ОХЛАЖДАЮЩАЯ РАБОЧЕ-КОНСЕРВАЦИОННАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА Российский патент 2003 года по МПК C09K5/00 

Изобретение относится к материалам для теплообмена между механизмами и окружающей средой, в частности к охлаждающим жидкостям, используемым в двигателях внутреннего сгорания, и может быть использовано преимущественно на автомобильном транспорте.

При длительном хранении автомобильной техники (AT) системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания заполнены охлаждающей низкозамерзающей жидкостью (ОНЖ). Наличие ОНЖ в системе охлаждения сопровождается коррозионным поражением металлов системы исходя из коррозионной агрессивности любой штатной ОНЖ. Срок хранения AT без переконсервации системы охлаждения не превышает 3-х лет. Кроме того, хранение AT с полностью заполненными системами охлаждения требует долива ОНЖ в случае нарушения герметичности системы, что экономически невыгодно. Хранение AT при отсутствии ОНЖ в системе охлаждения предпочтительно, однако не допускается по причине высокого коррозионного поражения металлов системы парами (так называемая "паровая фаза") остатков жидкости ввиду невозможности полного слива жидкости по конструктивным особенностям. Перед авторами стояла задача создания охлаждающей рабоче-консервационной жидкости (ОРКЖ), отвечающей требованиям к ОНЖ и обеспечивающей, кроме этого, эффективную защиту металлов в паровой фазе.

При просмотре научно-технической литературы и источников патентной информации были выявлены технические решения, направленные на решение поставленной задачи.

Известна охлаждающая жидкость для систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания, имеющая следующий состав, мас.%:
Этиловый или метиловый эфир этиленгликоля - 15 - 30
Присадка, г/л:
Триэтаноламинфосфат - 3,0 - 3,5
Молибденово-кислый натрий - 7,5 - 8,0
Декстрин - 1,0 - 1,1
Состав осветленных кубовых остатков, %:
Этиленгликоль - 67,3 - 70
Этиловый эфир этиленгликоля - 1,65 - 2,0
Полигликоли - 13,3 - 15,0
Смолы - 17,7 - 13,0
[1. - Авт. свид. СССР 231057, кл. 23с, 5,1968].

Недостатком известной жидкости является слабая защита металлов системы охлаждения в паровой фазе. Кроме того, указанная жидкость в настоящее время не производится из-за дефицитности и высокой стоимости некоторых ее компонентов.

Использование известной жидкости в качестве прототипа не представляется возможным.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату и взятой за прототип является жидкость охлаждающая низкозамерзающая марка "65", выпускаемая рядом предприятий и используемая в настоящее время в качестве штатной в AT, и имеющая следующий состав, мас.%:
Этиленгликоль - 66 - 69
Натрий фосфорно-кислый двузамещенный - 0,30 - 0,35
Декстрин картофельный - 1,2 - 1,3
Вода дистиллированная или паровой конденсат - 29,35 - 32,50
[2. - ГОСТ 159-52, Жидкость охлаждающая низкозамерзающая марка "40" и "65"] - (прототип).

Недостатком известной жидкости является высокое коррозионное разрушение металлов системы охлаждения в паровой фазе, обусловленное значительным содержанием воды, кроме того, применение этой ОНЖ требует дополнительного применения консервационных материалов.

Технический результат - повышение эффективности противокоррозионной защиты металлов системы охлаждения за счет создания условий, препятствующих появлению коррозии в паровой фазе с одновременным сохранением эксплуатационных характеристик, позволяющих использовать слитую жидкость как рабочую.

Этот технический результат достигается тем, что охлаждающая рабоче-консервационная жидкость для систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания на основе водного раствора этиленгликоля, содержащая натрий фосфорно-кислый двузамещенный, декстрин картофельный, согласно изобретению дополнительно содержит морфолин паранитробензойно-кислый, глицерин и натрий олеиново-кислый при следующем соотношении, мас.%:
Этиленгликоль - 65 - 69
Натрий фосфорно-кислый двузамещенный - 0,31 - 0,35
Декстрин картофельный - 1,2 - 1,3
Морфолин паранитробензойно-кислый - 0,7 - 0,8
Глицерин - 8-10
Натрий олеиново-кислый - 0,11 - 0,13
Вода дистиллированная или паровой конденсат - Остальное
Из научно-технической и патентной литературы применения в водно-гликолевых растворах продукта взаимодействия морфолина с пара- или метанитробензойной кислотой не обнаружено.

Характеристика компонентов:
Этиленгликоль высший или первый сорт по ГОСТ 19710-83 - бесцветная прозрачная жидкость. Формула НОСН₂СН₂OН. Используется в качестве полупродукта в производстве антифризов.

Натрий фосфорно-кислый двузамещенный по ТУ 113-25-110-90 - стекловидные и белые кристаллы. Формула NaHPО₄•12H₂O. Используется в качестве эмульгатора, отбеливателя.

Декстрин картофельный по ГОСТ 6034-74 - используется в качестве ингибитора коррозии.

Морфолин по ТУ 6-09-649-76 - бесцветная или желтоватая прозрачная жидкость. Используется в качестве растворителя, ингибитора коррозии.

Паранитробензойная кислота по ТУ 64-6-200-81 - паста белого с желто-зеленым оттенком цвета или желто-зеленые кристаллы. Используется для производства лекарственных средств. Взамен паранитробензойной кислоты можно использовать метанитробензойную кислоту по ТУ 6-14-416-70 - кристаллический продукт от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Используется для производства лекарственных средств.

Глицерин по ГОСТ 6824-76 - бесцветная прозрачная жидкость. Используется в качестве компонента эмульгаторов, антифризов, смазок.

Натрий олеиново-кислый по ТУ 6-09-1224-83 - аморфные частички белого или желтоватого цвета. Формула C₁₈H₃₃O₂Na. Используется в качестве компонента силиконовой смазки.

Предлагаемую композицию получают смешением жидкости охлаждающей низкозамерзающей марка "65" с морфолином паранитробензойно-кислым, глицерином и натрием олеиново-кислым в аппарате с механическим перемешиванием при нагревании до 50-70^oС. Возможно применение в заявляемой композиции вместо морфолина паранитробензойно-кислого морфолина метанитробензойно-кислого.

Для обоснования количественного состава компонентов были приготовлены образцы заявляемой композиции, представленные в табл.1.

Эти образцы и прототип [2] испытывали по ГОСТ 9.054 "Консервационные масла, смазки и ингибированные пленкообразующие нефтяные составы. Методы ускоренных испытаний защитной способности", метод 1 [3], в камере переменной влажности. Результаты испытаний защитных свойств жидкостей в паровой фазе представлены в табл.2.

Из табл.2 следует, что минимальная концентрация глицерина, натрия олеиново-кислого и морфолина паранитробензойно-кислого ограничена тем, что при таком содержании они не обеспечивают защиту металлов системы охлаждения, особенно меди, в паровой фазе (образец 1). Максимальная концентрация этих компонентов ограничена ухудшением защиты изделий из меди, при улучшении защиты других металлов, и удорожанием жидкости (образец 5).

По рецептуре образца 3, имеющего наиболее оптимальный состав, была изготовлена опытная партия ОРКЖ, которая прошла лабораторно-стендовые испытания в сравнении с прототипом [2]. Результаты испытаний приведены в табл.3.

Как видно из результатов испытаний, предлагаемая ОРКЖ для систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания, имеет следующие преимущества по сравнению с известной жидкостью:
обеспечивает высокую противокоррозионную защиту металлов системы охлаждения в паровой фазе (см. табл. 2 столбец 3);
не уступает известной жидкости по физико-химическим свойствам (см. табл. 3, строки 7, 9, 10).

Учитывая результаты испытаний (табл.2 и 3), можно утверждать, что заявляемая ОРКЖ может использоваться как при хранении порожними систем охлаждения AT после заливки в систему жидкости по изобретению не более чем на 20 минут работы и дальнейшего ее слива, так и при эксплуатации. Заявляемой композиции определенного объема достаточно для обработки перед постановкой на длительное хранение 5-6 единиц AT, так как ее свойства при этом не меняются.

Применение изобретения позволит снизить себестоимость операций проводимых при подготовке систем охлаждения AT перед постановкой на хранение за счет многократного, до 5-6 раз использования определенного объема ОРКЖ, и операций по вводу в строй указанной техники, находящейся на хранении, за счет исключения промывки системы охлаждения. Кроме того, применение заявляемой композиции позволит обеспечить длительное, сроком 8-10 лет, хранение порожними систем охлаждения, обработанных ею без переконсервации и возможность эксплуатации AT на данной жидкости при равных эксплуатационных характеристиках по сравнению с известной жидкостью в течение всего периода эксплуатации.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 231057, кл. 23с, 5,1968.

2. ГОСТ 159-52. Жидкость охлаждающая низкозамерзающая марка "40" и "65". М.: Изд. Стандартов, 1952, с.2 (прототип).

3. ГОСТ 9.054. Консервационные масла, смазки и ингибированные пленкообразующие нефтяные составы. Методы ускоренных испытаний защитной способности. М.: Изд. Стандартов, 1975, с.2-5.

Изобретение относится к жидкостям для систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания автомобильного транспорта и может применяться, в частности, для обеспечения противокоррозионной защиты деталей системы охлаждения автомобильной техники длительного хранения (после слива жидкости из системы). Композиция содержит, мас.%: этиленгликоль - 65-69; натрий фосфорно-кислый двузамещенный - 0,31-0,35; декстрин картофельный - 1,2-1,3; морфолин паранитробензойно-кислый - 0,7-0,8; глицерин - 8-10; натрий олеиновокислый - 0,11-0,13; вода дистиллированная или паровой конденсат - остальное. Технический результат - обеспечение эффективной защиты металлов в порожних системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания после слива из нее жидкости, что обеспечивает длительное, сроком до 8-10 лет, хранение порожними указанных систем, обработанных жидкостью, без переконсервации, а также сохранение эксплуатационных характеристик, позволяющих использовать слитую жидкость как рабочую. 3 табл.

Охлаждающая рабоче-консервационная жидкость для систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания на основе водного раствора этиленгликоля, содержащая натрий фосфорно-кислый двузамещенный, декстрин картофельный, отличающаяся тем, что дополнительно содержит морфолин паранитробензойно-кислый, глицерин и натрий олеиново-кислый при следующем соотношении, мас.%:
Этиленгликоль - 65-69
Натрий фосфорно-кислый двузамещенный - 0,31-0,35
Декстрин картофельный - 1,2-1,3
Морфолин паранитробензойно-кислый - 0,7-0,8
Глицерин - 8-10
Натрий олеиново-кислый - 0,11-0,13
Вода дистиллированная или паровой конденсат - Остальноеь