Невидимый ток разъедает ваши алюминиевые компоненты.
Мало что так сильно расстраивает руководителей по техническому обслуживанию автопарка и инженеров-конструкторов, как повторяющиеся микротрещины в радиаторе или эрозия крыльчаток водяного насоса. Когда алюминиевый теплообменник трескается в течение 6000 миль после установки, естественное желание — обвинить поставщика компонентов в тонком припое или пористом литье. Однако в огромном количестве случаев преждевременных отказов системы охлаждения первопричиной является не металлургический дефект, а электрический ток, протекающий там, где ему не место. Понимание причин электролиза охлаждающей жидкости имеет решающее значение для диагностики постоянных отказов системы охлаждения до того, как они приведут к катастрофической коррозии двигателя.
Что вызывает электролиз охлаждающей жидкости? Основные механизмы.
Электролиз охлаждающей жидкости происходит, когда блуждающий постоянный ток (DC) протекает через каналы системы охлаждения двигателя, стремясь к заземлению и превращая жидкую охлаждающую жидкость в проводящую электролитную ванну. В нормальных условиях эксплуатации электрическая система двигателя возвращает ток к аккумулятору или заземлению шасси через специальные заземляющие провода, отрицательные клеммы аккумулятора и прямой контакт металла с металлом.
Когда эти пути демонстрируют высокое электрическое сопротивление — или полностью выходят из строя — ток выбирает путь наименьшего сопротивления. Этот путь часто проходит через блок двигателя, в систему охлаждения, по резиновым шлангам к радиатору или отопителю и выходит через конструктивные кронштейны в шасси автомобиля. По мере того, как электричество проходит по этому жидкому пути, оно отрывает электроны от более мягких основных металлов (преимущественно алюминия), буквально унося микроскопические частицы металла в поток жидкости.
Основными причинами нынешнего отвлечения внимания являются:
- Поврежденные заземляющие провода: Коррозия, ослабление или обрыв заземляющих кабелей между блоком двигателя, рамой и отрицательной клеммой аккумулятора приводят к протеканию тока через охлаждающую жидкость от стартера, генератора или системы зажигания.
- Неисправная проводка, установленная после покупки автомобиля: Неправильно заземленное вспомогательное оборудование, такое как насосы задней двери, снегоуборочные машины, энергоемкие осветительные приборы или гидравлические охладители, часто приводит к обратному току в шасси вблизи теплообменников.
- Утечка через диод генератора: Неисправный генератор с внутренним выходом из строя диода может пропускать переменный или пульсирующий постоянный ток обратно через точки крепления.
- Разложение охлаждающей жидкости по химическим составам: При чрезмерном использовании и истощении охлаждающая жидкость теряет свои ингибиторы коррозии. По мере снижения pH и накопления минеральных солей электропроводность экспоненциально возрастает, что усугубляет электролиз охлаждающей жидкости.
Электролиз и гальваническая коррозия: важнейшее различие.
Инженеры часто путают гальваническую реакцию с активным электролизом, но причины их возникновения и скорость разрушения существенно различаются.
| Параметр | Гальваническая коррозия | Электролиз охлаждающей жидкости |
|---|---|---|
| Источник энергии | Естественная разность потенциалов между разнородными металлами (например, чугуном и алюминием). | Внешний электрический ток (постоянное напряжение, исходящее от электрической системы транспортного средства или оборудования). |
| Уровень повреждений | Медленно, но верно; зачастую требуются годы, чтобы пробить металлические стены. | Чрезвычайно быстрое действие; может пробить тонкие алюминиевые трубки за недели или дни. |
| Основной водитель | Истощение пакетов присадок и несоответствие благородного качества металлов. | Отсутствующие/поврежденные заземляющие провода, неподходящая проводка от стороннего производителя, неисправный стартер/генератор. |
| Подпись напряжения | Как правило, напряжение на охлаждающей жидкости не превышает 0,15 вольт. | Часто при активации компонента показания колеблются в диапазоне от 0,30 до 4,0+ вольт. |
Основные признаки электролиза при диагностике системы охлаждения
Для выявления признаков электролиза в компонентах системы охлаждения необходимо учитывать не только основные тепловые характеристики. Поскольку разрушение происходит электрохимическим путем, физические признаки проявляются задолго до того, как водитель заметит скачок температуры.
Наиболее характерным визуальным признаком является локальная коррозия охлаждающей жидкости, особенно на тонкостенных алюминиевых теплообменниках. В отличие от общей эрозии или химического накипи, электролиз создает глубокие, острые кратеры, идущие от влажной стороны наружу. Часто внешняя поверхность трубки радиатора выглядит безупречно, пока из микроскопического отверстия внезапно не начнет выходить пар.
К другим диагностическим показателям относятся:
- Быстрое повреждение сердцевины отопителя или радиатора: замена протекающего теплообменника приводит к тому, что через несколько недель новый теплообменник выходит из строя в том же самом месте.
- Почерневшие внутренние трубки: тонкие, похожие на сажу серые или черные отложения, покрывающие внутренние поверхности трубок алюминиевых радиаторов.
- Эрозия рабочих колес насоса: скругление или образование ямок на ребрах водяного насоса, часто ошибочно диагностируемое как кавитационная эрозия.
- Изменение цвета или закисление охлаждающей жидкости: охлаждающая жидкость, pH которой быстро падает (ниже 7,5 для стандартных составов OAT или гибридных составов) несмотря на недавние промывки, содержащая взвешенный серый осадок.
Реальная цена: повреждение блока цилиндров и головок блока цилиндров антифризом в результате электролиза.
Хотя радиаторы и отопительные элементы принимают на себя основной удар из-за своих тонких стенок, повреждение узлов двигателя в результате электролиза антифриза может иметь катастрофические экономические последствия для тяжелой техники. Мокрые гильзы цилиндров, алюминиевые головки цилиндров и крышки механизма газораспределения являются основными мишенями.
Когда блуждающие токи воздействуют на зону соприкосновения алюминиевой головки блока цилиндров и чугунного блока, поверхность головки, прилегающая к уплотнительному кольцу, может быстро корродировать, нарушая герметичность прокладки головки блока. В дизельных двигателях с мокрыми гильзами цилиндров образование точечных повреждений на стенке гильзы со стороны охлаждающей жидкости может привести к эрозии стальной гильзы, позволяя охлаждающей жидкости попадать в камеру сгорания или масляный поддон. Как только коррозия двигателя достигает структурных элементов, простая замена компонентов становится невозможной; весь блок или головка блока цилиндров должны быть подвергнуты повторной механической обработке или утилизированы.
Пошаговая проверка блуждающего напряжения с помощью мультиметра
Определение причины электролиза охлаждающей жидкости на работающем оборудовании занимает менее десяти минут с помощью цифрового мультиметра (DMM). Никогда не полагайтесь исключительно на визуальный осмотр.
- Установите цифровой мультиметр в режим измерения постоянного напряжения в низком диапазоне (милливольты или шкала 0–20 В).
- Подсоедините отрицательный (-) щуп мультиметра непосредственно к отрицательной клемме батареи. Убедитесь, что зажим имеет чистый, незащищенный металлический контакт.
- Положительный (+) контактный зонд следует погрузить непосредственно в охлаждающую жидкость через заливную горловину радиатора или расширительный бачок. Важный шаг: не допускайте соприкосновения зонда с заливной горловиной радиатора или любыми внутренними металлическими конструкциями. Он должен касаться только жидкости.
- Измерьте статическое напряжение при холодном двигателе и полностью выключенном зажигании. В исправной системе со свежей жидкостью показания обычно находятся в диапазоне от 0,00 до 0,10 вольт. Значения от 0,10 до 0,30 вольт указывают на старение, химическую активность жидкости, приближающуюся к пределу ее ресурса.
- Поверните ключ зажигания в положение «Включено», не запуская двигатель. Следите за внезапными скачками напряжения.
- Запустите двигатель. Включите каждую электрическую нагрузку по отдельности: фары, вентиляторы системы отопления и кондиционирования, вспомогательные лебедки, холодильные установки и вспомогательные насосы. Попросите техника провернуть стартер, следя за показаниями дисплея.
Если при включении определенного дополнительного устройства напряжение подскакивает выше 0,30 вольт (или обычно превышает 0,10 вольт в чувствительных силовых агрегатах с большим содержанием алюминия), значит, вы нашли путь для блуждающего тока. Если напряжение резко возрастает во время запуска двигателя, значит, неисправен основной заземляющий провод стартера или заземляющий провод между блоком двигателя и рамой.
Передовые методы профилактики и технического обслуживания
Для устранения блуждающих токов необходимо решить как проблему с проводкой, так и с химическим составом жидкости. Простая установка жертвенного цинкового анода в радиатор — это лишь временное решение; хотя это может замедлить образование точечных повреждений, это не устраняет неисправность электрической цепи, вызывающую деградацию.
Убедитесь, что все соединительные элементы не окрашены, не имеют следов окисления и надежно закреплены на металле с помощью шайб. При установке электронных элементов управления сторонних производителей, подключайте обратные заземляющие провода непосредственно к специально разработанной шине заземления или клемме аккумулятора, а не к удобным элементам кузова или кронштейнам системы охлаждения. Наконец, поддерживайте регулярную программу проверки охлаждающей жидкости: отслеживайте pH, температуру замерзания и электропроводность при каждом плановом техническом обслуживании, чтобы предотвратить превращение охлаждающей жидкости в агрессивный электролит.
Часто задаваемые вопросы
Может ли совершенно новая охлаждающая жидкость предотвратить электролиз?
Новая охлаждающая жидкость содержит эффективные ингибиторы коррозии, замедляющие повреждения, но она не может остановить блуждающий постоянный ток. Если основной заземляющий провод оборван и ток проходит через блок двигателя, даже высококачественная охлаждающая жидкость, залитая на заводе, быстро потеряет свои ингибиторы и приведет к образованию точечных повреждений алюминия.
Какой уровень напряжения считается опасным в системе охлаждения?
Большинство производителей силовых агрегатов считают неприемлемым любое напряжение выше 0,30 вольт постоянного тока. Однако для современных полностью алюминиевых систем охлаждения многие инженерные рекомендации устанавливают более строгий порог в 0,10 вольт, чтобы предотвратить постепенное разрушение поверхности.
Поможет ли установка неоригинальной крышки радиатора с цинковым анодом решить проблему?
Аноды притягивают ток и первыми жертвуют собой, что может дать кратковременную отсрочку, но не устраняет основную проблему — замыкание на землю. Кроме того, эрозия цинкового анода приводит к попаданию окисленных металлических частиц в систему охлаждения, которые могут загрязнять узкие каналы радиатора и трубки отопителя.
Добро пожаловать в GAFLE! Для получения дополнительной информации и сотрудничества обращайтесь к нам!
Питер
ZHEJIANG GAFLE AUTO CHEMICL CO.,LTD
Тел.: 86-579-8222 1665
Факс: 86-579-8246 4690
Cel/Wechart:86-13335993986
Электронная почта: peter@gafle.net
Веб-сайт: www.gafle.net
