純水是一種優秀的冷卻劑。自然發生,豐富可用,幾乎與任何東西混合。
它可以泵送,過濾,加熱,冷卻,蒸發,冷凝和儲存。
用作汽車冷卻劑,會有幾個缺點:在0°C(32°F)結凍,在冷凍期間,體積膨脹10%,可能會撐破管路或缸體。
第二,在100°C(212°F)沸騰。當水沸騰時,蒸氣會阻斷冷卻劑流動,取代液體容量,進一步降低散熱效率。
第三,純水將允許在金屬上發生腐蝕,並且加速劣化。保證你的冷卻系統昂貴的維修的最好方法是只加純水。
乙二醇(ethylene glycol) 又名 甘醇, 簡稱 EG 。化學式 HOCH2—CH2OH 。
是一種合成的液態物質,可以吸收水分。它沒有臭味,但卻有一種甜味(會吸引小動物去吃喝)。
乙二醇對動物有毒性,人類致死劑量估計為1.6 g/Kg, 成人服食 30 毫升已有可能引致死亡。
相較於 甲醇 的最低致死劑量(LDLO)為1-2 mg/Kg,乙二醇的毒性不高,目前已知對人類的LDLO為786毫克/公斤。
乙二醇最大的危險性在於它的甜味。因此相較於其他有毒物質,孩童和動物比較容易因攝取大量的乙二醇而中毒。
經過消化系統作用,乙二醇會先被氧化成 乙醇酸 ( 強酸 ),再被氧化成 草酸 。
在空氣中,乙二醇大約十天會被分解。水和土壤中的乙二醇在數天到數個月之內就會被分解。
與水/乙醇/丙酮/醋酸甘油 吡啶 等混溶,微溶於乙醚,不溶於石油烴及油類,
能夠溶解氯化鈣/氯化鋅/氯化鈉/碳酸鉀/氯化鉀/碘化鉀/ 氫氧化鉀 等無機物。
乙二醇沸點197.4°C,冰點是 -11.5°C,能與水任意比例混合。
混合後由於改變了冷卻水的蒸氣壓,冰點顯著降低。
其冰點隨著乙二醇在水溶液中的濃度變化而變化,濃度在60%以下時,
在水溶液中隨著乙二醇濃度升高冰點降低,但濃度超過60%後,
隨著乙二醇濃度的升高,其冰點呈上升趨勢,粘度也會隨著濃度的升高而升高。
當濃度達到99.9%時,其冰點反而上升至-13.2°F,
這就是濃縮型防凍液(防凍液母液)為什麼不能直接使用的一條重要原因,使用者必須注意。
常用濃度為33%~67%,一般取50/50中間值使用。
乙二醇含有羥基,長期在 80°C~ 90 °C下工作,乙二醇會先被氧化成 乙醇酸 ,再被氧化成 草酸 ,
即乙二酸 ( 草酸 ), 含有 2 個羧基。草酸及其副產物會先影響 中樞神經系統 ,接著是心臟,而後影響腎臟。
如無適當治療,攝取過量乙二醇會導致死亡。乙二醇乙二酸,對設備造成腐蝕而使之滲漏。
因此,在配製的防凍液中,還必須有防腐劑,以防止對鋼鐵、鋁的腐蝕和 水垢 的生成。
所使用的腐蝕抑製劑因製造和車輛的要求而廣泛變化。
這麼多不同種類冷卻劑的原因在於所使用的抑製劑的複雜性。
3 種主要的乙二醇冷卻劑添加劑是: 1 )矽酸鹽基,也稱為綠色冷卻劑。
2 )有機酸技術,通常稱為 OAT ,號稱長壽型的,
3 )混合型冷卻劑 HOAT ,其組合的有機酸技術與低劑量的矽酸鹽混合。
許多所謂的“通用型冷卻劑”是混合型家族的成員。
傳統的綠色冷卻劑主要是乙二醇,矽酸鹽和綠色染料。較新的冷卻劑基本上具有相同的成分,
但具有橙色,紅色,藍色,紫色或琥珀色,並且沒有高水平的矽酸鹽。
為什麼趨勢走向環保防凍劑?更長的維護週期。最近我們希望每件事都持續更久。
矽酸鹽是含有矽,氧和一種或多種金屬例如鋁,鋇,鈹,硼酸鹽,鈣,鐵,鎂,錳,鉬
酸鹽,亞硝酸鹽,硝酸鹽,磷酸鹽,鉀,鈉或鋯的化合物。 矽酸鹽可以被化學地認為是各種矽酸的鹽。
在冷卻系統中,矽酸鹽為金屬部件(特別是鋁)提供高水平的快速作用保護,防止腐蝕和點蝕,這是至關重要的。
矽酸鹽有效保護冷卻系統,大約只能持續約2年。兩年後,冷卻液混合物需要更換新的冷卻液和水。
由於矽酸鹽的生命週期只有短短的一兩年,如果使用更長時間,則從散熱器內部開始沉澱,
在冷卻劑“消耗”之後發生矽酸鹽脫落。矽酸鹽被歸咎於散熱器沉積物,導致引擎過熱和降低散熱器性能。
一旦矽酸鹽從溶液中脫出,不再抑制不同的金屬腐蝕,則引擎內部金屬零件開始劣化。
矽酸鹽被認為在冷卻系統中是磨蝕性的,並且歸因於過早的水泵密封失效。
如果你的水泵是同步皮帶驅動的,無論如何60,000或90,000英里水泵可能需要更換。.
由於矽酸鹽的壽命短,因此有機酸鹽OAT,癸二酸鹽和2-乙基己酸(2-EHA),
它們是腐蝕抑製劑,用來代替矽酸鹽,允許更長的使用壽命。
通常,宣傳為5年/長壽命/延長壽命。OAT冷卻劑內的抑製劑配方根據不同的製造商而有不同的組成。
Dex-cool使用2-EHA,是具有軟化塑料效果的增塑劑。 GM進氣歧管由塑料製成...........
如果發現Dex-cool正在溶解墊圈材料,它將驗證一些已經傳很長時間的謠言:Dex-cool吃掉墊圈!!。
Prestone不使用2-EHA的長壽命冷卻液,而是使用有機酸鹽。
混合冷卻劑,也稱為HOAT或G-O5是添加了低矽酸鹽電荷的OAT冷卻劑。
這個想法是獲得更長壽命的OAT,同時保留矽酸鹽的積極特性。
在硬水沉積物成為問題的地區,HOAT混合物保持非常好。流行的HOAT的主要抑製劑是苯甲酸(Benzoate)。
1996 年,大多數通用汽車從綠色冷卻液變為Dex-cool,而克萊斯勒在2002年從綠色變為HOAT。
2003年,福特改為HOAT。歐洲汽車從未成為傳統綠色汽車的粉絲,並一直使用HOAT或只用OAT。
亞洲車輛在1996年從HOAT轉向OAT。趨勢很明顯,矽酸鹽水平正在下降,
隨著OAT抑製劑越來越好,矽酸鹽很快就會成為過去。
由於Zerex,一個豐富多彩的圖表可用於精確定位各種車輛的冷卻液類型。
丙二醇(Propylene Glycol,PG)一種無色粘性吸濕液,CH3CH-OHCH2OH,
用於防凍液,液壓液和溶劑中.。儘管PG(丙二醇)的熱性能不如EG(乙二醇)更好,
但是有一個主要優點 - 它對人和動物無毒。
雖然EG是甜的味道和動物被吸引到它的好奇和氣味。因為它的味道和毒性,
EG是每年許多寵物死亡的原因。如果車庫空間與寵物共享,PG可能是合理的選擇。
最近的PG製劑包括低矽酸鹽OAT,據稱具有7年7萬英里的壽命。
關於無水冷卻液(Waterless Coolants)我們沒有足夠的知識去評論他們。
然而,想法是這樣的:如果我們能夠擺脫水的限制性質,例如:在100℃下沸騰,
在0℃下凍結,允許腐蝕,傳導電流並允許電解發生,同時增加冷卻劑的熱吸收……我們拭目以待。
冷卻劑添加劑本身不是冷卻劑,必須謹慎使用。它們改變冷卻劑的化學和物理性質,
從而實現我們所需的“行為”。最大的追求特性是表面張力降低。
其他目標包括pH試劑,電解抑製劑,水溶性油,增加的鹼度儲備等。
雖然在處理特定條件非常有用,但不推荐一個人把一切都放在冷卻系統中。
不僅冷卻液會被稀釋,化學反應結果可能非常有趣…
附註:
Porsche was one of the first manufacturers to use an all aluminum engine and they were pioneers in the development of the Organic Additive Technology (OAT) for antifreeze.
In those days the concentration of silicates, borates and phosphates (among others) was so high in the commercially available IAT coolants, that when mixed with OAT this would cause the additives to precipitate out of solution and would clog many of the fine cooling vanes in the radiators and engine.
This precipitate had the consistency of slush.