【干货】发动机冷却液基础知识，也很专业

发动机冷却液又叫防冻液，具有防冻功能的冷却液。防冻液可以防止在寒冷冬季停车时冷却液结冰二胀裂散热器和冻坏发动机气缸体或盖。...

发动机冷却液又叫防冻液，具有防冻功能的冷却液。防冻液可以防止在寒冷冬季停车时冷却液结冰二胀裂散热器和冻坏发动机气缸体或盖。但是我们要纠正一下误解，防冻液不仅仅是冬天用，它应该在全年使用。汽车正常的保养项目中，每行驶一年，就需要换一次发动机防冻液。

由于冷却液的浓缩液是一成品，其复合添加剂的量是一定的，其50%（V/V）的水稀释液冰点为-38℃，其25%（V/V）的水稀释液冰点为-12℃，其中复合添加剂的量却相差一倍，腐蚀性加大，而复合添加剂的量却减少。

对直接生产防冻液工作液的生产厂而言，还是根据市场需要，直接用乙二醇、水、复合添加剂调配较为合理。

一、 冷却液的基础液

目前用的最多的是乙二醇/水系的基础液。它的冰点、沸点、密度等理化指标取决于乙

二醇/水之间比例。而比热容、热导率、粘度、沸点等是影响乙二醇/水溶液传热性能的指标。

随着乙二醇/水系中，乙二醇量的增加，比热容、热导率都有一定减少，即热交换效率降低，但为了顾及在使用中冰点的要求，也只有牺牲一定的传热性能要求。

由于乙二醇的毒性比丙二醇要大得多，所以丙二醇/水冷却液引起了关注，早在1972年，瑞士就禁止在超市、零配件商店公开销售乙二醇/水系冷却液，北欧诸国近年来也一直选用丙二醇/水系冷却液。

在废水处理过程中，丙二醇易生物降解，5d即可降解69%，而乙二醇5d只降解36%。

关于乙二醇/水、丙二醇/水系冷却曲线比较见图：



从图中可见，丙二醇/水与乙二醇/水在60%（V/V）前很相近。乙二醇/水有最低点，二丙二醇/水系无最低点，在用乙二醇/水体系时，乙二醇浓度（V/V）≥70%时，冰点反而下降，而丙二醇却可以用到100%，即全丙二醇冷却液供赛车和重负荷车辆中使用，可使腐蚀大大减轻，尤其是点蚀、铝泵气穴腐蚀。全丙二醇冷却液的应用应该是极有前途的。作为全丙二醇体系的复合添加剂组成也将会有很大的变化。

二、 复合添加

发动机冷却液的添加剂有缓蚀剂、缓冲剂、防垢剂、消泡剂、着色剂等，其中以缓蚀剂为主，不加缓蚀剂的乙二醇/水溶液对金属有腐蚀，更何况是一个多金属构成的工作在90℃上下的循环系统中。从ASTM D 3306中即可看出，与金属腐蚀相关的项目就有玻璃器皿腐蚀、模拟使用腐蚀、铸铝合金传热腐蚀、铝泵气穴腐蚀等四项。涉及的金属有铸铁、铝、铜等六种。表-1为上海某知名汽车公司对冷却液添加组成的要求。

表-1 TL-774复合添加剂组成要求

等级 ①

CO级

DO级

硅酸盐 mg/t②

500-680

不允许

硼砂

—

不允许

胺

不允许

不允许

咪唑

—

不允许

磷酸盐

不允许

不允许

亚硝酸盐

不允许

不允许

苦味素“Bitex” ppm

25

25

颜色

深绿

红

染料

不选择

指定≥30ppm

①：不允许单纯以硼砂为缓蚀剂，不允许用重金属盐（如钼、钒）

②：含SiO2量计，包括10%的含硅稳定剂

按表-1，复合添加剂可分为硅酸盐型即CO级，有机酸型即DO级。其实在硅酸盐型中又可分为高、中、低硅酸盐型。

从CO级及DO级的具体要求看，其中CO级为低硅酸酸盐型的，其余限制还有不允许有重金属盐如钼、钒，不允许用胺。磷酸盐、亚硝酸钠。而DO则为有机酸类型的，不允许添加硅酸盐。

汽车冷却系统中，由于铸铝合金愈来愈多，如散热器水箱、弯头、管道、节温器等，解决乙二醇/水体系对铸铝的腐蚀，传统方法是添加硅酸盐作缓蚀剂用，但硅酸盐有一个水解稳定性的问题，在使用中会有胶体二氧硅絮状物析出，在冷却系统的金属壁上形成“硅垢”，一是影响热传导性能，二是可能堵塞管路，三是在不断消耗中，影响对铝的缓蚀效果。解决的办法是添加大致10%的硅酸盐稳定剂和提高体系的pH值以减缓水解过程。但从外面关注到的硅酸盐类产品看，仅仅是减缓并没有完全解决，在腐蚀试验中多会见到絮状物沉淀。

三、 冷却液的标准与指标

冷却液的标准有国家标准和企业标准二类。

属国家级标准的油美国ASTM D 3306；日本工业规格JIS K 2234；英国的BS 6580；我国的石化行业标准SH0521和汽车行业JT225等。企业标准有美国通用汽车工GM 1825M和GM 1899M，克莱斯勒公司MS 7170、MS9769；上海大众TL-774CO和TL-774DO等等众多标准，对比国家标准与企业标准可见，国外的企业标准多高于相应的国家标准。

1

颜色



冷却液要求具有醒目的颜色，以便容易诊断出冷却系统泄漏发生的位置，便于检修。

冷却系统内部泄漏有时会致使曲轴箱中混入冷却液。有了醒目颜色就可检修。为此，在SH0521就有醒目颜色要求。在TL-774中其中CO级应为深绿色、DO级为红色。克莱斯勒公司MS 7170为绿色，而有机酸型MS 9769为橙黄色。通用汽车公司GM 1825M、GM 1899M硅酸盐型的颜色为绿色。丙二醇系冷却液多采用紫色。

在TL-774中对染料提出添加后不腐蚀金属，不允许用硝基-芳香类染料。并对其中DO级还指定了红色染料名称。

2

冰点、沸点



冰点是冷却液的一个重要使用指标，当乙二醇/水体系固定后，只要测得乙二醇占水的体积%就可以直接换算得到工作注液的使用温度。ASTM D 3321即为析光仪测量工作液冰点的现场方法。国内常用的是糖量仪来换算，其原理是一样的，只要将参比刻度改换就可直接读出冰点温度。ASTM D 1177冰点测示法是标准试验方法，是仲裁用的方法。国内SH 0090就是根据D 1177制订的。

乙二醇/水的密度也是推算其体积浓度的一个简单的方法，可选用标准样品进行参比推算。

用析光、密度来测定冷却液冰点的前提是对固定基础液而言。因为乙二醇/水、丙二醇/水、二乙二醇/水、甘油/水都有不同的数据。

沸点的数值也取决于乙二醇/水的体积%浓度，查一下对照表即可得知。

3

浓缩液含量、灰分



浓缩液的含水量多规定为≤5%，为了确保浓缩液中乙二醇含量，所以多对其含水量作了规定。也为了确保浓缩液50%（V/V）的水稀释液冰点不低于-37℃。

作为原料用的乙二醇其水含量≤0.5%，其余的水主要是用于复合添加剂的溶解，尤其是无机盐类添加剂。

按照D 3306冷却浓缩液的灰分指标为≤5%。按ASTM D 1119“发动机冷却液和防锈剂灰分含量测定法”，灰份灼烧温度为750-900℃，灼烧时间至少1小时，此时剩下的应该是不含结晶水的无机盐类。而同样在D 3306浓缩液（Ⅰ、Ⅱ型）中却又有总固含量≤4%的要求，这二项要求应如何理解？因为总固体量≤4%,其灼烧后灰份不可能≥4%。

对比一下水份≤5%，与总固体量≤4%，灼烧灰份≤5%估计，作为添加剂的组份应在水中有极好的溶解度。对复合添加剂而言，水分应略低于5%。为此，只有选择在水中溶解度极好的添加才能不沉淀，保持复合添加剂成均一液体。

有机酸型缓蚀剂在750-900℃下灼烧，将氧化成二氧化碳和水、灰份总量比无机盐型的低。

4

pH值、储备碱度



冷却液在使用过程中，二元醇在热负荷及系统内进水的催化作用下产生酸性产物，再加上酸性燃气泄露进入冷却系统都会使冷却液的pH值下降，为了维持冷却液的pH维持在正常的范围，所以必须添加pH缓冲剂，具体的可用储备碱度来衡量。

冷却液储备碱量大小，取决于复合添加剂中pH缓冲剂，在碱性范围内复合剂中强碱弱酸的无机、有机盐类的都能起到缓冲作用，保持工作液pH的稳定，也可确保缓蚀剂充分发挥作用，不少缓蚀剂本身就是强碱弱酸的盐，同时具有缓冲性。

5

腐蚀试验



腐蚀试验是冷却液最关键的项目，在美国3306中包括玻璃器皿法的腐蚀测定法等四项。SH/T 0085玻璃器皿法与ASTM D 1384-87等效。由于此方法设备简单，费用较少，在冷却液评价，筛选中都是最常用的一种。在D1384中选用了钢、黄铜、紫铜、铸铁、焊料、铸铝等六种金属，空气流量为100±10ml/min,温度为88±2℃，试验周期为连续336±2h即14d。

腐蚀试验的工作液按浓缩液的33.3%（V/V）水稀释比，或（-18±1）℃的工作液为标准。-18℃的工作液中乙二醇量为31.9（V/V），大致与33.3%一致，在腐蚀试验中，以腐蚀水为介质，其中SO42-=、Cl-和HCO3-的浓度均为100mg/kg(即100ppm)。

在上述条件下，要让六种金属腐蚀均合格，主要取决于复合添加剂整体，包括缓蚀、缓冲等多种性能，按ASTM D 3306浓缩液中添加剂总量应≤4%，按其33.3%算，其中有效添加剂量只有≤1.33%。

发动机冷却液

使用方法

现代汽车的发动机的冷却液除了冷却功能外，还必须解决穴蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀和水垢等四大问题。冷却液是水与防冻剂的混合物。由于水的来源不同，其成分和清洁度也不同。因此，在加注冷却液时，要注意以下几个方面。

1

不要加井水、污水



水就其是否溶解有矿物质来说，可分为硬水和软水两种。硬水中含有铁、钙、镁等离子，未经处理的井水、泉水就属于硬水，如果向发动机中加注这类硬水，经发动机加热蒸发后，就会产生碳酸钙、硫酸钙等化合物，沉淀下来形成水垢。而水垢，一方面是热的不良导体，另一方面当水垢增加到一定程度时，就会使管路变窄，水的流量随之减少，就会影响发动机散热，造成发动机过热。而污水中含有泥沙和腐烂的有机物，易腐蚀水箱和缸体水套，影响其使用寿命。

2

不要不管不问



发动机加注长效冷却液，在工作一段时间后，应打开水箱盖进行检查，当水箱出现水污、水锈和沉淀物时，应及时更换冷却液。

3

不要缺水运行



温天气行车，水箱内的冷却液蒸发加快，要时刻注意检查冷却液量，注意观察冷却液温度表。水箱如果不完全加满，冷却液在水套内循环就存在问题，水温容易升高造成“开锅”。有的车，加水时不易加满，其水箱位置较发动机低，加水时水箱加水口显示已经加满，但实际上发动机水套内缺水。如贸然行车，水箱易“开锅”。对这类车，正确的方法是：应在加水口显示加满后，启动发动机运转，待发动机温度升高至节温器开启时，水套内空气排出后，水面就会下降，此时再将水箱加满即可。对于轿车，冷却液液面应位于补偿水桶外表面“高”线和“低”线之间。

4

水箱“开锅”时不要贸然开盖



因为“开锅”时，水箱内温度很高(至少100℃)，压力大，突然开启水箱盖，滚开的水及水蒸气便会向外急速喷出，易烫伤加水者。出现“开锅”时一般应怠速运转，等发动机温度降下来后再开盖加注冷却液。如时间紧迫，可先用湿布盖住水箱盖，再用湿毛巾包住手，然后慢慢将水箱盖打开。另外，加冷却液速度不宜过快，应缓缓加入。

5

加水时不要将水洒到发动机上



加水时，若将水洒到发动机的火花塞孔座、高压线插孔、分电器上都可能会对跳火有影响；水溅到传动带上也可能导致其打滑；洒到机体上还有可能导致机体变形甚至产生裂纹。

6

不要忘记向冷却液中加防冻剂



有的驾驶员认为，夏季冷却液中不需要加注防冻剂。这种想法是错误的。因为防冻剂可防止冷却液过早沸腾，提高了冷却液的沸点，可防止水箱过早出现“开锅”现象。另外，防冻剂中还含有防锈剂和泡沫抑制剂。防锈剂可延缓或阻止发动机水套壁及散热器的锈蚀和腐蚀。冷却液中的空气在水泵叶轮的搅动下会产生很多泡沫，这些泡沫将妨碍水套壁的散热。泡沫抑制剂能有效地抑制泡沫的产生。

7

人体不要接触防冻液



防冻液及其添加剂均为有毒物质，请勿接触，并置于安全场所。放出的冷却液不宜再使用，应严格按有关法规处理废弃的冷却液，否则易引起化学反应。

8

不同型号的防冻液不要混合使用



生成沉淀或气泡，降低使用效果。在更换冷却液时，应先将冷却系统用净水冲洗干净，然后再加入新的防冻液和水。用剩的防冻液应在容器上注明名称以免混淆。

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