Охлаждающая жидкость для двигателей внутреннего сгорания

 

Изобретение м.б. использовано для создания охлаждающей жидкости для двигателей внутреннего сгорания, позволяющей повысить эффективность охлаждения путем уменьшения коррозии, кавитационной эрозии и накипеобразования за счет добавления в воду охлаждающего контура композиции из нетоксичных, экологически безопасных и недефицитных ингибиторов коррозии.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F. 01 Р. 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ д

1 (21) 4735349/06 (22) 20.07,89 (46) 15.06.92, Бюл. ¹ 22

- (71) Научно-производственный кооператив

"Фрегат" (72) А.А. Кардаков, В.А. Кардаков, B.À.Òðîôèмов, M,Н.Сибарова, Ю,Н.Лукин, П,B,Ткаченко и В.А.Ларин (53) 621.431-72 (088,8) (56) Бестек Т. и др. Коррозия автомобилей и ее предотвращение. М.: Транспорт, 1985, с.255.

ГОСТ 12,1.007-76.

Изобретение относится к водоподготовке для систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания с использованием ингибиторов коррозии и позволяет повы. сить эффективность охлаждения путем уменьшения Koppo3HQHHol о и кавитационно-эрозионного износа внутренней поверхности охлаждающего контура двигателя, а также снизить накйпеобразование.

Известно применение ингибиторов коррозии в охлаждающих жидкостях для двигателей внутреннего сгорания, обеспечивающее долговечность двигателя путем сохранения чистоты внутренней поверхности охлаждающей системы, что облегчает тепловой обмен и уменьшает коррозионное разрушение.

Известны охлаждающие жидкости, содержащие композицию ингибиторов коррозии на основе нитритов, хроматов, бензоатов, буры, молибдатов, силикатов и также флокулянтов природного происхождения: декстринов и мелассы.

„„Я2 „1740718 А1 (54) ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ

ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение м,б. использовано для создания охлаждающей жидкости для двигателей внутреннего сгорания, позволяющей повысить эффективность оклаждения путем уменьшения коррозии, кавитационной эрозии и накипеобразования за счет добавления в воду охлаждающего контура композиции из нетоксичных, экологически безопасных и недефицитных ингибиторов коррозии.

Декстрин — крахмал, природный полифункциональный высокомолекулярный углевод с уменьшенным содержанием амилазы, имеющий макромолекулы меньших размеров, Декстрин получают обработкой крахмала кис лотой; от режима обработки зависят его свойства. Указанный продукт представляет собой неионный флокуля нт.

Меласса — сложная смесь полисахаридов, побочный продукт переработки сахарной свеклы — широко используется в животноводстве, в процессах микробиологического синтеза биологическиактивных веществ (аминокислот, антибиотиков, ферментов и других лекарственных препаратов).

В ПН Р применяется охлаждающая жидкость, содержащая композицию ингибиторов коррозии,. состоящую из двузамещенного фосфата натрия в количестве

2,5-3,5 г/дм и декстрина в колличестве 1 з г/дм . Присадка к охлаждающей воде "Силина", разработанная на заводе им. Малы1740718 шева в г, Харькове, имеет в своем составе метасиликат натрия, тетраборат натрия, нитрит натрия, патока "меласса", трилон-Б, фенолфталеин, Недостатком перечисленных ингибиторов является их высокая ток- 5 сичность, некоторые из них (хроматы, . нитрит натрия и др.) относятся к веществам первого класса опасности.

Природные высокомолекулярные углеводы — декстрин и меласса в условиях ка- 10 вита цион ного воздействия способн ы к . распаду на низкомолекулярные соединения, что приводит к усилению коррозии металлов, Кроме того, в среде неорганических соединений декстрин и меласса способст- 15 вуют развитию и росту микроорганизмов.

Хроматы и бихроматы являются окислителями любой органической примеси в системе и тем самым способствуют накоплению кислых продуктов окисления органи- 20 ческих веществ.

Двуэамещенный фосфат натрия приводит к образованию дополнительных осадков в виде фосфатов кальция и магния в случае попадания жесткой воды в систему 25 охлаждения ДВС, Для введения отдельных компонентов присадки в охлаждающую жидкость (бензоаты и др.) необходимо применение дополнительных органических растворителей. 30 . Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения путем уменьшения коррозии, кавитационной эрозии и накипеобразования за счет добавления в воду охлаждающего контура композиций из 35 нетоксичных, экологически безопасных и не дефицитных ингибиторов коррозии.

Это достигается тем, что охлаждающая жидкость для двигателей внутреннего сгорания, содержащая в качестве ингибитора 40 коррозии силикат натрия NagSiOg. дополнительно содержит повышающие эффективность защиты от коррозии. черных и цветных металлов нетоксичные, экологически безопасные природные флокулянты, а именно 45 водорастворимые соли высокомолекуля рных кислот лигно-гуминовой природы, карбоксиметилцеллюлозу Na-КМЦ при следующем соотношении компонентов, мас, :

Водорастворимые соли высокомолеку- 50 лярных кислот лигно-гуминовой природы . 0,30-0,50

ИаЮОз 0,20 — 0,30

Na-КМЦ 0,020-0,030 55

Вода Остальное, Ниже приведены.три варианта охлаждающей жидкости на основе природных флокулянтов лигно-гуминовой природы:

0,30 — 0,50

0,20-0,30

0.020-0,030

Остальное

1 Водорастворимые. натриевые соли высокомолекулярных сланцевых кислот 0,30 — 0,50

NazSi0g 0,20-0,30

Na-KMLl, 0,020 — 0,030 Вода Остальное

2 Водорастворимые натриевые соли высокомолекулярных лигно-гуминовых кислот йаг$Юз

Na — КМЦ

Вода

3 Водорастворимые гуматы натрия бурых углей 0.30 — 0,50 йагЗ Оз 0,20-0,30

Na KMLl 0,020-0,030

Вода Остальное

Водорастворимые натриевые соли высокомолекулярных сланцевых кислот получают путем окисления керогена горючих сланцев кислородом воздуха в водно-щелочной среде в течение 3 — 4 ч при 195 — 205 С и давлении 3-4 мПа, подкисление оксидата и выделение осадка с последующим приготовлением водного раствора натриевых солей высокомолекулярных кислот.

Свойства и структура высокомолекулярных сланцевых кислот 8МК исследовались с применением ряда химических и инструментальных методов: масс-спектроскопии, электрофореза. гель-хроматографии, ультрафильтрации. Установлено, что BMK это комплекс однотипных по строению и составу соединений, преимущественно, алифатической природы, содержащих различные кислородсодержащие функциональные группы — карбоксильные, спиртовые и фенольные гидроксилы, карбонильные и хиноидные с незначительными включениями органоминеральных компонентов. Элементарный состав Na BMK, мас.ф:

Na — 31й0,5 С 42+ 05 Н 5)0,5

Π— ?Π4- 0.5; N — 0,8++ 0,5.

По данным гель-хроматографического анализа молекулярная масса равна 120 тыс,ед.

ВМК является умеренно токсичным препаратом, гю степени воздействия на организм человека относится к третьему классу опасности, генетически не активное. вещество, не обладает мутагенными свойствами.

Водорастворимые натриевые соли лигно-гуминовых кислот получают окислением гидролизного лигнина (отход гидролизного производства) кислородом воздуха в водно1740718 щелочной среде в течение 3-4 ч при 150180 С и давлении 1,5 мПа, подкисление лигнина и выделение осадка с последующим приготовлением водного раствора натриевых солей высокомолекулярных лигно-гуминовых кислот.

Исследование свойств и структуры высокомолекулярных лигно-гуминовых кислот (ЛГК) показало их сходство по физико-химическим свойствам с природными гуминовыми кислотами почв. торфов и буровых выветрившихся углей. Элементарный состав ЛГК находится в пределах значений, определенных для гуминовых кислот, мас. :

С вЂ” 59,9Ю,5: Н вЂ” 3,8Ю,5; N — 0,5 0,5; О—

35,8%,5.

Содержание, мас.%: карбоксильные группы 5.3 — 7,6; гидроксильные группы 1,9—

4,7; хиноидные 3,2-5,5.

Аналогичность химического строения

ЛГК и природных гуминовых кислот подтверждается одинаковой оптической плотностью их растворов в 0.02Н йаНСОз.

Водорастворимые гуматы натрия буровых углей получают путем взаимодействия буровых выветрившихся углей (месторождение Александрия) с гидроксидом натрия.

Полученный темно-коричневый раствор фильтруют и сушат, Элементарный состав, мас. :

С вЂ” 58,5%,5; Н вЂ” 3.9Ю.5; N — 1,2Ю,5; О—

3645 5

Физико-химические свойства идентичны свойствам природных гуминовых веществ.

Эксплуатационные испытания показали, что применение охлаждающей жидкости с содержанием высокомолекулярных полифункциональных флокулянтов гуминовой природы, Na-КМЦ вЂ” производной целлюлозы и силиката натрия приводит к снижению корроэионного и кавитационного износа двигателя. Омываемая поверхность охлаждающей системы дизеля ЗД6 после 4100 ч работы оставалась чистой. без продуктов коррозии; поверхность гильзы в цилиндре оставалась гладкой, блестящей, без явных эрозионных повреждений. Вся металлическая поверхность покрывается темной пленкой, толщиной порядка 50 E. В период навигации было замечено снижение температуры охлаждающей жидкости на 10 С, При опорожнении охлаждающей системы продукты коррозии не обнаружены. (Акт по эксплуатационным испытаниям прилагается).

Наличие антикавитационно-эрозионных, антикоррозионных и антинакипных свойств природных полифункциональным флокулянтов гуминовой природы и Na — КМЦ объясняется образованием прочных координационных связей, указанных соеди5. нений с окисленными металлами образующимися в процессе коррозии. а отсутствие накипеобразования за счет комп; лексообразования с солями жесткости.

Силикат натрия в процессе зксплуата10 ции охлаждающей жидкости способен разлагаться выделяя слабую кремниевую кислоту, являющуюся наиболее распространенным флокулянтом, представляющим собой анионный полиэлектролит. В качестве

15 активаторов разложения силиката натрия могут служить ионы хлора, сульфатионы, кислые соли угольной кислоты, минеральные кислоты, которые присутствуют в среде охлаждающей жидкости или же образуются

20 в процессе эксплуатации ДВС, Для экспериментальной проверки предлагаемого состава были подготовлены пятнадцать смесей ингредиентов, которые позволили определить их оптимальные rpa25 ничные значения. Смеси получали простым смешением компонентов рри 18...22 С. Образцы. изготовленные из стали 38Х2МК)А, чугуна СЧ-40 и Дюрали АМГ-6 помещали в полученные смеси и разрушали воздействи30 ем кавитации на ультразвуковом диспергаторе УЗДН-2Т.

Степень защиты от кавитационной эрозии рассчитывалась по формуле где h68 — потери веса образца в воде;

h,бл — потери веса образца в охлажда40 ющей жидкости, Результаты испытаний позволяют сделать вывод о следующем соотношении компонентов охлаждающей жидкости и их процентном содержании от общего веса, 45 мас o .

Водо растворимые соли высокомолекулярных кислот лигно-гуми50 новой природы (В СВ М К-Л Г) 0,30 — 0,50

Na-КМЦ . 0,020 — 0,030 йагЯ Оз О;20 — 0,30

Вода Остальное

55 при котором достигается максимальный положительный эффект.

Формула изобретения

- Охлаждающая жидкость для двигателей внутреннего сгорания, содержащая силикат

1740718

0,30-0,50 ,0,020;0 030

0,20 — 0,30

Остальное

Составитель А.Кардаков

Редактор Н.Федорова Техред М.Моргентал . Корректор Т.Малец

Заказ 2065 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101 натрия с высокомолекулярными углеводами природного происходждения NazSiOg, о тл ичающаяс я тем,что,сцельюповышения зффективности охлаждения путем уменьшения коррозии, она дополнительно содержит водорастворимые соли высокомолекулярных кислот лигно-гуминовой природы и карбоксиметилцеллюлозу Na — КМЦ в следующем соотношении;

Водорастворимые . соли высокомолекулярных кислот . лигно-гуминовой природы

Na-КМЦ

Маг ЯОэ

Вода