故障與技術(shù)檢查

康明斯防凍冷卻液的冰點(diǎn)和濃度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

 

摘要：冷卻液主要功能為保護(hù)柴油發(fā)電機(jī)正常良好運(yùn)行，在柴油發(fā)電機(jī)水箱內(nèi)循環(huán)，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(jié)時(shí)冷卻液結(jié)冰而脹裂散熱器和凍壞柴油發(fā)電機(jī)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(diǎn)是0℃，防凍冷卻液的冰點(diǎn)可達(dá)-25～-60℃。在寒冷冬季時(shí)，能夠防止冷卻液結(jié)冰而脹裂散熱器和凍壞發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體，同時(shí)亦保證隨時(shí)可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

2、防沸功能

      防凍冷卻液的沸點(diǎn)比水高。沸點(diǎn)是指液體沸騰時(shí)的溫度。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，而防凍冷卻液的沸點(diǎn)要高于106℃，可有效地防止發(fā)動(dòng)機(jī)的“開(kāi)鍋”現(xiàn)象。

3、防腐蝕功能

      由于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)中包括鋼、鋁合金、鑄鐵、銅及水箱焊接時(shí)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(zhǎng)期與這些金屬相接觸，必須能夠?qū)λ羞@些金屬進(jìn)行保護(hù)，使用去離子水及適當(dāng)?shù)奶砑觿┠芊乐垢鞣N腐蝕的出現(xiàn)。

4、防止水垢的生成

       水垢是在冷卻系統(tǒng)內(nèi)表面上附著有不溶性鹽類或氧化物晶體所致。產(chǎn)生水垢的主要物質(zhì)是硫酸鈣、碳酸鈣、碳酸鎂等，優(yōu)質(zhì)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(dāng)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(cè)項(xiàng)目

 

      常用的冷卻液是以乙二醇為基礎(chǔ)的冷卻液，隨著發(fā)電機(jī)組使用時(shí)間的延長(zhǎng)，乙二醇會(huì)逐漸被氧化衰變，防腐劑不斷被消耗掉，當(dāng)冷卻液質(zhì)量下降到一定程度后，冷卻系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)腐蝕或達(dá)不到防凍要求。因此，為了保證防凍液質(zhì)量，應(yīng)對(duì)冷卻液進(jìn)行定期定項(xiàng)的檢測(cè)，其檢測(cè)時(shí)間可結(jié)合每年換季維護(hù)進(jìn)行，具體檢測(cè)方法如下：

1、外觀檢查

      觀察冷卻液的外觀，辨別其氣味，進(jìn)行直觀判別，冷卻液應(yīng)透明，無(wú)異味，無(wú)沉淀。如發(fā)現(xiàn)外觀渾濁，氣味異常，有懸浮物時(shí)，說(shuō)明冷卻液已經(jīng)變質(zhì)，應(yīng)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(yù)混型：

      50%軟化水/50%防凍液混合，如圖1實(shí)物圖中綠標(biāo)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(gè)單元或每升冷卻液中0.32~0.79個(gè)單元，實(shí)物圖如圖2所示。

 

圖1 弗列加預(yù)混型冷卻液

圖2 弗列加DCA4防銹水

 

2、冰點(diǎn)測(cè)試

      冰點(diǎn)測(cè)試是對(duì)冷卻液能否在寒冷天氣里使用的一種防凍性能測(cè)試，采用冰點(diǎn)測(cè)試儀，能快速檢測(cè)出冷卻液的結(jié)晶冰點(diǎn)。如圖3所示。

      適用機(jī)型：康明斯系列柴油發(fā)動(dòng)機(jī)

● 使用康明斯濾清系統(tǒng)折射儀（零件號(hào)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(fā)動(dòng)機(jī)全年都在-37°C[-34°F]的溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)。

● 防凍液在任何氣候條件下都很重要。

      通過(guò)降低冷卻液冰點(diǎn)并提高其沸點(diǎn)，防凍液拓寬了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度范圍。

● 防腐劑還可以防止冷卻系統(tǒng)部件腐蝕，從而延長(zhǎng)部件的使用壽命。

 

圖3  防凍液檢測(cè)讀數(shù)示意圖

圖4  防凍液冰點(diǎn)檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)圖

 

3、PH值檢測(cè)

      PH值是表示溶液酸堿度的指標(biāo)。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(dòng)下不斷氧化，生成酸性物質(zhì)，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(chǎn)生，冷卻液中加入的添加劑均為堿性物質(zhì)，以保證冷卻液的pH值在7.5~11之間，其檢測(cè)可采用pH計(jì)或pH試紙檢測(cè)法對(duì)冷卻液的pH值進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。當(dāng)pH值小于7時(shí)，應(yīng)更換冷卻液。

（1）測(cè)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(cè)試片上，一秒后甩掉多余液體。

③ 45秒后用測(cè)試片與比色板比色。比色在75秒內(nèi)完成。

（2）根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)冷卻系統(tǒng)作如下維護(hù)

① DCA4不足時(shí)，更換水濾器并加液體DCA4；

② DCA4適中時(shí)，更換 (水濾器)；

③ DCA4過(guò)量時(shí) ，不作維護(hù)，但下次維護(hù)時(shí)再測(cè)濃度。

④ 防凍液濃度推薦50%,否則進(jìn)行處理。

4、儲(chǔ)備堿度的檢測(cè)

      儲(chǔ)備堿度是指存在于冷卻液中堿性防凍液的含量。儲(chǔ)備堿度高，則說(shuō)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(xué)腐蝕及中和氧化過(guò)程中生成的對(duì)金屬有化學(xué)腐蝕作用的酸性物質(zhì)。對(duì)儲(chǔ)備堿度進(jìn)行檢測(cè)，是衡量防凍液防腐性能的重要指標(biāo)，儲(chǔ)備堿度的測(cè)試可用美國(guó)ASTMD1121方法，此方法采用典韋滴儀進(jìn)行自動(dòng)滴定，即可得出所測(cè)冷卻液的存儲(chǔ)堿度。冷卻液儲(chǔ)備堿度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)不小于10，優(yōu)質(zhì)冷卻液的儲(chǔ)備堿度一般在17.5左右。

 （1）“儲(chǔ)備堿度”概念存在局限性，對(duì)于全有機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液可能失去實(shí)際意義。

（2）使用10 mL鹽酸模擬乙二醇水溶液的酸化過(guò)程，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液pH值最小為2～3。

（3）儲(chǔ)備堿度與β-pH曲線相結(jié)合，可以更全面的表征發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液緩沖能力，通過(guò)對(duì)比緩沖范圍與金屬鈍化態(tài)pH值范圍可以對(duì)金屬腐蝕傾向進(jìn)行預(yù)判。

（4）全有機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液使用過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)密封性。出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液泄露時(shí)，不能添加蒸餾水，要整體更換發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液。

（5）混合型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液使用過(guò)程中，如遇到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液泄露或蒸發(fā)，可以采用補(bǔ)加蒸餾水的方式暫時(shí)解決，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液pH值超過(guò)其緩沖范圍時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換。

（6）大部分國(guó)外主流品牌發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液儲(chǔ)備堿度較低，沒(méi)有緩沖范圍，終點(diǎn)pH值在4～5之間，β-pH曲線類似于全有機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液。

（7）大部分國(guó)內(nèi)主流品牌發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液儲(chǔ)備堿度較高，緩沖范圍在7～9之間，終點(diǎn)pH值為3～5，β-pH曲線類似于混合型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液。

 

圖5 柴油機(jī)冷卻液PH值曲線圖

圖6 柴油機(jī)冷卻液滴定值曲線圖

  

三、冷卻液檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

 

      隨著長(zhǎng)壽命發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的推出，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的金屬腐蝕性和長(zhǎng)期性能穩(wěn)定性受到更多關(guān)注?，F(xiàn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液實(shí)驗(yàn)室評(píng)定方法（參照GB 29743技術(shù)要求和試驗(yàn)方法）中，通常采用玻璃器皿腐蝕和儲(chǔ)備堿度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的長(zhǎng)壽命進(jìn)行評(píng)價(jià)。這些其實(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠檢測(cè)出冷卻液的良好性能，應(yīng)遵從下列試驗(yàn)方法對(duì)冷卻液進(jìn)行全面檢測(cè)。

● GB/T 22226-2008發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液沸點(diǎn)測(cè)定

● GB 29743-2013機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液

● JT/T 1230-2018機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液無(wú)機(jī)陰離子測(cè)定

● NB/SH/T 0521-2010乙二醇型和丙二醇型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液

● NB/SH/T 0828-2010發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液中硅與其它元素含量的測(cè)定

● SH/T 0065-1991發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液或防銹劑試驗(yàn)樣品的取樣及其水溶液的配制

● SH/T 0066-2002發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液泡沫傾向測(cè)定

● SH/T 0067-1991發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和防銹劑灰分含量測(cè)定

● SH/T 0068-2002發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液及其濃縮液密度或相對(duì)密度測(cè)定

● SH/T 0069-1991發(fā)動(dòng)機(jī)防凍劑,防銹劑和冷卻液PH值測(cè)定

● SH/T 0085-1991發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液腐蝕測(cè)定

● SH/T 0086-1991發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的濃縮液中水含量測(cè)定

● SH/T 0087-1991發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液鋁泵氣穴腐蝕特性試驗(yàn)

● SH/T 0088-1991發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液模擬使用腐蝕測(cè)定

● SH/T 0089-1991發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液沸點(diǎn)測(cè)定

● SH/T 0090-1991發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液冰點(diǎn)測(cè)定

● SH/T 0091-1991發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和防銹劑儲(chǔ)備堿度測(cè)定

● SH/T 0620-1995發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液對(duì)傳熱狀態(tài)下的鑄鋁合金腐蝕測(cè)定

● SH/T 0621-1995發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液氯含量測(cè)定

● TB/T 1750-2006內(nèi)燃機(jī)車用冷卻液

● TB/T 2059.1-2006內(nèi)燃機(jī)車?yán)鋮s液分析方法 第1部分：十水合四硼酸二鈉的測(cè)定

● TB/T 2059.7-2006內(nèi)燃機(jī)車?yán)鋮s液分析方法 第7部分：鈣、鎂離子總量的測(cè)定

● TB/T 2059.6-2006內(nèi)燃機(jī)車?yán)鋮s液分析方法 第6部分：氯離子的測(cè)定

● TB/T 2059.5-2006內(nèi)燃機(jī)車?yán)鋮s液分析方法 第5部分：電導(dǎo)率的測(cè)定

● TB/T 2059.4-2006內(nèi)燃機(jī)車?yán)鋮s液分析方法 第4部分：苯駢三氮唑的測(cè)定

● TB/T 2059.3-2006內(nèi)燃機(jī)車?yán)鋮s液分析方法 第3部分：亞硝酸鈉的測(cè)定 

 

總結(jié)：

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