Охлаждающие жидкости для автомобильных двигателей должны обладать следующими основными свойствами:
• высокая теплопроводность;
• незамерзаемость при низких температурах;
• неиспаряемость при повышенных рабочих температурах;
• низкая вязкость при пониженных температурах;
• отсутствие пенообразования при повышенных температурах;
• химическая стабильность;
• отсутствие отложений на поверхности системы охлаждения;
• отсутствие коррозионного воздействия на конструкционные материалы группы радиатора (медь, припой, латунь) и группы двигателя (сталь, серый чугун, алюминий);
• защита деталей системы охлаждения от кавитационного разрушения;
• инертность к резинотехническим изделиям;
• хорошие смазывающие свойства для обеспечения длительной работоспособности подшипников водяного насоса (помпы).
Одновременно обеспечить все эти требования не способна ни одна из имеющихся в природе жидкостей. Подавляющее большинство охлаждающих жидкостей для автомобильных двигателей состоит из водоэтиленгликолевой основы с добавкой различных присадок. Антифризы на основе этиленгликоля чрезвычайно опасны для организма человека (хотя сам этиленгликоль и малотоксичен при наружном применении, но продукты его распада в организме - метаболиты вызывают тяжелые поражения печени, почек, крови). Поэтому с 1996 года в США, Германии, Франции и других странах начался переход на нетоксичные пропиленгликолевые антифризы.
Автомобильные охлаждающие жидкости в настоящее время условно делят на три группы в зависимости от состава присадок, обеспечивающих антикоррозионную защиту деталей системы охлаждения:
1. Нитритные (в качестве ингибитора коррозии черных металлов содержат токсичные соединения - нитрит натрия, тринатрийфосфат и т.п.).
2. Силикатные (безнитритные).
3. Карбоксилатные (безсиликатные).
Конкретный химический состав каждой из этих групп разрабатывается с учетом конструкционных материалов, используемых в двигателе, и его форсированности.
Срок работоспособности антикоррозионных присадок в этих группах (определяющий пригодность охлаждающей жидкости в целом) составляет:
для нитритной группы - 2 года (или примерно 60 тыс. км пробега),
для силикатной группы - 3 года (около 100 тыс. км пробега),
для карбоксилатной группы - 4-5 лет (около 150 тыс. км пробега).
Специальных требований к цвету антифризов различных групп не существует. Охлаждающие жидкости первой группы окрашиваются обычно в синий или голубой цвета, антифризы силикатной группы имеют чаще всего зеленый цвет, а в антифризы карбоксилатной группы добавляются красители красного или фиолетового цветов. Антифризы карбоксилатной группы нельзя смешивать с антифризами других групп, и при замене антифриза необходимо руководствоваться предписаниями автопроизводителей.
Классический ТОСОЛ относится к первой группе антифризов (нитритной) и обычно не содержит специальных ингибиторов, предотвращающих высокотемпературную коррозию алюминия, поэтому применять его в двигателях с алюминиевыми блоками цилиндров, алюминиевыми радиаторами, а также в дизельных двигателях с термонагруженной алюминиевой головкой блока не рекомендуется.
В настоящее время наиболее широко используются силикатные антифризы, содержащие ингибиторы коррозии на основе силикатов - солей кремниевой кислоты (жидкое стекло). Недостатками таких охлаждающих жидкостей является формирование по всей поверхности системы охлаждения сравнительно толстого (до 0,5 мм) защитного слоя, ухудшающего эффективность теплоотвода, а также образование осадка, закупоривающего узкие каналы системы охлаждения. Кроме того, при разложении силикатов образуется абразивный осадок из окиси кремния (кварцевый песок), вызывающий ускоренный износ подшипников водяной помпы.
Третье поколение антифризов - карбоксилатные антифризы были разработаны в 90-х годах прошлого столетия, и содержат ингибиторы коррозии на основе органических кислот. Такие антифризы не образуют толстого защитного слоя по всей поверхности системы, а адсорбируются лишь в местах возникновения коррозии с образованием защитных слоев толщиной не более 0,1 микрона. Эти охлаждающие жидкости наиболее дорогостоящие и применяются, в первую очередь, в двигателях, требующих улучшенного теплоотвода - высокофорсированных двигателях, двигателях с турбонаддувом. Они успешно предотвращают коррозию черных и цветных металлов, а также высокотемпературную коррозию алюминиевых сплавов. Даже качественные охлаждающие жидкости необходимо полностью менять с промывкой системы; в случае их несвоевременной замены такие жидкости становятся опасными для двигателя, в первую очередь, из-за повышения отложений в системе охлаждения и снижения антикоррозионных свойств.
При эксплуатации двигателей с применением некачественных или просроченных охлаждающих жидкостей из-за отложений на внутренних поверхностях системы охлаждения нарушается температурный режим работы двигателя. Для бензиновых двигателей при повышении температуры в пристеночной области между цилиндром и поршнем даже на несколько десятков градусов от расчетной начинает проявляться склонность мотора к детонации (особенно при работе на низкосортном топливе).