از مایع خنک کننده یا همان آب رادياتور، برای كاهش گرمای اضافی در موتورهاي درون سوز استفاده میشود. معمولا موتور در حال کار، تنها یک سوم از انرژی حاصل از احتراق سوخت را به گيربكس و چرخ ها میفرستد تا خودرو به حرکت در آید؛ دو سوم دیگر به گرما تبدیل میشود که از میان آن، یک سوم از طریق لوله اگزوز خارج میشود. زمانی که گرما از طریق مایع خنک کننده و در نهايت، از رادياتور خارج میشود، موتور قادر خواهد بود تا به شکل موثر و کارآمد عمل کند. بنابراین، مایع خنک کننده موتور اصطلاح کلی برای توصیف مایعاتی است که گرما را از موتور به روشی موثر و کارآمد حذف مي‌كنند.
زمانی که موتور درون‌سوز در آب و هوای گرم استفاده میشود، همه مایعات برای انتقال گرما موثر نخواهند بود. انتخاب مایع مناسب تحت تاثیر شرایط محیطی است که موتور در آن مورد استفاده قرار مي‌گيرد. بعضی از محیط‌ها مانند ارتفاعات، موتور را در معرض هوای سرد بیش‌تری قرار می‌دهد و در اين شرايط، پيشرانه به مایعی نیاز دارد تا بتواندبه طور مناسب واکنش نشان دهد. به طور موثر، مایع انتقال گرما باید نسبت به نقطه انجماد غیرقابل نفوذ بوده و شاخص‌های »ضد انجماد« را داشته باشد؛ به همین دلیل است که در مایع خنک‌کننده موتور گاهی اوقات »ضد یخ« ريخته میشود. ضد یخ واژه اختصاصی‌تري است که برای توصیف محصولاتي استفاده میشود که حفاظت از مايع خنك كننده را در برابر یخ زدن بر عهده دارند.
از سوي دیگر، طی عملکرد موتور، مایع باید این توانایی را داشته باشد تا به شكل مایع يا سيال باقی بماند، چون در هنگام کار کردن موتور ممكن است بخار شود. مایع باید بتواند این گرایش را داشته باشد كه بجوشد و به شکل بخار در بیاید، چون این کار قابلیت انتقال گرما را افزايش می‌دهد. مايع خنك كننده خوب و مفيد برای استفاده در موتورهای درون‌سوز، نقطه انجماد پایین و نقطه جوش بالایی دارد و این تضمین را می‌دهد كه در همه موقعیت‌های حرارتي و دمايي کار کند. پایه مناسب برای خنک کنندگی مایعات انتخاب مناسب‌ترین مایع به منظور حذف گرما از پيشرانه باید بر اساس تعدادي شاخص باشد. به طور کلی و مهم‌تر از همه، مایع باید ظرفيت گرمايي بالاتر و سرعت انتقال بالایی داشته باشد تا گرمای بیش‌تری را در موتور جذب كند و سریعا به سمت رادیاتور جریان یابد، جایی که قرار است در آن، به وسیله جریان شديد هوا خنک شود. ساده‌ترین مایع، آب است. آب دارای ظرفيت گرمايي بسیار بالایی بوده و قابل دسترس و ارزان است، بنابراین یکی از موثرترین مواد خنک‌کننده‌ای به شمار مي‌رود که بشر تا به حال شناخته است.
آب نیز به تنهايي مشکالات خاص خود را دارد. آب در دمای صفر درجه سانتی‌گراد یخ بسته و در 100 درجه سانتی‌گراد – و حتي در جاهايي، كم‌تر - به جوش می‌آید که دامنه کمی برای عملکرد موتور است، مخصوصا در محیط‌های آب و هوای خنک‌تر و مناطقي که دمای هوا معمولا به زير صفر مي‌رسد، مانند كشورهاي اسكانديناوي و اروپايي. مشکل مشخص دیگر در مورد استفاده از آب به تنهایی، مربوط به ساختار سیستم خنک‌کننده است که طبیعتا آب سبب خوردگی در آن خواهد شد.
مایعات دیگر غیر از آب نیز نقطه جوش و انجماد متفاوتی دارند؛ مثلا مونواتیلن گلیکول يا همان ضد يخ سبزرنگ، سال‌هاست که چنین خاصيتي دارند. مقادیر متفاوت اتيلن گلیکول و ميزان اختلاط آن با آب، تاثیر عمیقي بر نقطه انجماد محلول دارد، بنابراین مي‌توانيم مایع پایه را که ترکیبی از آب ( برای افزایش تاثیرخنک‌کنندگی و کاهش هزینه ) با گلیکول ( برای افزایش نقطه انجماد و نقطه جوش ) است، برای کارکرد موتور درهمه نوع شرايط دمايي محیط از جمله در آب و هوای سرد به کار ببریم. با به کار بردن سیستم تحت فشار در خودروهاي جديد كه در آن، كل سيستم خنك كننده به صورت مداربسته و تحت فشار است، نقطه جوش نیز بالا می‌رود كه تاثیر شگرفی بر جلوگيري از جوش‌آوردن مايع خنك كننده دارد و برای کاركرد پيشرانه مهم و مفید است. سیستم خنک‌کننده تحت فشار با استفاده از درپوش رادیاتور سوپاپ‌دار، فشار مفیدی را به کار می‌گیرد تا نقطه جوش محلول خنک‌کننده را به بیش از 139 درجه سانتی‌گراد برساند. دو نوع مايع ضد يخ وجود دارد، مونواتیلن گلیکول و پروپیلن گلیکول. اگرچه به طور کلی این مساله قابل قبول است که اتیلن گلیکول وقتی که طبق دستور استفاده شود بهتر است و بیش‌ترین امتیاز عملکرد و کارآيی را به خود اختصاص مي‌دهد، اما ازهر دوي اين مايعات در موتور خودروهای سواری یا سنگین برای انتقال گرما استفاده میشود.
سازوكار » خوردگی «
كنارهم قرار گرفتن آب، گلیکول و گرما، تشکیل ترکیب قدرتمندی را می‌دهد که قادر است به فلزات محافظت‌نشده حمله کند. شکل‌های دیگر خوردگی که در سیستم‌های خنک‌کننده موتور ممكن است شامل موارد زير است:خوردگی که بر اثر وجود حباب‌های هوا در مایع خنک‌کننده ایجاد میشود (خوردگي حفره‌اي ) . خوردگی الکترولیتي يا گالوانیک که بر اثر اختلاف موقت ولتاژ بین دو فلز ناهم‌خوان در سخت‌افزار مایع خنک‌کننده به وجود می‌آید. مایعاتی که از فرمولاسيون مناسبي برخوردار هستند، در خود بازدارنده‌هایی دارند که گسترش و ادامه هر یک از سازوكارهاي خوردگی را سرکوب و یا محدود می‌کنند.
هر شکلی از خوردگی، ذرات ریزی را در مایع خنك كننده آزاد می‌کند که همين ذرات جامد، سبب ساییدگی شده و منجر به فرسودگي بیش‌تر میشود و اگر در طی گذر زمان جمع شوند، ممكن است به مجاري بسيار مهم در رادیاتور نفوذ و آن‌ها را مسدود كند و بازدهي حرارتي رادیاتور را کاهش دهد. در پي اين رخ‌داد، عملکرد موتور کاهش یافته و در موارد بسیار شدید، حرارت بسيار بالا سبب نقص فنی از جمله سوختن واشر و خميدگي سرسيلندر میشود.
بقیه مواد تشکیل دهنده
مایعات خنک‌کننده موتور، تعدادی عوامل جزئی دیگر را نيز که همگی نقش‌های مهم و مشخصی ایفا می‌کنند، شامل مي‌شوند. اين مواد به كاركرد انتقال گرماي پيشرانه مربوط نیستند و كارهاي ديگري انجام مي‌دهند كه از جمله این موارد می‌توان به رنگ و مواد ضد کف اشاره کرد.
بازدارنده خوردگی
مایعات موتور علاوه بر تامین نقطه جوش و انجماد، کار جلوگیری از خوردگی را نیز انجام می‌دهند. انواع مختلفي از بازدارنده‌هاي خوردگی در بازار وجود دارند که در فرمولاسيون مایعات خنک کننده استفاده می‌شوند. بسیاری از موتورهای جدید از انواع گوناگونی از فلز استفاده می‌کنند، از آلومینیوم سبک‌وزن و آلیاژ آلومینیوم گرفته تا فولاد سنگین و آلیاژهای سنگین‌تر. هرکدام از این فلزات داخل موتور و نيز طراحي‌هاي مختلف سيستم‌هاي خنک کننده، مشکلات بازدارندگی خوردگی متفاوتی دارند که به وسیله ترکیبات بازدارنده مختلف جبران می‌شوند.
تعويض مايع خنک کننده
بیش‌تر مایعات خنک‌کننده بر پایه اتیلن گلیکول يا همان ضد يخ معمولي هستند و درصد کمی ضد يخ از جنس پروپیلن گلیکول در بازار وجود دارد. پروپیلن گلیکول، غیرسمی‌تر از اتیلن گلیکول است اما درجه‌بندی محیطی‌اش کم‌تر است. مایع خنک‌کننده موتور با گذر زمان خاصيت خود را تا حدود زيادي از دست مي‌دهد. معمولا در خودروهای مدل بالا تا 160 هزار کیلومتر نیازی به تعويض مايع خنك كننده نيست، اما خودروهای قدیمی‌تر نیاز به تعویض بیش‌تری دارند.
بیش‌تر خودروسازان از مایع خنک کننده با عمر طولانی‌تری استفاده می‌کنند که بسته به خودروساز و مدل خودرو متفاوت است. مثال شركت سوبارو، تعویض مایع خنک‌کننده را بعد از 13 سال یا 212 هزار کیلومتر كاركرد توصيه مي‌كند. بسیاری از موتورهای فورد برای بار اول بعد از 160 هزار کیلومتر و بعد از آن هر 80 هزار کیلومتر نياز به تعويض مايع خنك كننده دارند. بر اساس دفترچه راهنماي خودروتان، مایع خنک‌کننده را از نظر اسیدي شدن، زنگارگرفتگي، آلوده شدن به مواد مختلف و مقاومت آن در برابر نقطه انجماد و نقطه جوش بررسی کنید و اگر اين شاخص‌ها را داشت، آن را كاملا تخليه و تعويض كنيد.
ikcopress