Водители постарше вспомнят — зимой за лобовым стеклом или на капоте встречного грузовика иногда можно было разглядеть табличку с надписью “тосол”. Использование специальной охлаждающей жидкости в СССР не было само собой разумеющимся фактом, и чтобы в конце смены шофер не опорожнил систему охлаждения двигателя не задумываясь, по привычке, требовалось специальное предупреждение.
Ну а на заре автомобилестроения у владельцев безлошадных экипажей просто не было выбора. Пришла зима — сливай воду! Или пользуйся автомобилем с мотором воздушного охлаждения.
Вода, как средство охлаждения двигателя, имеет массу достоинств — она дешева, обладает отличной теплопроводностью, безвредна для человека и животных. Моторы прошлого от воды не особенно страдали — широкие трубки массивных латунных радиаторов не так быстро забивались накипью, так что ездить “на воде” круглый год очень долго было обычным делом, главное — не забывать сливать ее в холода, ведь, превращаясь в лед, вода расширяется настолько сильно, что запросто может разрушить не только радиатор, но и блок цилиндров. На шоферском жаргоне это называется “разморозить” движок.
Летом, наоборот, вода активно испарялась, ее приходилось доливать, чтобы не “вскипятить” мотор. В общем, вы уже поняли — узкий рабочий диапазон — примерно от 0 до 100 градусов по Цельсию — один из основных недостатков воды, как охлаждающей жидкости. Что только ни добавляли в нее, чтобы его расширить! В конце позапрошлого — начале прошлого века в ход шел глицерин и даже мёд, но в основном воду разбавляли спиртом — как обычным, то есть этанолом, так и древесным — ядовитым метанолом. Например, такой антифриз в 1900-х выпускал американский Ford.
Причем, как и автомобили, в таких же огромных количествах, поэтому даже сегодня фордовские банки объемом в хорошем состоянии в один галлон можно найти на аукционах по 50-60 долларов за штуку. Присутствие спирта в воде приводило к резкому усилению коррозионных свойств раствора, что требовало усиления в составе продукта доли ингибиторов коррозии. К тому же, в жару спирт попросту испарялся из систем охлаждения открытого типа, которые использовались в те времена.
Между тем, основной компонент современных охлаждающих жидкостей был открыт задолго до наступления автомобильной эпохи. В 1856 году французский химик Шарль Адольф Вюрц синтезировал этиленгликоль, но до Первой Мировой войны, когда его стали использовать вместо глицерина при изготовлении взрывчатых веществ, этиленгликоль не производили в промышленных объемах.
Однако, уже в 1917-м году в США появилось полукоммерческое производство этиленгликоля с использованием этиленгидрохлорида, а первый крупный коммерческий завод по производству гликоля был построен в Западной Вирджинии в 1925 году компанией Carbide and Carbon Chemicals Co. более известной как Union Carbide. Эта же компания с 1927 года впервые начала выпускать автомобильный антифриз на основе этиленгликоля под маркой Prestone.
Почему именно этиленгликоль стал самой распространенной основой для создания антифризов? Потому, что его производство дешево обходится, но главное — в смеси с водой он образует так называемую эвтектику (попробуйте выговорить этот термин с первого раза).
Жидкая эвтектика представляет собой раствор или расплав, кристаллизующийся при температуре более низкой, чем температура кристаллизации каждого из веществ, входящих в состав смеси.
Проще говоря, смесь воды и этиленгликоля замерзает при куда более низкой температуре, чем чистый этиленгликоль или чистая вода. Сам этиленгликоль замерзает при −12,3°С, добавляем к нему 35% воды и порог замерзания отодвигается аж к −65°С. К тому же при замерзании раствор этиленгликоля, в отличие от чистой воды, почти не расширяется, то есть риск “разморозить” двигатель сводится к минимуму, да и вскипятить его сложнее, ведь температура кипения чистого этиленгликоля куда выше, чем у воды — 197,3 °С, соответственно и антифриз закипает при более высокой температуре.
Замерзшая охлаждающая жидкость означает остановку техники, и иногда это может привести к драматическим последствиям. Во время подготовки контрнаступления под Сталинградом осенью 1942 года сильно похолодало. Днём 6 ноября шёл дождь, а в ночь на 7 ноября температура упала до −15 °С. Морозы держались до весны 1943 года. Вода в системах охлаждения танков, самолетов, автомобилей советских войск начала замерзать. Периодический запуск для прогрева тысяч двигателей грозил срывом скрытной подготовки наступательной операции “Уран”. Механизированным частям срочно требовался антифриз, однако военно-транспортная авиация не имела резервов для этой неожиданной задачи. Тогда руководство ВДВ предложило использовать грузовые планеры. Операцию по доставке так и назвали — «Антифриз». Планеры и самолеты-буксировщики совершили около 60 полетов при плохой видимости в сложных метеоусловиях и перебросили в мехчасти около 50 тонн охлаждающей жидкости. Операция “Антифриз” стала первой крупной военно-транспортной операцией с использованием транспортных планеров. На момент проведения она не имела аналогов в мире по весу перевезенного груза и дальности переброски.
После Второй Мировой войны антифриз прочно вошел и в обиход гражданских автомобилистов, но в теплое время года советские водители еще очень долго заливали в радиаторы воду. Дело в том, что желто-оранжевый этиленгликолевый антифриз, изготовленный по ГОСТ 159-52, принятому в 1952 году, не отличался прогрессивной рецептурой. В качестве антикоррозийной присадки в нем выступал декстрин — термически обработанный кукурузный или картофельный крахмал. Из-за невысоких эксплуатационных свойств использовать этот антифриз рекомендовалось только зимой.
Товарищ Тосол
Все изменилось в начале семидесятых, когда в СССР с помощью итальянцев освоили массовое производство ВАЗ 2101, то есть адаптированного к советской реальности Fiat 124. Тольяттинские спецы собирались использовать в его системе охлаждения старый добрый ГОСТ 159-52, но итальянцы исследовали древний состав и выяснили, что он вызывает интенсивную коррозию металлов, обильно вспенивается при быстрой заливке в движущийся по конвейеру автомобиль, имеет низкий запас щелочности и массу других недостатков, которые не позволяли заливать его в современный мотор новоявленных “Жигулей” ни под каким видом. Что делать? Покупать лицензию на качественный антифриз или возить из-за границы фирменный Paraflu 11 с итальянского конвейера, растрачивая драгоценную валюту — дорого, значит, нужно разрабатывать свой рецепт.
Задачу поручили Государственному научно-исследовательскому институту органической химии и технологии — ГосНИИОХТ. Институт еще в тридцатые годы занимался в том числе разработкой химического оружия. В настоящее время среди направлений деятельности — уничтожение химоружия, токсикологические исследования, производство лекарств, вопросы безопасности окружающей среды. И вот тогда, в конце шестидесятых, лучшие в стране химики-органики занялись антифризом.
Меньше чем за три года институтский отдел Технологии Органического Синтеза, сокращенно — ТОС, разработал первую в СССР низкозамерзающую охлаждающую жидкость, предназначенную для круглогодичной эксплуатации автотранспорта на основе двухатомного спирта этиленгликоля. А поскольку в химической номенклатуре для обозначения спиртов используются окончания “-ол”: этанол, метанол, этандиол (он же — этиленгликоль), то и над названием состава долго не думали, просто добавили к сокращению ТОС это самое окончание. Так и получился советский антифриз марки ТОСол. Продукт оказался ничуть не хуже, чем итальянский Paraflu, что и подтвердили соответствующие испытания.
Полноводной рекой фирменного синего цвета, ТОСол полился не только на ВАЗовский конвейер. Его стали активно использовать для заправки систем охлаждения и других советских легковушек. “Тосол” быстро стал нарицательным именем любой автомобильной “охлаждайки”. Так что если вы машинально называете антифриз “тосолом” — не расстраивайтесь, вы просто действуете в соответствии со сложившейся традицией.
Жаль, запатентовать бренд вовремя не додумались, и с девяностых годов прошлого века, когда производство Тосола" по оригинальной рецептуре было прекращено, его стали делать все, кому не лень, зачастую не утруждаясь контролем качества. Перестроечный контрафакт и откровенный левак, в который бодяжили всё подряд, вплоть до метанола, положил начало другой традиции — считать жидкость в канистрах с надписью “тосол” по определению более низкосортным продуктом, чем в канистрах с надписью “антифриз”. К сожалению, не без оснований.
Призрачный ГОСТ
Как ни странно, оригинальную рецептуру ТОСола не удосужились не только сразу запатентовать, но и закрепить ГОСТом. Его производили в соответствии с Техническими Условиями — ТУ–6–02–751–73. К началу перестройки эти ТУ уже устарели и не поспевали за динамично меняющимися международными стандартами. "Тосол" срочно требовалось “освежить”, а заодно и разработать новый ГОСТ по образцу американского стандарта ASTM D3585. В 1989 году тот же ГосНИИОХТ, который “заварил” первый ТОСол, разработал столь необходимый ГОСТ 28084–89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие».
Привести Технические Условия в соответствие с ним производителей обязали за три года, но кто же знал, что через три года Советский Союз исчезнет с политической карты мира. ГОСТ есть, а государства, которое его утвердило и должно контролировать его соблюдение — нет. Сложилась идеальная ситуация, чтобы пуститься во все тяжкие, так что в девяностые купить качественную “охлаждайку” было большой проблемой.
К тому же и сам ГОСТ 28084–89 нуждался в дополнениях. Например, в разделении антифризов на “легковые” и “грузовые”, различении плотности для антифризов на основе этиленгликоля и пропиленгликоля, привязке срока сохранения их свойств к пробегу или моточасам и так далее.
Вот простой пример: по ГОСТ 28084–89 для этилен и пропиленгликолевых антифризов задавались общие нормы плотности от 1,065 до 1,085 г/см3. А теперь следите за руками: нижний предел плотности по ГОСТ 28084–89 считался по дорогому, и менее плотному пропиленгликолю. Чтобы побольше “навариться”, недобросовестный производитель мог посильнее разбавить дешевый этиленгликолевый антифриз, формально оставаясь в рамках ГОСТа по нормам плотности.
В результате порог замерзания охлаждающей жидкости повышался, то есть она раньше превращалась в кашу. Так было у Гриши avtotourist в девяностых — тосол в его “Буханке” замерз при — 25°С, выдавив крышку термостата. Пришлось проливать систему охлаждения кипятком, ехать на рыбалку “на воде”, сливать ее на месте, а вечером греть на костре воду из озера, чтобы залить в движок — та еще романтика!
Как долго “проживет” антифриз в моторе — по новым стандартам тоже зависело от добросовестности производителя, ведь в ГОСТ 28084–89 не были прописаны методики оценки рабочих свойств охлаждающей жидкости на различных этапах заявленного срока эксплуатации с помощью испытаний на стенде или полигоне. Соответственно, присадки в купленном антифризе вполне могли запросто “закончиться” раньше времени. Раствор этиленгликоля без антикоррозионных добавок в семьдесят, а то и более раз по сравнению с чистой водой ускоряет коррозию. Формально соответствующий ГОСТ антифриз мог нанести вред двигателю!
“Грузовые” антифризы в современных реалиях также требовали отдельного подхода, не учтенного авторами ГОСТа. Ведь большие, в основном дизельные моторы коммерческой техники работают в тяжелых условиях практически непрерывной эксплуатации с увеличенными сервисными интервалами, процессы в их многолитровых системах охлаждения протекают иначе, к тому же дизели больше страдают от проблем, связанных с локальными перегревами и кавитацией.
Что такое кавитация в применении к системам охлаждения двигателей? Не везде в каналах системы охлаждения сохраняется одинаковое давление жидкости. Там, где давление ниже, образуются пузырьки пара. Когда эти пузырьки лопаются, возникает ударная волна, которая выбивает частицы металла с поверхности стенок системы охлаждения. Такое разрушение металла в некоторых местах, например на стенках гильз, может привести даже к появлению сквозных отверстий.
Чтобы уменьшить кавитацию, в антифризы для грузовиков добавляют специальные присадки на основе нитритов и молибдатов. В целом, “грузовой” тосол имеет более высокий резерв щелочности и повышенную точку кипения (до +130 градусов Цельсия). Если залить в грузовик обычный “легковой” тосол — он быстро потеряет свои свойства, потребуется как минимум частая его замена.
В общем, сегодняшние антифризы достаточно сильно отличаются друг от друга, ведь они работают в современных высоконагруженных двигателях, блоки цилиндров и радиаторы которых могут быть изготовлены из разных материалов, рассчитанных под различный температурный режим и межсервисные интервалы.
В целом ситуация тут как с моторным маслом — к однотипной базовой основе добавляют разные пакеты присадок, которые и обеспечивают искомые свойства конечному продукту. Однако даже сама основа антифризов может быть разной.
В большинстве случаев это этиленгликоль — дешевый в производстве, но ядовитый двухатомный спирт. Который, к несчастью, обладает сладковатым вкусом, соблазнительным для детей и домашних животных. Из-за этого в некоторых штатах США в этиленгликолевые антифризы требуют замешивать горькие добавки.
Этиленгликоль в составе антифриза можно заменить на менее плотный пропиленгликоль, который не оказывает токсического воздействия на человека. Кстати, по этой причине его используют в антифризах для климатических систем пищевых производств. Но его изготовление обходится в разы дороже, поэтому в автомобильной промышленности он встречается реже. За рубежом применение ОЖ на основе пропиленгликоля можно встретить в оборудовании, которое работает в сельскохозяйственной промышленности или там, где действуют повышенные требования по экологической безопасности.
Однако главное, конечно — пакет присадок. Именно присадки определяют качество охлаждающей жидкости, а точнее, как долго охлаждающая жидкость будет в состоянии исполнять свои основные функции без вреда для элементов системы охлаждения.
В начале девяностых купить хороший антифриз было большой проблемой, но когда открывшуюся миру страну захлестнул поток подержанных иномарок, а потом и сами иностранные производители завели в России свои представительства и стали активно строить сборочные производства, российским производителям пришлось учиться делать нормальную “охлаждайку”.
“Органика” против тосола
В Европе в то время уже использовали пакеты присадок на основе солей органических (карбоновых) кислот и прочих органических соединений — в мире это называется OAT технология присадок, или же карбоксилатная технология (от химического термина карбоксильная группа — характерная для органических кислот функциональная группа).
Однако в России до самого начала двухтысячных царствовали морально устаревшие тосолы и технологии с использованием пакетов присадок на основе солей неорганических кислот (IAT) — нитратов, нитритов, боратов, силикатов, фосфатов.
В начале XXI века в России был настоящий бум автомобильного производства. В стране одно за другим открывались современные сборочные производства ведущих мировых автомобильных марок. Зарубежным автогигантам с точки зрения как степени локализации, так и упрощения логистики, потребовались современные карбоксилатные антифризы.
Появление карбоксилатных технологий на отечественном рынке стало важным шагом в развитии автопрома. Тому есть несколько причин.
Во-первых, традиционные ОЖ с “неорганическими” присадками образуют на поверхности металла толстый защитный слой до 0.5 мм. Он хорошо противодействует коррозии, но из-за низкой теплопроводности ухудшает теплоотвод, становясь “изолятором” из-за которого мотор вынужден работать при повышенной температуре, а это — одна из причин ускорения износа двигателя, снижения мощности и повышения расхода топлива.
Карбоксилатные ОЖ не высаживаются по всей поверхности, а начинают взаимодействие с металлом только в местах начала коррозионных процессов и толщиной всего 0,0006 мм (60 ангстрем). На “здоровых” участках поверхности защитный слой не образуется, однако органические присадки поддерживают металлические поверхности в пассивном, не склонном к возникновению коррозии состоянии, следовательно, не страдает теплоотвод, а пакет присадок “расходуется” менее активно и более равномерно, поэтому карбоксилатные антифризы служат дольше.
Далее. Один из существенных недостатков традиционных тосолов с дешевыми неорганическими присадками (такими как бораты, например) — неспособность защищать алюминий, который активно используется в двигателях, при температурах выше 105 ºС и при сильных тепловых потоках. Карбоксилатные антифризы, наоборот, отлично справляются с защитой деталей из алюминия и его сплавов, не теряют антикоррозионных свойств на верхних границах рабочих температур (до 135 ºС) современных моторов.
Плюс применения сбалансированных органических присадок, в том, что они могут дольше работать и выполнять функцию защиты от кавитации, которая губит лопасти насосов систем охлаждения и гильзы цилиндров двигателя. Когда как неорганические комплексы быстро вырабатывают свой ресурс ввиду чего требуют регулярного контроля и обновления. Качественные карбоксилатные антифризы не повреждают пластики и эластомеры, повсеместно используемые в современных двигателях.
Срок эксплуатации современных антифризов намного больше, менять их надо реже, чем традиционные, а значит они намного более экологичны, ведь количество жидкости, требующей утилизации куда меньше. К тому же карбоксилатные ингибиторы коррозии сами по себе имеют более низкий класс опасности для окружающей среды.
Пионером производства таких антифризов в России в 2003 году стал один из крупнейших в стране производителей, “Техноформ”. Предприятие стартовало в стратегическом партнерстве с бельгийским гигантом Arteco — совместным проектом гигантов Chevron и Total, занимающим 40% европейского рынка присадок.
С пакетами Arteco “собраны” карбоксилатные антифризы антифризы марок Total, Motul, Castrol, BP, а также применяемые на зарубежных производствах Ford, General Motors, Land Rover Jaguar, Volvo, Volkswagen, Renault/Nissan, Caterpillar, Komatsu, Isuzu.
Построенное в Подмосковье высоко автоматизированное предприятие с европейским оборудованием стало производственной площадкой Arteco и главным поставщиком антифризов на работающие в стране автомобильные заводы. Отлаженная система менеджмента качества позволила автозаводам принимать продукцию без входного контроля, что упрощало процесс производства автомобилей.
В период санкций, компания продолжает поставки антифризов под собственной маркой Coolstream на конвейер автозаводам, которые не остановили производство. Речь идет про действующие в России производства Haval, Aurus, Komatsu, Volgabus, НЕФАЗ, Урал, КАМАЗ, а также для официального сервисного обслуживания KIA / Hyundai, КАМАЗ, Isuzu, Komatsu, Liebherr, Claas.
Национальные отличия в составе антифриза
Различия стандартов охлаждающих жидкостей начали формироваться вместе с началом активного использования алюминия вместо чугуна в производстве силовых агрегатов и радиаторов. Для “алюминиевых” моторов потребовались новые пакеты присадок и крупные производители в разных странах и на разных континентах пошли своими путями.
Напомним, что присадки к антифризам делятся на два типа: неорганические — Inorganic acid technology (IAT) и органические или карбоксилатные — Organic acid technology (OAT). Кроме чисто “органических” или “неорганических” антифризов существуют гибридные — Hybrid Organic Acid Technology (HOAT), в которых доля “органики” и “неорганики” может варьироваться в очень широких пределах, например — всего 10% карбоксилатов, остальное — “неорганика”, или наоборот. Лобридные антифризы — Low Hybrid (Lobrid) отличаются от гибридных строго фиксированным процентом минеральных компонентов — не больше 10% от общего объема присадок. Чаще всего к органической основе добавляют силикаты (Si-OAT), нитриты (N-OAT), фосфаты (P-OAT), силикаты + фосфаты (PSi-OAT)
Однако в Европе фосфаты в антифриз не замешивают, спецификации VAG – TL 774, известные как G11, G12, G12+, не допускают их использования, а в Японии и Корее — наоборот, добавляют только фосфаты, при этом силикаты и нитриты запрещены. Только в США полная свобода — там добавляют все перечисленные компоненты, но отдают предпочтение нитритам, которые хорошо противодействуют кавитационной эрозии. В Штатах еще в 70-х годах прошлого века вовсю использовали бораты, отлично защищавшие чугунные блоки.
В Японии и Корее бораты добавляли куда реже, чем амины, нитриты и фосфаты. С переходом на широкое использование алюминия японцы исследовали европейские силикатные добавки — и забраковали их из-за склонности к образованию гелей и возможности разрушения уплотнителя помпы, после того как присадки “выдыхались”. К тому же, каналы систем охлаждения в азиатских двигателях традиционно были более узкими и быстрее забивались силикатным осадком.
И в Германии и в Японии производители автомобилей отдают предпочтение лобридным составам, но они — разные. Например, французы, могут заливать карбоксилатные антифризы без неорганических добавок. Так что главное что нужно делать автовладельцу — заливать качественный антифриз, рекомендованный производителем для конкретного автомобиля.
Как контролировать качество антифриза?
Прежде всего — не покупать антифриз в сомнительных местах и пользоваться только оригинальной продукцией проверенных, хорошо зарекомендовавших себя производителей.
“Продвинутый” способ проверки антифриза — по плотности, с помощью автоматического плотномера (в лабораторных условиях) или ареометра.
Но применять ареометры со шкалами "температур" для самостоятельной проверки нельзя, так как разные антифризы при одинаковом разведении могут иметь разную плотность. Из за этого при применении таких приборов заведомо нормальный продукт может быть забракован.
Лучше всего применять портативный рефрактометр — он работает по оптическому принципу и дает более точные данные. Применение подобных приборов прописано в руководствах по работе с двигателями разных брендов.
Но и этот метод не дает на 100% точных показаний. Так что гораздо проще все же пользоваться антифризом от надежного производителя и менять его в соответствии с инструкцией по эксплуатации автомобиля и самой “охлаждайки”, ведь сроки службы разных типов ОЖ могут значительно различаться, допустим, традиционный тосол придется сливать через 80 тысяч км, а карбоксилатный антифриз может быть рассчитан и на 200-250 тысяч км (или 8-10 лет эксплуатации).
Не стоит отказываться и от старого-доброго визуального контроля: например, изменение цвета — верный признак старения ОЖ. Если в расширительном бачке рыже-бурая жижа — менять жидкость нужно срочно. Такой цвет означает начало коррозии в системе охлаждения. Результат этого процесса — протекающие патрубки, уплотнения и образование раковин в блоке цилиндров и головке блока мотора.
Все цвета радуги
Большинство автовладельцев придают цвету антифриза огромное значение, самый частый вопрос — можно ли смешивать жидкости разных цветов? Правильного ответа на него не существует!
Цвет — это всего лишь краситель и никак не влияет на эксплуатационные характеристики продукции. Все основные компоненты антифриза: вода, этиленгликоль и функциональный пакет присадок – изначально бесцветны, краситель добавляется лишь для облегчения поиска мест утечек и визуального отличия от других технических жидкостей.
Да, в отечественный тосол традиционно добавляют синий краситель, немцы предпочитают темно-зеленый, итальянцы — красный. А еще бывает антифриз оранжевого цвета, который светится в ультрафиолетовых лучах. В общем, производители антифризов могут покрасить любой состав любым цветом, исходя из собственных соображений.
О чем можно сказать уверенно: подбирать антифриз по цвету нельзя. Два антифриза одинакового цвета могут быть совершенно не совместимыми по химическому составу.
Таким образом, заливать в охлаждающую систему вашего автомобиля необходимо только конкретный рекомендованный производителем тип антифриза.
Вот так вот в общих чертах устроен мир автомобильных охлаждающих жидкостей. Теперь вам слово, уважаемые читатели. Какой антифриз вы используете, и как часто его меняете? Замерзала ли у вас вода? Делитесь опытом, дополняйте в комментариях!
***
