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故障与技术检查 |
康明斯防冻冷却液的冰点和浓度检测标准 |
摘要：冷却液主要功能为保护柴油发电机正常良好运行，在柴油发电机水箱内循环，起到防冻、防沸、防锈、防腐蚀等效果。其中防冻冷却液是有防冻功能的冷却液，防冻液可以防止寒冷季节时冷却液结冰而胀裂散热器和冻坏柴油发电机气缸体。冷却液由水、防冻剂、添加剂三部分组成，按防冻剂成分不同可分为酒精型、甘油型、乙二醇型等类型的冷却液。
一、防冻冷却液的功能
1、防冻功能
水的冰点是0℃，防冻冷却液的冰点可达-25～-60℃。在寒冷冬季时，能够防止冷却液结冰而胀裂散热器和冻坏发动机汽缸体，同时亦保证随时可以启动发动机。
2、防沸功能
防冻冷却液的沸点比水高。沸点是指液体沸腾时的温度。在标准大气压下，水的沸点是100℃，而防冻冷却液的沸点要高于106℃，可有效地防止发动机的“开锅”现象。
3、防腐蚀功能
由于发动机的冷却系统中包括钢、铝合金、铸铁、铜及水箱焊接时用的焊锡等几种金属，缸体和缸盖一般有铸铝或铸铁制成，水箱主要由紫铜及黄铜制成，防冻冷却液长期与这些金属相接触，必须能够对所有这些金属进行保护，使用去离子水及适当的添加剂能防止各种腐蚀的出现。
4、防止水垢的生成
水垢是在冷却系统内表面上附着有不溶性盐类或氧化物晶体所致。产生水垢的主要物质是硫酸钙、碳酸钙、碳酸镁等，优质的防冻冷却液采用蒸馏水制造，并加有防垢添加剂，不但不生水垢还具有除垢功能。当然，如果你的水箱水垢很厚，最好还是先用水箱清洗剂彻底清洗后再添加防冻冷却液。
二、冷却液检测项目
常用的冷却液是以乙二醇为基础的冷却液，随着发电机组使用时间的延长，乙二醇会逐渐被氧化衰变，防腐剂不断被消耗掉，当冷却液质量下降到一定程度后，冷却系统就会出现腐蚀或达不到防冻要求。因此，为了保证防冻液质量，应对冷却液进行定期定项的检测，其检测时间可结合每年换季维护进行，具体检测方法如下：
1、外观检查
观察冷却液的外观，辨别其气味，进行直观判别，冷却液应透明，无异味，无沉淀。如发现外观浑浊，气味异常，有悬浮物时，说明冷却液已经变质，应立即停止使用并更换。下列为康明斯公司推荐使用的冷却液：
（1）预混型：
50%软化水/50%防冻液混合，如图1实物图中绿标白色塑料桶。
防冻液一乙烯乙二醇或丙烯乙二醇防冻液浓度：40%~68%
（2）DCA4
浓度：每U.S.加仑冷却液中1.2~3个单元或每升冷却液中0.32~0.79个单元，实物图如图2所示。
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图1 弗列加预混型冷却液 |
图2 弗列加DCA4防锈水 |
2、冰点测试
冰点测试是对冷却液能否在寒冷天气里使用的一种防冻性能测试，采用冰点测试仪，能快速检测出冷却液的结晶冰点。如图3所示。
适用机型：康明斯系列柴油发动机
● 使用康明斯滤清系统折射仪（零件号为CC-2800，如图4）检查防冻液浓度。
● 检查防冻液浓度。
使用50%水和50%乙二醇基防冻液的混合液，能够保证发动机全年都在-37°C[-34°F]的温度下运转。
● 防冻液在任何气候条件下都很重要。
通过降低冷却液冰点并提高其沸点，防冻液拓宽了发动机的工作温度范围。
● 防腐剂还可以防止冷却系统部件腐蚀，从而延长部件的使用寿命。
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图3 防冻液检测读数示意图 |
图4 防冻液冰点检测仪结构图 |
3、PH值检测
PH值是表示溶液酸碱度的指标。金属在酸性溶液中受腐蚀损坏比较快，使用中的冷却液在高温和搅动下不断氧化，生成酸性物质，消耗部分防腐蚀剂使PH值下降，溶液逐渐呈酸性，为了防止这种腐蚀的产生，冷却液中加入的添加剂均为碱性物质，以保证冷却液的pH值在7.5~11之间，其检测可采用pH计或pH试纸检测法对冷却液的pH值进行现场测试。当pH值小于7时，应更换冷却液。
（1）测试步骤
① 取样：从水箱取一杯冷却液(10℃～50℃)；
② 用滴管滴液分别A、B、C测试片上，一秒后甩掉多余液体。
③ 45秒后用测试片与比色板比色。比色在75秒内完成。
（2）根据检测结果对冷却系统作如下维护
① DCA4不足时，更换水滤器并加液体DCA4；
② DCA4适中时，更换 (水滤器)；
③ DCA4过量时 ，不作维护，但下次维护时再测浓度。
④ 防冻液浓度推荐50%,否则进行处理。
4、储备碱度的检测
储备碱度是指存在于冷却液中碱性防冻液的含量。储备碱度高，则说明防腐剂含量充足。防腐添加剂吸附在金属表面，抑制电化学腐蚀及中和氧化过程中生成的对金属有化学腐蚀作用的酸性物质。对储备碱度进行检测，是衡量防冻液防腐性能的重要指标，储备碱度的测试可用美国ASTMD1121方法，此方法采用典韦滴仪进行自动滴定，即可得出所测冷却液的存储碱度。冷却液储备碱度标准值应不小于10，优质冷却液的储备碱度一般在17.5左右。
（1）“储备碱度”概念存在局限性，对于全有机型发动机冷却液可能失去实际意义。
（2）使用10 mL盐酸模拟乙二醇水溶液的酸化过程，发动机冷却液pH值最小为2～3。
（3）储备碱度与β-pH曲线相结合，可以更全面的表征发动机冷却液缓冲能力，通过对比缓冲范围与金属钝化态pH值范围可以对金属腐蚀倾向进行预判。
（4）全有机型发动机冷却液使用过程中，需要严格控制发动机冷却系统密封性。出现发动机冷却液泄露时，不能添加蒸馏水，要整体更换发动机冷却液。
（5）混合型发动机冷却液使用过程中，如遇到发动机冷却液泄露或蒸发，可以采用补加蒸馏水的方式暂时解决，但当发动机冷却液pH值超过其缓冲范围时，应及时更换。
（6）大部分国外主流品牌发动机冷却液储备碱度较低，没有缓冲范围，终点pH值在4～5之间，β-pH曲线类似于全有机型发动机冷却液。
（7）大部分国内主流品牌发动机冷却液储备碱度较高，缓冲范围在7～9之间，终点pH值为3～5，β-pH曲线类似于混合型发动机冷却液。
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图5 柴油机冷却液PH值曲线图 |
图6 柴油机冷却液滴定值曲线图 |
三、冷却液检测标准
随着长寿命发动机冷却液的推出，发动机冷却液的金属腐蚀性和长期性能稳定性受到更多关注。现行的发动机冷却液实验室评定方法（参照GB 29743技术要求和试验方法）中，通常采用玻璃器皿腐蚀和储备碱度对发动机冷却液的长寿命进行评价。这些其实远远不够检测出冷却液的良好性能，应遵从下列试验方法对冷却液进行全面检测。
● GB/T 22226-2008发动机冷却液沸点测定
● GB 29743-2013机动车发动机冷却液
● JT/T 1230-2018机动车发动机冷却液无机阴离子测定
● NB/SH/T 0521-2010乙二醇型和丙二醇型发动机冷却液
● NB/SH/T 0828-2010发动机冷却液中硅与其它元素含量的测定
● SH/T 0065-1991发动机冷却液或防锈剂试验样品的取样及其水溶液的配制
● SH/T 0066-2002发动机冷却液泡沫倾向测定
● SH/T 0067-1991发动机冷却液和防锈剂灰分含量测定
● SH/T 0068-2002发动机冷却液及其浓缩液密度或相对密度测定
● SH/T 0069-1991发动机防冻剂,防锈剂和冷却液PH值测定
● SH/T 0085-1991发动机冷却液腐蚀测定
● SH/T 0086-1991发动机冷却液的浓缩液中水含量测定
● SH/T 0087-1991发动机冷却液铝泵气穴腐蚀特性试验
● SH/T 0088-1991发动机冷却液模拟使用腐蚀测定
● SH/T 0089-1991发动机冷却液沸点测定
● SH/T 0090-1991发动机冷却液冰点测定
● SH/T 0091-1991发动机冷却液和防锈剂储备碱度测定
● SH/T 0620-1995发动机冷却液对传热状态下的铸铝合金腐蚀测定
● SH/T 0621-1995发动机冷却液氯含量测定
● TB/T 1750-2006内燃机车用冷却液
● TB/T 2059.1-2006内燃机车冷却液分析方法 第1部分：十水合四硼酸二钠的测定
● TB/T 2059.7-2006内燃机车冷却液分析方法 第7部分：钙、镁离子总量的测定
● TB/T 2059.6-2006内燃机车冷却液分析方法 第6部分：氯离子的测定
● TB/T 2059.5-2006内燃机车冷却液分析方法 第5部分：电导率的测定
● TB/T 2059.4-2006内燃机车冷却液分析方法 第4部分：苯骈三氮唑的测定
● TB/T 2059.3-2006内燃机车冷却液分析方法 第3部分：亚硝酸钠的测定
总结：
要检测防冻液的质量好坏，最直接的方法就是检测防冻液的冰点和沸点，一般普通防冻液的冰点最低可达-40℃，而优质防冻液一般能达到-60℃左右。水的沸点是100℃，而防冻液至少应达到 110℃以上。防冻液的冰点越低，沸点越高，温差越大，则说明品质就越好。反之，温差越小，防冻液的品质就相对差一些。测试冷冻冰点要用测试仪来完成测试。冰点测定仪操作方法为：掀起盖板用柔软绒布交盖板及棱镜表面擦拭干净；将待测液体用吸管滴于棱镜表面，合上盖板轻轻按压，将折射计对向明亮处，旋转目镜使视场内刻度线清晰，读出明暗分界线在标示板上相应标尺上的数值即可；测试完毕，用绒布擦净棱镜表面和盖板，清洗管，将仪器放还于包装盒内。
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