操作使用與維護保養

弗列加冷卻液對康明斯柴油發電機組的好處

 

摘要：目前，現代柴油發電機普遍采用防凍冷卻液代替自然水作為冷卻介質。由于一些用戶和修理人員對防凍液的相關知識了解不深，同時不合格防凍液大量充斥市場，在使用防凍液過程中引起很多問題。弗列加冷卻液屬于康明斯公司旗下獨立品牌的產品，其具有保護柴油機冷卻系統免遭銹蝕和腐蝕，能有效抑制水垢形成，防止水箱過熱，減少冷卻液蒸發，為水泵節溫器及其它部件提供潤滑作用。可對水箱提供長期的全面保護，可與各種符合標準的優質冷卻液及冷卻液混合使用，更可避免由于使用劣質冷卻液對發動機造成的損害。

 

一、對冷卻介質的要求

 

      根據《發動機冷卻液》GB 29743-1：2022標準，國家對防冷卻液的品質要求更加嚴格，從而有效提高冷卻液的質量與穩定性，無疑為廣大用戶提供更加安全可靠的保護的同時越來越多的不符合規定的冷卻液將被市場所淘汰。其中，“冷卻液原液”一詞的使用一直是模糊的，不少人認為是濃縮液經過稀釋成為冷卻液，則被成為“原液”。而新國標將“冷卻液原液”定義為直接從產品原包裝中取出的發動機冷卻液。

1、盡量進行滅菌、抗垢處理

      由于康明斯發電機組的冷卻水是在75~90℃高溫中作冷卻介質，故而對水質要求較高。與其他機械和設備冷卻水相比，發動機冷卻水除了要滿足不腐蝕、不結垢的要求外，還必須有良好的電氣絕緣性能。需要注意的是，由于柴油發電機中所需的冷卻水量較少，并且是高純度，不易結垢的軟質水，因此通常不需要進行滅菌及抗垢處理。但如果冷卻水的水質不夠好，在不進行滅菌、抗垢處理的情況下，經過一段時間的使用很可能出現水垢沉積，造成堵塞，因此用戶要謹慎選擇冷卻水。冷卻水水質要求如表1所列。

2、冷卻水有一定降溫效果

      康明斯柴油發電機的冷卻水的溫度應在75～90℃之間，因此，對于閉式循環水冷卻系統來說，冷卻水溫度最高不能超過95℃。

3、盡量使用專用冷卻液

     康明斯發電機組廠家對冷卻液的使用有嚴格要求，規定使用長效防凍防銹液或防凍冷卻液。如果長期使用造成水分散失或其他原因引起冷卻液泄漏，則要求添加蒸餾水或清潔的軟水（開水、雨水、雪水），軟水應呈堿性，其ph值應為8.5～10.5。

4、避免使用帶礦物質的硬水

      不能用未經處理的硬水，如河水、井水、泉水或自來水代替，因為這些硬水在高溫作用下，礦物質會從水中沉析出產生水垢，堵塞水套和散熱器管芯，影響冷卻水循環，降低冷卻強度，造成柴油發電機過熱。

表1    對柴油發電機的水質要求

 

二、冷卻液的組成及其作用

 

      冷卻液主要由防凍劑、緩蝕劑、消泡劑、著色劑、防霉劑、緩沖劑等組成。要求冷卻液具有較低的冰點，較高的沸點，較好的金屬防腐性、防氣蝕性和防結垢性，不污染環境或對環境污染小，外觀色澤透明、無機械雜質、無毒或低毒、藥效持久、貯存期長、可在冷卻系統內連續工作2～3年而不變質等方面的綜合性能。

1、乙二醇

      按不同的質量比例將乙二醇與水混合，能夠得到不同冰點值的混合液，即得到不同冰點值的冷卻液，如表2所示。

表2   防東液中乙二醇濃度與冰點的關系

      從表2中可以看出，乙二醇水型冷卻液的冰點值同乙二醇質量份數不成線性關系。濃度在59％以下時，水溶液中乙二醇濃度升高冰點降低，但濃度超過59％后，隨著乙二醇濃度的升高，其冰點呈上升趨勢，當濃度達到100％時，其冰點上升至-13℃。

 

發動機乙二醇冷卻液β-PH曲線圖

發動機乙二醇冷卻液PH滴定曲線圖

 

      由圖1、圖2可知， 50%乙二醇水溶液經過稀釋后，初始pH值在6.0以上，理論上可以通過滴定得到儲備堿度，顯然此時的儲備堿度沒有實際意義。由pH滴定曲線繪制得到的“β-pH曲線”表示50%乙二醇水溶液緩沖能力隨pH值變化的情況，β越大，緩沖能力越強，pH值變化越小。當pH>3時，β≈0，此時50%乙二醇水溶液基本沒有緩沖能力，pH值快速下降；當pH<3時，由于前期H+積累，試驗液中H+濃度較大，鹽酸提供的H+對試驗液的pH值影響變小，β值快速增大，pH值變化緩慢，盡管此時β隨pH值減小而快速上升，但不能體現發動機冷卻液抵抗酸化的緩沖能力。

      綜上所述，50%乙二醇水溶液沒有緩沖能力，儲備堿度沒有實際意義；β-pH曲線可以直觀表現50%乙二醇水溶液在酸化過程中緩沖能力變化情況，間接說明pH值變化的快慢程度；發動機冷卻液酸化后能夠達到的最小pH值為2～3。

2、緩蝕劑（防銹劑）

      發動機冷卻系統使用了銅、鋁、鑄鐵、鋼、焊錫等金屬。乙二醇冷卻液在長期工作中會引起冷卻系統的材質腐蝕，腐蝕介質是水和乙二醇。在冷卻液中添加緩蝕劑，能有效地阻止冷卻系統產生銹蝕。常見的緩蝕劑分為以下4類:

（1）無機化合物緩蝕劑。

      它包括偏硅酸鹽、磷酸鹽、鎢酸鹽、硼酸鹽、亞硝酸鹽和鉬酸鹽、苯甲酸鹽等。作為無機化合物緩蝕劑，可使金屬表面形成一層致密的鈍化膜。例如：加入0.05%～0.03%的偏硅酸鈉可防止鋁制件的腐蝕。

（2）有機化合物緩蝕劑。

      常用的有三乙醇胺、苯并三氮唑、巰基苯并噻唑、有機磷酸鹽等，如僅添加0.1%～0.5%的苯并三氮唑即可防止銅制構件的腐蝕。

（3）復合配方緩蝕劑。

      不同成分的金屬構件需用不同的緩蝕劑，如：亞硝酸鈉對鋼、鑄鐵的緩蝕效果好，但會腐蝕焊料；三乙醇胺、磷酸鹽、有機磷酸鹽雖對黑色金屬緩蝕效果好，但會腐蝕黃銅、紫銅等；硅酸鹽是鋁金屬的優良緩蝕劑，但極易水解，形成大量絮狀沉淀。這些單品種緩蝕劑雖成本較低，但難以滿足冷卻液諸多方面的性能要求。所以一般采用具有協同作用的多種緩蝕物質的復合配方，緩蝕劑總加入量為冷卻液原液的0.5%～5%。

（4）環保型配方緩蝕劑。

      完全采用有機型配方，成份中不含無機鹽，能在金屬表面形成一層致密而穩定的保護膜。采用環保型配方緩蝕劑制成的冷卻液同時具有易生物降解、低毒的特點，對環境無害的化學品，不會對水體及土壤生態造成破壞，具有通用性好，能適合不同金屬材質的發動機，可長年貯存，穩定性好。

3、消泡劑

      發動機在運轉過程中，會不可避免地發生振動，使空氣滲入冷卻液而產生泡沫。這不利于熱的傳遞。溶于冷卻液中的空氣對乙二醇有氧化作用，在使用中不希望有泡沫產生，因此必須加入適量的消泡劑。消泡劑可以使用硅酮、醇類和失水甘油醚等。比較好的消泡劑為烷基非離子型表面活性劑。消泡劑的濃度只要0.001%～0.1%就能達到理想的消泡效果。

4、著色劑

      在冷卻液中加入無毒的水溶性著色劑，與一般的冷卻水區別，便于觀察冷卻系統中的冷卻液是否泄漏;同時具有指示劑的作用，監視冷卻液的酸堿度變化。常用溴甲藍、酚紅、甲基紅等原料使冷卻液呈現一定指示色，如果顏色超過指示范圍，則表明冷卻液呈酸性而失去防銹作用。著色劑的濃度（質量）一般在0.01%～0.05%。

5、防霉劑

      冷卻液在工作狀態下由于溫度較高，微生物難以繁殖，但在貯存過程中可能引起微生物滋長，使冷卻液發霉變質。因此，需要加入微量的殺菌防霉劑，以保證冷卻液在2～3年貯存期內不霉變。常用的防霉劑有氯化鋅、糖酸、苯甲酸鈉，其中苯甲酸鈉的防霉效果比較理想。

6、緩沖劑（PH調節劑)

      冷卻液中所加的緩蝕劑在中性介質中效果較好。但是冷卻液在工作過程中，介質會酸化，PH值會下降，使緩蝕劑效果降低，因此冷卻液中需要添加緩沖劑，使冷卻液的PH值穩定在7.5～11之間。常用的PH調節劑有硼酸鹽、磷酸鹽和有機胺類。

      冷卻液防凍劑的種類很多，像無機物中的氯化鈣（CaCl2）、有機物中的甲醇（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）、潤滑油以及我們日常生活中常見的砂糖、蜂蜜等，都可作為防凍液的母液，在加入適量純凈軟水（不含或少量含有鈣、鎂離子的水，如蒸餾水、未受污染的雨水、雪水等，其水質的總硬度成分濃度在0-30ppm之間）后，即可成為一般意義上的防凍液。其保護功能如圖3所示，化學分子結構如圖4所示。

 

圖3  防凍冷卻液的保護功能

圖4  防凍冷卻液成分分解圖

 

三、冷卻液選購和使用注意事項

 

      冷卻液的選擇是事關康明斯發電機組“心臟”健康的頭等大事，那么消費者在選擇使用冷卻液時，應該注意哪些問題呢？

1、冰點越低越好的誤區

      冷卻液的基本指標是冰點與沸點。在秋冬時節應選擇使用低冰點的冷卻液，冰點越低，冷卻液的抗凍性能越強。通常情況下，所選用冷卻液的冰點應低于當地最低氣溫10℃以上，以備天氣突變。若無法判定冰點數值，可以使用專用檢測工具，如圖5所示。

2、質量鑒別的重要性

      目前市面上冷卻液種類眾多，質量難免魚龍混雜，一般小調和廠生產的冷卻液只對冷卻液的冰點測定后即投放市場，這些沒有經過正規檢驗的產品往往具有較強的腐蝕性，對康明斯發電機組的冷卻系統造成損害，有些冷卻液還會將水箱腐蝕穿孔后流入發動機，造成大的事故。因此，建議用戶選擇正規品牌的冷卻液，鑒別真假防凍液方法如下：

（1）價格：

      就目前的價格來看，在5/kg元以下，基本就不會是真貨了。

（2）聞味

      有各種刺鼻難聞氣味的一定是假貨，真貨沒有太大的氣味。

（3）手感：

      不潤滑、易揮發的（注意：嚴禁用嘴嘗！防凍液的添加劑中含有致癌物）是加了低沸點醇類的易開鍋假防凍液；包裝桶口有白色固體出現的，用手提起較重，手感很澀，沒有很特別氣味的，為工業鹽或鹵水加工的假防凍液。

（4）濁度：

      無論何種顏色的產品，都要保持一定的透明度，渾濁的產品不是好的產品。

3、冷卻液牌號

      乙二醇型冷卻液根據行業標準規定，按其冰點不同分為-25，-30、-35、-40、-45、-50六個牌號。應根據用戶所在地當時的最低氣溫來選擇牌號，如圖6所示。如果氣溫有巨大變化，應及時更換其他牌號冷卻液。

4、使用冷卻液注意事項

（1）盡量使用同一品牌的冷卻液。不同品牌的冷卻液生產配方會有所差異，如果混合使用，多種添加劑之間很可能會發生化學反應，造成添加劑失效。

（2）冷卻液的有效期多為兩年（個別產品會長一些），添加時應確認該產品在有效期內。

（3）必須定期更換，一般為兩年更換一次，常用機型應該更換得勤一些。更換時應放凈舊液，將冷卻系統清洗干凈后，再換上新液。

（4）避免對水使用。傳統的無機型冷卻液不可以對水使用，那樣會生成沉淀，嚴重影響冷卻液的正常功能。有機型冷卻液則可以對水使用，但水不能對得太多。

 

圖5  冷卻液冰點檢測工具

圖6  防凍冷卻液根據地區平均溫度選型

 

總結：

       大多數用戶認為防凍冷卻液應使用在冬季，其它季節則可使用自來水，其實這是一種誤解。我們都知道硬水中含有大量的堿性物質，經加熱分離后就變成了水垢，附著在散熱器內部的金屬表面，如果不能對其定期進行清理，厚厚的水垢就會嚴重地影響散熱系統的功能，導致開鍋、缺水，甚至粘缸、燒瓦。所以我們應在更換防凍液之前首先將水箱中的水垢及銹點清理干凈。

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