前 言
就现在而言,绝大部分汽车都是以烧汽油或轻油取得的热量转换为动力来驱动的。但实际上转换为动力的仅占全部热量中的30%,剩余70%热量中被排放的30%,残留在发动机内的30%,被机械装置等消耗的10%。
如果对残留在发动机内热量置之不理,发动机一下子就升温,甚至被烧焦。为把这些热量排放于大气中,可采用气冷式的或水冷式的发动机。因气冷式发动机难于使其燃烧温度稳定化,以致大部分汽车仍是用水冷式发动机。其优点是冷却水在流动过程中能随时带走热量,并通过放热器即时把其热量向空气中排放。
因在冷却水的通路上都使用着各种金属,按理说冷却水还负有保护这些金属免遭腐蚀的任务,但单纯的冷却水无法做到这一点。另一方面,这种冷却水在严冬超低温时就很容易结冻。一旦结成冰,其体积就约膨胀9%,发动机整体就有可能被破坏。为使发动机一年四季都能正常运转以及金属也不被腐蚀,就必须使用在清水中添加一定比例的防冻剂和防腐剂等混合而成的冷却液。
发动机用冷却液必备的性能
用于发动机的冷却液应具有:(1)能顺利高效率地输热;(2)能防止超低温时的结冻;(3)能预防金属的腐蚀。日本开放冷却系统的初期,夏季仅用自然水,冬季才用水与酒精的混合液。但这种混合液的存在对金属仍有腐蚀作用,沸点低、溢流液多、酒精成分蒸发快以致使混合液的不冻性能下降等缺点。
为此,改用以乙二醇与防腐添加剂混合的不冻液加上用水稀释的冷却液。它具有使用寿命长,防腐性能高,一年四季均可连续使用,两年内不必更换等优点。
但现在最走红的是叫做长寿牌商标的冷却剂(LLC)。因刚上市时售价太高,那时只有小轿车用它。到了80年代,随着其售价的下降,公共汽车或卡车也开始使用。在LLC中含有不同性能的各类防腐剂,它们分别对铝、铁或铜等金属起着防腐作用。但各类防腐剂加在一起也仅占LLC中的百分之几而已,其余的大部分都是乙二醇。
LLC用清水稀释后方可用,若提高LLC的浓度,其不冻性能就高,当LLC浓度达到60%时就能达到最佳的防止结冻效果,若其浓度超过60%,其防止结冻效果就反而下降。与此相反,若其浓度低于30%,因在冷却液中的防腐添加剂的绝对数量不足,其防腐性能也下降。通常使用的浓度范围是30~50%,像夏威夷这样常年处于高温的地区,最好还是用30%以上浓度的LLC为宜,因为仅是清水起不到防腐作用。
铝的防腐
为降低燃料消耗率和增加载重量,近年来车辆趋向于轻量化,发动机的零部件或放热器也改用铝材料。在铁制零部件为主体时,只要用碱性左右)的冷却液,其防腐性能基本上能确保。但铝就不同了,它是属于两性的金属,无论在酸性或碱性液中都会被腐蚀,为此,现在正在研究铝和铁材料都不会被腐蚀的两全其美的新技术和新冷却液。
现在日本仍把PH设定为中性,主要采用以添加足够的可防止铁腐蚀的有效添加剂来确保铁材料免遭腐蚀。因在欧美的LLC,其PH高得多,一般都是以含有大量硅酸盐的作为防止铝材料被腐蚀的防腐剂。
今后的动向
LLC对于发动机趋向于高性能化、高输出功率化、轻量化、放热器小型化、大型车辆的不需要维护化或研制高功能化和长寿化都是必不可少的。
随着橡胶或塑料新产品和新技术的不断出现,橡胶或塑料制成的零部件在逐步取代金属制的零部件。目前有关这方面的相性问题虽尚未作出规定,但预料这将是个重要课题。
LLC中的乙二醇或防腐添加剂等不能说对地球环境或人体完全没有影响。只要LLC是消耗品,用完就丢掉,必将污染环境。许多欧美国家都在制订其有关法规,如使用者有义务回收或再利用,不准丢掉用过的冷却液等。
再利用
从保护资源和解决废弃的问题着想,LLC应被视为同塑料、木材或纸张一样的东西,很有必要把它循环再利用。方法有:仅除去已变坏的或生锈的废物;除去异物和添加剂;把异物、添加剂及水等全部去除等。在美国市场已在出售再利用的装置,日本市场也在出售这类美国产品,但尚未普及,日本的防冻业界也设计出新的再利用装置。
[汽车技术,(日)1997年2月号]