2. mai 2022

Alles-wat-u-moet-weten-over-koelvloeistof-Eurol

Alt du trenger å vite om kjølevæske

Alle vet at en bilmotor, i tillegg til olje, trenger kjølevæske. Tidligere kunne man velge riktig kjølevæske basert på fargen, men dette er ikke lenger tilfelle. Hva gjør egentlig en kjølevæske, hva er forskjellene mellom ulike teknologier, og hvilke egenskaper har de? Hvorfor kan man ikke lenger velge kjølevæske basert på fargen? I denne artikkelen dykker vi dypere inn i verdenen av kjølevæsker for biler.

Funksjon

La oss begynne med den grunnleggende funksjonen: en kjølevæske, må, som navnet tilsier, ha en kjølende effekt. I en ideell situasjon ville all energien fra drivstoffet blitt brukt til bevegelse. Men i virkeligheten omdannes mesteparten av energien fra drivstoffet til varme. Selv elektriske biler og hybrider med store batteripakker avgir mye varme under kjøring (utlading) og lading. Disse systemene slutter å fungere dersom de overopphetes, og derfor er det nødvendig med et kjølesystem.

I tillegg til å fjerne varme har kjølevæsker også andre funksjoner, slik som:

  • Beskyttelse mot frost
  • Økning av kokepunktet over systemets driftstemperatur
  • Beskyttelse av metaller i kjølesystemet mot korrosjon
  • Forhindring av skumdannelse

Grunnleggende egenskaper

Kjølevæskens primære funksjon er å transportere overskuddsvarme til radiatoren, hvor den utveksles med luften utenfor. Vann er svært godt egnet til å absorbere og transportere varme, men har også ulemper: det fryser ved 0 grader og koker ved 100 grader. Mineraler og salter i vanlig drikkevann kan også ha en negativ effekt på kjølesystemets komponenter.

For å unngå disse problemene brukes glykol som base for kjølevæske, vanligvis monoetylenglykol (MEG). Noen ganger brukes monopropylenglykol (MPG), men varmeoverføringsevnen er vanligvis ikke tilstrekkelig for forbrenningsmotorer. MPG er mindre giftig og brukes derfor ofte i næringsmiddelindustrien. En tredje mulighet er glyserolbaserte kjølevæsker, også kjent som G13-spesifikasjonen. Glyserol er mer miljøvennlig enn MEG, men ikke like lett tilgjengelig for denne bruken fordi det også brukes i kosmetikkindustrien. Glyserol er et biprodukt av biodrivstoffproduksjon eller kan utvinnes fra plantemateriale.

Sammensetning

En kjølevæske består av flere komponenter. I tillegg til monoetylenglykol (MEG) trengs tilsetningsstoffer for å gi væsken ønskede egenskaper. MEG med tilsetninger kalles "frostvæske" eller "konsentrat". Frostvæske må fortynnes med demineralisert eller mykt vann før det kan brukes i et kjølesystem.

Demineralisert vann har fjernet mineraler som kalsium og salter. Kalkavleiringer kan hindre varmeoverføring, og salter kan forårsake korrosjon i systemet.

Først etter at frostvæsken er fortynnet, har vi en kjølevæske klar til bruk, også kalt "Ready-Mix" eller "coolant". Mengden demineralisert vann som brukes til å fortynne frostvæsken, bestemmer blandingens temperaturområde. Som en generell regel gir en 50/50-blanding beskyttelse ned til -36°C, mens en 40/60-blanding (40 % konsentrat og 60 % demineralisert vann) gir beskyttelse ned til -26°C. Høyere konsentrasjoner av frostvæske gir ikke et større eller "bedre" temperaturområde. Videre vil en for lav konsentrasjon av frostvæske føre til redusert korrosjonsbeskyttelse. Vennligst se diagrammet nedenfor:

visual-image

Tilsetningsstoffer

For å gi kjølevæsken de ønskede egenskapene, tilsettes kjemiske stoffer. Disse tilsetningsstoffene forhindrer blant annet dannelse av korrosjon, kavitasjon (dannelse og ødeleggelse av små luftbobler som kan skade vannpumpen), avleiringer og slam (uløselig materiale som sedimenterer).

For å forhindre forgiftning ved inntak av kjølevæsken tilsettes alltid et bitterstoff. Dette sørger for at hunder unngår væsken ved en eventuell lekkasje. Det sikrer også at barn ikke drikker kjølevæsken. Både mennesker og dyr kan bli svært syke ved inntak.

Vi kan gi kjølevæsken hvilken som helst farge ved å tilsette et fargestoff. Dette betyr at man i dag ikke kan stole på væskens farge eller hva man tidligere har brukt. Med andre ord kan man ikke avgjøre kvaliteten på kjølevæsken kun ut fra fargen.

Videre inneholder kjølevæsker stabilisatorer mot utfelling (opphopning av silikatmineraler), dispergeringsmidler for å sikre toleranse for hardt vann, en pH-buffer for å opprettholde riktig surhetsnivå og skumdempende tilsetninger for å minimere mengden luft som fanges i væsken under pumping.

IAT (Inorganic Acid Technology)

IAT er også kjent som "konvensjonell" eller "gammeldags" kjølevæske. Den har et kort skiftintervall (vanligvis hvert 2. år) og er ofte grønn eller blå i fargen.

For å oppfylle kravene inneholder denne kjølevæsken uorganiske (mineralske) inhibitorer, som silikater, nitrater, aminer, fosfater og/eller borater. Disse danner et beskyttende lag over metallet i systemet. De mineralske inhibitorene forbrukes over tid, noe som betyr at systemet etter en viss periode ikke lenger kan reparere det beskyttende laget. Dette gjør systemet mer sårbart.

Fordelen med denne kjølevæsken er at den virker raskt, men ulempen er at den kjemiske effekten avtar relativt raskt. Det beskyttende laget fungerer også som en isolator og begrenser dermed varmeoverføring til en viss grad.

OAT (Organic Acid Technology)

En OAT-kjølevæske er glykolbasert (MEG eller MPG) med organiske inhibitorer, bestående av karboksylater. Denne inneholder 0% uorganiske (mineralske) inhibitorer. Organiske inhibitorer er selektive; i stedet for å bygge opp et beskyttende lag over hele systemet slik en IAT gjør, virker inhibitorene kjemisk kun der korrosjon har begynt å utvikle seg.

Forbruket av tilsetningsstoffer er derfor mye lavere sammenlignet med en IAT. Av den grunn har OAT en betydelig lengre levetid (long-life).

Ulempen er at beskyttelsen alltid er reaktiv, noe som betyr at det alltid vil være en viss forsinkelse i beskyttelsen, ettersom overflaten først må begynne å korrodere før de kjemiske reaksjonene aktiveres.

HOAT (Hybrid Organic Acid Technology)

I mange lette metaller er denne lille formen for korrosjon, som kan oppstå med en OAT, uønsket. Derfor er en hybrid kjølevæske utviklet, hvor både mineralske inhibitorer fra en IAT og organiske inhibitorer fra en OAT kombineres. Grunnlaget for denne kjølevæsken er en OAT, men med små mengder silikat, borat, molybdat eller nitrat tilsatt, avhengig av bruksområdet. Denne kjølevæsken kombinerer den lange levetiden til OAT med den raske beskyttelsen til IAT.

Lobrid

Lobrid er den nyeste generasjonen kjølevæsker, der den hybride effekten av en HOAT er enda bedre tilpasset og finjustert for applikasjonen. Nivået av mineralske inhibitorer er redusert, og flere organiske inhibitorer har blitt brukt, derav navnet som kombinerer både lav (low) og hybrid. De mineralske inhibitorene som brukes, er ofte inkludert i navnet, for eksempel Si-OAT og P-OAT (silikat- eller fosfatbasert OAT), eller en kombinasjon av de to: PSi-OAT.

Battery Electric Vehicles og kjøling

Varmehåndtering i en batterielektrisk bil (BEV) er svært viktig, enten det gjelder temperaturen på batteriene, motoren eller de kraftige elektriske komponentene som styrer systemet. Det finnes to varianter av denne typen kjøling:

  • Konvensjonell kjøling av batteripakken
  • Batterier nedsenket i væske (immersed battery pack)

Batterier mister kapasitet når de blir for varme. De mister også kapasitet når de blir for kalde. Kaldere batterier kan heller ikke lades. Den dominerende løsningen i dag er fortsatt en eksternt avkjølt batteripakke som bruker konvensjonelle MEG-baserte kjølevæsker. Eksempler på slike kjøretøy inkluderer Tesla Model S, Audi eTron, Mercedes-Benz EQC og BMW i3.

Hurtigladingsteknologi er et viktig fokusområde for bilutviklere. Hurtiglading kan potensielt føre til svært høye temperaturer. Kjøretøy som oppnår ladeytelse på opptil 960 km/t (omregnet) er allerede tilgjengelige på markedet. Ladehastigheter på over 1400 km/t forventes snart. Slike hastigheter kan kun oppnås med batteripakker som er nedsenket i væske, fordi disse kan regulere temperaturen effektivt. Væskene som brukes her, ligner mer på transformatoroljer, men med mye lavere viskositet, og kalles ofte "termiske væsker" eller "dielektriske væsker".

Termiske væsker har andre krav enn kjølevæsker for forbrenningsmotorer. De må ha et høyt flammepunkt, være brannhemmende og ikke-ledende.

Bruk

Nå som vi har sett forskjellene og utviklingen over tid, oppstår spørsmålet: "Hvorfor trenger vi så mange forskjellige kjølevæsker?" I teorien ville den beste løsningen vært å bruke den mest beskyttende long-life kjølevæsken til alle kjølesystemer, men i praksis er dette ikke mulig.

Det finnes mange forskjellige OEM-er (bilprodusenter) med ulike syn på motorene og materialene de bruker. OEM-ene definerer spesifikke krav for en godkjent kjølevæske i en spesifikasjon, slik at den nødvendige væsken samsvarer med en av de nevnte teknologiene.

Av denne grunn bør du alltid konsultere Eurol Oil Advisor. Dette verktøyet hjelper deg med å velge riktig væske eller kjølevæske for din applikasjon.

Hvis du har flere spørsmål, vennligst kontakt oss - våre spesialister hjelper deg gjerne.

Relatert