Энергосберегающие антифризы для автомобильного транспорта
Канд. техн. наук Галкин М.Л., канд. техн. наук Рукавишников А.М.
Автомобильные антифризы не обеспечивают быстрый прогрев салона и двигателя при холодном пуске (до -40°С и ниже). Автомобилисты вынуждены устанавливать устройства предварительного нагрева, автономные печки и др. Авторы в публикации рассматривают инновационный низковязкий энергосберегающий антифриз, лишенный описанных выше недостатков.
Антифризы в автомобилях решают две главные задачи: поддержание оптимальных температур двигателя с целью обеспечения его ресурса и заявленных характеристик и создание оптимальных температур в салоне автомобиля, способствующих обеспечению комфортных условий для водителя и пассажиров. Результат решения поставленных задач зависит от свойств антифриза, а также от характеристик автомобиля, условий и длительности его эксплуатации.
По информации аналитического агентства «АВТОСТАТ», по итогам 2013 года парк автомобильной техники в стране превысил 47-миллионный рубеж. Традиционно львиная доля (83%) парка приходится на легковые автомобили, что соответствует 39,32 млн машин. Легкой коммерческой технике принадлежит 8% от всего объема, или 3,82 млн единиц. Примерно столько же зарегистрировано и грузовых автомобилей (3,75 млн экземпляров). И около 1% парка приходится на долю автобусов (почти 400 тыс. штук). Количество автотранспорта, имеющего срок эксплуатации более 10 лет и, следовательно, значительный износ, на начало 2012 года составило: для грузового транспорта – 64,4%, для автобусов – 48,5% и для легковых автомобилей – 47,9% [1]. Эти показатели имеют тенденцию ежегодного роста, что характеризует общее старение автотранспортных средств.
Трудность обновления подвижного состава и внедрения новых инновационных разработок на автомобильном транспорте заключается в том, что, например, около 90% автоперевозчиков относятся к субъектам малого предпринимательства. Они ориентированы на строгую экономию материально-технических средств, в том числе и по использованию новых видов охлаждающих жидкостей (ОЖ) – антифризов, тосолов, которые необходимы для эффективной работы двигателей в любое время года.
По данным специалистов, общее потребление ОЖ в России составляет 220–270 тыс. тонн ежегодно. Ориентировочный объем производства ОЖ непосредственно в России составляет 160–180 тыс. т, из них подавляющее большинство – тосолы, основой которых является моноэтиленгликоль (МЭГ). От 50 до 70 тыс. т ОЖ в год закупается за рубежом, что ложится балластной нагрузкой на экономику автотранспортного комплекса страны.
Важно отметить, что основным критерием выбора антифриза в структуре закупок является цена. Качество антифриза остается на заднем плане ввиду сложившихся отношений между производителями, продавцами и потребителями. Новый технический регламент Таможенного союза стран России, Белоруссии и Казахстана ТР ТС 030/2012, введенный в действие с 01 марта 2014 года, не регламентирует условия производства и химический состав ОЖ [2]. По нему оговариваются только параметры температуры кристаллизации ОЖ не выше –35 °С и водородного показателя рН в пределах от 6 до 10 единиц.
Основные свойства, условия производства и химический состав ОЖ обычно прописаны в ТУ и ТИ производителя. Проверка на соответствие свойств ОЖ заявленным характеристикам часто выявляет нарушения и несоответствия [3]. Прямым следствием применения дешевых ОЖ является сильный износ двигателя из-за плохого теплосъема, образования накипных отложений, коррозии и кавитационных процессов в системе охлаждения. Однако ввести в широкую практику применения принципиально новые и качественные антифризы не позволяет, с одной стороны, ФЗ № 44 о госзакупках, на основании которого поставщик определяется только по цене без учета качества поставляемого продукта, что является сильным сдерживающим фактором развития данного направления.
С другой стороны, допуск новых антифризов и специальных жидкостей на рынок сбыта осуществляется профильными лабораториями на основании старых, не учитывающих достижений современной химической индустрии технологий регулирования тепломассопереноса и защиты конструктива двигателей от коррозии и кавитации. Вместе с тем информирование потребителей антифризов о качестве продукта должно неизбежно привести к повышенному вниманию рынка по отношению к новым прогрессивным технологиям производства низковязких, низкотоксичных и энергоэффективных ОЖ.
В этой связи следует отметить инновационные, не имеющие аналогов в мире разработки научно-производственной компании ООО «Спектропласт» новых энергоэффективных антифризов, успешно прошедших с 2011 по 2014 гг. практические испытания на бензиновых турбированных двигателях автомобилей и тяжелой дизельной колесной техники. Разработка антифризов данного типа изначально велась ООО «Спектропласт» с учетом жестких требований эксплуатации автотранспортной техники в арктических условиях России, в обширной для нашей страны (67% общей площади) зоне вечной мерзлоты, а также огромных территорий с продолжительным зимним сезоном. В результате исследований и экспериментов были разработаны и успешно прошли испытания энергосберегающие низковязкие антифризы типа Spektrogen GR-LV для автотранспортной техники [4].
Особенностью антифризов Spektrogen GR-LV по сравнению с известными ОЖ на основе этиленгликоля является низкая вязкость и эффективная теплопередача, в том числе при низких температурах. Например, как видно из рис. 1, вязкость обычного тосола ОЖ-40 (ГОСТ 28084) при –40 °С составляет 100 мПа•с, а у Spektrogen GR-40LV она равна 78 мПа•с, что на 22% ниже, чем у тосола.
Рис. 1. Зависимость вязкости антифризов от температуры
Похожее соотношение наблюдается и по времени прогрева холодного двигателя на холостом ходу. График зависимости времени прогрева холодного двигателя от температуры различных антифризов приведен на рис. 2.
Рис. 2. Зависимость времени прогрева двигателя от температуры масла и антифризов
Разница времени прогрева двигателя в пользу антифриза Spektrogen GR-40LV против тосола ОЖ-40 при 0 °С составляет около 2 мин и возрастает с понижением температуры до 10 мин при –40 °С. Улучшенных характеристик новых антифризов удалось достичь за счет применения инновационной технологии снижения вязкости и повышения теплопередающей способности состава охлаждающей жидкости. Это позволило уменьшить время прогрева двигателя даже при аномально низких зимних температурах за счет более эффективного распределения теплоты по системе и ее переносу от работающего двигателя.
Низкая вязкость GR-LV позволяет сократить время простоя транспорта при прогреве двигателя, что повышает его ресурс, уменьшает износ деталей, экономит горючее, повышает продуктивность рабочего времени водителя и является дополнительной опцией при выполнении работ, в особенности в суровых условиях Крайнего Севера и Сибири, и тем самым подтверждает заявленную изготовителем Spektrogen GR-LV энергоэффективность.
Антифризы марки Spektrogen GR-LV производятся в России в промышленных масштабах по ТУ 2422?024?11490846-12, имеют «Свидетельство о государственной регистрации» № RU.40.01.05.015.Е.003827.06.12 и соответствуют требованиям технического регламента Таможенного союза ТР ТС 030/2012. Они негорючи и невзрывоопасны, относятся к 3-му классу опасности (умеренно опасные вещества). В зависимости от марки сохраняют рабочие свойства в диапазоне температур от +118 °С до –65 °С. Срок эксплуатации – 5 лет, или 250 000 км пробега техники. Продолжают серию ОЖ с зарегистрированным товарным знаком Spektrogen низкотоксичные антифризы Spektrogen S-LV на основе пропиленгликоля, которые предназначены для применения в автобусах [5].
Разработанные ООО «Спектропласт» энергосберегающие и низкотоксичные антифризы согласно имеющейся технической документации и результатам практических испытаний в полной мере соответствуют нормам и требованиям стратегии РФ по энергобезопасности и энергонезависимости от импорта в области производства и применения антифризов для автотранспортной техники.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кузьмина В. Основные итоги деятельности транспортного комплекса в 2012 году и задачи на 2013 год /В. Кузьмина //Автомобильный транспорт.– 2013.– № 5.– С. 2–13.
2. ТР ТС 030/2012. Технический регламент Таможенного союза О требованиях к смазочным материалам, маслам и специальным жидкостям от 20 июля 2012 г. № 59.
3. Петров Н. А. Емкость рынка антифризов в России /Н. А. Петров //Спецтехника и коммерческий транспорт.– 2012.– № 6.
4. Галкин М. Л. Инновационные энергоэффективные антифризы для автомобильного транспорта /М. Л. Галкин, А. М. Рукавишников //Автомобильный транспорт.– 2013.– № 12.– С. 24–25.
5. Галкин М. Л. Инновационные низкотоксичные антифризы для автомобильного транспорта /М. Л. Галкин, А. М. Рукавишников //Автотранспортное предприятие.– 2014.– № 5.– С. 22–24.