摘要： 通过分析水冷发动机水道结垢的原因及危害，研制出一种新型、使用简便的清洗除垢剂和导电聚苯胺水箱防腐剂。

　　Abstract： Through analyzing the causes and damage of the fouling in water channel of water cooling engine， this paper develops a new kind of compound cleaning and descaling agent and conducting polyaniline corrosion agent of the water tank.

　　关键词： 导电聚苯胺；除垢；防腐

　　Key words： conducting polyaniline；descaling；anticorrosion

　　中图分类号：TH17 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）30-0046-02

　　1 概述

　　对于水冷发动机来说，水道脏污、结垢是普遍存在且危害十分严重的现象。它会影响发动机散热，使发动机的温度容易过高，燃油消耗率增加，从而影响动力系统的性能；而且水道结垢后，还会对发动机的基体、水散热器等零部件产生腐蚀作用，在沿海地区更为严重。就目前所采用的清洗除垢方法看主要存在以下弊端：一是清洗剂除垢本身对发动机会产生较大的腐蚀作用；二是清洗剂除垢所需时间长（需10个小时左右），且除垢效果差；三是清洗剂除垢需专业技术人员操作，工艺较复杂。本文以有机酸和表面活性剂作为主剂研制出一种新型复合清洗除垢剂，这种新型清洗除垢剂性能稳定，无毒无害，不需专用的设备，只需将清洗除垢剂直接加入冷却系中，随冷却液循环即可除去水垢，剥离后的水垢随冷却液一起排出车外。同时将以导电聚苯胺为主剂的水箱防腐剂添加到发动机冷却系采用的冷却剂（水溶液或防冻液）中，使水箱及冷却系统零部件腐蚀速度明显降低直至停止，也能起到抑制水垢形成作用。使用过程中，视冷却剂损耗情况，由加水口处按比例可一次性加入，也可随时补加。从而实现对发动机不解体、无腐蚀的快速清洗和阻垢缓蚀的目的，提高发动机冷却系清洗效率，保持发动机良好的技术状况，有效延长发动机的使用寿命。

　　2 清洗

　　发动机冷却系统中冷却水受热时，水中的碳酸氢钙、碳酸氢镁等碳酸盐分解出来，生成细小的碳酸钙、碳酸镁等吸附在管路内部，形成水垢。水套内水垢过多，水路水垢太厚会引起水路不畅通，过多热量无法传递出去，使汽缸温度过高。发动机过热，燃油消耗率增加，如果不进行有效保养就会造成发动机不能正常使用。对于去除冷却系统内的水垢和水锈，最有效的方法是用盐酸溶液进行酸洗，但对系统的管壁容易产生腐蚀，从而降低了管壁的强度。我们研制的弱酸清洗剂[1]（配方为：有机酸90～95%、酸性防腐蚀剂3～5%、非离子表面活性剂1%混合成）避免了对管壁的腐蚀，去除水垢和水锈效果显著。在清洗时，不需分解拆卸发动机，利用高压空气产生的脉动压力，能将系统内壁上最顽固的水锈和水垢震松彻底冲走，与单一使用电动循环清洗相比，大大提高了清洗力。

　　3 除垢

　　发动机冷却系统中散热器、水泵、缸体及缸盖、分水管等部件是由铸铁、铜、铝、钢等金属材料制成。当对冷却系统清洗除垢时，首先要考虑清洗除垢剂对发动机各种金属零件是否有腐蚀。于是我们研制一种新型除垢剂[1]，它是由比较温和的有机酸、表面活性剂和清洗缓蚀剂等原料配制而成的。通过清洗除垢剂的腐蚀试验研究、清洗除垢时温度对机件腐蚀影响的试验研究、除垢效率试验研究和干扰试验研究等，有效地解决了除垢剂对各种材质机件的腐蚀问题、清洗除垢剂温度对机件腐蚀的影响问题、清洗除垢剂的清洗除垢效率问题、清洗除垢剂对不同冷却介质的适应性问题以及其他干扰因素（如机油、柴油等）对清洗除垢的影响问题。通过对比试验，缓蚀剂LAN—826缓蚀效果较好；复合清洗除垢剂浓度为5%～10%、LAN-826缓蚀剂为0.3%时，各种材质的腐蚀率较小；清洗除垢的温度为45℃以下时，各种材质的缓蚀率均控制在国家标准以下。而且车辆在使用过程中，由于种种原因，冷却系中难免会混入少量的机油或柴油，这些油污会包裹在垢物的表面，影响除垢的效果。为消除这种影响，我们在清洗剂中加入了表面活性剂，以消除油污对清洗除垢的影响；另外，如果冷却系中加注的是防冻液，为了避免造成浪费，清洗之前需将防冻液全部放出后再进行清洗除垢。为了验证清洗除垢剂的除垢效果，我们选用了使用时间较长、结垢较多、平时使用中水温较高的三台重型车辆进行试验。试验的基本方法是：首先，按清洗除垢剂的使用方法对三台重型车辆进行第一次清洗除垢，三台重型车辆第一次清洗除垢的时间各不相同，通过第一次清洗除垢后发动机在正常使用过程中水温对比，定性检验出第一次清洗除垢的效果；之后再对这三台重型车辆进行第二次清洗除垢，从第二次清洗除垢后的清洗除垢液混浊程度的对比中，即可进一步检验第一次清洗除垢的效果，又可合理的确定每次清洗除垢所需的时间。试验结果如表1所示。

　　试验结果表明：第一次清洗后，三台车的清洗液都很混浊，并且通过第一次清洗，发动机工作的最高水温也发生了明显的变化。清洗前都在90℃以上（高于正常水温）；清洗后都在70℃以上、90℃以下，水温恢复正常。说明该清洗除垢剂的除垢效果好。而第1辆车第一次清洗除垢所用时间为0.5小时，第二次清洗后清洗液仍然较混浊，说明第一次清洗除垢时间不够，清洗除垢还不十分彻底。第2、3车第一次清洗除垢所用时间分别为1小时和1.5小时，第二次清洗后清洗液都比较干净，说明2、3车第一次清洗除垢都比较彻底。同时，通过这三台车第一次清洗所用时间和第二次清洗后清洗液的混浊程度对比中可以看出，使用该新型复合清洗除垢剂进行清洗除垢所需时间以1小时为宜。

　　4 防腐

　　目前车辆使用的水冷发动机冷却加温系是强制循环闭式水冷系，它的功用是保证发动机在适当的温度状态下工作，防止发动机过冷或过热，使用中冷却剂工作温度应保持在70～90℃的范围内。冷却系统采用的冷却剂夏季是水溶液，冬季是以乙二醇为主剂并加入腐蚀抑制剂等添加剂的防冻液。发动机冷却系统被清洗除垢以后，为了增强其抗腐蚀能力，我们将自行研制的导电聚苯胺[1]水箱防腐剂[1]添加到发动机冷却系采用的冷却剂（水溶液或防冻液）中，使水箱及冷却系统零部件腐蚀速度明显降低直至停止，也能起到抑制水垢形成作用。使用过程中，视冷却剂损耗情况，由加水口处可一次性加入（按1%比例加入），也可随时补加。实验结果表明，使用该水箱防锈液，将使水冷发动机冷却系统的耐腐蚀寿命提高2～5倍，可以有效解决冷却系统的“跑、冒、滴、漏”等问题。操作非常简单，便于推广使用。该防腐技术的运用预计是目前国内外采用缓蚀剂技术解决发动机冷却系统防腐蚀的理想方案。对解决应急长期存放的车辆发动机冷却系统防腐蚀问题更有其显著的应用价值。

　　5 结论

　　通过对发动机冷却系统的清洗除垢和防腐，使其达到：①在清洗冷却系统时，利用高压空气产生的脉动压力，能将系统内壁上最顽固的水锈和水垢震松彻底冲走，大大提高清洗力；②新型复合清洗除垢剂清洗速度快，清洗效果好，提高了清洗除垢的安全性，同时提高了清洗除垢剂和阻垢缓蚀剂的抗干扰能力；③导电聚苯胺水箱防腐剂的添加将使水冷发动机冷却系统的耐腐蚀寿命提高2～5倍。

　　参考文献：

　　[1]李季，王献红，等.高性能导电聚苯胺防腐涂料研究导报[R].NOV，2001.

　　[2]姜海，等.发动机水箱不解体再制造技术研究[J].中国表面工程，2006（19）.

　　[3]Jiang Ming， Fu Shou-Kuan， etc： Modern topic of high molecule science.（Fudan University Press Publications， Shanghai 1998）.

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