防冻液知识
目前，现代汽车发动机普遍采用防冻冷却液（简称防冻液）代替自然水作为冷却介质。由于一些车主和修理人员对防冻液的相关知识了解不深，同时不合格防冻液大量充斥市场，在使用防冻液过程中引起很多问题。本文将系统介绍防冻液的基础知识，并探讨防冻液的使用注意事项，供同行参考。
 一、防冻液分类
  汽车防冻剂的种类很多，像无机物中的氯化钙（CaCl2）、有机物中的甲醇（CH3OH）、乙醇（C2H5OH，俗名酒精）、乙二醇（C2H4（OH）2，俗名甜醇）、丙三醇（C3H5（OH）3，俗名甘油）、润滑油以及我们日常生活中常见的砂糖、蜂蜜等，都可作为防冻液的母液，在加入适量纯净软水（不含或少量含有钙、镁离子的水，如蒸馏水、未受污染的雨水、雪水等，其水质的总硬度成分浓度在0-30ppm之间）后，即可成为一般意义上的防冻液。由于甲醇\乙醇较易挥发，不适宜北方车辆使用。除防冻外，防冻液还具有以下几种优点：
防腐蚀功能
  发动机及其冷却系统是金属制造的，有铜、有铁、有铝、有钢还有焊锡。这些  防冻液
金属在高温下与水接触，时间长了都会遭到腐蚀，会生锈。而防冻液不仅不会对发动机冷却系统造成腐蚀，还具有防腐和除锈功能。
防冻液的沸点高
  水的沸点是100℃，优质防冻冷却液的沸点通常在零上110℃，这样在夏季使用，防冻冷却液比水更难开锅。
防冻液可以防垢
  用水作冷却液最让司机头疼的就是水垢问题，水垢附着在水箱、水套的金属表面，使散热效果越来越差，而且清除起来也很困难。优质的防冻液采用蒸馏水制造，并加有防垢添加剂，不但不生水垢还具有除垢功能。当然，如果你的水箱水垢很厚，最好还是先用水箱清洗剂彻底清洗后再添加防冻液。
一般用途
  汽车、火车内燃机车、拖拉机、轮船、发动机、水箱以及各种机械设备，柴油机、汽油机等冷却系统作为冷却液使用。具有防冻、防沸、防腐蚀、防水垢等多种功能。与水一样，具有比热大、蒸发潜热量高及补充方便等优点。当环境温度低于零度时，冷却系统中的水就会转变为冰，冷却系统的部件就会有被膨胀裂损的危险，这时选用防冻液可以保证发动机在低温下正常工作。
二、防冻液判断标准
  衡量防冻液的优劣主要有以下两点：首先是防冻效果，水的冰点是0℃，一般普通型的防冻液都可达  防冻液
到-40℃，而优质的防冻液应能达到-60℃左右，这是标定防冻液质量的一个重要指标；另一个是防冻液的沸点，水的沸点是100℃，而防冻液至少应达到108℃以上，也就是说冰点越低，沸点越高，其中的温差越大，相对来说防冻液的品质就越好。
防锈性能
  当然，上述两个指标只是衡量防冻液的一个方面，防腐防锈性能也是极为重要的，因为长
时间受到腐蚀的金属部件生成了大量的铁锈，严重的会逐渐穿蚀金属板而导致渗漏，这直接关系到汽车冷却系统的使用寿命，大多数普通防冻液基本上是靠添加有机或无机盐来解决这个问题，而高质量的防冻液已采用低耗点化学反应技术进行生产，含有稳定的亚硅酸盐（不含磷酸盐），并通过了严格的热表面铝腐蚀ASTMD 4340测试，它可控制硬水中沉淀物的数量，并给冷却系统提供卓越的抗腐蚀保护，它不同于现有市场上所销售的乙二醇基型常规防冻液。可以说已经完全脱离了传统防冻液的生产工艺，是一种全新的防冻技术，并达到了美国最新的6580标准。其优点是：防凝结、过热、生锈和腐蚀，保护制冷系统的所有金属表面，包括铝制零件。不会损坏散热器软管、垫圈等橡胶部件，同时，还能防止产生过多的泡沫，防止由于水的硬度所引起的钙镁沉淀，从而避免在端部和堵塞部位形成热点。可用于重型柴油发动机并无需购买附加冷却添加剂（SCA），能与所有牌号的乙二醇防冻液和辅助添加剂兼容，也可用于所有铝或无铝部件的各类水冷式客车、小型轿车和重型车辆的冷却系统。
防垢性能
  另一点就是防结垢性。据调查，70%以上的汽车冷却系统生有水垢和铁锈，严重影响冷却系统散热功  防冻液
能高达！大多数车主认为防冻液应使用在冬季，其它季节则可使用自来水，其实这是一种误解。我们都知道硬水中含有大量的碱性物质，经加热分离后就变成了水垢，附着在散热器内部的金属表面，如果不能对其定期进行清理，厚厚的水垢就会严重地影响散热系统的功能，导致开锅、缺水，甚至粘缸、烧瓦。所以我们应在更换防冻液之前首先将水箱中的水垢及锈点清理干净。水箱清理剂要选择双效合一的除垢除锈清理剂比较好，现市场上有两种产品，一种是早期的产品，除了清除水垢之外无任何其它功能，而另一种则是比较先进的中高档产品，当然，这里所指的并不是价格上的高档，现在也有很多极为不错的新型产品在价格上十分合理，是性价比较高的多功能产品，除具备清理水垢、铁锈的功能外，还可润滑和保护冷却系统，因为在防冻液循环于冷却系统的过程中，这些润滑保护剂会附着在金属表面，形成一层保护膜，将水与外界物质完全隔离，以防止冷却系统内部结生水垢及再次腐蚀冷却系统内部的金属部件。在清理好水箱之后，再加入防冻液效果就比较好。一般情况下防冻液应每两年更换一次，因为两年之后防冻液的各项指标已达不到原有的护理要求，所以应及时更换，千万不要为了省一点钱或是被繁忙的工作而担误了更换时间，使您得不偿失。
权威检测类型
  最后我们还需要提醒您一下，具有世界权威检测机构的认证也是很重要的。目前，比较权威的检测标准有：轻型汽车发动机铝制缸体测试标准ASTM D3306和重型汽车发动机铸铁型湿式缸套测试标准ASTM D4985。以前，分别达到这两种标准的不同类型的防冻液兼容性不强，其组成中的硅酸盐物质极易结胶，堵塞冷却系统，降低了循环液体的传递效率；另外，由于磷酸盐容易在硬水中形成水垢和铁锈，所以已经慢慢被新一代产品取代。目前市场上最新的高品质防冻液应同时满足汽车防冻液ASTM的D3306及D4985两个标准，并符合美国材料实验学会的热表面铝腐蚀测试标准D4340、SAE的J1034和J1941标准及各国汽车制造商的认可。
  三、防冻液的功能
    1.具有防冻功能，冰点低。水的冰点是0℃，防冻液的冰点可达-25～-60℃。在寒冷冬季停车时，能够防止冷却液结冰而胀裂散热器和冻坏发动机汽缸体，同时亦保证随时可以启动发动机。
    2.具有防沸功能，防冻液的沸点比水高。沸点是指液体沸腾时的温度。在标准大气压下，水的沸点是100℃，而防冻液的沸点要高于106℃，可有效地防止发动机的“开锅”现象。
    3.具有防腐蚀功能。由于发动机的冷却系统中包括钢、铝合金、铸铁、铜及水箱焊接时用的焊锡等几种金属，缸体和缸盖一般有铸铝或铸铁制成，水箱主要由紫铜及黄铜制成，防冻液长期与这些金属相接触，必须能够对所有这些金属进行保护，使用去离子水及适当的添加剂能防止各种腐蚀的出现。
    4.能够防止非金属材料如橡胶、塑料的溶解、鼓胀、老化等。
    5.能够防止水垢的生成。水垢是在冷却系统内表面上附着有不溶性盐类或氧化物晶体所致。产生水垢的主要物质是硫酸钙、碳酸钙、碳酸镁等，优质的防冻液采用蒸馏水制造，并加有防垢添加剂，不但不生水垢还具有除垢功能。
    四、防冻液的组成及其作用
    防冻液主要由防冻剂、缓蚀剂、消泡剂、着剂、防霉剂、缓冲剂等组成。要求防冻液具有较低的冰点，较高的沸点，较好的金属防腐性、防气蚀性和防结垢性，不污染环境或对环境污染小，外观泽透明、无机械杂质、无毒或低毒、药效持久、贮存期长、可在冷却系统内连续工作2～3年而不变质等方面的综合性能。
    1.防冻剂
    防冻剂是防冻液的主要成分，有效的防冻剂是各种有机醇。各国从上世纪50年代以来几乎全部采用乙二醇作为防冻剂。乙二醇是一种无、透明、稍有甜味和具有吸湿性的粘稠液体，它能以任何比例与水相溶。乙二醇的物理化学性质如表1所示。
乙二醇的物理化学性质
    按不同的质量比例将乙二醇与水混合，能够得到不同冰点值的混合液，即得到不同冰点值的防冻液，如表2所示。
不同冰点值的防冻液
    从表2中可以看出，乙二醇水型防冻液的冰点值同乙二醇质量份数不成线性关系。浓度在59％以下时，水溶液中乙二醇浓度升高冰点降低，但浓度超过59％后，随着乙二醇浓度的升高，其冰点呈上升趋势，当浓度达到100％时，其冰点上升至-13℃。
 
    2.缓蚀剂（防锈剂）
    发动机冷却系统使用了铜、铝、铸铁、钢、焊锡等金属。乙二醇防冻液在长期工作中会引起冷却系统的材质腐蚀，腐蚀介质是水和乙二醇。在防冻液中添加缓蚀剂，能有效地阻止冷却系统产生锈蚀。常见的缓蚀剂分为以下4类:
    （1）无机化合物缓蚀剂。它包括偏硅酸盐、磷酸盐、钨酸盐、硼酸盐、亚硝酸盐和钼酸盐、苯甲酸盐等。作为无机化合物缓蚀剂，可使金属表面形成一层致密的钝化膜。例如：加入0.05%～0.03%的偏硅酸钠可防止铝制件的腐蚀。
    （2）有机化合物缓蚀剂。常用的有三乙醇胺、苯并三氮唑、巯基苯并噻唑、有机磷酸盐等，如仅添加0.1%～0.5%的苯并三氮唑即可防止铜制构件的腐蚀。
    （3）复合配方缓蚀剂。不同成分的金属构件需用不同的缓蚀剂，如：亚硝酸钠对钢、铸铁的缓蚀效果好，但会腐蚀焊料；三乙醇胺、磷酸盐、有机磷酸盐虽对黑金属缓蚀效果好，但会腐蚀黄铜、紫铜等；硅酸盐是铝金属的优良缓蚀剂，但极易水解，形成大量絮状沉淀。这些单品种缓蚀剂虽成本较低，但难以满足防冻液诸多方面的性能要求。所以一般采用具有协同作用的多种缓蚀物质的复合配方，缓蚀剂总加入量为防冻液原液的0.5%～5%。
    （4）环保型配方缓蚀剂。完全采用有机型配方，成份中不含无机盐，能在金属表面形成一层致密而稳定的保护膜。采用环保型配方缓蚀剂制成的防冻液同时具有易生物降解、低毒的特点，对环境无害的化学品，不会对水体及土壤生态造成破坏，具有通用性好，能适合不同金属材质的发动机，可长年贮存，稳定性好。
    3.消泡剂
    发动机在运转过程中，会不可避免地发生振动，使空气渗入防冻液而产生泡沫。这不利于热的传递。溶于防冻液中的空气对乙二醇有氧化作用，在使用中不希望有泡沫产生，因此必须加入适量的消泡剂。消泡剂可以使用硅酮、醇类和失水甘油醚等。比较好的消泡剂为烷基非离子型表面活性剂。消泡剂的浓度只要0.001%～0.1%就能达到理想的消泡效果。
    4.着剂
    在防冻液中加入无毒的水溶性着剂，与一般的冷却水区别，便于观察冷却系统中的防冻液是否泄漏;同时具有指示剂的作用，监视防冻液的酸碱度变化。常用溴甲蓝、酚红、甲基红等原料使防冻液呈现一定指示，如果颜超过指示范围，则表明防冻液呈酸性而失去防锈作用。着剂的浓度（质量）一般在0.01%～0.05%。
    5.防霉剂
    防冻液在工作状态下由于温度较高，微生物难以繁殖，但在贮存过程中可能引起微生物滋长，使防冻液发霉变质。因此，需要加入微量的杀菌防霉剂，以保证防冻液在2～3年贮存期内不霉变。常用的防霉剂有氯化锌、糖酸、苯甲酸钠，其中苯甲酸钠的防霉效果比较理想。
    6.缓冲剂(PH调节剂)
    防冻液中所加的缓蚀剂在中性介质中效果较好。但是防冻液在工作过程中，介质会酸化，PH值会下降，使缓蚀剂效果降低，因此防冻液中需要添加缓冲剂，使防冻液的PH值稳定在7.5～11之间。常用的PH调节剂有硼酸盐、磷酸盐和有机胺类。
    五、防冻液的质量标准
    为了控制防冻液的质量，工业发达国家都规定了质量标准和相应的评定方法。如：美国轻型汽车发动机铝制缸体测试标准（ASTMD3306）和重型汽车发动机铸铁型湿式缸套测试标准（ASTMD4985），日本防锈技术协会标准(JACC)。一些汽车生产商也制定有相应的标准，如：德国大众标准（TL-DW774C）。