Чем охлаждали двигатели автомобилей: эволюция систем охлаждения
На протяжении истории автомобилестроения способы охлаждения двигателей претерпели серьёзную эволюцию — от примитивных решений до высокотехнологичных составов. Рассмотрим ключевые этапы.
1. Эпоха воды (конец XIX — начало XX века)
Первые автомобили с ДВС использовали чистую воду как охлаждающую жидкость. Это было просто, но крайне неудобно:
* при температуре ниже 0 °C вода замерзала, расширялась и разрушала радиатор и блок цилиндров;
* требовалось ежедневно сливать воду на ночь в холодное время года;
* вода вызывала интенсивную коррозию металлических деталей;
* отсутствие присадок приводило к образованию накипи.
Решение: водители носили с собой кипятильники или грели воду на костре перед запуском двигателя зимой.
2. Первые «антифризы» (1900–1920‑е годы)
Для борьбы с замерзанием начали применять простейшие растворы:
* метанол (метиловый спирт) — эффективно понижал температуру замерзания, но был летуч и токсичен;
* глицерин — нетоксичен, но сильно повышал вязкость жидкости, ухудшая циркуляцию;
* растворы хлористого кальция — агрессивны к металлам, вызывали быструю коррозию.
Эти составы имели ограниченный успех из‑за:
* низкой температуры кипения (перегрев двигателя);
* высокой коррозионной активности;
* токсичности и пожароопасности.
3. Эра этиленгликоля (с 1926 года)
Прорыв произошёл в 1926 году в США, когда начали массово производить смеси воды и этиленгликоля. Преимущества:
* температура замерзания до −75 °C (при 75 % концентрации);
* повышение температуры кипения до +108…+115 °C;
* стабильность при рабочих температурах;
* приемлемая вязкость.
Этиленгликолевые антифризы стали стандартом для автомобильной промышленности, но требовали:
* добавления ингибиторов коррозии;
* регулярного контроля концентрации;
* соблюдения мер безопасности (этиленгликоль токсичен).
4. Советский опыт: «Тосол» (1970‑е годы)
В СССР разработали собственную марку антифриза — «Тосол»:
* название образовано от аббревиатуры ТОС (Технология органического синтеза) и суффикса «‑ол» (характерного для спиртов);
* основывался на этиленгликоле с пакетом антикоррозионных присадок;
* выпускался в марках 40 и 65 (температура замерзания в °C).
«Тосол» стал синонимом антифриза в советском автопроме, хотя технически это лишь торговая марка.
5. Современные охлаждающие жидкости (1990‑е — н. в.)
Сегодня используются несколько типов ОЖ с улучшенными характеристиками:
* Традиционные (силикатные) — с неорганическими ингибиторами (силикаты, фосфаты). Срок службы: 2–3 года.
* Карбоксилатные (OAT) — на основе органических кислот. Защищают только очаги коррозии, не образуя общего слоя. Срок службы: 5–7 лет.
* Гибридные — сочетание органических и неорганических ингибиторов. Срок службы: 3–5 лет.
* Лобридные (SOAT) — оптимизированный гибрид с длительным ресурсом (до 10 лет).
* На основе пропиленгликоля — менее токсичны, экологичнее этиленгликоля.
6. Инновационные решения (XXI век)
Современные разработки включают:
* наноантифризы
* биоразлагаемые составы
* интеллектуальные ОЖ
* низковязкие формулы
Ключевые требования к современным ОЖ
1. Температурный диапазон:
* замерзание — не выше −40 °C (для умеренного климата);
* кипение — не ниже +108 °C при атмосферном давлении.
2. Защита материалов:
* ингибирование коррозии алюминия, меди, чугуна, резины;
* отсутствие кавитационной эрозии.
3. Стабильность:
* сохранение свойств 50 000–100 000 км пробега;
* устойчивость к пенообразованию.
4. Безопасность:
* низкая токсичность;
* биоразлагаемость.
Сегодня выбор ОЖ зависит от:
* типа двигателя;
* климатических условий;
* требований производителя автомобиля;
* экологических стандартов.
Главное правило остаётся неизменным: правильная охлаждающая жидкость — залог долговечности двигателя.