Охлаждающая жидкость повышенной экологической чистоты для теплонапряженных двигателей внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и солеотложения, в частности к защите теплопередающих поверхностей систем охлаждения двигателей, и может быть использовано в автомобилестроении. Охлаждающая жидкость содержит, мас. % : тетраборат натрия 0,15 - 0,22 ; высокомодульное жидкое стекло 0,07 - 0,12 ; сульфированное касторовое масло 0,08 - 0,12; нитрит натрия 0,45 - 0,55; бензотриазол 0,01 - 0,03; пеногаситель 0,04 - 0,06; умягченная вода остальное. 2 табл.

Изобретение относится к средствам защиты металлов от коррозии путем введения в агрессивную среду ингибиторов коррозии и может быть использовано при защите металлических поверхностей от коррозии и солеотложения в системах охлаждения двигателей автотранспорта, морских и речных судов.

Известны составы для защиты металлов от коррозии в нейтральных водных средах (авт.св. N 1316308, 1552693 патент США N 2815328), охлаждающая жидкость ТОСОЛ А-40.

Недостатком этих составов является невозможность использования их для защиты от коррозии и солеотложения теплопередающих поверхностей в системах охлаждения теплонапряженных двигателей вследствие выпадения на охлаждаемые поверхности продуктов распада защитной композиции при повышенных температурах.

Недостатком ТОСОЛ А-40 является загрязнение среды из-за наличия этиленгликоля.

Известна композиция ОНИЛАТ-Т (авт.св. N 1552693), обеспечивающая экологически чистую защиту поверхности систем охлаждения двигателей в пределах 105-110^оС. Она содержит, мас.%: Тетраборат натрия 0,20-0,40 Высокомодульное жидкое стекло (n>2,8) 0,20-0,25 Концентрат сульфаната кальция (АrSО₃)₂Са 0,20-0,50 Пеногаситель, выбранный из группы, содержащей КЭ 10-34, ПМС 100-500 ЭАП-40, АС-60, 139-289 0,05-0,10 Умягченная вода 98,75-99,35 Недостатком этой композиции является потеря ее защитных свойств вследствие выпадения на теплопередающую поверхность продуктов разрушения композиции при эксплуатации теплопередающих поверхностей в условиях повышенных температур, что ограничивает область ее применения.

При достижении температуры теплопередающей поврехности 105-110^оС и выше на нее выпадает осадок и резко снижается теплообмен, что ведет к перегреву двигателей и снижению ресурса эксплуатации. Использование известной композиции ОНИЛАТ-Т не обеспечивает надежного теплообмена при эксплуатации теплонапряженных двигателей.

Целью изобретения является защита теплопередающих поверхностей от коррозии и солеотложения, обеспечение надежного теплосъема в системах охлаждения теплонапряженных автомобильных и судовых двигателей.

Для этого ингибирующая композиция содержит, мас.%: Тетраборат натрия 0,15-0,22 Высокомодульное жидкое стекло 0,07-0,12 Сульфированное касторовое масло 0,08-0,12 Нитрит натрия 0,45-0,55 Бензотриазол 0,01-0,03 Пеногаситель 0,04-0,06 Умягченная вода 1-3 мг-экв/л Остальное Предлагаемая жидкость отличается от известных введением новых компонентов.

Введение в состав композиции сульфированного (ализоринового) масла, применяемого в текстильном производстве, взамен другого сульфата (сульфата кальция) обеспечивает в предложенной композиции стабильность растворенной присадки в жидкости в условиях повышенных температур эксплуатации охлаждаемых поверхностей.

Коррозионные испытания проводили ускоренным методом в термостате в течение 30 сут. Режим испытаний: 8 ч при 90±20^оС; 16 ч при 20-22^оС на трех вариантах сочетаний защитной композиции (см. табл.1).

Образцы собирали в пакеты по шесть штук в следующей последовательности:
фторопластовая шайба, медный образец, латунная шайба, латунный образец, латунная шайба, образец припоя, фторопластовая шайба, стальной образец, стальная шайба, чугунный образец, фторопластовая шайба, алюминиевый образец, фторопластовая шайба.

В качестве держателя образцов применяли латунную шпильку, на которую для защиты от электрического контакта между образцами и шпилькой надевали трубку из полимерного электронепроводящего материала.

Используемый пакет хорошо имитировал электрические сопряжения металлов, которые имеются в реальном двигателе. В дополнение к этим проводились испытания на специально разработанной установке, имитирующей проток жидкости в системе охлаждения.

В результате проведенных испытаний получены следующие результаты (см. табл.2):
Как видно из табл.2, предлагаемая композиция обладает надежными защитными свойствами от коррозии и солеотложения при защите систем охлаждения теплонапряженных двигателей.

В климатических зонах с теплым климатом с целью снижения токсичности и загрязнения окружающей среды данная композиция может быть применена при пониженных температурах эксплуатации в сочетании с известной охлаждающей жидкостью ТОСОЛ А-40 в различных сочетаниях.

Технология производства концентрата ОЖ состоит в смешивании компонентов в строго определенной очередности с последующим диспергированием смеси с добавлением в нее пеногасителя.

Расчетное количество тетрабората натрия подается в барабаны шаровой мельницы, куда заливается также ализориновое масло и 1/2 воды. Эти компоненты перетираются в течение 1,0-1,5 ч до получения однородной жидкости. Затем в барабан вводится жидкое стекло, оставшееся количество воды и пеногаситель и перетирают дополнительно 0,5 ч. В результате такой обработки получается легко растворимая в воде присадка.

Для получения ОЖ в умягченной воде с общей жесткостью 1-3 мг-экв/л растворяется 1 мас.% присадки, в результате чего образуется слегка опалесцирующий раствор. Затем в образовавшуюся жидкость при постоянном ее перемешивании постепенно вводится водный раствор бензотриазола. Предварительное получение водного раствора бензотриазола осуществляется в воде с температурой не ниже 90^оС (при интенсивном перемешивании) в соотношении (ориентировочно) 20 г бензотриазола на 2 л воды. По окончании перемешивания приготовленную указанным способом жидкость заливают в систему охлаждения ДВС.

Предлагаемая охлаждающая жидкость позволяет надежно защитить теплопередающие поверхности систем охлаждения теплонапряженных двигателей с обеспечением экологической чистоты эксплуатации.

Формула изобретения

ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ПОВЫШЕННОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ ДЛЯ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая тетраборат натрия, высокомодульное жидкое стекло и умягченную воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит водорастворимое сульфированное касторовое (ализориновое) масло, нитрит натрия, бензотриазол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тетраборат натрия - 0,15 - 0,22
Высокомолекулярное жидкое стекло - 0,07 - 0,12
Водорастворимое сульфированное касторовое (ализориновое)
масло - 0,08 - 0,12
Нитрит натрия - 0,45 - 0,55
Бензотриазол - 0,01 - 0,03
Пеногаситель - 0,04 - 0,06
Умягченная вода с общей жесткостью 1 - 3 мг·экв/л - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1