Антифриз энергосберегающий

Предложен антифриз энергосберегающий для двигателей внутреннего сгорания автомобилей, тяжелой колесной и гусеничной техники гражданского и военного назначения и других транспортных средств, а также генераторных установок, который обладает низкой вязкостью и повышенной теплопередающей способностью. Изобретение обеспечивает снижение времени прогрева двигателя после холодного пуска, непродуктивного расхода горючего и уменьшение износа агрегатов и деталей двигателя за счет более равномерного прогрева, что в конечном итоге приводит к увеличению ресурса работы двигателя и экономии топлива при прочих равных условиях. 1 табл.

 

Изобретение относится к области теплообмена и теплообменной техники, а именно к антифризам - охлаждающим жидкостям для двигателей внутреннего сгорания автомобилей, тяжелой колесной и гусеничной техники гражданского и военного назначения и других транспортных средств, а также генераторных установок и др.

Особенности нашей страны с наличием разных географических зон от крайнего севера до тропиков юга, с диапазоном температур от высоких значений до плюс 50°С летом в южных регионах и до минус 50°С и ниже в Заполярье, требуют наличия энергоэффективных, охлаждающих жидкостей - антифризов для двигателей внутреннего сгорания автомобилей, тяжелой колесной и гусеничной техники гражданского и военного назначения и других транспортных средств, а также генераторных установок и др.

Широко известны охлаждающие жидкости (ОЖ) для автомобильного транспорта на основе этиленгликоля [1, 2 и др.] по ГОСТ 28084-89 «Жидкости, охлаждающие низкозамерзающие», где они определяются как: «Охлаждающие низкозамерзающие жидкости - водные растворы этиленгликоля по ГОСТ 19710 или гликолевых и водно-гликолевых потоков его производства, представляющих собой этиленгликоль с массовой долей воды от 30%, с антикоррозионными, антивспенивающими, стабилизирующими и красящими добавками».

Существенной отрицательной особенностью подобных антифризов-аналогов является то, что при работе в системе охлаждения этиленгликоль со временем подвергается окислению с образованием продуктов, имеющих кислую среду и коррозионно-активных по отношению к металлам. Для нейтрализации этих продуктов в состав охлаждающих жидкостей (ОЖ) вводят различного рода присадки, которые зачастую быстро «снашиваются» и недостаточно эффективны в отношении коррозии и кавитационных процессов в агрегатах системы охлаждения, в особенности при интенсивных нагрузках. Решение вопроса защиты конструктива двигателей от коррозии в среде ОЖ путем введения присадок описано, например, в [1 и 2].

Кроме антикоррозионных свойств, важнейшей характеристикой ОЖ является эффективность теплопередачи от стенки камеры сгорания работающего двигателя к внешней среде. Препятствует этому, особенно на этапе холодного пуска двигателя (при температуре масла ниже минус 20°C), высокая вязкость ОЖ, требующая дополнительной энергии (теплоты), вырабатываемой двигателем. Большая часть полезной энергии (работы) двигателя расходуется только на компенсацию производства энтропии - обеспечение температурного режима эксплуатации. При этом расходуется топливо, время водителя (оператора) и уменьшается ресурс работы двигателя.

Похожими недостатками обладают и аналоги - электролитные хладоносители, содержащие в своем составе агрессивный коррозионный компонент - хлорид натрия, например (Патент РФ №2489467) [3].

Близким по уровню решаемой задачи - прототипом является антифриз (Патент РФ №2164929) [4], который содержит компоненты, вес. %: этиленгликоль (32-53), набор целевых добавок противокоррозионных, антивспенивающих и др. (бура 0,1-0,6; нитрит натрия 0,5-0,9; триэтаноламин 0,01-0,07; бензотриазол 0,01-0,03; одномодульное жидкое стекло 0,02-0,08; декстрин 0,02-0,06; продукт осерения глицерина концентрированной серной кислотой 0,01-0,03; антивспениватель, содержащий бутанол, полиметилсилоксан в соотношении вес. ч. 25:1-0,04-0,07; вода - остальное).

Известный антифриз недостаточно эффективен в условиях работы двигателей при низких температурах и большой нагрузке, имеет существенную вязкость. Это снижает скорость прогрева холодного двигателя и теплоотдачи в рабочем режиме прогрева и эксплуатации. Как следствие, наблюдается повышенный расход горючего, ускоренный износ агрегатов и самого двигателя и его неэффективная работа.

Указанных выше недостатков лишен заявляемый для патентования новый антифриз энергосберегающий, который содержит нижеследующие компоненты, вес. %: этиленгликоль (34-54), поверхностно активные вещества (ПАВ) на основе металлоорганических соединений, выбранных из ряда натриевых, калиевых, кальциевых или магниевых солей органических кислот (муравьиной или уксусной либо пропиловой или бутиловой) в количестве (5-12) от состава антифриза и целевые добавки ингибитора коррозии (3-5), в составе: нитрит натрия 0,003-0,15; бензоат натрия 0,015-0,75; продукты взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой 0,002-0,10, включая буферные составы на основе органических (одно-, двух- и трехзамещенный цитрат натрия или калия) и неорганических (фосфаты одно-, двух- и трехзамещенные, полифосфаты, бура) соединений, вода - остальное.

ПАВ обеспечивают снижение гидродинамического сопротивления течения антифриза в трубах и теплообменниках.

Композиция целевых добавок в составе, вес. %: нитрит натрия 0,003-0,15; бензоат натрия 0,015-0,75; продукты взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой 0,002-0,10, известна по Патенту РФ №2296790 [5].

Заявленное изобретение позволяет получить новый технический результат за счет снижения вязкости антифриза, заключающийся в увеличении эффективности работы двигателя во время его прогрева и штатной эксплуатации, в особенности при низких отрицательных температурах окружающей среды и высоких нагрузках в условиях Сибири, Крайнего Севера и в Арктической зоне России. В итоге снижается время прогрева двигателя и расход горючего, уменьшается износ деталей двигателя, что в конечном итоге приводит к экономии топлива и увеличению ресурса работы двигателя.

Инновационный состав нового антифриза в сочетании компонентов, вес. %: этиленгликоль 34-54, ПАВ на основе металлоорганических соединений, выбранных из ряда натриевых, калиевых, кальциевых или магниевых солей органических кислот (муравьиной или уксусной либо пропиловой или бутиловой) в количестве (5-12) от состава антифриза и целевые добавки ингибитора коррозии (3-5), в составе: нитрит натрия 0,003-0,15; бензоат натрия 0,015-0,75; продукты взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой 0,002-0,10, включая буферные составы на основе органических (одно-, двух- и трехзамещенный цитрат натрия или калия) и неорганических (фосфаты одно-, двух- и трехзамещенные, полифосфаты, бура) соединений, вода - остальное, обладает высокими теплофизическими свойствами и стабильными техническими характеристиками в широком временном и температурном диапазоне и позволяет получать технический результат, лучший, чем у известных аналогов и прототипа.

Предложенное изобретение осуществляется следующим образом.

Пример 1. Брали новый антифриз, изготовленный в составе компонентов, вес. %: этиленгликоль 34, ПАВ на основе металлоорганических соединений, выбранных из ряда натриевых, калиевых, кальциевых или магниевых солей органических кислот (муравьиной или уксусной либо пропиловой или бутиловой) в количестве 5 от состава антифриза и целевые добавки ингибитора коррозии 3, в составе: нитрит натрия 0,003-0,15; бензоат натрия 0,015-0,75; продукты взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой 0,002-0,10, включая буферные составы на основе органических (одно-, двух- и трехзамещенный цитрат натрия или калия) и неорганических (фосфаты одно-, двух- и трехзамещенные, полифосфаты, бура) соединений, вода - остальное.

В качестве сравнения брали антифризы - аналог ОЖ и прототип по Патенту РФ №2164929. Параллельно проводили анализ вязкости и оценку эффективности работы антифризов по скорости (времени) прогрева двигателя внутреннего сгорания при минус 10°С. В результате натурных испытаний установлено, что вязкость аналога, прототипа и нового антифриза составляет, мПа·с, - 17, 15 и 12 соответственно, а время прогрева двигателя составляет 7, 6 и 4 мин соответственно.

Пример 2. Брали новый антифриз, приготовленный в составе компонентов, вес. %: этиленгликоль 38, ПАВ па основе металлоорганических соединений, выбранных из ряда натриевых, калиевых, кальциевых или магниевых солей органических кислот (муравьиной или уксусной либо пропиловой или бутиловой) в количестве 6,4 от состава антифриза и целевые добавки ингибитора коррозии 3,4 в составе: по аналогии с Примером 1, вода - остальное.

Для сравнения брали антифризы - аналог ОЖ и прототип по Патенту РФ №2164929. Параллельно проводили анализ вязкости и оценку эффективности работы антифризов по скорости (времени) прогрева двигателя внутреннего сгорания при минус 20°С. В результате натурных испытаний установлено, что вязкость нового антифриза, аналога и прототипа составляет, мПа·с, - 25, 20 и 17 соответственно, а время прогрева двигателя составляет - 10 и 8 и 6 мин соответственно.

Пример 3. Брали новый антифриз в составе компонентов, вес. %: этиленгликоль 42, ПАВ на основе металлоорганических соединений, выбранных из ряда натриевых, калиевых, кальциевых или магниевых солей органических кислот (муравьиной или уксусной либо пропиловой или бутиловой) в количестве 7,8 от состава антифриза и целевые добавки ингибитора коррозии 3,8, в составе: по аналогии с Примером 1, вода - остальное.

Для сравнения брали антифризы - аналог ОЖ и прототип. Параллельно проводили анализ вязкости и оценку эффективности работы антифризов по скорости (времени) прогрева двигателя внутреннего сгорания при минус 30°С. В результате натурных испытаний установлено, что вязкость нового антифриза, аналога и прототипа составляет, мПа·с, - 52, 44 и 36 соответственно, а время прогрева двигателя составляет - 15, 12 и 8 мин соответственно.

Пример 4. Брали новый антифриз в составе компонентов, вес. %: этиленгликоль 46, ПАВ на основе металлоорганических соединений, выбранных из ряда натриевых, калиевых, кальциевых или магниевых солей органических кислот (муравьиной или уксусной либо пропиловой или бутиловой) в количестве 9,2 от состава антифриза и целевые добавки ингибитора коррозии 4,2, в составе: по аналогии с Примером 1, вода - остальное.

В качестве сравнения брали антифризы - аналог ОЖ и прототип. Параллельно проводили анализ вязкости и оценку эффективности работы антифризов по скорости (времени) прогрева двигателя внутреннего сгорания при минус 40°С. В результате натурных испытаний установлено, что вязкость нового антифриза, аналога и прототипа составляет, мПа·с, - 100, 90 и 78 соответственно, а время прогрева двигателя составляет - 23, 19 и 14 мин соответственно.

Пример 5. Брали новый антифриз в составе компонентов, вес. %: этиленгликоль 50, ПАВ на основе металлоорганических соединений, выбранных из ряда натриевых, калиевых, кальциевых или магниевых солей органических кислот (муравьиной или уксусной либо пропиловой или бутиловой) в количестве 10,6 от состава антифриза и целевые добавки ингибитора коррозии 4,6, в составе: по аналогии с Примером 1, вода - остальное.

В качестве сравнения брали антифризы - аналог ОЖ и прототип. Параллельно проводили анализ вязкости и оценку эффективности работы антифризов по скорости (времени) прогрева двигателя внутреннего сгорания при минус 50°С. В результате испытаний установлено, что вязкость нового антифриза, аналога и прототипа составляет, мПа·с, - 560, 490 и 330 соответственно, а время прогрева двигателя составляет - 32, 28 и 22 мин соответственно.

Пример 6. Брали новый антифриз в составе компонентов, вес. %: этиленгликоль 54, ПАВ на основе металлоорганических соединений, выбранных из ряда натриевых, калиевых, кальциевых или магниевых солей органических кислот (муравьиной или уксусной либо пропиловой или бутиловой) в количестве 12,0 от состава антифриза и целевые добавки ингибитора коррозии 5,0, в составе: по аналогии с Примером 1, вода - остальное.

В качестве сравнения брали антифризы - аналог ОЖ и прототип. Параллельно проводили анализ вязкости и оценку эффективности работы антифризов по скорости (времени) прогрева двигателя внутреннего сгорания при минус 60°С. В результате испытаний установлено, что вязкость нового антифриза, аналога и прототипа составляет, мПа·с, - 2450, 2100 и 1550 соответственно, а время прогрева двигателя составляет - 42, 36 и 29 мин соответственно.

Данные экспериментов сведены в таблицу и представлены ниже.

Сравнительная таблица

Эмпирически установлено, что оптимальным для заявленного нового антифриза является состав компонентов, вес. %: этиленгликоль 34-54, ПАВ на основе металлоорганических соединений, выбранных из ряда натриевых, калиевых, кальциевых или магниевых солей органических кислот (муравьиной или уксусной либо пропиловой или бутиловой) в количестве (5-12) от состава антифриза и целевые добавки ингибитора коррозии (3-5), в составе: нитрит натрия 0,003-0,15; бензоат натрия 0,015-0,75; продукты взаимодействия глицерина с муравьиной кислотой 0,002-0,10, включая буферные составы на основе органических (одно-, двух- и трехзамещенный цитрат натрия или калия) и неорганических (фосфаты одно-, двух- и трехзамещенные, полифосфаты, бура) соединений, вода - остальное. Сравнительные испытания показали, что снижение концентрации компонентов (вес. %) в новом антифризе: этиленгликоля до 33,5, ПАВ на основе металлоорганических соединений, выбранных из ряда натриевых, калиевых, кальциевых или магниевых солей органических кислот (муравьиной или уксусной, либо пропиловой или бутиловой) до 4,5 и целевых добавок в указанном выше составе до 2,5, вода - остальное, не дает заметного положительного эффекта по сравнению с прототипом.

Превышение концентрации компонентов (вес. %) в новом антифризе: этиленгликоля до 54,5, ПАВ на основе металлоорганических соединений, выбранных из ряда натриевых, калиевых, кальциевых или магниевых солей органических кислот (муравьиной или уксусной либо пропиловой или бутиловой) до 12,5 и целевых добавок в указанном выше составе до 5,5, вода - остальное, также не дает существенного положительного эффекта по сравнению с прототипом и приводит к увеличению стоимости состава, снижению эффективности по техническому результату до уровня прототипа.

В зависимости от концентрации компонентов новый антифриз сохраняет рабочие свойства в диапазоне температур от плюс 118°С до температуры начала кристаллизации минус 65°С. Срок эксплуатации - более 5 лет или 250000 км пробега техники. Срок эксплуатации аналогов, например тосола, по ГОСТ 28084-89 не более 3 лет или 60000 км пробега транспорта [6].

Источники информации

1. Васильев Л.С. Автомобильные эксплуатационные материалы. Изд. Наука-пресс. 2004.

2. Кириченко Н.Б. Автомобильные эксплуатационные материалы. Изд. Академия ISBN. 2012.

3. Патент РФ №2489467.

4. Патент РФ №2164929.

5. Патент РФ №2296790

6. Электронный ресурс: http/www.auto-samara.ru.

Антифриз энергосберегающий, состоящий из этиленгликоля, целевых добавок, воды, отличающийся тем, что он содержит поверхностно-активные вещества на основе металлоорганических соединений, целевые добавки, включая буферные составы на основе органических и неорганических соединений, при следующем соотношении компонентов, мас.%: этиленгликоль 34-54, поверхностно-активные вещества 5-12, целевые добавки 3-5, вода - остальное.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в узлах систем охлаждения, которые подвергаются испытанию нагреванием, или в двигателях для предварительной обкатки перед сдачей на склад и/или сборкой транспортного средства или двигателя.
Изобретение относится к области химической технологии, в частности к низкозамерзающим охлаждающим жидкостям, и может быть использовано в качестве теплоносителя в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также в оборудовании бытового и промышленного назначения.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для создания теплоносителей. Предложен теплоноситель на основе кремнийорганических соединений.
Изобретение относится к холодильной технике, в частности к промежуточным хладоносителям, и может найти применение в пищевой и других отраслях промышленности. .
Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано как рабочее тело для абсорбционных холодильных машин и абсорбционных термотрансформаторов либо как абсорбент в системах осушки кондиционирования воздуха.

Изобретение относится к индустрии охлаждения и кондиционирования воздуха. .

Изобретение относится к полимерным композициям для получения флуоресцентных и селективно поглощающих излучение пленок, трансформирующих ультрафиолетовую составляющую естественного или искусственного света в излучение красной области спектра, которые могут использоваться в сельском хозяйстве для покрытия теплиц и грунта при выращивании растений.
Изобретение относится к редиспергируемому в воде полимерному порошковому составу. .
Изобретение относится к области теплопроводящих диэлектрических материалов и может найти применение при изготовлении теплоотводящих прокладок, лент, герметиков, заливочных компаундов для чипов компьютерной памяти, изделий силовой электронике, портативных устройств, блоков электропитания и силовых преобразователей, в которых необходимо обеспечить теплоотвод от теплонагруженных элементов и узлов. Описан полимерный теплопроводящий композиционный материал, включающий в себя матрицу на основе кремнийорганического каучука или эпоксидного материала с наполнителем, в количестве 0,1-80% от общей массы теплопроводящего композиционного материала, при этом наполнитель выполнен как в виде частиц оксида алюминия, размерность которых выражена в нанометрах и микронах, в сочетании с нановолокнами оксида алюминия в количестве 0,1-50% от общей массы теплопроводящего композиционного материала, так и в виде только нановолокон оксида алюминия в количестве до 80% от общей массы теплопроводящего композиционного материала, при этом нановолокна расположены в полимерной матрице хаотично или ориентированы вдоль направления теплового потока от теплонагруженной поверхности. Технический результат: получен теплопроводящий композиционный материал, обладающий повышенной теплопроводностью. 3 пр.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно, к способам производства замороженных овощных полуфабрикатов, состоящих из мелкого и среднего размеров плодов в целом и нарезанном на куски виде, разделенном на порции. Способ быстрого замораживания овощных полуфабрикатов состоит из смеси плодов и овощей, массой 400 г и упакованных герметично под вакуумом в пленку, будет происходить путем погружения упаковки с продуктом в хладоноситель, состоящий из 45%-ного раствора пропиленгликоля 40 мас. % и 11%-ного водного раствора NaCl 60 мас. % температурой - 30°С с последующем домораживанием в холодильной камере при температуре -24°С. Изобретение обеспечивает технологию быстрого замораживания плодоовощных полуфабрикатов, имеющих высокие качественные показатели при низких затратах энергии и сокращенной продолжительности замораживания. Используемый хладоноситель имеет пониженную вязкость, что способствует уменьшению энергозатрат при движении его по трубопроводам, и хорошие теплопередающие свойства. 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к использованию углеродного соединения Михаэля для уменьшения теплопередачи. Описан способ использования углеродного соединения Михаэля для уменьшения теплопередачи, включающий: локализацию углеродного соединения Михаэля между теплопередатчиком и теплоприемником, где углеродное соединение Михаэля представляет собой продукт реакции многофункционального акрилатного соединения с многофункциональным донором Михаэля; и теплопередатчик имеет температуру от 100 до 290°С. Технический результат: предложен способ применения углеродного соединения Михаэля для уменьшения теплопередачи. 8 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к производству легковесных огнеупорных теплоизоляционных изделий. Композиция включает связующее и легкий заполнитель и дополнительно содержит карбамидофурановую смолу марки ФК и катализатор отверждения марки ОК в количестве 10% от массы смолы. При этом в качестве связующего выбрано алюмохромфосфатное связующее, а в качестве легкого заполнителя выбраны полые алюмосиликатные микросферы с размером частиц от 150 до 280 мкм при следующем соотношении компонентов, маc.%: алюмохромфосфатное связующее 25-34, полые алюмосиликатные микросферы 55-69,5, катализатор отверждения марки ОК 0,5-1, карбамидофурановая смола марки ФК 5-10. Техническим результатом является повышение механических свойств огнеупорных легковесных теплоизоляционных изделий и снижение тепловых потерь с теплоизолируемой поверхности. 3 табл., 12 пр.

Изобретение относятся к кондиционеру воздуха с компрессором, использующим хладагент R32. Он содержит компрессор для сжатия хладагента; наружный теплообменник; внутренний теплообменник; и расширительный клапан для уменьшения давления хладагента, причем хладагент образован из гидрофторуглерода (HFC); компрессор содержит компрессорный узел для сжатия хладагента, узел электродвигателя для передачи вращающей силы компрессорному узлу через вращающийся вал, соединенный с компрессорным узлом, и участок для вмещения компрессорного масла для содержания компрессорного масла с целью уменьшения трения между вращающимся валом и компрессорным узлом и понижения температуры компрессора; и масло содержит углеродную наночастицу, при этом объем компрессорного масла составляет около 35-45% от эффективного объема внутренней части компрессора, причем эффективным объемом является объем, полученный путем вычитания объемов узла электродвигателя и компрессорного узла из общего объема компрессора. Это позволяет повысить надежность и эффективность компрессора при использовании хладагента на основе HFC. 12 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к полимерным теплопроводящим электроизоляционным композиционным материалам (КМ) и может быть использовано при изготовлении теплоотводящих элементов, в том числе радиаторов охлаждения, в электротехнических и электронных устройствах различного назначения. Теплопроводящий КМ получен методом полимеризационного наполнения и содержит в качестве полимерной матрицы сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ), а в качестве наполнителя частицы гексагонального нитрида бора (h-BN), имеющие слоистую структуру, среднего размера 8 мкм, диспергированные ультразвуковой обработкой до пластинчатых частиц с соотношением длины к толщине l/d не менее 20, в количестве от 40 до 95 мас.%, и имеет: теплопроводность λ|| при измерении в направлении теплового потока, параллельном плоскости приложения силы при прессовании, по меньшей мере 6,0 Вт/м⋅К, теплопроводность λ⊥ при измерении в направлении теплового потока, перпендикулярном плоскости приложения силы при прессовании, по меньшей мере 3,4 Вт/м⋅К, и электропроводность σdc не выше 10-12 Ом-1⋅см-1. Предложенный КМ обладает высокими теплопроводящими и диэлектрическими свойствами в сочетании с хорошими физико-механическими характеристиками. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 7 пр.
Наверх