اهمیت ضدیخ در خودرو

اکثر سیستم های خنک کننده خودروهای سواری و سنگین دارای یک سیال هستند که با گردش در اطراف موتور، بخش اعظم گرمای ایجاد شده را جذب و به بیرون منتقل می سازند. ساده ترین، ارزان ترین و در دسترس ترین سیال شناخته شده، آب است.اما به دلایلی چند از جمله محدودیت استفاده در دماهای خاص (عموماً بین 5 تا 60 درجه سانتی گراد) و ایجاد زنگ زدگی در قطعات فلزی، این سیال به تنهایی پاسخگوی نیاز سیستم نبوده و نقاط ضعف آن به طریقی بایستی جبران شود.

در سیستم های خنک کننده، مخلوطی یکسان از آب و ماده ضدیخ با فرمولاسیون شیمیایی خاص استفاده می شود که علاوه بر پایین آوردن دمای انجماد سیال تا 37- درجه سانتی گراد، موجب افزایش نقطه جوش تا 108 درجه سانتی گراد و نیز جلوگیری از خوردگی و زنگ زدگی می شود.

اهمیت ضد یخ در پیشرانه خودرو

موضوع یخ زدن سیستم خنک کننده پیشرانه خودرو از اولین مسائلی بود که طراحان خودروهای اولیه با آن رو به رو شدند. آن ها برای رفع این مشکل در پی ماده ای مناسب و البته با قیمت ارزان بودند و بهترین گزینه هم متانول یا الکل چوب بود. متانول ساده ترین نوع الکل است و فرآیند تولید صنعتی ارزان قیمتی دارد ضمن آنکه به خوبی می تواند وظیفه خود به عنوان ضدیخ را انجام دهد و به همین علت هم استفاده از آن به عنوان ضدیخ به سرعت همه گیر شد.

اگر چه استفاده از متانول محدودیت هایی هم داشت که مهم ترینش در شروع، بخار شدن آن از سیستم خنک کننده خودرو بود. درب رادیاتور خودرو هرچند برای خروج آب تحت فشار مناسب است ولی به طور کامل آب بندی نیست و به همین علت متانول که در ۶۵ درجه سانتی گراد به جوش می آید، با گرم شدن پیشرانه با گذشت زمان بخار می شد. به همین علت در صورت استفاده از متانول به عنوان ضدیخ باید چندین بار در طول فصل سرد سال، ضدیخ به آب اضافه می کردید.

این موضوع اگر چه در دوران خود عادی بود و رانندگان چندان به این موضوع توجه نمی کردند ولی مشکل اصلی از جایی ناشی شد که بخش هایی از پیشرانه (به ویژه سرسیلندر) برای کاهش وزن از قطعات آلومینیومی ساخته شد. پیشرانه خودروهای قدیمی تر به طور کامل از چدن و فولاد ساخته می شدند که متانول تاثیری بر آن ها نداشت ولی وقتی دوران استفاده از قطعات آلومینیومی در پیشرانه فرا رسید معلوم شد متانول سرعت خوردگی آن ها را تسریع می کند و این موضوعی نبود که بتوان به راحتی از آن گذشت و به همین علت بود که مهندسان شیمی در پی یافتن جایگزینی برای متانول رفتند و در آخر با C2H4(OH)2 برگشتند! فرمولش شاید کمی پیچیده باشد ولی همه آن را با نام ساده ترش «اتیلن گلیکول» می شناسند، ماده ای که بدون توجه به برند ضدیخی که می خرید، پایه تقریباً تمام محصولات موجود در بازار است.

اتیلن گلیکول اولین بار در سال ۱۹۲۶ به بازار معرفی شد و در تبلیغات اولیه از آن به عنوان «ضدیخ دائمی» یاد می کردند چراکه این ماده می توانست هر دو مشکل متانول را حل کند. از یک طرف اتیلن گلیکول دمای جوشی معادل ۱۹۷ درجه دارد و به همین علت در گرم ترین زمان کارکرد پیشرانه خودرو هم تبخیر نمی شود و نیازی نیست به طور مداوم آن را به آب اضافه کنید از طرف دیگر این ماده بر روی قطعات آلومینیومی پیشرانه تاثیری ندارد.

ضدیخ، عامل نجات بخش

به صورت کاملا خلاصه و مختصر، ضدیخ یا Antifreeze ماده ای شیمیایی با خاصیت کاهش دمای انجماد محلول های پایه آب است که در اصل به به عنوان یک مکمل به سیستم خنک کاری اضافه می شود، تا دمای انجماد مایع را کاهش دهد؛ بنابراین افزودن ضد یخ مناسب به سیستم خنک کاری می تواند در شرایط استاندارد دمای انجماد آب را گاهی تا منفی ۴۵ درجه سانتیگراد کاهش دهد. در نتیجه آب تا به دمای منفی ۴۵ درجه سانتیگراد نرسد، وارد مرحله کریستالی و تبدیل شدن به حالت حالت جامد نخواهد شد.

این موضوع مهم باعث می شود آب موجود در سیستم خنک کاری پیشرانه های درون سوز حتی با قرارگیری در شرایط هوایی بسیار وخیم مناطقی چون سیبری نیز خاصیت سیال خود را حفظ کند، یخ نزند و در نتیجه با عدم افزایش ۹ درصدی در حجم خود، به هیچ سیستمی آسیب وارد نکند.

خواص دیگر ضد یخ

همان طور که از نامش برمی آید، ضد یخ به منظور کاهش دمای انجماد سیستم های خنک کاری پایه آب استفاده می شود. اما بهبود عملکرد سیستم خنک کاری، تنها نقطه قوت این مکمل شیمیایی نیست.

خاصیت ضد جوش

این ماده یک خاصیت مهم دیگر دارد که همان افزایش دمای جوش آب است. آب در حالت استاندارد (فشار اتمسفر لب دریای آزاد)، در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد به جوش می آید، اما با افزودن ضد یخ به محلول سیستم خنک کاری، این دما به ۱۰۷.۷ درجه افزایش پیدا می کند. اگر فشار مثبت سیستم خنک کاری خودروها که در افزایش دمای جوش آب بسیار موثر است را نیز در این معادله در نظر بگیریم، ضد یخ می تواند نقطه جوش آب را تا حدود ۱۲۵ درجه سانتیگراد افزایش دهد. به همین دلیل به مایع مکمل ضدیخ، ضد جوش نیز می گویند.

این خاصیت در خودروهای مدرن امروزی که به سیستم پرخوران (سوپر یا توربوشارژر) و پیشرانه های تراکم بالا مجهز هستند بسیار به چشم می آید، چرا که این محصولات حرارت بسیار بیشتری نسبت به پیشرانه های قدیمی تر تولید و از سیستم خنک کاری مدار بسته فشار مثبت استفاده می کنند. در نتیجه افزایش نقطه جوش آب رادیاتور آن ها اهمیت بسیار زیادی دارد. جوشیدن آب درون پیشرانه همچنین باعث بروز خلا مقطعی و داغ شدن بیش از حد برخی از قسمت های پیشرانه خواهد شد که این خلا به معنای عدم حضور آب در آن نقطه به منظور جذب حرارت تولیدی است. تکرار این موضوع در کوتاه مدت می تواند مشکلات و آسیب های بسیار جدی برای قطعات درون پیشرانه ایجاد کند.

خاصیت ضد زنگ

به دلیل استفاده از فلزات حساس به خوردگی و اکسید (ترکیب با اکسیژن موجود در هوا یا آب) در پیشرانه خودرو، نظیر چدن، آهن، مس، برنج، قلع و آلومینیوم، بسیار اهمیت دارد که ضد یخ حاوی مواد پیش گیرنده از خوردگی و اکسیداسیون باشد. در نتیجه استفاده پیوسته از این ماده در پیشرانه می تواند ضمن جلوگیری از بروز اکسیداسیون متریال داخلی پیشرانه و افزایش طول عمر قطعات، اکسید های پیشین را نیز در خود حل کرده و با تخلیه آب رادیاتور به صورت منظم در بازه های زمانی مشخص، سیستم خنک کاری را تمیز و سالم نگه دارد.

روانکاری

ضدیخ ها در خود موادی به همراه دارند که وظیفه آن ها روان و مرطوب نگه داشتن کاسه نمدها، واشرها و قطعات لاستیکی، مخصوصا نمونه های موجود در واترپمپ پیشرانه و محل اتصالات لوله های آب و رادیاتور بخاری خودرو است. در نتیجه استفاده از ضد یخ به صورت همزمان بر سلامت قطعات خودرو نیز تاثیر مستقیم می گذارد.

احتمال بروز نشتی

همان طور که بیان شد، ضدیخ خاصیت ضد اکسید و رسوب زدایی دارد. در نتیجه در بسیاری از پیشرانه هایی که برای سالیان دراز، تنها از آب خالی در سیستم خنک کاری خود بهره گرفتند، استفاده از ضد یخ می تواند به دلیل اکسید و رسوب زدایی، احتمال بروز نشتی در قطعات قدیمی نظیر پمپ آب، لوله های فلزی، رادیاتور پیشرانه یا رادیاتور بخاری خودرو را به مراتب افزایش دهد. این موضوع در حقیقت ایراد یا اشکال در عملکرد ضدیخ به حساب نمی آید .در حقیقت این قطعه یا بخش مورد نظر است که به دلیل فرسودگی و طول عمر بیش از حد به نشتی افتاده است.

بروز گرفتگی

همان طور که اکسید و رسوب زدایی می تواند به نشتی در برخی قسمت های خودرو منجر شود، به همان ترتیب نیز می تواند با زدودن رسوب و اکسید و حمل آن در مسیر خنک کاری به کمک فشار واترپمپ، منجر به مسدود شدن برخی از حفره ها و سوراخ های باریک، نظیر لوله های رادیاتور موتور، رادیاتور بخاری و مسیر ترموستات شود و چرخه مدار خنک کاری را با ایراد مواجه کند. در نتیجه در صورت استفاده از این ماده در پیشرانه های قدیمی و خودروهایی که در مدت زمان طولانی فاقد مکمل ضد یخ بوده اند، اکیدا توصیه می شود که در چند هزار کیلومتر اول، رنگ مایع خنک کاری پیشرانه مورد بررسی قرار بگیرد و در صورت تغییر رنگ از رنگ ابتدایی (سبز فسفری، قرمز یا آبی) به رنگ قهوه ای (به دلیل حل شدن رسوب و اکسید در ضدیخ)، سیستم خنک کاری حتما به صورت کامل (موتور، رادیاتور پیشرانه و رادیاتور بخاری) مورد شست و شو قرار بگیرد. این رویه باید تا زمانی ادامه پیدا کند که رنگ ضدیخ پس از چند هزار کیلومتر، دیگر تغییر فاحشی نکند.

نحوه استفاده و نگهداری از ضدیخ

ضدیخ ماده ای مکمل است، به این معنا که به عنوان یک ماده اضافه به آب افزوده می شود. در نتیجه درصد محلول این ماده در حجم مشخصی از آب ضمن ایجاد رفتارهای منحصر به فرد، تاثیر شگرفی در نحوه عملکرد آن دارد. به عنوان مثال، استفاده از درصد های مختلف این مکمل می تواند تا میزان درجه مشخصی دمای انجماد یا جوش آب را تغییر دهد. به همین دلیل بر اساس نوع ضد یخ/ضد جوش، شرکت تولید کننده تعیین می کند که چه میزان از این مکمل باید با چه حجمی از آب ترکیب شود تا در آب و هوای مورد استفاده خودرو، سیستم خنک کاری در وضعیت طبیعی کار کند.

در نتیجه ترکیب حداکثر میزان ضد یخ با آب رادیاتور الزاما به معنای تاثیر بهتر این ماده نیست، بلکه کاملا برعکس است. استفاده از درصد ترکیب نامناسب (بیشتر یا کمتر) ضد یخ در پیشرانه خودرو، می تواند نقطه انجماد را بالا و نقطه جوش را از سطح مطلوب پایین آورد. در نتیجه بر حسب دستورالعمل تعیین شده از سوی شرکت تولیدکننده و آب و هوای محل سکونت، درصد ترکیب ماده ضدیخ/ضدجوش را به درستی تعیین کنید. یکی از رایج ترین درصد های به کارگیری از مکمل ضدیخ/ضدجوش در خودروهای جهان، ترکیب مساوی ۵۰/۵۰ است.

همچنین لازم به ذکر است که در صورت عدم بروز نشتی داخلی یا ایجاد آلودگی در آب سیستم خنک کاری که ممکن است بر اثر ایراد فنی نظیر سوختن واشر سرسیلندر یا ترک خوردن سرسیلندر به ترکیب روغن و آب یا ترکیب گازهای احتراق با آب منجر شود، این ماده تا سالیان دراز قابل استفاده است و به جایگزینی نیازی ندارد.

نتیجه گیری

ضد یخ در واقع یک ماده شیمیایی مکمل است که کمبود های فنی و شیمیایی آب خالص به عنوان مایع خنک کاری را رفع کرده و آن را تا حد بسیار زیادی با استانداردهای مورد نیاز پیشرانه های درون سوز هماهنگ می کند. استفاده از این مکمل به دلیل داشتن خواص ضدیخ و ضد جوش در کنار خواص پیشگیرنده از بروز رسوب و زنگ و همچنین زدودن رسوب و اکسید، در تمامی پیشرانه های احتراق داخلی به صورت اجباری توصیه می شود. به طور خلاصه، استفاده از مکمل ضدیخ/ضدجوش در تمامی پیشرانه های احتراق داخلی به عنوان یکی از عوامل موثر بر افزایش طول عمر پیشرانه و قطعات وابسته به آن واجب است.

نکاتی مهم درباره استفاده از ضدیخ در خودرو