故障與技術檢查

康明斯防凍冷卻液的冰點和濃度檢測標準

 

摘要：冷卻液主要功能為保護柴油發電機正常良好運行，在柴油發電機水箱內循環，起到防凍、防沸、防銹、防腐蝕等效果。其中防凍冷卻液是有防凍功能的冷卻液，防凍液可以防止寒冷季節時冷卻液結冰而脹裂散熱器和凍壞柴油發電機氣缸體。冷卻液由水、防凍劑、添加劑三部分組成，按防凍劑成分不同可分為酒精型、甘油型、乙二醇型等類型的冷卻液。 

一、防凍冷卻液的功能

 

1、防凍功能

      水的冰點是0℃，防凍冷卻液的冰點可達-25～-60℃。在寒冷冬季時，能夠防止冷卻液結冰而脹裂散熱器和凍壞發動機汽缸體，同時亦保證隨時可以啟動發動機。

2、防沸功能

      防凍冷卻液的沸點比水高。沸點是指液體沸騰時的溫度。在標準大氣壓下，水的沸點是100℃，而防凍冷卻液的沸點要高于106℃，可有效地防止發動機的“開鍋”現象。

3、防腐蝕功能

      由于發動機的冷卻系統中包括鋼、鋁合金、鑄鐵、銅及水箱焊接時用的焊錫等幾種金屬，缸體和缸蓋一般有鑄鋁或鑄鐵制成，水箱主要由紫銅及黃銅制成，防凍冷卻液長期與這些金屬相接觸，必須能夠對所有這些金屬進行保護，使用去離子水及適當的添加劑能防止各種腐蝕的出現。

4、防止水垢的生成

       水垢是在冷卻系統內表面上附著有不溶性鹽類或氧化物晶體所致。產生水垢的主要物質是硫酸鈣、碳酸鈣、碳酸鎂等，優質的防凍冷卻液采用蒸餾水制造，并加有防垢添加劑，不但不生水垢還具有除垢功能。當然，如果你的水箱水垢很厚，最好還是先用水箱清洗劑徹底清洗后再添加防凍冷卻液。

 

二、冷卻液檢測項目

 

      常用的冷卻液是以乙二醇為基礎的冷卻液，隨著發電機組使用時間的延長，乙二醇會逐漸被氧化衰變，防腐劑不斷被消耗掉，當冷卻液質量下降到一定程度后，冷卻系統就會出現腐蝕或達不到防凍要求。因此，為了保證防凍液質量，應對冷卻液進行定期定項的檢測，其檢測時間可結合每年換季維護進行，具體檢測方法如下：

1、外觀檢查

      觀察冷卻液的外觀，辨別其氣味，進行直觀判別，冷卻液應透明，無異味，無沉淀。如發現外觀渾濁，氣味異常，有懸浮物時，說明冷卻液已經變質，應立即停止使用并更換。下列為康明斯公司推薦使用的冷卻液：

（1）預混型：

      50%軟化水/50%防凍液混合，如圖1實物圖中綠標白色塑料桶。

      防凍液一乙烯乙二醇或丙烯乙二醇防凍液濃度：40%~68%

（2）DCA4

      濃度：每U.S.加侖冷卻液中1.2~3個單元或每升冷卻液中0.32~0.79個單元，實物圖如圖2所示。

 

圖1 弗列加預混型冷卻液

圖2 弗列加DCA4防銹水

 

2、冰點測試

      冰點測試是對冷卻液能否在寒冷天氣里使用的一種防凍性能測試，采用冰點測試儀，能快速檢測出冷卻液的結晶冰點。如圖3所示。

      適用機型：康明斯系列柴油發動機

● 使用康明斯濾清系統折射儀（零件號為CC-2800，如圖4）檢查防凍液濃度。

● 檢查防凍液濃度。

      使用50%水和50%乙二醇基防凍液的混合液，能夠保證發動機全年都在-37°C[-34°F]的溫度下運轉。

● 防凍液在任何氣候條件下都很重要。

      通過降低冷卻液冰點并提高其沸點，防凍液拓寬了發動機的工作溫度范圍。

● 防腐劑還可以防止冷卻系統部件腐蝕，從而延長部件的使用壽命。

 

圖3  防凍液檢測讀數示意圖

圖4  防凍液冰點檢測儀結構圖

 

3、PH值檢測

      PH值是表示溶液酸堿度的指標。金屬在酸性溶液中受腐蝕損壞比較快，使用中的冷卻液在高溫和攪動下不斷氧化，生成酸性物質，消耗部分防腐蝕劑使PH值下降，溶液逐漸呈酸性，為了防止這種腐蝕的產生，冷卻液中加入的添加劑均為堿性物質，以保證冷卻液的pH值在7.5~11之間，其檢測可采用pH計或pH試紙檢測法對冷卻液的pH值進行現場測試。當pH值小于7時，應更換冷卻液。

（1）測試步驟

① 取樣：從水箱取一杯冷卻液(10℃～50℃)；

② 用滴管滴液分別A、B、C測試片上，一秒后甩掉多余液體。

③ 45秒后用測試片與比色板比色。比色在75秒內完成。

（2）根據檢測結果對冷卻系統作如下維護

① DCA4不足時，更換水濾器并加液體DCA4；

② DCA4適中時，更換 (水濾器)；

③ DCA4過量時 ，不作維護，但下次維護時再測濃度。

④ 防凍液濃度推薦50%,否則進行處理。

4、儲備堿度的檢測

      儲備堿度是指存在于冷卻液中堿性防凍液的含量。儲備堿度高，則說明防腐劑含量充足。防腐添加劑吸附在金屬表面，抑制電化學腐蝕及中和氧化過程中生成的對金屬有化學腐蝕作用的酸性物質。對儲備堿度進行檢測，是衡量防凍液防腐性能的重要指標，儲備堿度的測試可用美國ASTMD1121方法，此方法采用典韋滴儀進行自動滴定，即可得出所測冷卻液的存儲堿度。冷卻液儲備堿度標準值應不小于10，優質冷卻液的儲備堿度一般在17.5左右。

 （1）“儲備堿度”概念存在局限性，對于全有機型發動機冷卻液可能失去實際意義。

（2）使用10 mL鹽酸模擬乙二醇水溶液的酸化過程，發動機冷卻液pH值最小為2～3。

（3）儲備堿度與β-pH曲線相結合，可以更全面的表征發動機冷卻液緩沖能力，通過對比緩沖范圍與金屬鈍化態pH值范圍可以對金屬腐蝕傾向進行預判。

（4）全有機型發動機冷卻液使用過程中，需要嚴格控制發動機冷卻系統密封性。出現發動機冷卻液泄露時，不能添加蒸餾水，要整體更換發動機冷卻液。

（5）混合型發動機冷卻液使用過程中，如遇到發動機冷卻液泄露或蒸發，可以采用補加蒸餾水的方式暫時解決，但當發動機冷卻液pH值超過其緩沖范圍時，應及時更換。

（6）大部分國外主流品牌發動機冷卻液儲備堿度較低，沒有緩沖范圍，終點pH值在4～5之間，β-pH曲線類似于全有機型發動機冷卻液。

（7）大部分國內主流品牌發動機冷卻液儲備堿度較高，緩沖范圍在7～9之間，終點pH值為3～5，β-pH曲線類似于混合型發動機冷卻液。

 

圖5 柴油機冷卻液PH值曲線圖

圖6 柴油機冷卻液滴定值曲線圖

  

三、冷卻液檢測標準

 

      隨著長壽命發動機冷卻液的推出，發動機冷卻液的金屬腐蝕性和長期性能穩定性受到更多關注。現行的發動機冷卻液實驗室評定方法（參照GB 29743技術要求和試驗方法）中，通常采用玻璃器皿腐蝕和儲備堿度對發動機冷卻液的長壽命進行評價。這些其實遠遠不夠檢測出冷卻液的良好性能，應遵從下列試驗方法對冷卻液進行全面檢測。

● GB/T 22226-2008發動機冷卻液沸點測定

● GB 29743-2013機動車發動機冷卻液

● JT/T 1230-2018機動車發動機冷卻液無機陰離子測定

● NB/SH/T 0521-2010乙二醇型和丙二醇型發動機冷卻液

● NB/SH/T 0828-2010發動機冷卻液中硅與其它元素含量的測定

● SH/T 0065-1991發動機冷卻液或防銹劑試驗樣品的取樣及其水溶液的配制

● SH/T 0066-2002發動機冷卻液泡沫傾向測定

● SH/T 0067-1991發動機冷卻液和防銹劑灰分含量測定

● SH/T 0068-2002發動機冷卻液及其濃縮液密度或相對密度測定

● SH/T 0069-1991發動機防凍劑,防銹劑和冷卻液PH值測定

● SH/T 0085-1991發動機冷卻液腐蝕測定

● SH/T 0086-1991發動機冷卻液的濃縮液中水含量測定

● SH/T 0087-1991發動機冷卻液鋁泵氣穴腐蝕特性試驗

● SH/T 0088-1991發動機冷卻液模擬使用腐蝕測定

● SH/T 0089-1991發動機冷卻液沸點測定

● SH/T 0090-1991發動機冷卻液冰點測定

● SH/T 0091-1991發動機冷卻液和防銹劑儲備堿度測定

● SH/T 0620-1995發動機冷卻液對傳熱狀態下的鑄鋁合金腐蝕測定

● SH/T 0621-1995發動機冷卻液氯含量測定

● TB/T 1750-2006內燃機車用冷卻液

● TB/T 2059.1-2006內燃機車冷卻液分析方法 第1部分：十水合四硼酸二鈉的測定

● TB/T 2059.7-2006內燃機車冷卻液分析方法 第7部分：鈣、鎂離子總量的測定

● TB/T 2059.6-2006內燃機車冷卻液分析方法 第6部分：氯離子的測定

● TB/T 2059.5-2006內燃機車冷卻液分析方法 第5部分：電導率的測定

● TB/T 2059.4-2006內燃機車冷卻液分析方法 第4部分：苯駢三氮唑的測定

● TB/T 2059.3-2006內燃機車冷卻液分析方法 第3部分：亞硝酸鈉的測定 

 

總結：

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