康明斯动力设备（深圳）有限公司

 

操作使用与维护保养

弗列加冷却液对康明斯柴油发电机组的好处

 

摘要：目前，现代柴油发电机普遍采用防冻冷却液代替自然水作为冷却介质。由于一些用户和修理人员对防冻液的相关知识了解不深，同时不合格防冻液大量充斥市场，在使用防冻液过程中引起很多问题。弗列加冷却液属于康明斯公司旗下独立品牌的产品，其具有保护柴油机冷却系统免遭锈蚀和腐蚀，能有效抑制水垢形成，防止水箱过热，减少冷却液蒸发，为水泵节温器及其它部件提供润滑作用。可对水箱提供长期的全面保护，可与各种符合标准的优质冷却液及冷却液混合使用，更可避免由于使用劣质冷却液对发动机造成的损害。

 

一、对冷却介质的要求

 

      根据《发动机冷却液》GB 29743-1：2022标准，国家对防冷却液的品质要求更加严格，从而有效提高冷却液的质量与稳定性，无疑为广大用户提供更加安全可靠的保护的同时越来越多的不符合规定的冷却液将被市场所淘汰。其中，“冷却液原液”一词的使用一直是模糊的，不少人认为是浓缩液经过稀释成为冷却液，则被成为“原液”。而新国标将“冷却液原液”定义为直接从产品原包装中取出的发动机冷却液。

1、尽量进行灭菌、抗垢处理

      由于康明斯发电机组的冷却水是在75~90℃高温中作冷却介质，故而对水质要求较高。与其他机械和设备冷却水相比，发动机冷却水除了要满足不腐蚀、不结垢的要求外，还必须有良好的电气绝缘性能。需要注意的是，由于柴油发电机中所需的冷却水量较少，并且是高纯度，不易结垢的软质水，因此通常不需要进行灭菌及抗垢处理。但如果冷却水的水质不够好，在不进行灭菌、抗垢处理的情况下，经过一段时间的使用很可能出现水垢沉积，造成堵塞，因此用户要谨慎选择冷却水。冷却水水质要求如表1所列。

2、冷却水有一定降温效果

      康明斯柴油发电机的冷却水的温度应在75～90℃之间，因此，对于闭式循环水冷却系统来说，冷却水温度最高不能超过95℃。

3、尽量使用专用冷却液

     康明斯发电机组厂家对冷却液的使用有严格要求，规定使用长效防冻防锈液或防冻冷却液。如果长期使用造成水分散失或其他原因引起冷却液泄漏，则要求添加蒸馏水或清洁的软水（开水、雨水、雪水），软水应呈碱性，其ph值应为8.5～10.5。

4、避免使用带矿物质的硬水

      不能用未经处理的硬水，如河水、井水、泉水或自来水代替，因为这些硬水在高温作用下，矿物质会从水中沉析出产生水垢，堵塞水套和散热器管芯，影响冷却水循环，降低冷却强度，造成柴油发电机过热。

表1    对柴油发电机的水质要求

 

二、冷却液的组成及其作用

 

      冷却液主要由防冻剂、缓蚀剂、消泡剂、着色剂、防霉剂、缓冲剂等组成。要求冷却液具有较低的冰点，较高的沸点，较好的金属防腐性、防气蚀性和防结垢性，不污染环境或对环境污染小，外观色泽透明、无机械杂质、无毒或低毒、药效持久、贮存期长、可在冷却系统内连续工作2～3年而不变质等方面的综合性能。

1、乙二醇

      按不同的质量比例将乙二醇与水混合，能够得到不同冰点值的混合液，即得到不同冰点值的冷却液，如表2所示。

表2   防东液中乙二醇浓度与冰点的关系

      从表2中可以看出，乙二醇水型冷却液的冰点值同乙二醇质量份数不成线性关系。浓度在59％以下时，水溶液中乙二醇浓度升高冰点降低，但浓度超过59％后，随着乙二醇浓度的升高，其冰点呈上升趋势，当浓度达到100％时，其冰点上升至-13℃。

 

发动机乙二醇冷却液β-PH曲线图

发动机乙二醇冷却液PH滴定曲线图

 

      由图1、图2可知， 50%乙二醇水溶液经过稀释后，初始pH值在6.0以上，理论上可以通过滴定得到储备碱度，显然此时的储备碱度没有实际意义。由pH滴定曲线绘制得到的“β-pH曲线”表示50%乙二醇水溶液缓冲能力随pH值变化的情况，β越大，缓冲能力越强，pH值变化越小。当pH>3时，β≈0，此时50%乙二醇水溶液基本没有缓冲能力，pH值快速下降；当pH<3时，由于前期H+积累，试验液中H+浓度较大，盐酸提供的H+对试验液的pH值影响变小，β值快速增大，pH值变化缓慢，尽管此时β随pH值减小而快速上升，但不能体现发动机冷却液抵抗酸化的缓冲能力。

      综上所述，50%乙二醇水溶液没有缓冲能力，储备碱度没有实际意义；β-pH曲线可以直观表现50%乙二醇水溶液在酸化过程中缓冲能力变化情况，间接说明pH值变化的快慢程度；发动机冷却液酸化后能够达到的最小pH值为2～3。

2、缓蚀剂（防锈剂）

      发动机冷却系统使用了铜、铝、铸铁、钢、焊锡等金属。乙二醇冷却液在长期工作中会引起冷却系统的材质腐蚀，腐蚀介质是水和乙二醇。在冷却液中添加缓蚀剂，能有效地阻止冷却系统产生锈蚀。常见的缓蚀剂分为以下4类:

（1）无机化合物缓蚀剂。

      它包括偏硅酸盐、磷酸盐、钨酸盐、硼酸盐、亚硝酸盐和钼酸盐、苯甲酸盐等。作为无机化合物缓蚀剂，可使金属表面形成一层致密的钝化膜。例如：加入0.05%～0.03%的偏硅酸钠可防止铝制件的腐蚀。

（2）有机化合物缓蚀剂。

      常用的有三乙醇胺、苯并三氮唑、巯基苯并噻唑、有机磷酸盐等，如仅添加0.1%～0.5%的苯并三氮唑即可防止铜制构件的腐蚀。

（3）复合配方缓蚀剂。

      不同成分的金属构件需用不同的缓蚀剂，如：亚硝酸钠对钢、铸铁的缓蚀效果好，但会腐蚀焊料；三乙醇胺、磷酸盐、有机磷酸盐虽对黑色金属缓蚀效果好，但会腐蚀黄铜、紫铜等；硅酸盐是铝金属的优良缓蚀剂，但极易水解，形成大量絮状沉淀。这些单品种缓蚀剂虽成本较低，但难以满足冷却液诸多方面的性能要求。所以一般采用具有协同作用的多种缓蚀物质的复合配方，缓蚀剂总加入量为冷却液原液的0.5%～5%。

（4）环保型配方缓蚀剂。

      完全采用有机型配方，成份中不含无机盐，能在金属表面形成一层致密而稳定的保护膜。采用环保型配方缓蚀剂制成的冷却液同时具有易生物降解、低毒的特点，对环境无害的化学品，不会对水体及土壤生态造成破坏，具有通用性好，能适合不同金属材质的发动机，可长年贮存，稳定性好。

3、消泡剂

      发动机在运转过程中，会不可避免地发生振动，使空气渗入冷却液而产生泡沫。这不利于热的传递。溶于冷却液中的空气对乙二醇有氧化作用，在使用中不希望有泡沫产生，因此必须加入适量的消泡剂。消泡剂可以使用硅酮、醇类和失水甘油醚等。比较好的消泡剂为烷基非离子型表面活性剂。消泡剂的浓度只要0.001%～0.1%就能达到理想的消泡效果。

4、着色剂

      在冷却液中加入无毒的水溶性着色剂，与一般的冷却水区别，便于观察冷却系统中的冷却液是否泄漏;同时具有指示剂的作用，监视冷却液的酸碱度变化。常用溴甲蓝、酚红、甲基红等原料使冷却液呈现一定指示色，如果颜色超过指示范围，则表明冷却液呈酸性而失去防锈作用。着色剂的浓度（质量）一般在0.01%～0.05%。

5、防霉剂

      冷却液在工作状态下由于温度较高，微生物难以繁殖，但在贮存过程中可能引起微生物滋长，使冷却液发霉变质。因此，需要加入微量的杀菌防霉剂，以保证冷却液在2～3年贮存期内不霉变。常用的防霉剂有氯化锌、糖酸、苯甲酸钠，其中苯甲酸钠的防霉效果比较理想。

6、缓冲剂（PH调节剂)

      冷却液中所加的缓蚀剂在中性介质中效果较好。但是冷却液在工作过程中，介质会酸化，PH值会下降，使缓蚀剂效果降低，因此冷却液中需要添加缓冲剂，使冷却液的PH值稳定在7.5～11之间。常用的PH调节剂有硼酸盐、磷酸盐和有机胺类。

      冷却液防冻剂的种类很多，像无机物中的氯化钙（CaCl2）、有机物中的甲醇（CH3OH）、乙醇（C2H5OH，俗名酒精）、乙二醇（C2H4（OH）2，俗名甜醇）、丙三醇（C3H5（OH）3，俗名甘油）、润滑油以及我们日常生活中常见的砂糖、蜂蜜等，都可作为防冻液的母液，在加入适量纯净软水（不含或少量含有钙、镁离子的水，如蒸馏水、未受污染的雨水、雪水等，其水质的总硬度成分浓度在0-30ppm之间）后，即可成为一般意义上的防冻液。其保护功能如图3所示，化学分子结构如图4所示。

 

图3  防冻冷却液的保护功能

图4  防冻冷却液成分分解图

 

三、冷却液选购和使用注意事项

 

      冷却液的选择是事关康明斯发电机组“心脏”健康的头等大事，那么消费者在选择使用冷却液时，应该注意哪些问题呢？

1、冰点越低越好的误区

      冷却液的基本指标是冰点与沸点。在秋冬时节应选择使用低冰点的冷却液，冰点越低，冷却液的抗冻性能越强。通常情况下，所选用冷却液的冰点应低于当地最低气温10℃以上，以备天气突变。若无法判定冰点数值，可以使用专用检测工具，如图5所示。

2、质量鉴别的重要性

      目前市面上冷却液种类众多，质量难免鱼龙混杂，一般小调和厂生产的冷却液只对冷却液的冰点测定后即投放市场，这些没有经过正规检验的产品往往具有较强的腐蚀性，对康明斯发电机组的冷却系统造成损害，有些冷却液还会将水箱腐蚀穿孔后流入发动机，造成大的事故。因此，建议用户选择正规品牌的冷却液，鉴别真假防冻液方法如下：

（1）价格：

      就目前的价格来看，在5/kg元以下，基本就不会是真货了。

（2）闻味

      有各种刺鼻难闻气味的一定是假货，真货没有太大的气味。

（3）手感：

      不润滑、易挥发的（注意：严禁用嘴尝！防冻液的添加剂中含有致癌物）是加了低沸点醇类的易开锅假防冻液；包装桶口有白色固体出现的，用手提起较重，手感很涩，没有很特别气味的，为工业盐或卤水加工的假防冻液。

（4）浊度：

      无论何种颜色的产品，都要保持一定的透明度，浑浊的产品不是好的产品。

3、冷却液牌号

      乙二醇型冷却液根据行业标准规定，按其冰点不同分为-25，-30、-35、-40、-45、-50六个牌号。应根据用户所在地当时的最低气温来选择牌号，如图6所示。如果气温有巨大变化，应及时更换其他牌号冷却液。

4、使用冷却液注意事项

（1）尽量使用同一品牌的冷却液。不同品牌的冷却液生产配方会有所差异，如果混合使用，多种添加剂之间很可能会发生化学反应，造成添加剂失效。

（2）冷却液的有效期多为两年（个别产品会长一些），添加时应确认该产品在有效期内。

（3）必须定期更换，一般为两年更换一次，常用机型应该更换得勤一些。更换时应放净旧液，将冷却系统清洗干净后，再换上新液。

（4）避免对水使用。传统的无机型冷却液不可以对水使用，那样会生成沉淀，严重影响冷却液的正常功能。有机型冷却液则可以对水使用，但水不能对得太多。

 

图5  冷却液冰点检测工具

图6  防冻冷却液根据地区平均温度选型

 

总结：

       大多数用户认为防冻冷却液应使用在冬季，其它季节则可使用自来水，其实这是一种误解。我们都知道硬水中含有大量的碱性物质，经加热分离后就变成了水垢，附着在散热器内部的金属表面，如果不能对其定期进行清理，厚厚的水垢就会严重地影响散热系统的功能，导致开锅、缺水，甚至粘缸、烧瓦。所以我们应在更换防冻液之前首先将水箱中的水垢及锈点清理干净。

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