发动机冷却液稳定性能的测试方法与流程

1.本发明涉及冷却液技术领域，特别涉及一种发动机冷却液稳定性能的测试方法。


背景技术：

2.随着汽车工业的发展，汽车发动机的冷却系统散热器的材质广泛使用铝合金材料。
3.冷却液(又称防冻液、抗冻液、水箱宝)的主要功能为保护发动机正常良好运行，在发动机水箱内循环，起到防冻、防沸、防锈、防腐蚀等效果。冷却液分为无机盐型和有机酸型，无机盐型又分磷酸盐型、胺型、硅酸盐型。其中，硅酸盐是铝的特效缓蚀剂，对冷却系统中的多种金属都具有保护作用，故而硅酸盐型冷却液得到了广泛应用。
4.但是硅酸盐经过一段时间的储存和使用后稳定性会变差，容易形成凝胶状固体析出，这样不仅会使缓释性能下降，在使用过程中还容易堵塞发动机水道和负载在散热器内表面，降低传热效果，使发动机过热。因此，通常采用添加硅酸盐稳定剂，通过形成具有较大空间位阻的可溶于乙二醇水溶液的共聚物，延长硅酸盐形成凝胶的时间，达到降低凝胶析出的效果。
5.硅酸盐稳定剂的稳定性能与冷却液配方组成、生产工艺有关，在开发添加有硅酸盐稳定剂的硅酸盐型发动机冷却液时，需测试该硅酸盐稳定剂在冷却液中稳定性如何。传统的硅酸盐型冷却液的稳定性能试验方法通常将硅酸盐型冷却液在一定温度下存放一定时间，测试其凝胶状固体析出情况；其侧重考察在存储过程中，冷却液不流动，且无其他杂质污染的情况下，硅酸盐稳定剂在冷却液中的稳定性能。但该稳定性能试验方法无法用于评价实际使用时的稳定性能，影响硅酸盐型发动机冷却液的开发、选型及认证过程。


技术实现要素：

6.基于此，本发明提供了一种发动机冷却液稳定性能的测试方法，可确定冷却液在动态条件下的稳定性能，为评价冷却液在实际使用时的稳定性能作参考。
7.本发明解决上述技术问题的技术方案如下。
8.一种发动机冷却液稳定性能的测试方法，包括以下步骤：
9.将冷却液与铝材钎焊剂在容器中混合，获取容器壁面的凝胶生成情况；其中，所述冷却液包含硅酸盐稳定剂；
10.根据所述凝胶生成情况，确定所述冷却液的稳定性能。
11.在其中一些实施例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，
12.所述根据凝胶生成情况，确定所述冷却液的稳定性能的步骤，包括：
13.若所述容器壁面有凝胶生成，则对应的所述冷却液的稳定性能不合格；
14.若所述容器壁面无凝胶生成，则对应的所述冷却液的稳定性能合格。
15.在其中一些实施例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，还包括比较多种不同冷却液的稳定性能的步骤，所述比较多种不同冷却液的稳定性能的步骤包括：
16.分别获取多种不同冷却液所对应的凝胶生成情况；
17.根据所述多种不同冷却液所对应的凝胶生成情况，确定各冷却液的稳定性能的相对优劣。
18.在其中一些实施例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，根据所述多种不同冷却液所对应的凝胶生成情况，确定各冷却液的稳定性能的相对优劣的步骤包括：
19.判断容器壁面是否生成凝胶；容器壁面无凝胶生成所对应的冷却液的稳定性能，优于容器壁面有凝胶生成所对应的冷却液的稳定性能；
20.若存在多个冷却液所对应的容器壁面均有凝胶生成，则获取各所述凝胶的生成量；再根据各所述凝胶的生成量，确定各冷却液的稳定性能的相对优劣；所述凝胶的生成量较少，则该冷却液的稳定性能更优。
21.在其中一些实施例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，所述凝胶的生成量为凝胶的质量或者凝胶的体积。
22.在其中一些实施例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，所述铝材钎焊剂与所述冷却液的用量比为(0.05g～0.5g):100ml。
23.在其中一些实施例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，所述容器的内径为d，所述混合的搅拌速度为r：
[0024][0025]
其中，v为冷却液在车辆中实际流动的线速度。
[0026]
在其中一些实施例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，所述d为6cm～10cm。
[0027]
在其中一些实施例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，所述混合的温度为60℃～90℃。
[0028]
在其中一些实施例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，所述铝材钎焊剂为碱金属氟铝酸盐。
[0029]
在其中一些实施例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，所述冷却液为乙二醇型冷却液。
[0030]
与现有技术相比较，本发明的发动机冷却液稳定性能的测试方法具有如下有益效果：
[0031]
本发明的技术人员在试验过程中分析发现，汽车发动机的冷却系统散热器的材质采用铝合金材料时，由于铝合金钎焊工艺要求，通常需要使用铝材钎焊剂来提高焊接接头质量。虽然散热器出厂时已经提高散热器清结度的要求，但仍有少量铝材钎焊剂残留在散热管内壁；随着冷却液流动带入汽车发动机的冷却系统中，会影响冷却液的稳定性能。
[0032]
本发明的发动机冷却液稳定性能的测试方法，通过将冷却液与铝材钎焊剂混合，模拟冷却液实际使用的动态工况，通过容器壁面的凝胶生成情况确定冷却液的稳定性能，从而确定冷却液在动态条件下的稳定性能，为评价冷却液在实际使用时的稳定性能作参考，有利于硅酸盐型冷却液的开发、选型及认证过程。上述发动机冷却液稳定性能的测试方法，操作简单，试验周期短。
附图说明
[0033]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]
图1为一些实施例中测试发动机冷却液稳定性能的试验装置；
[0035]
图2为实施例1中圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液a液面交界处凝胶生成情况图；
[0036]
图3为实施例2中圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液a液面交界处凝胶生成情况图；
[0037]
图4为实施例3中圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液b液面交界处凝胶生成情况图；
[0038]
图5为实施例4中圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液c液面交界处凝胶生成情况图；
[0039]
图6为实施例5中圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液d液面交界处凝胶生成情况图。
具体实施方式
[0040]
现将详细地提供本发明实施方式的参考，其一个或多个实例描述于下文。提供每一实例作为解释而非限制本发明。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，可以对本发明进行多种修改和变化而不背离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可以用于另一实施方式中，来产生更进一步的实施方式。
[0041]
因此，旨在本发明覆盖落入所附权利要求的范围及其等同范围中的此类修改和变化。本发明的其它对象、特征和方面公开于以下详细描述中或从中是显而易见的。本领域普通技术人员应理解本讨论仅是示例性实施方式的描述，而非意在限制本发明更广阔的方面。
[0042]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0043]
术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0044]
本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体
含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
[0045]
除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外，所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。例如，因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
[0046]
本发明一实施方式提供了一种发动机冷却液稳定性能的测试方法，包括以下步骤：
[0047]
将冷却液与铝材钎焊剂在容器中混合，获取容器壁面的凝胶生成情况；其中，冷却液包含硅酸盐稳定剂；
[0048]
根据凝胶生成情况，确定冷却液的稳定性能。
[0049]
本发明的发动机冷却液稳定性能的测试方法，通过将冷却液与铝材钎焊剂混合，模拟冷却液实际使用的动态工况，通过容器壁面的凝胶生成情况确定冷却液的稳定性能，从而确定冷却液在动态条件下的稳定性能，为评价冷却液在实际使用时的稳定性能作参考，有利于硅酸盐型冷却液的开发、选型及认证过程。上述发动机冷却液稳定性能的测试方法，操作简单，试验周期短。
[0050]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，根据凝胶生成情况，确定冷却液的稳定性能的步骤，包括：
[0051]
若容器壁面有凝胶生成，则对应的冷却液的稳定性能不合格；
[0052]
若所容器壁面无凝胶生成，则对应的冷却液的稳定性能合格。
[0053]
可以理解，如果测试的发动机冷却液稳定性较差时，在实际使用过程中会发生硅富集的现象，从而生成凝胶物。凝胶物的生成，会使得发动机用冷却液的冷却效果降低。
[0054]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，还包括比较多种不同冷却液的稳定性能的步骤，比较多种不同冷却液的稳定性能的步骤包括：
[0055]
分别获取多种不同冷却液所对应的凝胶生成情况；
[0056]
根据多种不同冷却液所对应的凝胶生成情况，确定各冷却液的稳定性能的相对优劣。
[0057]
可以理解，成分不同的冷却液的稳定性不同，在实际过程中凝胶的生成情况不同。
[0058]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，根据多种不同冷却液所对应的凝胶生成情况，确定各冷却液的稳定性能的相对优劣的步骤包括：
[0059]
判断容器壁面是否生成凝胶；容器壁面无凝胶生成所对应的冷却液的稳定性能，优于容器壁面有凝胶生成所对应的冷却液的稳定性能；
[0060]
若存在多个冷却液所对应的容器壁面均有凝胶生成，则获取各凝胶的生成量；再根据各凝胶的生成量，确定各冷却液的稳定性能的相对优劣；凝胶的生成量较少，则该冷却液的稳定性能更优。
[0061]
可以理解，发动机冷却液的稳定性越不好，生成的凝胶量越大；通过比较凝胶生成
的量，可以比较不同成分的冷却液之间的稳定性能。
[0062]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，凝胶的生成量为凝胶的质量或者凝胶的体积。
[0063]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，分别收集各容器壁面生成的凝胶，称量，得凝胶的质量。
[0064]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，分别收集各容器壁面生成的凝胶，测量体积，得凝胶的体积。
[0065]
进一步地，在另一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，将冷却液与铝材钎焊剂混合后的溶液进行离心，凝胶的质量为容器壁面生成的凝胶和离心得到的沉淀物的总质量；或凝胶的体积为容器壁面生成的凝胶和离心得到的沉淀物的总体积。
[0066]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，铝材钎焊剂与冷却液的用量比比为(0.05g～0.5g):100ml。可以理解，铝材钎焊剂的与冷却液的用量比可以为0.05g:100ml、0.08g:100ml、0.1g:100ml、0.12g:100ml、0.15g:100ml、0.18g:100ml、0.2g:100ml、0.25g:100ml、0.35g:100ml、0.4g:100ml、0.45g:100ml、0.5g:100ml等。可选地，铝材钎焊剂与冷却液的用量比为(0.05g～0.3g):100ml。
[0067]
在其中一些较优的示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，铝材钎焊剂与冷却液的用量比为(0.1g～0.2g):100ml。
[0068]
在其中一些具体的示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，铝材钎焊剂与冷却液的用量比为0.1g:100ml。
[0069]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，将冷却液与铝材钎焊剂在容器中混合后进行搅拌。
[0070]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，容器的内径为d，搅拌的速度为r：
[0071][0072]
其中，v为冷却液在车辆中实际流动线速度。
[0073]
可以理解，r的单位为r/min，v的单位为m/s，d的单位为m。
[0074]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，0.1m/s≤v≤5m/s。
[0075]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，d为6cm～10cm。
[0076]
可以理解，通过控制搅拌速度，保证冷却液样品中心出现漩涡，且冷却液样品与容器内壁存在流动状态。在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，搅拌的时间为12h～48h；可选地，搅拌的时间为24h。
[0077]
在其中一些具体的示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，搅拌的时间为24h。
[0078]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，容器为玻璃容器；进一步，玻璃容器的材质为耐温材质。
[0079]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，在60℃～90℃下搅拌。可以理解，搅拌的温度可以为60℃～90℃范围内的任意温度，如60℃、62℃、65℃、70℃、72℃、75℃、78℃、79℃、80℃、83℃、85℃、88℃、90℃等。
[0080]
在其中一些较优的示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，搅拌的温度为70℃～80℃；可选地，搅拌的温度为70℃
±
0.5℃。
[0081]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，铝材钎焊剂为碱金属氟铝酸盐。
[0082]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，铝材钎焊剂为氟铝酸钾。
[0083]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，铝材钎焊剂为四氟铝酸钾。
[0084]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，冷却液的冰点为-18℃～-45℃。
[0085]
在其中一些示例中，发动机冷却液稳定性能的测试方法中，冷却液为乙二醇型冷却液。
[0086]
具体实施例
[0087]
以下按照本发明的发动机冷却液稳定性能的测试方法举例，可理解，本发明的发动机冷却液稳定性能的测试方法并不局限于下述实施例。
[0088]
如图1所示，以下各实施例所采用的试验装置10，包括容器110、橡胶塞120、带加热功能的磁力搅拌器130。
[0089]
进一步地，容器110为圆柱体玻璃试验容器。其中，橡胶塞120设有呼吸孔121与温度探头孔(图未示)；磁力搅拌器130具有温度探头131，其温度探头131由橡胶塞120的温度探头孔插入容器110中，呼吸孔121由脱脂棉堵住；磁力搅拌子132置于容器110中。
[0090]
实施例1
[0091]
在内径为90mm的圆柱体玻璃容器中加入硅酸盐型冷却液a(300ml，冰点为-37℃)，硅酸盐型冷却液a中包含硅酸盐稳定剂m，加入四氟铝酸钾0.3g。在70℃
±
0.5℃，搅拌速度为600r/min的条件下搅拌24h，观察圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液a液面交界处凝胶生成情况，如图2所示。从图2可知，圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液a液面之间的交界处有明显的凝胶物出现。
[0092]
实施例2
[0093]
与实施例1基本相同，不同点在于，不添加铝材钎焊剂四氟铝酸钾，具体如下：
[0094]
在内径为90mm的圆柱体玻璃容器中加入硅酸盐型冷却液a(300ml，冰点为-37℃)，硅酸盐型冷却液a中包含硅酸盐稳定剂m，安装试验装置。在70℃
±
0.5℃，搅拌速度为600r/min的条件下搅拌24h，观察圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液a液面交界处凝胶生成情况，如图3所示。从图3可知，圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液a液面之间的交界处无明显的凝胶物出现。
[0095]
实施例3
[0096]
在内径为90mm的圆柱体玻璃容器中加入硅酸盐型冷却液b(300ml，冰点为-37℃)，硅酸盐型冷却液a中包含硅酸盐稳定剂m，加入四氟铝酸钾0.3g，安装试验装置。在70℃
±
0.5℃，搅拌速度为600r/min的条件下搅拌24h，观察圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液b液面交界处凝胶生成情况，如图4所示。从图4可知，圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液b液面之间的交界处有明显的凝胶物出现。
[0097]
实施例4
[0098]
在内径为90mm的圆柱体玻璃容器中加入硅酸盐型冷却液c(300ml，冰点为-39℃)，硅酸盐型冷却液c中包含硅酸盐稳定剂n，加入四氟铝酸钾0.3g，安装试验装置。在70℃
±
0.5℃，搅拌速度为600r/min的条件下搅拌24h，观察圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液c液面交界处凝胶生成情况，如图5所示。从图5可知，圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液c液面之间的交界处有少量的凝胶物出现。
[0099]
实施例5
[0100]
在内径为90mm的圆柱体玻璃容器中加入不含硅酸盐的纯有机型冷却液d(300ml，冰点为-40℃)，加入四氟铝酸钾0.3g，安装试验装置。在70℃
±
0.5℃，搅拌速度为600r/min的条件下搅拌24h，观察圆柱体玻璃容器与纯有机型冷却液d液面交界处凝胶生成情况，如图6所示。从图6可知，圆柱体玻璃容器与纯有机型冷却液d液面之间的交界处无明显凝胶物出现。
[0101]
对比例1
[0102]
分别将300ml的硅酸盐型冷却液a、硅酸盐型冷却液b、硅酸盐型冷却液c和纯有机型冷却液d在70℃
±
0.5℃下放置24h，取出观察，圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液a、硅酸盐型冷却液b、硅酸盐型冷却液c以及纯有机型冷却液d液面之间的交界处及容器底部均无明显凝胶物出现。
[0103]
继续在70℃
±
0.5℃下放置24d，取出观察，圆柱体玻璃容器与硅酸盐型冷却液a、硅酸盐型冷却液b、硅酸盐型冷却液c以及纯有机型冷却液d液面之间的交界处及容器底部依然无明显凝胶物出现。
[0104]
不同型号的冷却液在高温下静置后生成的凝胶情况基本没有区别，无法用于评价实际使用时的稳定性能。
[0105]
实施例1～5的冷却液和铝材钎焊剂添加情况，以及凝胶生成情况如表1所示。
[0106]
表1
[0107][0108]
从表2中的实施例1、实施例2和实施例5可知，在没有铝材钎焊剂或者没有硅酸盐稳定剂存在的情况下进行搅拌，实施例2和实施例5不会产生凝胶物；表明铝材钎焊剂会影响冷却液中硅酸盐稳定剂的稳定性能，但不与冷却液中除硅酸盐稳定剂以外的其他添加剂反应，即不影响硅酸盐稳定剂的稳定性能评价结果的准确性。
[0109]
实施例1和实施例3出现明显凝胶物，硅酸盐稳定剂的稳定性能较差；而实施例4，硅酸盐型冷却液c仅有少量凝胶物，表明硅酸盐稳定剂n在硅酸盐型冷却液c中的稳定性能
优于硅酸盐稳定剂m在硅酸盐型冷却液a及硅酸盐型冷却液b中的稳定性能；且还可表明本发明的发动机冷却液稳定性能的测试方法对于硅酸盐稳定剂的稳定性能具有较好的区分度。
[0110]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0111]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。