发动机冷却液的检测与更换措施

刘 冰

（大庆油田技术监督中心产品质量监督检验所，黑龙江大庆 163000）

冷却液是汽车发动机中重要的组成部分，会在汽车发动机中的冷却系统内部以循环的状态流动，通过持续的流动可以将发动机在运转过程中产生的多余热量带走，使汽车发动机冷却下来，可以维持到正常的工作状态。但是冷却液也是以普通的物质形态存在的，其性能必然会受到外界条件的影响，随着应用时间的延长，其性能会从强到弱并逐渐消失，所以技术人员要根据发动机的具体情况，采取科学的检测措施来确定冷却液的物质形态，对其进行科学的检测。如果技术人员已经检测出冷却液不适合继续使用，则需要及时的更换，以免对汽车发动机的冷却系统造成更大的影响。

1 发动机冷却液的作用

1.1 冷却作用

汽车发动机在燃烧时的效率只达到30%的状态，最高可以达到40%的状态，剩下的热量需要冷却系统及时带走，才能保证汽车发动机处于正常的运行状态。汽车发动机的最高转速可以达到4 000r/min，发动机在运转时的最高工作温度可以达到80~90℃，转速达到6 000r/min状态的汽车发动机，其工作温度可以达到88~105℃，在汽车发动机运转做功以后余下的热量会由机油排放带走40%，剩余的60%会随着冷却系统发散到周围的空气中[1]。

1.2 防腐作用

汽车发动机中使用最多的是乙二醇冷却液，由基础液、防腐剂及软水等物质组成，乙二醇是其中的基础液，有时也可以添加少量的丙烯醇与乙二醇，但是只能在乙二醇中添加其中的一种，因为乙二醇容易氧化并形成酸性的物质，会对金属材料及橡胶材质形成一定的腐蚀作用，所以技术人员可以在汽车发动机冷却液中加入少量的防腐剂，能够延长乙二醇的氧化时间。汽车发动机系统中具有多种金属材料构成，比如黄铜、铸铁及钢材等，所以冷却液中通常会具有一定的防腐剂，其主要作用是为了保护缸体及缸盖等部分的金属材料，因为防腐剂中具有性质较为稳定的硅酸盐，可以防止冷却液在汽车发动机冷却系统中产生电化学反应，所以成为现代汽车冷却系统中常用的添加剂，比如偏硅酸钠等物质都被简称为硅酸盐，会对汽车发动机中的铝合金及其他金属材料形成一定的保护作用，还有一些碱性的添加剂物质，可以通过酸碱中和的形式消除乙二醇在氧化以后出现的酸性物质，再通过酸碱中和的方式消除燃烧过程中出现的其他腐蚀性问题，比如汽油中硫和曲轴箱自然通风以后，空气冷却就容易形成水，与酸性物质的融合以后也容易腐蚀汽车发动机中的机械零件，为减少冷却系统受到的腐蚀作用，能够具有更充分的碱储备值[2]。

1.3 防垢作用

冷却系统中如果出现了水垢问题，必然会影响汽车发动机整体的散热效果，可能会导致汽车发动机在运转过程中自身的温度较高，需要在其中掺入一定的防垢剂，以免冷却液长期运行发生水垢堆积的问题。一般来说防垢剂包括配合型与分散型两种形式，即前者是通过金属配合剂与金属离子配合以防止金属离子和阴离子的结合，否则二者结合极容易产生沉淀物，在冷却系统的循环中就会形成水垢；后者是通过水溶性有机物质的聚合形成电解质，在分散水垢以后可以形成颗粒的漂浮，在冷却液中就能够起到防止水垢的作用。

1.4 防冻作用

冷却液可以防止寒冬季节停车时液体会因为温度过低、结冰而导致出现散热器的胀裂，可以冻坏汽车发动机气缸体或者盖子，冷却液的冰点与沸点成反比，其沸点越高，冰点越低，性能优良的冷却液的冰点会处于-4 520℃，这类汽车发动机冷却液的冰点越低，可以更加有效地避免冬季结冰现象的发生，并防止散热器及气缸体之间的冷却液结冰，容易产生破裂的情况。

1.5 防“开锅”作用

自然水的沸点为100℃，汽车发动机的水温可以达到95~105℃，所以发动机中可能会出现“开锅”的情况，如果是性能比较优质的汽车发动机冷却液的沸点会在107℃之上，但是因为一些汽车发动机自身的闭式散热器具有较强的密封性，则冷却液在水蒸气的压力作用下沸点可以达到110℃，如果汽车发动机中的冷却系统工作运转是正常的，可以在沸点上超过水的沸点，导致夏天时汽车发动机的“开锅”现象[3]。

2 发动机冷却液的检查

2.1 外观检测

汽车发动机中的冷却液属于相对透明的、无沉淀的、无异味的位置，技术人员在检测汽车发动机冷却液的过程中，如果从观察外观时就发现了液体的浑浊情况，冷却液出现异常气味，这说明该冷却液已经出现了一定的变质，就要立即停止使用该冷却液，更换新的冷却液，以免对汽车发动机冷却系统造成严重的影响。外观检测主要是通过肉眼观察，根据技术人员的经验进行判断，所以非常依赖技术人员自身的技术经验，如果技术人员自身的经验不到位，可能会导致外观检测的效果不准确。

2.2 pH检查

2.2.1 乙二醇含量的检查

可以选择用pH试纸进行检查，技术人员在检测仪上滴上几滴冷却液，对着光线进行检查会看出冷却液的分界线，并且是非常明显的，从其中可以看出冷却液中的乙二醇含量。市面中冷却液具有防止冻裂、腐蚀及沸腾等功能，其寿命要比普通的冷却液，通常可以延续有效期到5a的时间，这是比普通的冷却液更具有优势之处。普通的冷却液中pH高低主要是由其中的添加剂决定的，添加剂的作用等同于防腐剂的作用，可以对汽车发动机的气缸体及汽缸盖形成有效的保护作用，尤其是汽车发动机中金属密封件和橡胶密封件等，汽车发动机中的添加剂会随着运行的状态而逐渐被消耗完毕，技术人员要在冷却液中适时的增加无机盐成分，才能更好地维持冷却液的使用寿命及其防腐保护功能。同时技术人员也要考虑到，在不同地区的气候因素是不同的，客观的环境温度也有所不同，而冷却液的基础液多以乙二醇为主，乙二醇具有对各类环境都具有较高的适用性。虽然添加剂在类型上有所差异，然而多数的冷却液颜色比较相近，技术人员在选择冷却液和应用冷却液时，要注意不能混用，否则容易影响汽车发动机冷却系统的正常运行[3]。

2.2.2 pH下降的危害

pH下降之后对冷却系统的危害比较大，因为乙二醇自身具有一定的污染性，其碱性值会在下降以后与钼、铝及铸铁等材料可以发生放电反应，在这些反应以后可能会从冷却液中形成电流或者金属反应。其中铝材料最容易受到腐蚀，所以冷却系统可能会受到铝浮物能够有所消耗。另外，放电反应也可能会延长，影响系统的正常运行，但是种种反应都不会影响冷却液的颜色。随着冷却液应用时间的延长，旧的冷却液在pH下降的状态下，铜、铝及铁等金属或者橡胶的密封圈容易产生腐蚀问题。传统类型的冷冻液中含有大量的无机盐成分，在冷却系统中循环使用非常容易出现沉淀物，可以表现为水泵密封面的一侧发生泄漏。在北美与欧洲生产的汽车发动机冷却液中，硅酸盐成分一直被错误地认为是导致泄漏的主要成因，所以以前的汽车修理人员会在冷却液缺少时，直接进行补水，因为硬水中的钙镁成分可以将冷却液中的无机盐沉淀解析出来，使得冷却液中的pH下降。

技术人员要检查冷却系统的各管接口是否存在冷却液外渗的迹象，因为防冻液有燃料着色，外部如果发生渗漏则比较明显，所以技术人员要着重检查散热器等部分的渗漏情况，不仅可以使用外观观察的方法，还可以使用压力法来检测，将冷却液注入散热器中以后，兰姐散热器盖检测仪，此时运作发动机进行暖机，将泵压调整至137kPa，经过检查以后确认压力值下降，如果压力确实下降，则可以检查水管及散热器等位置是否存在泄漏的情况。如果外部不存在液体渗漏的情况，技术人员可以检查加热器芯或者气缸体等部分，在内部发生渗漏时，发动机会呈现出加速无力及排气管冒白烟等情况。在发动机冷却下来以后，技术人员可以检查储液罐中冷却液的位置是否处于MIN至MAX，如果发生汽车发动机冷却液较少的情况，则需要加注冷却液。汽车发动机的冷却液主要是由水、防冻剂与添加剂三个部分组成，按照防冻剂的成分可以具体的分为酒精型、甘油型及乙二醇型等不同形式，其中酒精型的冷却液是价格最便宜的防冻剂，制作工艺比较简单，流动性较好，但是因为沸点比较低，极容易蒸发损失，所以逐渐被现代汽车市场所淘汰。甘油型的冷却液沸点较高而且挥发性较小，对汽车发动机系统的腐蚀性较小，但是因为降低冰点的效果不佳，所以用户通常会难以接受，只有西方少数国家还在使用这一类型的汽车防冻液。目前国内市场中常用的冷冻液是乙二醇型的冷冻液，可以任意配制成任何冰点的冷却液，最低的冰点可以达到-68℃，该类型的冷却液具有泡沫倾向性低且防腐、防垢的特点。表1为乙二醇含量和汽车发动机冷却液冰点之间的关系。

表1 乙二醇含量与冷却液冰点之间的关系（参考）

3 发动机冷却液的更换

汽车发动机中的冷却液的形式比较多，在循环使用的过程中可能会因为时间过长而导致功能减退，使得冷却循环系统的内部难以受到良好的保护。比如冷却循环系统中的抗泡沫添加剂容易出现性能失效的问题，比如工作中的水泵叶轮会逐渐搅动冷却液，使得冷却液在循环的过程中产生气泡，而且这些气泡会逐渐削弱冷却液的使用效果与性能，要按期更换汽车冷却循环系统中的冷却液，选择性能较好地冷却液，冷却液要保证无异味、无沉淀，如果通过肉眼观察已经发现冷却液中出现浑浊的情况，或者出现异常的气味，就说明冷却液已经出现了严重的变质情况，此时必须要立即更换冷却液，普通的冷却液的使用寿命以2~3a居多，功能性较好地冷却液的使用寿命却可以延长到4~5a，在达到使用寿命以后，技术人员就需要更换，否则容易影响汽车发动机的正常运行。需要注意的是更换冷却液要保持着冷车状态中进行，但是因为冷却液的渗透性比较强，所以更换冷却液之前，要做好检查和紧固工作，对系统中各支管及接头处进行检查，尤其是汽车发动机中的软管以及非常容易产生渗漏的部件，要先将发动机中原冷却液完全排放以后，要保持发动机的急速运转，等到汽车发动机中的水分都排放干净以后，要立即熄火，要将清洁软水残留冲出，有助于开关防水，再将冷却液逐渐加注其中，使冷却液慢慢流入散热器之中，直到冷却液快要流出循环系统以后，再向膨胀水箱增加到冷却液标注的位置，使其达到水箱外表面最低的MIN值和最高的MAX值的标记。

国内外对乙二醇冷却液的标准都不相同，日本规定了AF冷却液可以具有一定的碱性，能够短期的使用，LLC型的冷却液则可以作为冬夏两季通用的冷却液。美国则制定了ASTMD3306的冷却液要求，适合轻负荷的发动机使用，另一种符合ASTMD6210或者D6211要求的冷冻液则适合在重负荷的发动机使用。目前国内现行的汽车发动机冷却液使用标准是SH 0521~1999乙二醇型冷却液，规定着汽车和轻负荷发动机使用的乙二醇冷却及其浓缩液的技术标准与要求。

4 结束语

汽车发动机在运转的过程中会产生一定的热量，需要冷却液在循环的过程中带走大部分的热量，才能维持发动机的正常运转，而冷却液自身的性能会影响冷却系统的运转情况，所以在检查冷却液性能时，可以使用多种方法来查看冷却液是否可以继续使用，如果不能继续使用，则可以应用科学的更换方法来调整系统中的冷却液成分，以维持冷却系统的正常运转。