汽車防凍液是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)用的循環(huán)介質(zhì)，最常用的是水。水有許多優(yōu)點(diǎn)、如：來(lái)源廣、無(wú)毒、價(jià)廉、有良好的導(dǎo)熱性能等。長(zhǎng)期以來(lái)，水一直作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液使用。但水有許多缺點(diǎn)，如冰點(diǎn)高，當(dāng)氣溫低于o℃時(shí)，水結(jié)冰使體積增加．容易造成水箱或冷卻系統(tǒng)管道脹裂；水的沸點(diǎn)低，夏季高溫時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于苛刻條件下行駛時(shí)，會(huì)造成水溫升高，甚至沸騰，影響汽車正常行駛；溶在水中的金屬鹽類受熱后形成水垢，降低傳熱效率；水還會(huì)使金屬生銹。因此，人們一直在尋找一種新型的冷卻劑來(lái)代替水。首先采用鹽的水溶液(如氯化鈣、氯化鎂、硝酸鈉、亞硝酸鈉)可降低冰點(diǎn)到一30℃以下，但不能解決銹蝕問(wèn)題。用糖和蜂蜜也可降低冰點(diǎn)，且不腐蝕金屬，但價(jià)格昂貴、熱穩(wěn)定性差。用煤油和柴油作冷卻劑凝點(diǎn)雖低，但傳熱差、容易燃燒、對(duì)橡膠有溶脹作用，亦不采用。二次世界大戰(zhàn)前后，曾用甲醇、乙醇作為冷卻劑，它雖然價(jià)廉、冰點(diǎn)低，但沸點(diǎn)低、易揮發(fā)、易燃燒也不能成為理想的冷卻劑。后來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)乙二醇水溶液的性能好，在一定的比例時(shí)冰點(diǎn)可達(dá)-60℃以下，而沸點(diǎn)在110℃以上，它不會(huì)損害橡膠軟管，加入防銹劑后不腐蝕金屬，價(jià)格相對(duì)便宜，無(wú)不愉快的氣味。因此這種液體目前廣泛采用作為汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的循環(huán)介質(zhì)，稱為汽車防凍液。
1、汽車防凍液的性能要求
一種性能優(yōu)良的防凍液應(yīng)具備下列性能：
�、俦c(diǎn)或凝點(diǎn)低 汽車在嚴(yán)寒地區(qū)冬季野外停放時(shí)，夜間地面氣溫有時(shí)會(huì)降到-40”C以下。要保證水箱及冷卻系統(tǒng)管路不被凍裂，防凍液應(yīng)在此溫度下不結(jié)冰或凝固，以免發(fā)生體積膨脹，同時(shí)亦保證隨時(shí)可以啟動(dòng)汽車，投入使用。
�、诒葻嵋�、熱傳導(dǎo)性好 防凍液主要用來(lái)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)部件，以免發(fā)生過(guò)熱，因此它的比熱要高。水的比熱是4.18kj/kg·C，而乙二醇的比熱是2.72J／kg·℃。在同樣循環(huán)量下，水從發(fā)動(dòng)機(jī)中帶走的熱量要比乙二醇帶走的多，因此水是比較理想的冷卻劑。
�、蹖�(duì)金屬不產(chǎn)生腐蝕和銹蝕 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水系統(tǒng)有鑄鐵、鑄鋁、紫銅、黃銅、鋼和焊錫等。防凍液應(yīng)對(duì)這些金屬不產(chǎn)生腐蝕和銹蝕。
④在使用中要保持一定的PH值 pH值不但能保證防凍液對(duì)金屬的腐蝕程度減到最小，而且能防止防凍液腐敗變質(zhì)。
此外，防凍液應(yīng)具有優(yōu)良的消泡性能、空氣釋放性能、對(duì)循環(huán)鋁泵不發(fā)生氣蝕，以及價(jià)廉、無(wú)特殊氣味等。
2、防凍液的組成
防凍液一般由基礎(chǔ)液和添加劑組成，基礎(chǔ)液由水和乙二醇或二甘醇組成。添加劑包括防銹劑、防霉劑、pH調(diào)節(jié)劑(緩沖劑)、抗泡劑及著色劑等。
1）基礎(chǔ)液 防凍液的基礎(chǔ)液由水和醇組成。選擇醇的原則是要求來(lái)源廣、價(jià)格低、比熱和導(dǎo)熱性能要盡可能接近水。目前最常用的是乙二醇和二甘醇。表1是乙二醇和水不同比例混合后的冰點(diǎn)，表2是二甘醇與水不同比例混合后的凝點(diǎn)。根據(jù)使用地區(qū)的不同，防凍液中的醇含量一般由40％到60％。
表1
乙二醇（體積分?jǐn)?shù)）， 冰點(diǎn)（°C） 乙二醇（體積分?jǐn)?shù)），% 冰點(diǎn)（°C）
10 -4.1 40 -22.9
20 -7.5 50 -33.0
30 -14.1 60 -50.0
表2
二甘醇（體積分?jǐn)?shù)），% 凝點(diǎn)（°C） 二甘醇（體積分?jǐn)?shù)），% 凝點(diǎn)（°C）
10 -5.0 40 -20.0
20 -7.2 50 -36.0
30 -13.0 60 -60.0
2）添加劑
防銹劑 能有效地阻止乙二醇一水混合防凍液對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生銹蝕。常用的防銹劑一般都是水溶性的，例如：硼酸鹽、鋁酸鹽、鉻酸鹽、亞硝酸鹽、苯甲酸鹽和苯駢三氮唑等。
3）緩沖劑(9H調(diào)節(jié)劑) 在使用過(guò)程中，防凍液的pH值應(yīng)盡可能保持在7—11范圍內(nèi)，這樣才能保證醇氧化產(chǎn)生的酸及燃料油滲透過(guò)來(lái)形成的酸對(duì)金屬不腐蝕，而且保證防凍液不會(huì)受到霉菌的侵入而腐敗變質(zhì)。最常用的PH調(diào)節(jié)劑是有機(jī)胺類。 消泡劑 由廢氣和混入的空氣形成的泡沫不利于熱傳遞，因此防凍液在使用中不希望有泡沫產(chǎn)生。常用的消泡劑有高級(jí)醇、有機(jī)硅聚合物和某些表面活性劑。
此外，防凍液中常加有殺菌劑、染料，有時(shí)還加入補(bǔ)漏劑等。
3、防凍液的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)外防凍液的標(biāo)準(zhǔn)有ASTM D3306、SAE J1304、MIl-A-46153B和JIS K2234，中國(guó)于1992年發(fā)布了SH 0521乙二醇型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液及其濃縮液的標(biāo)準(zhǔn)。ASTM D3306制訂于1974年，至1994年經(jīng)過(guò)6次修訂，發(fā)表了ASTM D3306—94。修訂的原因是使指標(biāo)更科學(xué)、更實(shí)用。主要內(nèi)容是取消了無(wú)意義的濃縮液的PH指標(biāo)；提高了濃縮液的沸點(diǎn)要求，由148：9℃提高到163℃，這對(duì)濃縮液的總含水量及組成提出了更高的要求；增加了鑄鋁合金表面?zhèn)鳠岣g和鋁泵氣蝕腐蝕特性評(píng)定等要求。日本防凍液標(biāo)準(zhǔn)自1965年以來(lái)經(jīng)過(guò)3次修訂，于1987年提出了JIS K2234—87，修改的主要內(nèi)容是試驗(yàn)方法改進(jìn)，具體指標(biāo)只有將儲(chǔ)備堿度從原來(lái)的10．0以上改為報(bào)告。這是因?yàn)閮?chǔ)備堿度只作為防凍液中防腐添加劑堿性物質(zhì)用量的指標(biāo)，并不能表示腐蝕抑制能力的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)參照ASTM D3306標(biāo)準(zhǔn)制訂了防凍液的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 0521—92。該標(biāo)準(zhǔn)所屬產(chǎn)品分為濃縮液和冷卻液兩類，按質(zhì)量分為一級(jí)品和合格品兩個(gè)等級(jí)，冷卻液按冰點(diǎn)分為-25號(hào)、-30號(hào)、-35號(hào)、-40號(hào)、-45號(hào)和-50號(hào)六個(gè)牌號(hào)。
