Чем грузовой антифриз отличается от легкового

Мы уже неоднократно подчёркивали в этом блоге, что современный антифриз должен быть точно «настроен» на работу в конкретной модели двигателя. Сегодня поговорим о том, какими свойствами обладает антифриз для грузового транспорта и как они реализуются.

Особенности эксплуатации грузовых автомобилей

Грузовики и спецтехника эксплуатируются иначе, чем большинство легковых автомобилей. Чтобы эксплуатация коммерческой техники, к которой относятся и грузовики, была экономически выгодна, она должна работать как можно больше и простаивать как можно меньше. Ярче всего это различие проявляется в цифрах пробега автомобилей: для легковушки пробег в 200 тыс. км — солидный показатель, для среднего магистрального тягача — это пробег за год–два и небольшая часть ресурса.

Помимо большого суммарного ресурса, для грузовика важны:
— низкие эксплуатационные расходы в целом;
— большие интервалы между техобслуживанием;
— предсказуемость: машина не должна ломаться внезапно.

Считается, что моторы грузовых автомобилей работают в более тяжёлых условиях. Это верно, но лишь отчасти: детали и узлы грузового мотора спроектированы с учётом этих нагрузок, поэтому они долговечны. Но сейчас не будем углубляться в тонкости сопромата — сосредоточимся на системе охлаждения.

Одно из основных отличий системы охлаждения грузовика — большой объём. С одной стороны, двигатели грузовиков элементарно крупнее, поэтому система охлаждения тоже больше. Например, у типичной легкового автомобиля объём антифриза около 5-7 литров, у КАМАЗа — 35 литров, а у карьерного самосвала БелАЗ 7555 — 205 литров.

Вместе с тем, в моторе грузовика в единицу времени сгорает больше топлива, при этом выделяется больше тепла. Соответственно, объём избыточного тепла тоже больше, что требует большего количества теплоносителя для его транспортировки. Например, карьерный самосвал Caterpillar 797, фото которого вы видите вверху, расходует на 100 км пути почти 800 литров дизтоплива, и значительная часть тепла, образующегося при его сгорании, выбрасывается в атмосферу через систему охлаждения.

Из-за большого объёма антифриза некоторые процессы в нём протекают иначе, чем в малообъёмных системах охлаждения двигателей легковых машин. В частности, большие проблемы создаёт кавитация.

Кавитация в дизельных моторах

Напомним, в чём состоит суть этого вредного явления. Поток антифриза в каналах системы охлаждения неоднороден — в местах понижения давления в жидкости возникают пузырьки, наполненные паром. В момент схлопывания этих пузырьков возникает ударная волна, распространяющаяся в жидкости. Когда эта волна доходит до стенок системы охлаждения, она выбивает с поверхности металла атомы — происходит её разрушение, эрозия.

В горячей жидкости риск возникновения кавитации возрастает: с повышением температуры условия для образования пузырьков пара становятся благоприятнее.

Двигатели грузовиков дизельные, а одно из важных отличий дизельного мотора от бензинового — степень сжатия: у дизеля она в среднем в два раза больше.

Сжатие — второй такт в работе четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания. Поршень идёт вверх и сжимает горючую смесь или, в случае дизельного, мотора воздух. При этом объём газа уменьшается в несколько раз — это и есть степень сжатия. Давление газа на стенки цилиндра в момент сжатия возрастает, а при сгорании смеси увеличивается ещё больше. Поскольку стенки цилиндра обладают некоторой упругостью, они расширяются. В этом видео показано, как это происходит:

Характер сгорания топлива в цилиндрах дизеля тоже иной — более «взрывной». Давление горящих газов повышается скачком, стенки цилиндров, омываемые охлаждающей жидкостью, его воспринимают — в жидкости возникают ударные волны, которые представляют собой чередующиеся зоны повышенного и пониженного давления. А в зонах пониженного давления, как мы помним, возникает кавитация.

Чем больше объём охлаждающей жидкости, тем больше в ней возникает кавитационных пузырьков, разрушающих детали, контактирующие с жидкостью. Сильнее всего от эрозии страдает крыльчатка помпы, а в дизелях — и гильзы цилиндров. Известны случаи, когда эрозия повреждала стенки цилиндров насквозь.

Поскольку кавитационные пузырьки заполнены паром, повышение температуры кипения кавитацию уменьшает.

Температура кипения антифриза выше, чем у воды и составляет примерно 108 °С. Чистая вода кипит при 100 °С, чистый этиленгликоль — при 197 °С. Антифриз представляет собой раствор этиленгликоля в воде, поэтому температура его кипения выше, чем у воды, но ниже, чем у концентрированного этиленгликоля. Чтобы увеличить температуру кипения ещё немного, систему охлаждения делают герметичной, из-за чего давление в ней при работающем моторе выше атмосферного, что повышает температуру кипения на дополнительные несколько градусов.

Чтобы дальше уменьшить кавитацию, в состав антифризов вводят специальные антикавитационные присадки.

Антифриз для грузовиков: слагаемые надёжной работы

Антифриз в двигателе выполняет две основных функции:

1) отводит избыток тепла от цилиндров и головки блока;
2) выравнивает температуру разных частей мотора, уменьшая температурные напряжения в нём.

О недостатках воды как охлаждающей жидкости мы уже рассказывали. Два самых крупных — это высокая температура замерзания и высокая коррозионная активность.
Основа антифриза — смесь воды с этиленгликолем, которая начинает замерзать при −40 °С. Важно, что кристаллизуется она постепенно, поэтому даже при понижении температуры ниже −40 °С антифриз не повреждает двигатель.

Для придания раствору этиленгликоля необходимых эксплуатационных свойств в состав антифриза вводят присадки. Они составляют не более 3% жидкости по объёму, но выполняют принципиально важные задачи:
— не дают антифризу пениться в момент заливания в двигатель;
— предотвращают образование накипи и отложений;
— защищают поверхность металла от коррозии (за это отвечает карбоксилатный пакет);
— подавляют кавитацию (нитриты или молибдаты — об этом подробнее расскажем дальше).

Добавка ярких красителей облегчает обнаружение утечек.

Антикавитационная «кухня» антифриза

При разработке антифризов для высоконагруженной техники компания «Тосол-Синтез» руководствуется общепризнанным в мире стандартом ASTM D6210, разработанным американской организацией ASTM International (ранее называлась Американским обществом по испытанию материалов — англ. American Society for Testing and Materials), больше 120 лет занимающейся разработкой и публикацией добровольных стандартов для материалов, продуктов, систем и услуг.

ASTM D6210 — спецификация на охлаждающие жидкости на основе моноэтиленгликоля, предназначенные для тяжело нагруженных дизельных двигателей. Данный стандарт предусматривает ввод в антифриз специальных присадок против кавитации — нитритов или молибдатов — и регламентирует их количество и физико-химические свойства антифриза.

За счёт введения этих присадок в состав антифриза значительно увеличивается защита деталей двигателя от кавитации: в результате химической реакции с участием нитритов и молибдатов на поверхности металла образуется слой, защищающий металл от воздействия ударной волны при схлопывании пузырька.
Большим преимуществом этих присадок является то, что они восстанавливают защитную плёнку на поверхности металла сразу же после того, как в результате взрыва очередного пузырька она оказывается прорванной. Это свойство и позволяет обеспечивать защиту от кавитации.

Антифризы FELIX для грузовых автомобилей

Для высоконагруженных двигателей, а также легковых автомобилей, работающих в тяжёлых условиях эксплуатации, компания «Тосол-Синтез» специально разработала антифризы FELIX Energy и FELIX CARBOX SQ. Они изготовлены на основе высококачественного этиленгликоля и очищенной воды. Ресурс эксплуатации этих антифризов — 250 тыс. км или 5 лет. Благодаря этому выполняется требование к долговечности и надёжности коммерческой техники и жидкостей.

FELIX Energy — антифриз класса G12+ и предназначен для грузовых автомобилей, тяжёлой и агротехники, тракторов, судов и лодок, стационарных двигателей. Он соответствует требованиям международных стандартов, в том числе ASTM D6210 и ряда других, разработанных ASTM International и SAE International (ещё одна организация, занимающаяся разработкой инженерных стандартов, основанная в начале прошлого века в США как Общество автомобильных инженеров), а также спецификациям производителей специализированной техники (Cummins, Liebherr, JCB, John Deere, MTU).

FELIX SQ — продукт более профессиональный: это карбоксилатный антифриз, разработанный специально для грузовой и специализированной техники, работающей в тяжелых условиях эксплуатации. Он соответствует требованиям спецификаций производителей специализированной техники (Cummins, Liebherr, JCB, John Deere, MTU) и успешно работает, помимо прочего, в карьерных самосвалах БелАЗ с двигателями MTU и в грузовиках КАМАЗ c двигателями Cummins — это проверено на практике в рамках программ испытаний и в ходе полевой работы. А в ходе лабораторных исследований международная аккредитованная организация ABIC Testing Laboratories подтвердила соответствие FELIX SQ стандартам ASTM D3306, ASTM D4985 и ASTM D6210.

FELIX Energy продаётся в рознице, и его может приобрести любой покупатель. А CARBOX SQ фасуется в большие тары и предназначен для поставок напрямую предприятиям, транспортным компаниям и иным бизнес-клиентам — на полках магазинов его не найти.

Если у вас есть вопросы относительно грузовых антифризов и иных продуктов FELIX, задавайте их в комментариях — постараемся ответить.