内燃机冷却液缓蚀剂的应用研究

【摘要】：内燃机冷却液一般由缓蚀剂、水和冰点抑制剂组成,用作内燃机冷却系统 的携热载体。随着内燃机强载度的提高,内燃机冷却系统的管路、水泵、特别 是湿式气缸套,常常存在穴蚀(又称空泡腐蚀和气蚀)现象。理论计算表明, 穴蚀过程中气泡破裂产生的微射流能产生数百个大气压的压力和上千度的高 温,机件受到机械和电化学腐蚀作用,二者协同作用时,对于铸铁机件所受到 的破坏比单一作用时大得多,所以缓蚀剂不仅应有减缓机件腐蚀的性能,而且 应有良好的减缓机件穴蚀的作用。 经研究世界主要国家关于内燃机冷却液的规范,本文提出的内燃机冷却液 规范除了国内已经有的SH 0521-1999及JT 225-1996所列性能指标以外,针对 冷却液使用中可能存在的隐患,提出还应该包含:冷却液的粘度要求;与橡胶 制件的相容性;抑制穴蚀性能;贮存稳定性等。 以铸铁试件为研究对象,借助于磁致伸缩模拟试验装置,研究了冷却液的 性能参数对穴蚀的影响,包括温度、pH值、腐蚀性离子的浓度以及不同化学试 剂等影响因素,深入研究了典型化学试剂抑制穴蚀性能的效果。研究结果表明: 在腐蚀水中的最大失重温度是60℃,在蒸馏水中的最大失重温度是70℃;随着 腐蚀水浓度的提高,穴蚀失重也逐渐提高;随着pH值由小到大,即水溶液由酸 性到碱性,穴蚀失重逐渐减少,当pH值为13时,穴蚀的失重很少;冷却液中 随着乙二醇或丙二醇浓度的增加,穴蚀失重逐渐减少;化学试剂对于铸铁的穴 蚀有重要的影响,传统的无机盐如亚硝酸钠、钼酸钠减缓铸铁穴蚀的能力不如 有机羧酸盐如葵二酸钠和庚酸钠等有效。 本研究采用复配一元和二元羧酸技术所研制的冷却液缓蚀剂具有较好的性 能,有效抑制了冷却液系统的腐蚀和穴蚀,其机理在电化学方面是抑制金属的 阴极和阳极反应,在抑制机械破坏方面一方面是加入有机羧酸后,穴蚀产生的 气泡溃灭强度下降,另外一方面是铸铁机件表面与有机羧酸形成了有机膜,该 有机膜可有效抑制微射流的破坏。 所研制的冷却液防蚀剂在通过实验室试验的基础上,在实际的铝制机体