بررسی اهمیت استفاده از ضد یخ در پیشرانه‌های دیزل

به گزارش "پدال نیوز" به گزارش پدال نیوز به نقل از عصر خودرو، اما باید بدانیم که ضدیخ به خاطر ضد جوش و ضد خورنده بودنش، اهمیت و کارکردی به‌مراتب فراتر از جلوگیری از یخ‌زدگی پیشرانه دارد. در این مطلب نگاهی داریم به جوانب مختلف این مایع حیاتی برای پیشرانه خودرو و اهمیت استفاده از آن در پیشرانه‌های دیزل.

چرا آب نه؟
آب ظرفیت گرمایی بسیار بالایی دارد اما باید بدانیم که سیالی که دریافت گرمای بیشتر و بهتری از آب داشته باشد و در مقابل سرما و یخ‌زدگی نیز مقاوم‌تر باشد، وجود دارد. اما چون‌که این سیالات ساختنی و سنتزی هستند، کارکردی آزمایشگاهی و خاص دارند که قیمت تمام‌شده بسیار بالای آن‌ها باعث می‌شود تا آب بهترین سیال برای سیستم خنک کاری خودرو باشد. ضمن اینکه مهم‌ترین علت یعنی در دسترس بودن آب نیز باعث شده است تا به‌عنوان سیال خنک‌کننده در موتور خودروها و بسیاری از سیستم‌های صنعتی استفاده شود. اما باید از آبی که دارای کمترین سختی باشد، استفاده کرد تا بهترین کارایی و کمترین مشکلات را در سیستم خنک کاری داشته باشیم. به‌علاوه تمام این‌ها ازنظر شیمیایی، آب سیالی با PH حدود 7 است که درواقع نه اسیدی و نه قلیایی به‌حساب می‌آید بنابرانی به تنهایی خاصیت خورندگی ندارد اما نکته اینجاست که این سیال اگر به صورت خالص در مسیر خنک کاری مورد استفاده قرار بگیرد در دمای 4 درجه سانتی گراد شروع به یخ ردن می کند و در دمای صفر درجه عملا تغییر حالت می دهد و از مایع به جامد تبدیل می شود. از آنجا که با یخ زدن آب، حجم آن نیز افزایش می یابد باعث ورم کردن و در نهایت ترکیدن لوله های فلزی و پلاستیکی مسیر خنک کاری موتور خواهد شد. از طرف دیگر آب در دمای بالا ممکن است خاصیت خورندگی پیدا کند و به مرور به سطح داخلی مسیر خنک کاری موتور آسیب وارد کند. بنابراین نمی توان آب را به تنهایی برای خنک کاری استفاده کرد. از آنجا که آب به تنهایی نمی تواند تمام ویژگی های یک ضد یخ مطلوب را داشته باشد، استفاده از ترکیب آب و گلایکول و مواد بازدارنده از خوردگی می تواند یک کولنت استادارد را برای خنک کاری صحیح موتور ایجاد کند. هرچند آب سیال بسیار مهمی است و خواص حرارتی بسیار خوبی دارد اما باید در نظر داشت که استفاده تنها از آن می تواند در طولانی مدت بسیار آسیب زننده باشد.

 

کولنت یا همان ضد یخ چیست؟

گرمای حاصل از احتراق سوخت در محوطه سیلندرها از 3 طریق خارج می شود. حدود یک سوم آن از طریق دود خروجی اگزوز دفع می شود، حدود یک سوم آن از طریق روغن موتور دفع می شود و باقی مانده آن از طریق سیستم خنک کاری به بیرون هدایت می شود. نگاه عامه به این صورت است که هدف استفاده از ضد یخ در موتور، جلوگیری از انجماد آب است در حالی که این کار بخش بسیار کوچکی از وظایف آن را شامل می‌شود. در مراجع فنی و علمی از این مایع به نام کولنت به معنی خنک‌کننده نام‌برده می‌شود. مایعی که ما به نام ضدیخ در بازار شهرت دارد، علاوه بر جلوگیری از یخ زدن، دارای خاصیت ضد‌جوش است و همچنین  به واسطه بالا بردن نقطه‌جوش و پایین آوردن نقطه انجماد آب رادیاتور می توان اصلی ترین خاصیت آن را کارکرد ضد خورندگی و ضدزنگ زدن مجاری سیستم خنک‌کننده موتور دانست که همین موارد اهمیت استفاده از آن را در تمام فصول سال و خصوصاً در گرمای تابستان را بالا می برد.

ضدیخ و پیشرانه‌های دیزل
پیشرانه‌های دیزل نسبت به موتورهای بنزینی ویژگی‌های خاصی دارند. برای مثال چون ضریب تراکم و شدت انفجار در این پیشرانه‌های بالاتر است، بدنه‌ای قوی‌تر دارند و از طرفی گرمای تولیدشده در این پیشرانه‌ها نیز بیشتر است. ضمن اینکه چون اکثر موتورهای دیزل دارای سیستم‌های پرخوران مثل توربوشارژر و سوپرشارژر هستند، فشار کاری آن‌ها به‌مراتب بالاتر از موتورهای بنزینی است. این موتورها عضو جدانشدنی خودروهای سنگین و تجاری هستند که به معنای زیر فشار بودن دائمی آن‌هاست. ازاین‌رو نه‌تنها نیاز به یک خنک‌کننده با کارایی خوب دارند بلکه به خاطر ویژگی‌های کاری و البته قیمت‌های زیاد پیشرانه، نیاز است تا در آن‌ها از کولانت و ضدیخ‌های معتبر و با کارایی بالا استفاده شود.
در بسیاری از واکنش‌های شیمیایی از گرما به‌عنوان یک کاتالیزور یاد می‌شود. همان‌طور که گفته شد در موتورهای دیزل به خاطر شرایط کاری که همیشه زیر بار و فشار هستند، استفاده از پرخوران ها که باعث ایجاد فشار و گرمای کاری بیشتری می‌شوند، ضریب تراکم بالاتر این موتورها و البته ویژگی‌های سوخت گازوییل، همیشه شاهد گرمای تولیدی بیشتری هستیم. این گرما باید به‌خوبی دفع شود که نیاز به داشتن یک کولانت و ضدیخ استاندارد را به‌خوبی نمایش می‌دهد. در کشور ما، پیشرانه‌های دیزل برای خودروهای تجاری استفاده می‌شوند که تردد آن‌ها در جاده‌ها و گردنه‌های سردسیر باعث می‌شود تا همیشه خطر یخ‌زدگی آب رادیاتور را داشته باشند که استفاده از یک ضدیخ مناسب با یک ترکیب خوب می‌تواند این خطر بسیار بزرگ را دور کند. اما همان‌طور که گفته شد، گرمای تولیدی پیشرانه‌های دیزل بسیار بالاست که می‌توان یک عامل سرعت بخش به خوردگی، ایجاد رسوب و زنگ زدن بخش‌های مختلف در پیشرانه شود.
در تمام پیشرانه‌هایی که با آب‌خنک می‌شوند، آب تماس بالایی با بخش‌های مختلف موتور و به‌خصوص جداره خارجی سیلندرها دارد. از طرفی گرمای زیادی جداره سیلندرها نیز باعث افزایش دمای آب بیشتر از دیگر بخش‌ها می‌شود. امروزه یکی از راه‌های تمیزکاری قطعات فلزی، قرار دادن آن‌ها در ظرف‌های مخصوصی است که با ایجاد ویبره و لرزش‌های شدید بسیار کوتاه، گرما و انرژی جنبشی زیادی در مولکول‌های مایع تمیزکاری ایجاد می‌کنند که ما شاهد همین کار در پیشرانه‌ها هستیم. با این تفاوت که در اینجا سعی می‌شود تا مایع خنک کاری، کمترین ایجاد حباب، واکنش شیمیایی و لایه‌برداری را داشته باشد. درواقع با کارکرد پیستون‌ها در موتور، شاهد لرزش‌های کوچک و منظمی در پیشرانه هستیم که باعث برخورد ریتمیک و ثانیه وار آب سیستم خنک کاری به جداره‌های موتور و خصوصاً جداره خارجی سیلندر می‌شود. این برخوردها به‌خودی‌خود ایجاد گرما می‌کنند که با دریافت گرمای پیشرانه، این قضیه شدیدتر می‌شود. این وضعیت در موتورهای دیزل حادتر است. مسائلی مثل کمبود سطح مایع خنک کاری، استفاده از کولانت و ضدیخ‌های نامناسب و غیراستاندارد، عدم کارکرد صحیح سیستم خنک‌کننده موتور، استفاده از ضدیخ‌های ناسازگار با آلیاژ و شرایط پیشرانه، ورود نا خاصی‌ها به آب رادیاتور و.... باعث می‌شود تا شاهد حباب‌های ریز در مایع خنک کاری باشیم. این حباب‌های می‌توانند به‌مرور باعث زنگ‌زدگی و خوردگی آلیاژ سیلندر شوند که در پیشرانه‌های دیزل، هزینه‌های بسیاری سنگینی خواهد داشت. این زنگ‌زدگی‌ها  به‌مرورزمان باعث کاهش سطح عبور آب در موتور می‌شوند و درنتیجه در خنک کاری پیشرانه خلل ایجاد خواهند کرد. ازاین‌رو استفاده از یک ضدیخ استاندارد با کارایی بالا می‌تواند به طرز چشمگیری منجر به افزایش کارایی و بهره‌وری پیشرانه شود.

رنگ‌بندی ضدیخ‌ها
یکی از نکاتی که باید آن را تا حد ممکن رعایت کرد، عدم مخلوط کردن ضدیخ‌های ساخته‌شده در کارخانه‌های مختلف است. چراکه هر شرکت برای ساخت کولانت خود از ترکیب خاصی استفاده می‌کند که گاهی مواقع ممکن است این ترکیبات با فرمولاسیون محصول شرکت دیگر، همخوانی نداشته باشند و باعث ایجاد رسوبات ریز و درنهایت خوردگی و مشکلات شوند. ضمن اینکه هر تولیدکننده کولانت از یک سری افزودنی‌ها برای افزایش کارایی ضدیخ و ایجاد یک سری ویژگی‌ها در آن ممکن است استفاده کند که ترکیب این افزودنی‌های شیمیایی نیز مشکل‌ساز شود. ازاین‌رو چون شرکت‌های مختلف در کشورها و مناطق گوناگون جهان از آلیاژهای متفاوت برای ساخت پیشرانه و دیگر قسمت‌های موتور استفاده می‌کنند، ضدیخ و کولانت های مناسب برای خودروهای خود را نیز رنگ‌بندی کردند. این رنگ‌بندی باعث شد تا خریداران راحت‌تر ضدیخ موردنظر خود را پیدا کنند که با پیشرانه و سایر بخش‌های موتوری خودرو سازگارتر باشد. ضمن اینکه این رنگ‌بندی مانع از اختلاط ضدیخ‌های متفاوت از هم نیز می‌شود. ازاین‌رو رنگ ضدیخ به‌عنوان مبنایی برای کارایی و کیفیت آن نیست و درواقع بیانگر تفاوت آن با یک ضدیخ از یک تولیدکننده دیگر خواهد بود.
از طرفی ضدیخ‌ها در سه نوع پایه معدنی و پایه آلی و هیبریدی هستند. ضدیخ‌های قدیمی از نوع پایه معدنی بوده که برای قطعات چدنی و البته رادیاتورهای مسی و برنجی مناسب هستند و ضدیخ‌های پایه آلی که یک فنّاوری جدیدتر و البته درحال‌توسعه است، با قطعات آلومینیومی سازگاری بیشتری دارد. ازاین‌رو باید مناسب با خودرو و قطعات آن از ضدیخ استفاده کرد که بهترین راه برای پیدا کردن یک کولانت سازگار با پیشرانه، مراجعه به دفترچه راهنمای خودرو است. قابل‌ذکر است که اختلاط این دو نوع ضدیخ با توجه  به افزودنی‌های موجود در آن‌ها و تفاوت بین پایه سازنده آن‌ها می‌تواند حتی منجر به تشکیل رسوب و لجن نیز شود. ضدیخ‌های پایه معدنی معمولاً عمری دوساله دارند که البته با توجه به ورود ناخالصی به‌مرورزمان به آن‌ها، بهتر است زودتر از این زمان به‌طور کامل تعویض شوند. اما عمر ضدیخ‌های پایه آلی سه سال و حتی بیشتر است. ضدیخ‌های هیبریدی که در فرمولاسیونشان از نمک‌های معدنی و اسیدهای الی استفاده‌شده است به دلیل داشتن ترکیبی از مواد معدنی و الی، به نام هیبریدی شناخته می‌شوند که ضمن داشتن فنّاوری ساخت مدرن‌تر، خواص و کارایی‌های خوبی هم دارند که ازجمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به طول عمر بالا اشاره کرد.