防冻液
发动机冷却液的重要意义
• 发动机产生的热量大约有30%由 冷却液传递到大气中。 • 大于20%的发动机故障与冷却系 统的故障有直接的关系 • 在重负荷应用中，大于40%的发 动机停机与冷却系统的故障有直 接的关系
发动机冷却液的重要意义
• 磨损的活塞环
• 磨损的活塞
• 烧焦的进气阀
• 腐蚀的轴承
冰 点
-10 -15 -20 -25 -30 -35
乙二醇%
28.4 32.8 38.5 45.3 47.8 50
冰 点℃
-40 -45 -50 -45 -30 -13
乙二醇%
54 57 59 80 85 100
冰点与乙二醇浓度的关系
沸点与乙二醇浓度的关系
发动机冷却不足造成水温过高， 将导致：
通常上述问题不直接显示与冷却系统有关联， 但实际上这些问题已经是冷却系统存在问题的 征兆。
冷却液有问题导致

水泵和叶轮穴蚀 缸套穴蚀 产生沉淀与水垢


金属腐蚀
气蚀 堵塞 简单兑水后的冷却液，导致发动机故障 因水质差导致腐蚀
水泵叶片腐蚀
受到严重腐蚀的水泵 推进器
被冷却液中杂质磨损的叶片
胺
抗泡剂 着色剂
铝, 铸铁
防止泡沫产生
会生成有害的亚硝胺
平衡各种性能是非常困难的，必须对添加剂进行优化。虽然目前国内有很多防冻液品牌， 但综合性能优异的产品凤毛麟角。
与冷却液相关的冷却系统常见故障



湿式缸套内的点蚀 硅酸盐结胶 不溶物过多 水套内结垢 水泵密封处渗漏 发动机过热 焊料开焊产生渗漏 散热器管路内沉积物产生 – 阻塞冷却系统
n+ n+
H+
n+
M
H+
H+
H2
阳极端 金属
- ee ee-
e- e阴极
气蚀的生成
气泡生成 气泡开始破裂
气泡爆炸的能量 冲击着气缸壁, 同 时将氧化膜破坏
最终生成气蚀和 点蚀
缸套点蚀实例
极好的硬水兼容性、防止沉积物
120,000 公里后铝散热器出口片 传统发动机冷却液 有机型发动机冷却液
完善的科研装备
（ASTM （ASTM （ASTM (ASTM （ASTM （ASTM （ASTM （ASTM （ASTM （ASTM （ASTM （ASTM （ASTM （ASTM （ASTM
D1881） D1119） D1122） D5931) D1287） D1882） D1384） D1123） D2809） D2570） D1120） D1177） D1121） D4340） D3634)
现代发动机冷却系统对冷却液的要求
除高沸点，低冰点以外，还需要有如下性能：
防止沉积物生成 防止高温腐蚀 防止电化腐蚀 防止产生间隙腐蚀 防止气蚀产生 防止水垢产生 防止泡沫产生
缸体 膨胀储液罐 水泵 风扇
高温冷却液
气缸水套散热器低温源自却液汽车防冻液的性能要求（1）良好的防冻性能； （2）防腐及防锈性能； （3）对橡胶密封导管无溶胀及侵蚀性能； （4）防止冷却系统结垢的性能； （5）抗泡沫性能； （6）低温粘度不太大； （7）化学性质稳定。
防冻液的保护机理
避免金属表面产生电化学腐蚀
电解液 化学吸收保护层: 不溶性金属盐型抑制剂
e-
阳极
e-
Q
e-
阴极
金属
汽车常用防冻液的种类
1、乙二醇-水型防冻液
2、酒精-水型防冻液 3、甘油-水型防冻液
防冻液原料的生产
原油/天然气 乙烯
聚乙烯 (塑料)
乙烯氧化物
乙二醇
聚酯 PET 树脂
防冻液原料
浓缩液中加入水量对冰点的影响
发动机冷却过度会使发动机温度过低， 会出现:
• 由于发动机工作温度很低，冷却液带走的热量增多，用于燃气 膨胀推动活塞做功的热量减少，从而使发动机热效率下降，动 力不足; • 发动机过冷，吸气行程进入汽缸的可燃混合气与冷汽缸壁接触， 会使混合气中原来已汽化了的汽油(或柴油)凝结成液体，并顺 着汽缸壁流入曲轴箱，这样不仅增加了燃料消耗，而且进入曲 轴箱的燃料会使机油稀释变质，润滑性能下降，发动机磨损加 剧; • 由于发动机过冷，可燃混合气中的水气(空气中有水)凝结成水 与燃烧废气中的硫化物，如:二氧化硫遇水生成亚硫酸，混入曲 轴箱机油中，随机油流入发动机各润滑表面，严重腐蚀各摩擦 表面。
冷却系统-节温器工作原理
刚启动,节温器关闭,冷却液在机 体内进行小循环。
当温度升高时,节温器开启,冷却液 经回水管流回散热器。
冷却系统主要零部件
主要零部件为：
散热器 水泵 气缸体 气缸盖 膨胀储液罐 冷却液管路
主要应用材料：
• • • • • • 铸铁 钢 铜 黄铜 铸铝 高或低铅含量的焊料
发动机冷却液应与上述部件和金属相容，不产生腐蚀和锈蚀
穴蚀放大
气蚀
缸套腐蚀 或穴蚀（孔蚀） 是由于 积聚的气泡冲击金属表面 冲击波的压力达到 15 ~ 20,000
PSI
堵塞
因劣质冷却液中含有过多硅酸盐导致 沉淀和添加物凝固，可见冷却液添加 剂的重要性。
处理过的水直接作为冷却液导致故障
采用仅添加硼酸/硝酸盐的水作为冷却液的发动机在运行153小时后 在恒温指示器外壳产生严重的穴蚀
中冷器
冷却系统--空-水中冷器 (TWD)
涡轮增压器 中冷器 高温压 缩空气
冷却后压 缩空气
冷却液由水泵驱动,经由水套,中冷器, 流回散热器经涡轮增压器压缩后的空气, 温度升高,须冷却降温;经冷却后,温度可降 至 90ºC.经降温后,密度增大,含氧量提高, 改善了燃烧条件,降低了油耗,减少了排放 同时可降低发动机所受的热应力,提高其 稳定性;并可降低机油消耗量。
冰点测定仪 腐蚀试验仪
沸点测定仪
抗泡测定仪
气穴腐蚀台架
全面的分析方法
• 发动机冷却液泡沫倾向测定法 • 发动机冷却液灰分含量测定法 • 发动机冷却液密度测定法
• • • • • • • • • • •
（SH/T 0066） （SH/T 0067） （SH/T 0068）
发动机冷却液PH测定法 （SH/T 0069） 发动机冷却液有机涂料影响测定法 （SH/T 0084） 发动机冷却液腐蚀测定法 （SH/T 0085） 发动机冷却液浓缩液中水含量测定法 （SH/T 0086） 发动机冷却液铝泵气穴腐蚀特性试验法 （SH/T 0087） 发动机冷却液模拟使用腐蚀测定法 （SH/T 0088） 发动机冷却液沸点测定法 （SH/T 0089） 发动机冷却液冰点测定法 （SH/T 0090） 发动机冷却液储备碱度测定法 （SH/T 0091） 发动机冷却液对传热状态下铸铝合金腐蚀测定法（SH/T 0620） 发动机冷却液氯含量测定法 （SH/T 0621）
• 活塞会因热膨胀而卡死在汽缸中，更有甚者会发生 “拉缸”现象，刮伤活塞和汽缸壁等; • 润滑油稀薄，不能形成油膜或者油膜强度降低; • 汽缸壁和活塞间的润滑油也会因高温而烧蚀，造成 干摩擦加剧机件的磨损;
• 发动机过热还会引起发动机的不正常燃烧，而不正 常燃烧将对发动机造成严重的恶果;
• 发动机过热会降低充气系数，减少进气量，使发动 机功率降低。
对发动机冷却一定要适当---冷却系应能随发动机的工况和使用条件等自动调节发动机 的工作温度，使其不致过高，也不致过低，经常保持在最适宜 的温度范围内，通常以冷却液温度80℃-90℃为宜。 发动机的冷却方式分水冷和风冷两大类。 随着科学技术的发展，新材料，新工艺的采用及发动机结 构的改进，现代车用发动机一个显著的特点就是运行温度高， 正常的工作温度上限一般都超过100℃，如果水冷发动机的水箱 全部注水，当发动机温度达到100℃时水就会沸腾，俗称“开 锅”。而当冷却水在温度低于0℃时会因结冰而影响正常工作， 甚至会冻裂缸体等机件。 另外，水具有腐蚀性，在使用过程中会产生水垢而影响冷 却效果。 因此，在这种情况下需要一种特殊的冷却媒介
使用水兑DCA4作为冷却液的发动机，在运行300小时后在壳体表面 产生腐蚀
试验：使用简单兑水后的冷却液作 为NTC400发动机的冷却液在运行 200小时后，产生缸套穴蚀
有效的冷却
发动机冷却液 基本功能
防止冻结
抑制沸腾
对各种金属的腐蚀抑制
现代发动机对冷却液的要求
腐蚀 环保 导热
通用性
发动机冷却液
发动机冷却系统简图
储液罐 节温器
风扇 水泵 散热器
散热器放水堵
缸体放水堵
冷却系统-循环示意图
风扇 节温器 散热器
水套
水泵
冷却系统--空-水中冷器 (TWD)
涡轮增压器
高温压 缩空气 冷却后 压缩空 气
中冷器位于发动机散热器前面,利 用进风冷却被压缩的空气经中冷器冷 却,进气温度可降低50ºC 进气温度降 低,密度增大,燃烧更充分,节约燃油,减 少排放
缸套穴蚀
受到穴蚀的柴油发动机缸 套
缸套穴蚀产生说明图
矿物水垢、过多的添加剂、 机油、铁锈 ,所有这些都复 盖表面，减少传递热能
沉淀和水垢
机油冷却器头部被磨损
缸套封条被不良冷 却液添加剂磨损
在缸套内壁水垢聚集影响传 热
金属腐蚀
在一铝制弯管上磨损加速腐 蚀
在助推面产生穴 蚀
因密封缝隙后部 遭到腐蚀，导致 行车59公里就故 障
冷却系统-总成
回水管 节温器外壳
机油冷却器 水泵 散热器 进水管
冷却液由水泵叶轮驱动，经水 道在发动机内循环，冷却缸套，气 门等高温部位。刚启动时，由于发 动机温度较低，为尽快提高机体温 度，改善启动润滑状况，节温器关 闭，冷却液只能在机体内循环。当 温度升高后，(约为75-80ºC )，节 温器打开，冷却液返回散热器，进 行降温，往复循环部份冷却液流经 机油冷却器，为机油降温（油温比 水温高约10ºC）采用自张紧式风扇 皮带张紧器，可靠耐用。