fā)動機冷卻液工況更加苛刻： 熱負荷增加 工作溫度高 空氣釋放差 壓力高 污染物和腐蝕金屬離子EGR車隊和非EGR車隊冷卻液，PH值和亞硝酸濃度下降快n 行車試驗結果證明，傳統(tǒng)全配方冷卻液，長壽命型和長效型冷卻液對氧化性能和冷卻液壽命影響小，都能滿足要求n 偶爾的冷卻液使用事故，包括變黑，發(fā)動機故障等的原因在于極高的熱應力，冷卻液氧化n 冷卻液事故的根源在于惡劣的養(yǎng)護條件（冷卻液濃度，抑制劑濃度/SCA濃度低）、機械故障、不正常的操作工況（高溫，熱點，或者充氣）穴蝕 防穴蝕性能是重負荷發(fā)動機冷卻液的重要性能 John Deere 發(fā)動機穴蝕試驗是ASTM 規(guī)定的測定冷卻液防穴蝕

6、性能的臺架試驗 傳統(tǒng)冷卻液，加SCAs，長效型，長壽命型，一般含有亞硝酸鹽，或者亞硝酸鹽與鉬酸鹽，有效防止缸瓦穴蝕 工況越苛刻，亞硝酸根消耗越快，因此柴油發(fā)動機會趨向于使用長效型或者長壽命型冷卻液 不含亞硝酸鹽的長壽命OAT冷卻液，在穴蝕試驗（John Deere發(fā)動機穴蝕試驗）展示了令人滿意的性能，在大多數(shù)發(fā)動機行車試驗中的結果也令人滿意阻垢性能 冷卻液使用硬水，受到污染，腐蝕抑制劑分解等形成水垢，減低傳熱效率，導致局部過熱，和金屬疲勞故障 研究表明，0.254-0.172厘米的垢，會嚴重影響換熱，導致缸蓋和氣缸壁金屬表面溫度升高38-93 垢容易在發(fā)動機溫度高的區(qū)域形成，導致局部熱點，使得

7、冷卻液降解加快 阻垢和抗沉積物試驗方法還在制定中 使用高質量的水和良好平衡的抑制劑體系可以有效阻垢沖蝕 軟金屬（鋁及合金，鎂及合金，銅及合金，鉛）在發(fā)動機及冷卻系統(tǒng)的大量使用，以及冷卻液流速的增加，防沖蝕性能變得尤其重要 沖蝕源自于極高流速的液體破壞了冷卻液金屬鈍化膜或者天然氧化保護層 對于軟金屬，流速要設定限制 流速越大，腐蝕月嚴重 湍流，穴蝕，剝落，電位腐蝕，泥沙和金屬粒子都會加劇沖蝕發(fā)動機冷卻液中的化學組成對抗沖蝕性能的影響 一項沖蝕研究表明，兩種含有亞硝酸鹽和鉬酸鹽的市售冷卻液，在鋁合金油冷器模擬實驗，提高流速，試驗結果如圖，可以看到，隨著冷卻液中的亞硝酸鹽轉化為胺，冷卻液的PH值上升，亞硝酸根離子含量下降，致使鋁表面的腐蝕抑制層破壞，形成鋁酸鹽而加速了金屬的腐蝕。冷卻液化學對抗沖蝕性能的影響-PH值冷卻液化學對抗沖蝕性能的影響-亞硝酸根轉化冷卻液化學對抗沖蝕性能的影響-鋁轉化為可溶性鋁酸根發(fā)展趨勢 更高的EGR和雙增壓器使用，導致熱負荷再增加25%，需要開發(fā)更高熱氧化穩(wěn)定的冷卻液和不衰減的添加劑技術 顆粒捕捉器技術會造成冷卻液的熱負荷增加，而尾氣催化轉化技術，會降低EGR的量，從而降低冷卻液的熱負荷 電子水泵，風扇，電子節(jié)溫器等使用，會有效調節(jié)啟動熱機和高