Антифризы

Антифриз — это общее название жидкостей, предназначенных для охлаждения двигателей внутреннего сгорания и других теплообменных агрегатов, работающих при температурах ниже точки замерзания воды. Основное свойство антифриза — пониженная температура кристаллизации (замерзания), что позволяет использовать его в системах охлаждения в условиях отрицательных температур. Помимо низкотемпературных свойств, современные антифризы обладают антикоррозионными, антипенными и смазывающими характеристиками, защищая металлические и резиновые элементы системы охлаждения.

История

Первые охлаждающие жидкости с низкой температурой замерзания появились в начале XX века, одновременно с массовым распространением автомобилей. В 1920-х годах в качестве антифриза использовали водные растворы глицерина, сахара или этилового спирта. Однако спирт быстро испарялся, а глицерин и сахар способствовали коррозии. В 1930-х годах начали применять этиленгликоль — двухатомный спирт, который обеспечивал стабильно низкую температуру замерзания и не испарялся из системы. В СССР первые промышленные партии этиленгликолевых антифризов были выпущены в 1940-х годах. В 1950-х годах появились пакеты присадок, замедляющих коррозию металлов. В 1970-х годах в Европе и США были разработаны антифризы на основе пропиленгликоля — менее токсичного, чем этиленгликоль, но более дорогого. В 1990-х годах получили распространение антифризы с органическими присадками (OAT-технология), которые обеспечивают более длительный срок службы.

Классификация

Антифризы классифицируют по нескольким признакам: химической основе, составу присадок, цвету и области применения.

По химической основе

• Этиленгликолевые — наиболее распространённый тип. Основа — этиленгликоль (HOCH₂CH₂OH). Обладают высокой теплопроводностью, доступны по цене, но токсичны (смертельная доза для человека — около 100 мл). Используются в большинстве легковых и грузовых автомобилей.
• Пропиленгликолевые — основа — пропиленгликоль (C₃H₈O₂). Менее токсичны, практически безопасны для человека и животных, но имеют более высокую вязкость и несколько меньшую теплопроводность. Применяются в системах, где возможен контакт с пищей (пищевое оборудование) или в экологически чувствительных зонах, а также в некоторых электромобилях.
• Солевые (растворы хлоридов, нитритов, ацетатов) — использовались в прошлом, но из-за высокой коррозионной активности и низкой стабильности практически вышли из употребления.

По типу присадок

• Традиционные (силикатные, IAT — Inorganic Acid Technology) — содержат неорганические ингибиторы коррозии (силикаты, фосфаты, нитриты, бораты). Срок службы — 2–3 года. Характерны для антифризов старого поколения (например, Тосол).
• Органические (OAT — Organic Acid Technology) — содержат органические кислоты (карбоновые, бензойные, себациновые). Образуют на поверхности металлов тонкую защитную плёнку. Срок службы — 5–7 лет. Широко применяются в современных автомобилях (например, G12, G12+).
• Гибридные (HOAT — Hybrid Organic Acid Technology) — сочетают органические и неорганические присадки. Срок службы — 3–5 лет. Используются в автомобилях некоторых марок (например, G11, G13).

По цвету

Цвет антифриза не является строгим стандартом, но часто служит маркетинговым или заводским обозначением. В России и Европе распространена следующая условная цветовая маркировка:

• Зелёный — традиционный (IAT) или гибридный (HOAT) антифриз.
• Красный / розовый — органический (OAT) антифриз, часто с длительным сроком службы.
• Синий / голубой — традиционный антифриз (например, Тосол).
• Фиолетовый / жёлтый — антифризы на основе пропиленгликоля или с особыми присадками (например, G13).

Важно: смешивать антифризы разных цветов и типов без проверки совместимости не рекомендуется, так как это может привести к выпадению осадка и ухудшению свойств.

Характеристики и свойства

Основные параметры антифриза:

• Температура замерзания — обычно от −20 °C до −70 °C в зависимости от концентрации. Стандартная рабочая концентрация для умеренного климата — 40–60 % этиленгликоля, что даёт замерзание при −35…−45 °C.
• Температура кипения — при атмосферном давлении около 110–130 °C, в закрытой системе под давлением может достигать 130–150 °C.
• Теплоёмкость и теплопроводность — ниже, чем у воды, поэтому антифриз менее эффективен как теплоноситель, но достаточен для современных двигателей.
• Вязкость — выше, чем у воды, что требует более мощного насоса.
• Антикоррозионная защита — обеспечивается пакетом присадок, защищающих алюминий, чугун, сталь, медь, латунь, припои.
• Антипенные свойства — предотвращают образование пены, которая ухудшает теплообмен.
• Совместимость с резиной и пластиками — не должна разрушать уплотнения и шланги.

Применение

Основная область применения антифризов — системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания (автомобили, мотоциклы, тракторы, суда, стационарные генераторы). Кроме того, антифризы используются:

• в системах отопления (тёплые полы, радиаторы) — как теплоноситель, не замерзающий зимой;
• в холодильной технике — как хладагент (вторичный теплоноситель);
• в солнечных коллекторах — для защиты от замерзания;
• в некоторых промышленных процессах, где требуется поддержание температуры ниже 0 °C.

Тосол

Тосол — это торговая марка этиленгликолевого антифриза, разработанная в СССР в 1971 году. Название происходит от аббревиатуры «ТОС» (технология органического синтеза) и суффикса «-ол» (по аналогии со спиртами). Тосол относится к традиционным (IAT) антифризам с силикатными присадками. Выпускается в двух основных цветах: синий (температура замерзания −40 °C) и красный (температура замерзания −65 °C). В России и странах СНГ слово «Тосол» часто используется как нарицательное название любого антифриза, хотя это некорректно. Современные автомобили зарубежного производства требуют антифризов с органическими присадками, и использование Тосола в них может привести к коррозии алюминиевых деталей.

Критерии выбора и эксплуатация

При выборе антифриза для автомобиля следует руководствоваться рекомендациями производителя двигателя (указаны в сервисной книжке или на крышке расширительного бачка). Основные критерии:

• соответствие допускам (например, VW TL 774, GM 6277M, Ford WSS-M97B44-D);
• тип присадок (IAT, OAT, HOAT);
• температура замерзания для климатической зоны;
• цвет (как вспомогательный признак).

Замену антифриза проводят в соответствии с регламентом: каждые 2–3 года для традиционных и каждые 5–7 лет для органических. При замене необходимо полностью слить старую жидкость, промыть систему охлаждения дистиллированной водой или специальным промывочным составом, затем залить новый антифриз. Смешивание разных типов антифриза недопустимо без предварительной проверки совместимости.

Экологические и токсикологические аспекты

Этиленгликоль, входящий в состав большинства антифризов, токсичен для человека и животных. При попадании внутрь организма он метаболизируется в печени до щавелевой кислоты, что вызывает острую почечную недостаточность и может привести к смерти. Пролитый антифриз привлекает животных сладким вкусом, что приводит к отравлениям. Утилизация отработанного антифриза должна производиться на специализированных предприятиях; слив в канализацию или на почву запрещён. Пропиленгликоль считается менее опасным, но также требует осторожного обращения.

См. также

• Охлаждающая жидкость
• Этиленгликоль
• Пропиленгликоль
• Тосол

Источники

• ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Общие технические условия»
• Колесников В. И., Колесников И. В. «Автомобильные эксплуатационные материалы». — М.: Транспорт, 2005.
• Официальные руководства по эксплуатации автомобилей (Ford, Volkswagen, GM)
• Материалы научно-технических журналов «Химия и технология топлив и масел», «Автомобильная промышленность» (номера за 2000–2020 гг.)