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发动机冷却液泡沫倾向测试有何意义

2025-07-04

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发动机冷却液的泡沫倾向测试是评估其性能的关键环节,对油品质量控制、发动机保护及工况稳定性具有多重意义,具体可从以下维度展开分析:

一、确保冷却系统高效散热

1. 泡沫对散热的危害

· 热阻增加:泡沫的导热系数(约 0.03 W/(m・K))远低于液体冷却液(约 0.6 W/(m・K)),会在金属表面形成 “隔热层”,导致发动机局部过热(如气缸盖、缸套温度可升高 10~20℃)。

· 流动阻力增大:泡沫的粘度比液体高 3~5 倍,可能堵塞散热器微通道(尤其是电动车扁管散热器,通道宽度仅 1~2mm),使冷却液流量下降 15% 以上。

2. 测试的核心价值

· 通过量化泡沫体积与消泡时间,确保冷却液在循环中保持液态流动,维持散热效率(标准要求消泡时间≤5 分钟,避免泡沫持续堆积)。

二、保护发动机关键部件

1. 防气蚀(穴蚀)损害

· 气蚀机理:泡沫破裂时产生局部高压(可达 100 MPa),反复冲击水泵叶轮、缸体水套等金属表面,导致材料疲劳剥落(典型案例:柴油机缸套穴蚀坑深度可达 0.5mm 以上)。

· 测试的针对性:100℃以上的高温测试(如 ASTM D1384 的 150℃通气试验)可模拟发动机高负荷工况,评估抗泡沫剂在高温下的稳定性(高温时泡沫更易破裂产生气蚀)。

2. 防电化学腐蚀

· 泡沫的电化学影响:泡沫使冷却液与金属表面的接触面积减少,导致局部电解质浓度升高(如 Cl⁻浓度可增加 2~3 倍),加速缝隙腐蚀(如缸体垫片处的腐蚀速率提升 40%)。

· 测试的间接作用:通过控制泡沫量,确保冷却液均匀覆盖金属表面,维持缓蚀剂的有效作用(缓蚀剂需在液态中均匀扩散)。

三、评估油品配方合理性

1. 抗泡沫剂的有效性验证

· 配方关键成分:冷却液中的硅酮类、聚醚类抗泡沫剂需与基础液(乙二醇 / 丙二醇)、防锈剂(如有机酸盐)兼容。测试可发现配方缺陷(如硅酮抗泡沫剂与胺类防锈剂反应产生沉淀,导致消泡效率下降 50%)。

· 剂量优化:通过测试确定抗泡沫剂的最佳添加量(通常 0.05%~0.2%),避免过量添加导致乳化(如硅酮含量超过 0.3% 时,冷却液浊度可增加 10 NTU)。

2. 模拟污染物影响

· 标准中的污染模拟:GB/T 2972 要求添加 0.1% 十二烷基硫酸钠(模拟油污、洗涤剂污染),评估冷却液在受污染时的抗泡沫能力(实际使用中,机油渗漏、水箱清洗液残留均可能引发泡沫)。

四、保障设备长周期运行

1. 避免系统故障

· 泡沫引发的连锁问题:

· 泡沫进入膨胀水箱导致液位虚高,误触发 “冷却液不足” 报警;

· 高温泡沫破裂产生的气穴使水泵出现 “气缚” 现象(流量骤降 30%),导致发动机过热报警。

· 测试的预防性作用:通过 150℃高温测试(模拟柴油机涡轮增压工况),确保冷却液在极端条件下仍能抑制泡沫(标准要求泡 沫体积≤10 ml)。

2. 延长油品使用寿命

· 抗泡沫剂的耐老化性:动态循环测试(如 ASTM D4744)可模拟冷却液在发动机中循环 1000 小时后的泡沫倾向,评估抗泡沫剂是否因氧化、剪切而失效(循环后消泡时间延长超过 2 倍时,需更换冷却液)。

五、行业标准与质量管控

1. 强制标准的合规性

· 国标与国际标准要求:

· GB 29743-2013 规定冷却液 25℃泡沫体积≤50 ml,100℃≤100 ml,否则无法通过机动车认证;

· ASTM D3306 对柴油机冷却液要求 150℃泡沫体积≤10 ml,适用于欧美商用车市场。

· 企业质控应用:生产线上每批次冷却液需抽样测试,确保泡沫指标达标(如某主机厂要求消泡时间比国标严格 50%,即≤2.5 分钟)。

2. 不同工况的针对性评估

· 乘用车与商用车差异:商用车冷却液需通过 150℃高温测试(对应涡轮增压发动机),而乘用车仅需 100℃测试;电动车冷却液因电导率要求,需使用无硅抗泡沫剂(避免硅酮析出影响绝缘),测试时需特别关注泡沫稳定性。

六、典型失效案例与测试关联

失效场景

泡沫测试的关联分析

某品牌 SUV 发动机缸套穴蚀

冷却液 100℃消泡时间达 8 分钟(超标 60%),泡沫破裂导致缸套表面产生直径 0.3mm 的蚀坑

电动车电池冷却系统堵塞

冷却液含硅酮抗泡沫剂,但未通过循环剪切测试,运行 3000 公里后硅酮析出,堵塞扁管散热器

柴油机膨胀水箱溢液

150℃泡沫体积达 150 ml(超标 15 倍),高温泡沫溢出水箱,导致冷却液损失 30%

总结:测试的本质价值

发动机冷却液泡沫倾向测试不仅是一项质量指标检测,更是通过模拟实际工况,确保冷却液在 “散热 - 防蚀 - 长效” 三大维度的可靠性。其核心意义在于:以量化数据支撑油品配方优化,预防因泡沫引发的发动机过热、气蚀、故障报警等问题,最终保障设备安全运行与生命周期成本控制。

 泡沫倾向_副本.png

DZY-084发动机冷却液泡沫倾向测定器

1、 符合标准:SH/T 0066  ASTM D1881

2、性能特点:

●本仪器适用于用玻璃器皿测定发动机冷却液的泡沫倾向性。

●仪器采用国外先进的自整定温控系统,数字显示,控温精确。

●仪器配无需给油型空气泵、空气过滤器及气体扩散头等。

3、技术指标:

电源:AC220V±10% 50Hz

加热功率:2KW

控温范围:室温~95℃

控温精度:±1℃

孔数:两孔

外形尺寸:主机:300×500×400(mm)

4、配置:

发动机冷却液泡沫倾向测定器 1台

温度计 -20℃~+150℃ 1支

量筒 500ml 2个

量筒胶塞 2个

温度计胶塞 1个

气体扩散头 2个

气体扩散头支杆 2个

空气泵 1台

保险丝 2个

说明书 1份

合格证 1份