Первые двигатели внутреннего сгорания имели воздушное охлаждение, то есть обходились без водяного охлаждения. Но уже в начале 1900 года стали появляться двигатели с водяным охлаждением. И, конечно же, первым теплоносителем стала обыкновенная вода. Она была доступна, но имела ряд критических недостатков: замерзание при минусовой температуре, низкую температуру кипения, коррозионное воздействие. Это не только влияло на работоспособность двигателя, но и заставляло водителя-механика дополнительно обслуживать автомобиль. Например, в инструкциях по эксплуатации военных автомобилей того времени был расписан процесс слива охлаждающей жидкости с двигателя и радиатора на ночное время в зимний период.
Антифриз (от греч. anti — против и англ. freeze — замерзать) — общее название жидкостей, не замерзающих при низких температурах. Первые антифризы (кроме воды) появились в начале XIX века и готовились на основе метанола (метилового спирта) или этанола (этилового спирта) в смеси с водой. Однако ядовитость метанола и психоактивные свойства этанола, низкая температура кипения и высокая испаряемость одноатомных спиртов значительно сужали возможности их использования. Температура кипения антифриза на основе метанола составляет всего 70-90 С, то есть стандартная температура работы двигателя. Также сильное коррозионное воздействие этих антифризов, особенно на цветные металлы, заставило отказаться от них. В РФ оборот метанолосодержащих продуктов уголовно наказуем, но многие производители продолжают выпускать данную продукцию из-за низкой себестоимости и высокой маржинальности.
Также были эксперименты с использованием в качестве охлаждающих жидкостей гликолей. Они имели высокую температуру кипения и низкую — замерзания, но обладали высокой вязкостью и отвратительной текучестью. То есть намного хуже осуществляли теплообмен и сильно нагружали помпу. В данное время антифризы на основе гликолей практически не производятся, так как основная составляющая — водно-гликолевый раствор — сильно выросла в цене и экономически это стало не выгодно.
Тосол и антифриз
Самая популярная в нашей стране охлаждающая жидкость — это тосол, разработанный в конце 1960-х - начале 1970-х в городе трудовой доблести Дзержинск. Слово “тосол” стало практически нарицательным для всех видов охлаждающих жидкостей в РФ. А ведь это аббревиатура Т.О.С. — “Технология органического синтеза” — название отдела института, непосредственно занимающегося разработкой, а “-ол” означает принадлежность к спиртам (метанОЛ, этанОЛ). По сей день Дзержинск является крупнейшим промышленным городом и выпускает самые качественные антифризы в России. Рецептура, придуманная местными химиками, разошлась по всей стране. И сейчас уже практически в каждом городе есть свой производитель, “мешающий лопатой в кубе” этот уникальный продукт.
Тосол по сути своей то же самое, что и антифриз, только с русскими корнями. Современные тосолы, они же антифризы, производятся на моноэтиленгликоле, сокращенно МЭГ. Сам по себе МЭГ в чистом виде замерзает при температуре 12 С. Но при разбавлении водой температура замерзания падает. Для примера, раствор воды и МЭГ в пропорциях 50/50 застывает уже при температуре -37 С. Но при больших концентрациях МЭГа начинается обратный процесс — температура застывания растет. Данная смесь называется эвтектической. То есть когда температура застывания составляющих смеси выше, чем температура самого раствора. С этой особенностью многие рядовые автовладельцы и механики не знакомы и заливают в системы охлаждения концентраты антифризов, думая, что они имеют пониженную температуру застывания. На самом деле нужно четко соблюдать пропорции, указанные в инструкции. Антифризы, созданные на основе МЭГ, имеют высокую температуру кипения (более 105 С), небольшую плотность (примерно 1,075 кг/л) и низкую температуру начала кристаллизации (конечно же, при правильных концентрациях). Единственный минус — это негативное коррозионное воздействие, которое нивелируется пакетами присадок.
Для чего используют присадки антифризов?
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).
Цвет антифриза — это всего лишь краситель, который никак не влияет на характеристики жидкости. Все основные компоненты антифриза — вода, МЭГ 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.
Самые качественные и надежные пакеты присадок (силикатные, карбоксилатные) были разработаны в Дзержинске и используются по сей день в большинстве автомобилей. Там же и производится линейка антифризов Metaco для всех распространенных в России моделей авто. Данные охлаждающие жидкости производятся на основе моноэтиленгликоля. Имеют честную температуру начала кристаллизации -40 С, отличные противокоррозионные свойства, хорошую прокачиваемость и долгий срок службы.