Tại sao không dùng nước máy? Tại sao dung dịch làm mát tuổi thọ cao lại cần thiết cho dung dịch làm mát động cơ

Trong khi động cơ làm mát bằng không khí phụ thuộc vào gió thổi qua các cánh tản nhiệt, động cơ làm mát bằng nước có hiệu quả trong việc ngăn ngừa quá nhiệt vào mùa hè và thúc đẩy làm ấm vào mùa đông. Chìa khóa cho điều này là nước làm mát trong bộ tản nhiệt, nhưng bạn không sử dụng nước máy như vậy, phải không? Bạn có thể nghĩ rằng bất kỳ chất lỏng nào tản nhiệt sinh ra bởi động cơ đều được, nhưng nước máy có thể có những tác động bất lợi không mong muốn và gây ra sự cố nghiêm trọng cho động cơ. Những người lái xe chỉ đổ đầy nước vào xe của họ nên thay thế ngay bằng dung dịch làm mát tuổi thọ cao.

Nước máy ăn mòn thép và nhôm thông qua việc làm nóng và nguội lặp đi lặp lại.

Động cơ làm mát bằng nước có ưu điểm là ít bị quá nhiệt ngay cả khi không tải hoặc chạy chậm, khi làm mát bằng gió chạy không được mong đợi, nhưng không phải bất kỳ dung dịch làm mát nào cũng được. Nước máy, chảy ra bất cứ khi nào bạn bật vòi, rất tiện lợi, nhưng nó không phải là lựa chọn tốt cho động cơ.

Bình chứa phụ nơi dung dịch làm mát chảy vào và ra khỏi bộ tản nhiệt để phản ứng với sự thay đổi áp suất bên trong hệ thống làm mát. Nếu chất lỏng trong bình bị đục và có màu nâu như sữa cà phê, có khả năng cao là nước làm mát bên trong động cơ và bộ tản nhiệt là nước máy.

Dung dịch làm mát được sử dụng trong hệ thống làm mát của động cơ làm mát bằng nước có các vai trò khác ngoài việc chỉ lấy nhiệt từ các xi-lanh và đầu xi-lanh, vốn trở nên nóng khi hỗn hợp cháy, và giải phóng nó ra không khí qua bộ tản nhiệt. Nước máy dưới áp suất khí quyển sôi ở 100°C, nhưng nhiệt nhận được từ các xi-lanh và đầu xi-lanh có thể đạt 100°C trở lên, vì vậy áp suất được áp dụng cho hệ thống làm mát để tăng điểm sôi lên trên 100°C. Áp suất không được tạo áp suất cơ học, mà là một van được lắp đặt trong nắp bộ tản nhiệt không mở cho đến khi áp suất vượt quá áp suất khí quyển để giữ áp suất đủ cao để ngăn ngừa sôi ngay cả ở nhiệt độ trên 100℃. Ngoài ra còn có bộ điều nhiệt giới hạn lượng dung dịch làm mát chảy vào bộ tản nhiệt ở nhiệt độ thấp để tăng tốc độ làm ấm, và một bơm nước được tích hợp để đảm bảo lưu thông đều trong hệ thống làm mát. Nói cách khác, dung dịch làm mát được bơm bởi bơm nước giữa động cơ và bộ tản nhiệt, được giữ lại bởi bộ điều nhiệt cho đến khi đạt nhiệt độ thích hợp, và được lưu thông trong khi được tăng áp bởi nắp bộ tản nhiệt. Do đó, cần phải sử dụng chất lỏng có đặc tính phù hợp trong hệ thống làm mát. Nếu nước máy được sử dụng làm dung dịch làm mát, một số vấn đề có thể xảy ra. Đầu tiên là nước máy chứa các khoáng chất như canxi và magie. Các thành phần này kết tủa thành chất rắn do việc làm nóng và nguội lặp đi lặp lại bên trong động cơ. Các chất rắn tương tự kết tủa ở vòi nước, nhưng các chất rắn bám vào bộ tản nhiệt và thành bên trong của áo nước bên trong động cơ. Các cặn, được gọi là cặn vôi, cản trở dẫn nhiệt và làm hẹp các lối dẫn làm mát, do đó làm giảm hiệu quả làm mát. Nước máy cũng chứa oxy hòa tan và một lượng nhỏ clo, có thể đẩy nhanh quá trình ăn mòn kim loại. Vì hệ thống làm mát động cơ bao gồm sự kết hợp của các kim loại khác nhau như nhôm, sắt và đồng thau, quá trình ăn mòn có thể dẫn đến sự xuống cấp bên trong bộ tản nhiệt, hư hỏng xung quanh bơm nước, tắc nghẽn lối dẫn làm mát, gỉ sét và các vấn đề khác.

Ăn mòn trong hệ thống làm mát gây rò rỉ nước và quá nhiệt.

Ngay sau khi động cơ dừng, khi nhiệt độ dung dịch làm mát cao, áp suất bên trong hệ thống làm mát cao và dung dịch làm mát nóng sẽ phun ra khi mở nắp bộ tản nhiệt, vì vậy chỉ nên mở sau khi nó đã nguội đủ. Vòng đệm cao su ở mặt sau của nắp cũng có vết gỉ màu nâu.

Đây là những gì bạn thấy khi mở bu lông xả bơm nước. Khi sử dụng nước máy, các bộ phận kim loại bên trong động cơ bị gỉ sét một cách ngoạn mục. Mặc dù việc sử dụng LLC có thể bị cấm trong các trường hợp hạn chế như lái xe trên đường đua, nhưng việc sử dụng LLC là bắt buộc khi lái xe trên đường công cộng.

Xả sạch hệ thống làm mát bằng cách bơm nước máy từ phía trên bộ tản nhiệt. Khi nguội, bộ điều nhiệt đóng và lượng nước chảy vào áo nước bên trong động cơ thấp, vì vậy nếu bạn muốn rửa sạch đường nước một cách hiệu quả, bạn có thể làm điều đó khi bộ điều nhiệt được tháo ra khỏi vỏ bộ điều nhiệt.

Một vấn đề tiềm ẩn có thể xảy ra khi sử dụng nước máy làm dung dịch làm mát là giảm hiệu suất làm mát do ăn mòn và cặn bẩn, điều này cần được chú ý đặc biệt. Như đã giải thích ở trên, vì các kim loại khác nhau được sử dụng trong hệ thống làm mát, quá trình ăn mòn điện hóa, hay còn gọi là ăn mòn điện phân, có thể xảy ra do sự khác biệt về điện thế. Nước máy có tính dẫn điện vì nó chứa các khoáng chất, có thể góp phần vào quá trình ăn mòn điện phân này. Khi quá trình ăn mòn điện phân tiến triển, quá trình ăn mòn có thể xảy ra bên trong đầu xi-lanh nhôm và bộ tản nhiệt, dẫn đến rò rỉ dung dịch làm mát trong trường hợp xấu nhất. Ngoài ra, sự tích tụ cặn vôi và các hạt gỉ sét trong các lối dẫn làm mát có thể làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt của bộ tản nhiệt và dẫn đến các vấn đề như mài mòn cánh bơm nước và phớt cơ khí. Hơn nữa, các vấn đề đóng băng không thể bỏ qua vào mùa đông. Nước đóng băng ở 0°C và nở ra về thể tích khi đóng băng. Vì hệ thống làm mát được giữ kín bởi nắp bộ tản nhiệt và bộ điều nhiệt, sự giãn nở thể tích khi đóng băng có thể gây hư hỏng cho bộ tản nhiệt, khối xi-lanh và ống dẫn. Ngoài ra, mặc dù được tăng áp bởi nắp bộ tản nhiệt, nước máy có điểm sôi thấp hơn dung dịch làm mát tuổi thọ cao (sẽ thảo luận bên dưới), vì vậy nó có xu hướng sôi trong quá trình hoạt động tải nặng. Khi nước máy sôi trong hệ thống làm mát kín và tạo ra các bong bóng gọi là xâm thực, nó gây ra tình trạng gọi là "sặc khí", làm giảm hiệu quả lưu thông và làm tăng nhiệt độ nước. Sự kết hợp của các hiện tượng này làm tăng nguy cơ quá nhiệt.

Xem xét lại vai trò của dung dịch làm mát tuổi thọ cao được thiết kế cho việc làm mát động cơ

Nếu nước trong chảy ra từ lỗ xả bơm nước, có thể xác định rằng bên trong bộ tản nhiệt và bên trong ống dẫn từ ống dưới của bộ tản nhiệt đến bơm nước đã được làm sạch. Tuy nhiên, gỉ sét và bụi bẩn bên trong động cơ không thể được loại bỏ hoàn toàn khi bộ điều nhiệt đóng.

Các bộ phận bên trong bình chứa phụ cũng được xả tự nhiên. Bình chứa phụ bằng nhựa không bị gỉ sét và không bị thủng, nhưng không hiếm trường hợp ống thép bị ăn mòn và rò rỉ trên những chiếc xe cũ.

Bạn sẽ thấy rằng việc luồn ống vào và xả bằng nước máy sẽ không loại bỏ hết gỉ sét khi bộ điều nhiệt đóng. Nếu xe đã bị bỏ bê trong nhiều năm hoặc ngay cả bình chứa phụ cũng có màu sữa cà phê, bạn muốn chuẩn bị sẵn sàng và tháo tất cả các ống và đường ống xung quanh động cơ để làm sạch.

Lưu ý gỉ sét trong vỏ bộ điều nhiệt và bên trong bộ điều nhiệt. Ngay cả khi nước máy được đổ vào qua nắp bộ tản nhiệt, miễn là bộ điều nhiệt đóng, nước máy sẽ không lọt vào bên trong động cơ. Mặc dù các đường dẫn làm mát khác nhau tùy theo từng động cơ, việc tháo bộ điều nhiệt và làm sạch khi vỏ bộ điều nhiệt đóng sẽ cải thiện hiệu quả làm sạch bụi bẩn trong áo nước.

Để ngăn chặn những vấn đề này, LLC (dung dịch làm mát tuổi thọ cao) được sử dụng; LLC chủ yếu bao gồm ethylene glycol và propylene glycol, được bổ sung thêm các chất phụ gia khác nhau. Lợi ích quan trọng nhất của LLC là hiệu suất chống đông. Điều này được chứng minh bằng thực tế là LLC từ lâu đã được gọi là "chất chống đông". Thành phần glycol làm giảm đáng kể nhiệt độ đóng băng của nước, và ở nồng độ thông thường, nó sẽ không đóng băng ngay cả ở nhiệt độ dưới 30°C. Hiệu suất này không thể đạt được với nước máy. Điểm sôi cũng cao hơn nước, vì vậy hiệu suất làm mát ổn định có thể được duy trì ngay cả trong điều kiện nhiệt độ cao. Điều không thể bỏ qua là sự hiện diện của các chất ức chế gỉ sét và chất chống ăn mòn hoạt động để giảm sự ăn mòn nhôm, sắt và các vật liệu khác. Ngoài ra, bơm nước được thiết kế để duy trì sự ổn định của toàn bộ hệ thống làm mát bằng cách bao gồm các chất chống tạo bọt ngăn ngừa sự tạo bọt của LLC bị khuấy động bởi cánh bơm nước. Liên quan đến bơm nước, nó cũng hoạt động như một chất bôi trơn để giảm tổn thất ma sát trong phớt cơ khí, do đó kéo dài tuổi thọ của các bộ phận. Những chức năng này cho thấy rõ ràng rằng nước máy và LLC hoàn toàn khác nhau. Hơn nữa, LLC không chỉ là một chất lỏng không đóng băng; nó còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hệ thống làm mát.

Thay thế LLC định kỳ duy trì tình trạng của hệ thống làm mát.

Tuy nhiên, LLC không duy trì hiệu suất vô thời hạn, và nó dần dần xuống cấp theo thời gian khi sử dụng. Lý do chính cho điều này là các chất phụ gia có trong LLC bị hao mòn theo thời gian. Bên trong động cơ là môi trường nhiệt độ cao, và dung dịch làm mát liên tục được làm nóng và nguội. Trong quá trình này, các chất ức chế gỉ sét và chất chống ăn mòn dần dần bị phân hủy và tiêu thụ, và khả năng bảo vệ bề mặt kim loại của chúng giảm đi. Việc tiếp tục sử dụng LLC bị suy giảm có thể dẫn đến gỉ sét và hình thành cặn bên trong bộ tản nhiệt và áo nước, dẫn đến giảm hiệu suất làm mát. Ngoài ra, gỉ sét và cặn có thể gây mài mòn phớt cơ khí của bơm nước, dẫn đến rò rỉ dung dịch làm mát. Để ngăn chặn những vấn đề như vậy, cần phải thay thế dung dịch làm mát hai năm một lần đối với LLC thông thường, và vài năm một lần ngay cả đối với dung dịch làm mát tuổi thọ cao. Có hai loại LLC: một là sản phẩm được điều chỉnh theo nồng độ thích hợp, và loại kia là sản phẩm có thể thay đổi độ pha loãng tùy ý theo nhiệt độ lạnh tối thiểu. Trong cả hai trường hợp, điều quan trọng là phải sử dụng dung dịch làm mát thích hợp và thay thế định kỳ để duy trì hiệu suất làm mát động cơ và đảm bảo độ tin cậy lâu dài.