Сердце фильтрации

Будь то масло, топливо или воздух — независимо от того, что должно быть отфильтровано, самой важной частью любого фильтра является фильтрующий материал, так называемый фильтрующий элемент. В зависимости от своего назначения фильтрующий элемент может быть выполнен из специально обработанной бумаги, флиса или комбинации этих материалов.

Воздушный фильтр: легкие двигателя.

Первые два десятилетия использования автомобилей были отмечены постоянными поломками двигателей, которые были вызваны по большей части высокой концентрацией пыли в воздухе, так как автомобили в то время эксплуатировались исключительно на грунтовых дорогах. Частицы пыли и грязи попадали в камеры сгорания, что приводило к появлению серьезных царапин на поршневых кольцах, поршнях и стенках цилиндров. Это влекло за собой снижение мощности двигателя, а иной раз приводило к заклиниванию поршней.

Аккумуляторы. Немного истории.

GASTON-PLANTE история аккумуляторов

Аккумуляторы. Немного истории.

Ровно 150 лет назад ученый-химик Гастон Планте подарил Французской Академии наук, а вместе с ней и всему миру, первую аккумуляторную батарею. Ее активная площадь занимала 10 кв. метров, и такой аккумулятор требовал для подзарядки месяцы, а то и годы. Удивительно, но, несмотря на все разговоры ученых о том, что мы стоим на пороге революции в накопителях тока, их принципиальная конструкция остается неизменной. Все аккумуляторы похожи друг на друга, как родные братья: большая банка с кислотой, из которой торчат два свинцовых электрода. И сейчас, уже в XXI веке, отметая в сторону новомодные кадмиево-никелевые системы и таинственные «топливные ячейки», автомобилисты всего мира используют всё те же банальные кислоту и свинец.

Тем не менее, современные аккумуляторы являются технически сложными системами, вобравшими в себя лучшие достижения научной мысли за последние полтора века. Усовершенствования аккумуляторных батарей произошли в области материала пластин, общей конструкции и, в частности, в решении вопроса сбора и возвращения испаряющейся воды (системы кондиционирования).

На сегодняшний день различают четыре основных разновидности аккумуляторов: «классические» обслуживаемые (сурмянистый свинец), «малосурмянистые», «кальциевые» и «гибридные» (комбинированные).

Появились они вот почему. Современная поточная технология производства аккумуляторов предусматривает изготовление решетчатой структуры (обычно это литье) с последующим нанесением на нее токопроводящей пасты. Чистый свинец, из которого первоначально изготавливали пластины и пасту, непригоден для современных технологических процессов — требуется материал с более высокими механическими свойствами. Для получения нужных параметров в свинец стали добавлять сурьму (от 6 до 12%). Но это приводило к тому, что гидролиз воды происходил уже при напряжении 12В. Это означает, что даже при исправной электросистеме автомобиля вода постоянно расходуется, испаряясь в виде паров водорода и кислорода, а при любой неисправности этот процесс ускоряется в разы.

Если количество сурьмы свести к минимуму или заменить ее другим элементом, то процесс испарения воды в аккумуляторе можно свести к нулю — проще говоря, сделать аккумулятор практически необслуживаемым. Решая данную проблему, американцы создали так называемый «кальциевый свинец», а европейцы — «малосурмянистый». Полученные в результате опытов конструкции обеспечивали стойкость к гидролизу (это электролитическое разложение молекул воды на водород и кислород) при напряжениях до 16 В и выше. Это значит, что при исправно работающей электросистеме автомобиля вода практически не испаряется, следовательно, аккумулятор можно сделать герметично закрытым на всё время его эксплуатации.

Ну а гибридные аккумуляторы представляют собой систему, вобравшую лучшее из этих двух технологий. В них отрицательные пластины делают из кальциевого сплава, а положительные — из малосурмянистого. Причина тому следующая. При длительной глубокой разрядке положительные кальциевые пластины покрываются сульфатом кальция, который блокирует все электрохимические реакции. А этот процесс, в отличие от образования всем известного сульфата свинца, является необратимым.

 

 

 

Антифриз. Квадратиш, практиш, G11

Антифриз. Квадратиш, практиш, G11

Процесс стандартизации антифризов имел свои "особенности". С одной стороны, вроде бы недостатка в стандартах (в том числе и национальных, и не только в СССР) на них не было: BS 6580: 1992 — Великобритания, AFNOR NF R15-601 — Франция, ASTM D 3306 — США, CUNA NC956 16 — Италия, JIS K2234 — Япония. И даже такая известная промышленная и авторитетная в области автомобилестроения держава как Австрия внесла свой посильный вклад: ONORM V5123. С другой, непосредственно производители автомобилей больше ориентировались не на соблюдение национальных стандартов, а на собственные интересы. И поскольку общепризнанные стандарты не сложились, развивали свои фирменные спецификации.

Но, если в партере, как известно, побеждает самый тяжелый, то на рынке спецификаций — самый массовый. А так как на европейском авторынке наиболее массовыми были модели концерна Volkswagen, то именно его спецификации и стали с 70-х годов прошлого века на европейском рынке стандартном де-факто. Эти стандарты проникли к нам в 90-е вместе с хлынувшим на европейскую часть России потоком автохлама… в смысле, весьма подержанных «Опель Кадетов» и «Фольксваген Гольфов». В сознании наших автовладельцев они ассоциировались с успехами мирового автопрома и «высокими стандартами потребления запада», противопоставляясь подорванной местными «производителями» репутации советского ТОСОЛа. К слову, музыка играла совсем недолго, и те же «производители», узрев «новую рыночную нишу», начали лепить на свою продукцию этикетки с «импортными» названиями G11, G12, G12+… Компанию Volkswagen (владельца данных спецификаций) на предмет получения одобрений решили лишний раз не беспокоить — обошлись своими силами.

А теперь рассмотрим поподробнее, что же данные спецификации из себя представляют.

VAG TL 774-C или G11 на основе этиленгликоля — изначально содержал неорганический пакет присадок и был по своим эксплуатационным свойствам практически полным аналогом советского ТОСОЛа. Окрашивается в сине-зеленый цвет.

антифризVW TL 774-D или G12 на основе этиленгликоля — имеет карбоксилатный пакет присадок, окрашивается в красный цвет, категорически не рекомендуется производителем для смешивания с G11.

VW TL 774-F или G12 Plus на основе этиленгликоля — имеет также карбоксилатный пакет присадок, окрашивается в фиолетовый цвет и допускает (правда, с частичной потерей антикоррозийных свойств) смешивание и с G11, и с G12. Рекомендован для автомобилей Volkswagen (а также Audi, Skoda, Seat), изготовленных с 2001 года.

VW TL 774-G или G12 Plus Plus — это упомянутая ранее «лобридная» или «биполярная» технология, пакет присадок содержит органические ингибиторы в сочетании с соединениями кремния. Температура кипения повышена до 135° C , что весьма актуально для современных двигателей. Рекомендован для автомобилей Volkswagen, изготовленных с 2008 года, именно такой антифриз должен «заливаться сегодня на всех предприятиях Volkswagen, независимо от их географического расположения». Окрашивается в ярко-красный цвет, допускает смешивание с G11, G12 и G12 Plus.

G13 — те самые, упомянутые нами ранее «высокоэкологичные» антифризы на основе глицерина с пакетом органических присадок. Должны быть окрашены в желтый или оранжевый цвета. Ранее планировалось, что его широкое применение в двигателях автомобилей Volkswagen начнется в 2010 году, проблему снижения себестоимости сырья решат за счет «широкого использования отходов производства био-дизеля и масла из фритюрниц». Что «позволит экономить в год таким образом более 30 000 т CO2» — время покажет, что из этого выйдет.

Безусловно, другие европейские автопроизводители также не стояли в стороне, каждый имел свои спецификации PSA — B71 5110 концерна PeugeotCitroën, BMW N 600 69.0 компании BMW, B 040 1065 компании Opel. Каждая спецификация имела свои нюансы, определяемые предпочтениями автопроизводителей, конструкционными особенностями систем охлаждения и применяемыми материалами.

glysantinОднако всё это «разнообразие технических решений» обеспечивала пакетами присадок и сырьем (по разным оценкам до 90% объема европейского рынка) одна единственная компания — BASF. Ее продукция под брендом Glysantin® имеет одобрения (и поставляется) практически всем европейским автопроизводителям. Именно BASF в сотрудничестве с Volkswagen и разработала продукт G40, определивший спецификацию VW TL 774-G (G-12 Plus Plus).

Продукцию BASF используют при производстве своих антифризов и многие поставщики продукции на aftermarket. В России BASF также расширяет свой рынок: в июле 2009 года было заявлено о совместном производстве с крупнейшим отечественным производителем охлаждающих жидкостей Тосол-Синтез, Дзержинск.

 

ArtecoДля того, чтобы противостоять BASF в Европе, в 1998 компании Chevron и Total создали совместное предприятие по производству охлаждающих жидкостей для автотранспорта и промышленности — ARTECO. ARTECO также сотрудничает и с автопроизводителями, и с поставщиками на aftermarket. Крупнейшим партнером ARTECO в России является ОАО «Техноформ», производитель антифризов под брендом CoolStream.

Антифриз. Из чего же, из чего же сделаны...

Антифриз. Из чего же, из чего же сделаны...

В настоящее время подавляющее число автомобильных антифризов созданы на основе этиленгликоля. Как мы уже знаем, главная проблема водно-гликолевой смеси — высокая коррозийная активность к цветным металлам, для решения которой в их состав вводят пакеты присадок. Соответственно по составу пакета присадок все они делятся на три группы:

  1. Неорганические (или традиционные, или силикатные)
  2. Гибридные.
  3. Органические (или карбоксилатные)

 

Неорганические антифризы.

Исторически первые пакеты присадок для антифризов состояли из неорганических веществ — силикатов, фосфатов, боратов, нитритов, аминов, нитратов и их комбинаций.

Данные пакеты в процессе эксплуатации образуют на поверхности системы охлаждения защитный слой (толщиной порядка 1000 ангстрем), который препятствует воздействию водно-гликолевой смеси. В случае нарушения данного защитного слоя и попытке коррозионного воздействия пакет присадок практически мгновенно срабатывает, восстанавливая целостность защиты. Именно классу неорганических антифризов относился советский ТОСОЛ.

С развитием автомобилестроения, увеличения теплоотдачи с литра рабочего объема, широкого применения в конструкции двигателей цветных металлов и алюминия, ростом межсервисного пробега, неорганические антифризы стали всё меньше удовлетворять предъявляемым требованиям. К их основным недостаткам можно отнести:

  • Небольшой срок службы неорганических ингибиторов (не более 2-х лет)
  • Неспособность выдерживать высокие (более 105 °С) температуры
  • Некоторое снижение теплообмена и снижение эффективности охлаждения двигателя за счет защитного слоя
  • Формирование по мере срабатывания присадок твердых абразивных нерастворимых частиц, сокращающих срок службы водяного насоса, блокирующих работу термостата и засоряющих радиатор
  • Силикаты провоцируют коррозию цветных металлов и по мере выпадения в осадок формируют гелеобразные отложения
  • Бораты, нейтрализуя продукты окисления этиленгликоля и защищая черные металлы, при нагревании вызывают точечную коррозию (питтинг) алюминия
  • Нитриты, защищая от точечной коррозии алюминий, в соединении с аминами образуют токсичные канцерогенные соединения и разрушают припой
  • Отсутствие защиты от кавитации. Кавитацией называется процесс образования в жидкости пузырьков газа. Собственно, любой, кто видел кипящую воду, знаком с этим процессом. Для системы охлаждения опасен не процесс образования пузырьков, а процесс их разрушения: формирующаяся при взрыве пузырьков ударная волна разрушает защитный слой на системе охлаждения. Как выглядят результаты кавитации на практике можно посмотреть здесь.

 

Органические или карбоксилатные антифризы.

Прогресс не стоял на месте, и с конца 90-х годов неорганические пакеты присадок были заменены новыми на основе органических (карбоновых) кислот. В иностранной литературе обозначаются как "OAT coolants" (Organic Acid Technology) и обычно называются органическими (или карбоксилатными).

Новые органические антифризы не содержат силикатов, нитритов, нитратов, фосфатов, боратов и аминов, столь «не дружественных» окружающей среде. Прогрессивная общественность, изрядно повернутая (в психиатрическом смысле данного слова) на всяческих «зеленых» и «ЭКО» технологиях, приветствовала этот шаг. Конечно, всеобщее ликование несколько огорчал тот факт, что сама основа, которая составляет до 98% антифриза (если не считать воду), представляет собой этиленгликоль — яд. Дабы не останавливаться на достигнутом, протиииивный этиленгликоль предложили на радостях заменить «на более прогрессивный, и экологичный» ... глицерин. Но идея не была поддержана массами по сей день ждет своей реализации.

Однако, органические антифризы кроме маркетинговых имели и вполне реальные преимущества.

  • Ингибиторы на основе карбоксилатных кислот не образуют защитного слоя по всей поверхности системы, адсорбируются лишь в местах (очагах) возникновения коррозии с образованием защитных слоев толщиной не более 0,1 микрона. То есть ингибиторы расходуются только в случае возникновения очагов коррозии. Это обеспечивает больший срок службы: 5 лет против 2-х лет у неорганических.
  • Более тонкая пленка органических ингибиторов обеспечивает более эффективный теплообмен системы охлаждения с окружающей средой
  • Органические ингибиторы лучше защищают от кавитации.

 

Гибридные антифризы.

В 90-х годах также появились антифризы, которые не содержали в своих антикоррозийных пакетах присадок нитритов и/или аминов с фосфатами. Силикаты (в европейской версии) и фосфаты (в японской и корейской) они сохранили, но дополнились ингибиторами коррозии на основе органических кислот. Поскольку данные антифризы сочетали в своем составе как органические, так и неорганические элементы, их и назвали гибридными. В момент своего появления они имели срок службы до 3-х лет, что превосходило неорганические антифризы.

С маркетинговой и экологической точки зрения было абсолютно очевидно, что, занимающие промежуточное положение между неорганическими и антифризами, с появлением замечательных «зеленых» гибридные антифризы должны были покинуть рынок. Однако они почему-то не торопились, и полная победа экологии всё время откладывалась.

Особенно не торопились в этом вопросе японские автопроизводители, продолжавшие по непонятным для прогрессивной общественности основаниям использовать совместно с органическими ингибиторы на основе фосфатов (так называемая «P-OAT технология»). Поклонники европейского автопрома усматривали в этом "дикость азиатов, прозябающих в стороне от столбовой дороги цивилизации" и лишнее доказательство превосходства любимых автопроизводителей. Почитатели японских автомобилестроителей смущались, оправдывались и выдвигали теории о том, что:

  • фосфатов там совсем немного
  • фосфаты — практически органические элементы
  • P-OAT — это особый «органический» путь японцев…

Но в 2008 году случилось страшное. Лидер европейского автопрома (как минимум в количественном выражении) концерн Volkswagen, автор де-факто стандартов антифризов европейского рынка (подробнее об этом в следующей статье) объявил о переходе к использованию в своих автомобилях «нового антифриза, рассчитанного на весь срок службы двигателя». Технология, обеспечивающая столь завидный срок службы, загадочно называется "Lobrid" или "SOAT" или "Freecor QRC" или «биполярная». Но при внимательном рассмотрении оказывается, что в «их основе карбоксилатные пакеты с небольшим количеством минеральных ингибиторов». То есть хорошо известная гибридная технология.

Антифриз. История вопроса

Антифриз. История вопроса.

Выбор антифриза существенным образом влияет на работу и долговечность двигателя, при этом отношение к нему куда как более безответственное нежели, например, к моторному маслу, а количество заблуждений даже превосходит. Так что же такое антифризы? Какие они бывают? Как правильно их выбирать для применения в системе охлаждения своего авто? Попробуем ответить.

Рассмотрим историю вопроса.

Как известно, первые двигатели внутреннего сгорания XIX века имели воздушное охлаждение, то есть обходились вовсе без антифриза. Однако это продолжалось недолго, и уже примерно в 1900 году появились двигатели с водяным охлаждением. Естественно, что первым теплоносителем была вода. Природная вода не была идеалом в этой технической ипостаси: наличие солей обусловливало образование осадка и накипи, температура кипения являлась недостаточно высокой, а температура замерзания — недостаточно низкой.

Поэтому уже в 20-е годы ХХ века появились первые антифризы. Они были изготовлены на основе глицерина — трехатомного спирта. Смесь воды и глицерина 35:65 имеет температуру замерзания -40°С, температуру кипения 290°С. Проблемой стали высокая вязкость и недостаточная текучесть. Для их решения в состав смеси стали добавлять этанол. Текучесть заметно улучшилась, но выяснилось, что пары этанола обладают сильным психотропным воздействием на человека, что, мягко говоря, ставило под вопрос безопасность участников дорожного движения.

Замену этанолу вместе с глицерином нашли в 30-е годы — основой антифризов стал этиленгликоль — двухатомный спирт. Примерно в то же время в автомобилестроении для увеличения эффективности охлаждения стали активно применять водяные помпы и термостаты. В СССР, как и во всем мире, уже к 1937 году, антифризы на основе этиленгликоля практически вытеснили глицериновые и метаноловые.

Смесь этиленгликоля с водой отличает высокая коррозийная активность к цветным металлам и склонность к вспениванию. Поэтому приблизительно с 1939 года начинают широко использовать специальные антикоррозионные пакеты (классификации антифризов по этим пакетам посвящена эта статья), призванные подавлять отрицательные свойства антифриза.

ТОСОЛ

Очередной (и самый известный в нашей стране) шаг на пути развития антифризов был сделан в СССР в конце 60-х годов. Город Ставрополь Куйбышевской области был переименован в город Тольятти в честь Пальмиро Тольятти - одного из основателей итальянской коммунистической партии. Под руководством специалистов фирмы FIAT было развернуто строительство крупнейшего в Европе автозавода, призванного «удовлетворять неуклонно возрастающие потребности советских трудящихся» в личном автотранспорте. В интересах нового автозавода была поставлена задача разработки отечественного антифриза для замены производимого в Италии «Парафлю». Единственный на тот момент производимый советской промышленностью «антифриз по ГОСТ 159» не удовлетворял предъявляемым требованиям.

Для страны, строящей атомные станции, космические корабли и подводные ракетоносцы, нерешаемых задач не существовало в принципе. В Государственном Союзном НИИ органической химии и технологии был проведен комплекс работ по созданию новой рецептуры охлаждающей жидкости. Группа в составе:

  • разработчиков рецептуры Алексея Васильевича Борисова и Оскара Наумовича Дымента
  • разработчиков технологии получения и организацией его производства Чижова Евгения Борисовича и Шаталова Марка Петровича
  • испытателя Тихонова Юрия Владимировича,

разработала высококачественный и полностью удовлетворяющий требованиям того времени антифриз.

Авторами названия стали Кирьян Борис Владимирович и Чижов Евгений Борисович, предложившие оригинальное название «ТОСОЛ» — в честь своего подразделения (отдел ТОС – Технология Органического Синтеза) и двухатомной спиртовой основы (ОЛ).

Были созданы три марки антифриза:

  • "ТОСОЛ-А" - антифриз-концентрат. Буква "А" означает - "автомобильный".
  • "ТОСОЛ-А40" - охлаждающая автожидкость с температурой замерзания не ниже минус 40°С.
  • "ТОСОЛ-А65" - охлаждающая автожидкость с температурой замерзания не ниже минус 65°С.

Через несколько лет в том же отделе того же института была усовершенствована технология получения автомобильных "ТОСОЛов", и появилась новая марка - "ТОСОЛ-АМ". Буква "М" означает "модернизированный". Внешне стандартный ТОСОЛ-40 представлял собой жидкость голубого цвета, ТОСОЛ-65 — красного. Цвет необходим для определения чёткого уровня ОЖ в расширительном бачке, чтобы не путать разные марки, а также чтобы отличать подтёки охлаждающей жидкости от подтёков других эксплуатационных жидкостей.

Сложная рецептура (так называемая "нитритно-боратная") нового советского антифриза состояла из более чем десяти компонентов, и технология ее производства была весьма непростой. Однако, производимый на советских предприятиях с неукоснительным соблюдением технологии согласно Государственного стандарта 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие», он с успехом прошел многочисленные испытания, получил все необходимые допуски и был отличной охлаждающей жидкостью, соответствующей требованиям того времени. Срок эксплуатации Тосола на автомобилях составлял два года или 60 000 км пробега.

К сожалению, в 90-е годы минувшего века большое количество коммерческих компаний, освоив производство низкокачественных суррогатов охлаждающих жидкостей, начало выбрасывать их на рынок под единственно известным наших людям названием. Сырье сомнительного качества, отсутствие необходимых присадок, кустарная технология производства и отсутстствие технологической дисциплины — всё это отрицательно (и абсолютно незаслуженно) повлияло на репутацию былого любимца "советских автолюбителей".