Устройство для электрохимической защиты автомобиля от коррозии Российский патент 2021 года по МПК C23F13/00 B60R16/00 

Предложенное техническое решение относится к электрохимической защите объектов от коррозии, а именно к устройствам защиты кузова автомобиля от коррозии.

Защита от коррозии автомобиля, основанная на электрохимических свойствах металлов, подразумевает создание гальванической пары между автомобильным кузовом (катодом) и защитным протектором (анодом), выполненным из металла, имеющего меньший стандартный электрохимический потенциал, по отношению к потенциалу металла кузова. По законам электрохимии, чем дальше электроды находятся друг от друга, тем больше должна быть разница потенциалов между ними, чтобы работа гальванической пары была эффективной. На аноде - протекторе происходит реакция окисления - освобождение электронов, и он, постепенно окисляясь, разрушается, а разрушение катода - кузова автомобиля, наоборот прекращается. Один протектор площадью 4-10 см² защищает площадь с радиусом около 0,25-0,35 м. Поэтому, чтобы защитить всю поверхность кузова, требуется установить много протекторов, что трудоемко и ненадежно. (Бородин В. Защита автомобиля от коррозии электрохимическим способом - М.: Транспорт, 1994. - 30 с.)

Известно устройство для электрохимической защиты автомобиля от коррозии, содержащее протекторы, имеющие отрицательный электродный потенциал по отношению к потенциалу металла кузова автомобиля и прикрепленные к нему.

(Патент РФ №138248, МПК C23F 13/00, 2013 г.)

В известном устройстве протектор - анод выполнен в виде пластины из цинка, имеющего большую, по сравнению с железом кузова, электроотрицательность, приклеен двухсторонней термостойкой виниловой лентой к неодимовым магнитам, которые контактируют с металлом кузова автомобиля, при этом протектор соединен с металлом кузова автомобиля посредством гибкого проводника. В устройстве использован принцип гальванического процесса без внешних источников тока за счет разницы потенциалов двух разнородных металлов в агрессивной среде. В сухом состоянии данное устройство находится в дежурном режиме. Но при попадании влаги, соленых противогололедных растворов и т.п. на защищаемый металл и цинковый анод, инициируется гальванический процесс. По гибкому проводнику проходит ток. Защитные протекторы прикрепляют в наиболее уязвимых для коррозии местах - под крыльями, на днище кузова, на порогах. Устройство позволяет поддерживать значение потенциала влажных участков поверхности кузова на уровне, необходимом для замедления коррозийных процессов за счет разрушения защитного протектора. Такая локальная защита дает хорошие результаты.

По технической сущности и достигаемому результату это устройство наиболее близко к предлагаемому изобретению и приняты в качестве его ближайшего аналога.

Однако, таких протекторов надо установить 15-20 штук, или выполнить их достаточно длинными и/или широкими, что трудоемко и снижает надежность крепления.

Технический результат разработки повышение эффективности и надежности защиты автомобиля от коррозии, при уменьшении количества протекторов.

Заявленный технический результат достигается устройством для электрохимической защиты автомобиля от коррозии, содержащим протекторы, имеющие отрицательный электродный потенциал по отношению к потенциалу металла кузова автомобиля и прикрепленные к нему, при этом устройство содержит, соединенные алюминиевым проводом с цепным контактором заземления и между собой, выполненные из первичного алюминия, нижние протекторы, установленные на днище кузова автомобиля и, передний протектор, установленный перед радиатором автомобиля, каждый протектор выполнен в виде пластины с параллельными по отношению друг к другу ребрами трапециевидного сечения, причем межреберная поверхность переднего протектора выполнена перфорированной.

Увеличение эффективности достигается за счет трибоэлектрического эффекта (контактной электризации, в виде появления электрических зарядов в материале из-за трения), в данном случае, возникающего при движении автомобиля, при контакте поверхности протектора с, проходящим сквозь его межреберное пространство, влажным воздухом, насыщенным загрязнениями: дорожной пылью, песком, снегом, солью и т.п.

Неожиданным результатом явилось то, что предложенная конструкция протекторов и схема их установки на автомобиле, обеспечивают инициирование постоянного электрического тока, величина которого оказывается достаточной для дополнительного снижения разности потенциалов, между корпусом автомобиля и агрессивной окружающей средой, что увеличивает эффективность антикоррозионной защиты автомобиля.

Согласно предложенному техническому решению используют для изготовления протекторов и, соединяющих их проводов, алюминий высокой чистоты по ГОСТ 11069-2001 «Алюминий первичный. Марки», соответствующий по химическому составу марок алюминия, Европейскому стандарту EN 573-3-94, зарегистрированному Американской алюминиевой ассоциацией.

На фиг. 1 показана схема установки протекторов на автомобиле;

на фиг. 2 - передний протектор;

на фиг. 3 - задний протектор;

на фиг. 4 -установка переднего протектора перед радиатором автомобиля.

Устройство электрохимической защиты автомобиля от коррозии содержит передний протектор 1 (фиг. 1), установленный перед радиатором автомобиля, и нижние протекторы 2, установленные на днище кузова 3 автомобиля, и соединенные проводом 4 между собой и с цепным контактором заземления 5. Каждый протектор - передний (фиг. 2) и нижний (фиг. 3) выполнен в виде пластины 6 с параллельными по отношению друг к другу ребрами 7 трапециевидного сечения, причем межреберная поверхность переднего протектора выполнена с отверстиями 8.

Устройство работает следующим образом.

Передний протектор 1 крепят перед радиатором автомобиля, так, как показано на фиг. 4. Его и нижние протекторы 2, установленные на днище кузова 3 автомобиля, соединяют проводом 4 между собой и с цепным контактором заземления 5. Поскольку все элементы устройства изготавливают из первичного алюминия, имеющего значение стандартного электрохимического потенциала (ϕ⁰=-1,7) меньшее, по сравнению с железом (ϕ⁰=-0,44) возникает гальваническая пара между автомобильным кузовом (катодом) и защитным протектором (анодом). На аноде - протекторе происходит реакция окисления и он постепенно разрушается, а разрушение катода - кузова автомобиля, замедляется. Усилению этого процесса способствует выполнение нижних протекторов в виде пластин 6 с ребрами 7 трапециевидного сечения, а переднего со сквозными отверстиями 8. При движении автомобиля, воздух с агрессивными добавками, проходя через отверстия и между ребрами трапециевидного сечения, обеспечивающего за счет такой формы увеличение площади контактного трения, создает трибоэлектрический эффект, в результате которого на поверхности каждого протектора накапливается статическое электричество, ток которого снижает разность потенциалов, между корпусом автомобиля и агрессивной окружающей средой, тем самым дополнительно замедляя коррозию кузова автомобиля. При этом между Землей и автомобилем, независимо от скорости его движения, а, следовательно, и скорости накопления трибоэлектрических зарядов на протекторах, постоянно поддерживается требуемая разница потенциала, благодаря цепному контактору заземления 5.

Испытания показали, что защита автомобилей, согласно предложенному решению, в сравнении с известным, позволяет в 2-5 раз замедлить все коррозийные процессы (не более 10 мкм в течении года), увеличить расстояние между протекторами и, за счет этого, сократить их количество.

Использование предложенного устройства позволяет на 50-70% снизить скорость коррозии автомобилей, что увеличивает срок их межремонтного периода и, соответственно, сокращает эксплуатационные расходы.

Предложено устройство для электрохимической защиты автомобиля от коррозии. Устройство содержит протекторы (1, 2), имеющие отрицательный электродный потенциал по отношению к потенциалу металла кузова (3) автомобиля и прикрепленные к нему. Также устройство содержит соединенные алюминиевым проводом с цепным контактором заземления и между собой выполненные из первичного алюминия нижние протекторы (2), установленные на днище кузова (3) автомобиля, и передний протектор (1), установленный перед радиатором автомобиля. Каждый протектор (1, 2) выполнен в виде пластины с параллельными по отношению друг к другу ребрами трапециевидного сечения, причем межреберная поверхность переднего протектора (1) выполнена перфорированной. Достигается повышение эффективности и надежности защиты автомобиля от коррозии при уменьшении количества протекторов. 4 ил.

Устройство для электрохимической защиты автомобиля от коррозии, содержащее протекторы, имеющие отрицательный электродный потенциал по отношению к потенциалу металла кузова автомобиля и прикрепленные к нему, отличающееся тем, что содержит, соединенные алюминиевым проводом с цепным контактором заземления и между собой, выполненные из первичного алюминия, нижние протекторы, установленные на днище кузова автомобиля, и, передний протектор, установленный перед радиатором автомобиля, каждый протектор выполнен в виде пластины с параллельными по отношению друг к другу ребрами трапециевидного сечения, причем межреберная поверхность переднего протектора выполнена перфорированной.