Соли кальция и магния, растворенные в воде, придают ей так называемую жесткость, за единицу которой принимают миллиграмм-эквивалент солей на 1 литр воды. Различают жесткость временную, постоянную и общую.
Временная жесткость может быть устранена кипячением воды, при котором бикарбонаты кальция Са(НС03)2 и магния Mg(HC03)2 удаляются из воды.
Постоянная жесткость обусловлена находящимися в воде более стойкими солями CaS04, СаС12, MgS04, MgCl2, CaSi03, MgSi03 и др. Они при кипячении не разлагаются и не выпадают в осадок.
Жесткую воду перед использованием в системах охлаждения рекомендуется смягчать кипячением или смешивать со специальными добавками – антинакипинами. Если в воду добавить соды и гашеной извести, кальций и магний выпадут в осадок, а вода станет мягче.
Однако так или иначе, а при температуре наружного воздуха чуть ниже нуля вода все равно замерзает. Поэтому при наступлении холодов необходимо заливать в системы охлаждения двигателей специальные низкозамерзающие жидкости – антифризы. Это смеси воды со спиртом или с глицерином, с добавками углеводородов и ряда других веществ. Наибольшее распространение в качестве охлаждающих жидкостей получили водные растворы этиленгликоля.
Этиленгликоль – двухатомный спирт СН2ОН – СН2ОН – представляет собой прозрачную бесцветную вязкую жидкость без запаха слегка желтоватого цвета. Кипит этиленгликоль при температуре 197 °C, а застывает при —11,5 °C. Поскольку смеси этиленгликоля с водой кристаллизуются при более низких температурах, то изменением их соотношения можно получить смеси с температурой застывания от 0 до —70 °C.
Вода и этиленгликоль имеют разную плотность, поэтому по измеренной плотности с учетом аддитивного характера изменения плотности антифриза можно прогнозировать его температуру застывания.
Водные растворы этиленгликоля при испарении теряют лишь воду; при нагревании до рабочей температуры их объем увеличивается на 6–8 %. При застывании этиленгликолевых антифризов объем кашицеобразной массы увеличивается очень незначительно и размораживания двигателя или системы охлаждения не происходит.
Этиленгликоль оказывает коррозионное действие на металлы, поэтому в состав антифризов вводят специальные антикоррозионные присадки.
В охлаждающую жидкость не должны попадать топлива и масла, поскольку в этом случае происходит интенсивное вспенивание и выброс охлаждающей жидкости из системы. Для предотвращения вспенивания в антифризы часто добавляют антипенные присадки.
Отечественная промышленность выпускает несколько марок этиленгликолевых антифризов, из которых наиболее известны тосол А, тосол А-40 и тосол А-65. В тех случаях, когда в антифризы, кроме обычных присадок, введен молибденовокислый натрий, что улучшает их антикоррозионные свойства в отношении цинковых и хромовых покрытий, в обозначении антифриза присутствует буква М, например 40М, 60М.
Тосол А представляет собой концентрированный этиленгликоль с присадками. Его разводят дистиллированной водой. Если соотношение смеси 1:1, то температура начала ее кристаллизации —35 °C.
Водный раствор тосола А с температурой застывания не выше —40 °C маркируют как тосол А-40, тосол с температурой застывания – 65 °C маркируют как тосол А-65.
Тосол А имеет плотность 1120–1140 кг/м3, тосол А-40 – 1075–1085 кг/м3, а тосол А-65 – 1085–1095 кг/м3.
Кроме отечественных антифризов на рынке имеется довольно значительное количество импортных веществ аналогичного назначения. Особый интерес представляют этилен-гликолевые концентраты, содержащие эффективные присадки, которые позволяют в случае отсутствия дистиллированной воды использовать чистую водопроводную (которую, правда, перед использованием желательно прокипятить). Канистра антифриза-концентрата займет немного места в багажнике, однако всегда пригодится – и зимой, и летом. Характерной особенностью импортных концентрированных антифризов является их полная безвредность для резиновых уплотнений, а также различных деталей из эластомеров. Концентраты обеспечивают вам приготовление антифризов, температуру застывания которых можно задавать в процессе разбавления в зависимости от суровости зимы.
Водяной насос служит для создания циркуляции воды в системе охлаждения. Располагается насос обычно в передней части блока цилиндров и имеет привод клиновидным ремнем от коленчатого вала двигателя.