摘要：

機械領(lǐng)域，有傳動的地方就有冷卻，對于冷卻介質(zhì)，有各種選擇，有液壓油，潤滑油，空氣，水等等。在汽車領(lǐng)域水因為有較高的比熱，而被廣泛的應(yīng)用在冷卻系統(tǒng)中，但是水有冰點比較高，防腐效果較差等缺點，所以人們在水中加入各種化學(xué)物質(zhì)來改善水的性能，使其更適合做冷卻液，今天我們就聊一聊汽車防凍液的迭代歷程

早期人們只用水作為設(shè)備的冷卻液，但是因水在零度以下會結(jié)冰，所以如何防止水結(jié)冰成為早期冷卻液的一個課題，也因此在汽車領(lǐng)域冷卻液又被叫做防凍液。

1927年之前，是用酒精來充當(dāng)防凍液，但是它易蒸發(fā)，易燃，氣味很重，給司機帶來了很多不便。

1927年性能穩(wěn)定的乙二醇被添加到水中形成了汽車防凍液。對于之前每到冬天就為冷卻水問題而苦惱的司機們來說，無氣味、不蒸發(fā)、不易燃的乙二醇型防凍液是劃時代的替代品。之所以說乙二醇是劃時代的防凍液，是因為自1927年之后，主流防凍液技術(shù)中起防凍效果的物質(zhì)一直是乙二醇，近百年了還未改變。后期所改變的只是防凍液中的添加劑

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展和人們對汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的了解逐漸深入，并發(fā)現(xiàn)發(fā)動機的水泵、散熱器會因嚴(yán)重的腐蝕和振動而造成損壞，于是人們除了關(guān)注冷卻液的防凍性能外開始關(guān)注冷卻液的其它性能，對冷卻液提出更多的要求，要求有防腐蝕性，抗泡性等附加功能，以降低對發(fā)動機和散熱器的腐蝕，降低水泵的氣蝕故障率。

1980前年，鑄鐵一直被用作包括發(fā)動機缸套組件等零件的材料，銅被用來作為散熱器的金屬材料。因此，防止鑄鐵和銅等材料腐蝕、防腐蝕劑應(yīng)運而生。

初期的防腐蝕劑主要是鉻鹽類的鐵防腐蝕劑。鉻鹽雖然防腐效果好，但是屬于強毒性的重金屬，所以現(xiàn)在幾乎不使用。后來相繼開發(fā)出了銨鹽、硼酸鹽、亞硝酸等各種鐵防腐蝕劑，并投入使用。銅防腐蝕劑方面，苯三唑類有很好防腐蝕功能，一直沿用至今，對有些特殊場合必須使用銅散熱器的設(shè)備，其冷卻液仍含有較高的苯三唑含量。

1980年以后，隨著汽車輕量化趨勢，開始用鋁作為發(fā)動機和散熱器的金屬材料。鋁雖然是很好的金屬材料，但是容易被水腐蝕，所以人們對鋁防腐蝕劑的需求更加迫切。日本汽車公司主要使用的磷酸鹽防腐蝕劑，其具有良好的防腐功能，但是它容易與硬水里含的鈣或鎂發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，所以僅適合像日本這樣不用硬水的國家使用。

而歐洲等水硬度較高的地區(qū)禁止使用磷酸鹽，一般使用硅酸鹽型的防凍液。這也是含有硅酸鹽的冷卻液被稱作歐洲型冷卻液的緣由所在。硅酸鹽類的防腐蝕劑和穩(wěn)定劑的出現(xiàn)，翻開了冷卻液的新篇章，但是其也有易凝膠化的缺點。

近年來，汽車防凍液添加劑技術(shù)的發(fā)展重心，就放在把上面提到的各種冷卻液統(tǒng)一起來開發(fā)全世界通用的冷卻液上。也就是說，排除各個國家汽車公司限制使用的所有添加劑，開發(fā)出所有允許使用的添加劑的冷卻液。所謂AOT冷卻液就是這種概念的冷卻液，指的是其添加劑不含硅酸鹽、磷酸鹽、亞硝酸鹽、硝胺鹽、硼酸鹽等無機鹽，而是使用有機羧酸鹽添加劑。

限制使用硅酸鹽和磷酸鹽的原因前面已經(jīng)提到了，亞硝酸鹽和硝胺鹽會互相產(chǎn)生反應(yīng)，生成叫亞硝胺的強致癌物質(zhì)，不符合環(huán)保要求；硼酸鹽雖然有很強的防腐功能，但在高溫下會對鋁材造成嚴(yán)重的腐蝕。AOT冷卻液主要使用新型的有機酸防腐蝕劑，有機酸不僅不受水質(zhì)和地域的限制，而且比現(xiàn)有的防腐蝕劑的分解速度緩慢，即使使用五年以上也能保持良好的性能。

目前市面上大多數(shù)汽車防凍液都是AOT技術(shù)了。

冷卻液雖然不是汽車中的主要零部件，但是其防腐，抗泡，導(dǎo)熱，防凍等性能直接決定著發(fā)動機的壽命，因此也得到汽車行業(yè)的重視，其技術(shù)研發(fā)也在不斷更新，有以下幾點研發(fā)正被使用在新型冷卻液中

當(dāng)今汽車防凍液的發(fā)展主要關(guān)注與環(huán)境有關(guān)的問題。第一，是毒性問題。人們主張要使用安全無毒性的冷卻液。作為冷卻液主要原料的乙二醇，氣味偏甜，但是具有很強的毒性。狗服用50ml的乙二醇就能致死，一小勺就能毒死貓。兩勺左右的乙二醇就會威脅人的生命。丙二醇是乙二醇的替代品，雖然物理性質(zhì)大體相同，但毒性很小。丙二醇是經(jīng)FDA注冊的食品添加劑，廣泛用作煙、化妝品的保濕劑等能跟人體直接接觸的產(chǎn)品上。

隨著發(fā)動機向著大功率、小體積方向發(fā)展，同時渦輪增壓等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對冷卻液的傳熱性能提出了更高的要求。提高液體熱導(dǎo)率的一種有效方法是在液體中添加固體顆粒，因為在室溫條件下，固體的導(dǎo)熱系數(shù)與液體相比，往往要高幾個數(shù)量級。國外已經(jīng)有研究小組將納米尺寸的金屬或氧化物顆粒分散于水、乙二醇和機油等常規(guī)傳熱介質(zhì)中，形成了一種新型的、導(dǎo)熱性能極佳的傳熱介質(zhì)，并提出了"納米流體"的概念。在發(fā)動機冷卻液中加入納米顆粒可以顯著提高其冷卻效率，減小冷卻系統(tǒng)的體積，減輕散熱器重量，從而減小風(fēng)阻和燃料消耗，這對汽車各方面的性能都大有幫助。但目前對納米流體的研究還停留在實驗室階段，將來需要解決納米顆粒在懸浮體系中的穩(wěn)定性以及大規(guī)模工業(yè)化制備工藝和成本問題

目前即使是比較穩(wěn)定的AOT技術(shù)的冷卻液，其推薦使用壽命最長也只是5年，造成原材料浪費，污染環(huán)境。延長使用壽命的研究開發(fā)，其最終目的就是開發(fā)出和汽車壽命一樣長的冷卻液。目前已經(jīng)開發(fā)出30萬km不需更換的乙二醇和丙二醇冷卻液

但是仍然不夠，一種終生壽命的無水冷卻油孕育而生，無水冷卻液徹底消除了傳統(tǒng)冷卻液給發(fā)動機帶來的易產(chǎn)生腐蝕、水垢、氣蝕，開鍋等冷卻系統(tǒng)老大難問題，使發(fā)動機的使用壽命得到延長，也避免了在汽車生命周期中的多次更換冷卻液。

隨著電動汽車的興起，當(dāng)前的冷卻液已經(jīng)不再適合電動汽車了。當(dāng)前冷卻系統(tǒng)是為發(fā)動機冷卻，其添加劑重點是對發(fā)動機和冷卻器材質(zhì)的防腐以及針對水泵的氣蝕。而電動汽車是為電池，電機，逆變器服務(wù)，冷卻接觸的材質(zhì)大部分是鋁和不銹鋼，對防腐的要求略微低點。電池，逆變器除了對防腐有要求外，對電導(dǎo)率格外敏感，因此電動汽車的冷卻液冷卻液要求不能有電解液體。

文末，和大家聊聊何時更換防凍液。如果你有更好的方法也請說說哦

汽車防凍液是汽車的重要零部件和耗材，在使用過了2-5年后，很多4S店建議更換，但是更換一次也有花掉車主不少銀子，因此很多粉絲問機械財經(jīng)，到底怎么判斷防凍液是否應(yīng)該更換，今天就告訴大家一個簡單的方法，就是檢測PH值。冷卻液具有一定的儲備堿度，當(dāng)消耗完后，防腐效果就大大降低，因此我們可以用PH試制測試?yán)鋮s液，如果在7—8.5之間說明其還有防腐能力，冷卻液不用馬上更換。www.gdchuangying.com