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内燃机冷却液缓蚀剂的应用研究论文
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内燃机冷却液缓蚀剂的应用研究论文
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长效丙二醇防冻冷却液的研究开发.pdf 83页
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lIlll I II Ill I I
学位论文数据集
中图分类号
学科分类号
学位授予单位代码
学位授予单位名称
北京化工大学
≯olj03D卿
获学位专业名称
获学位专业代码
企岫姗燃 研究方向
水教两二蘑淫}隔丽座却浓角研铀泼
黼松辍．喃．棚暇．溉瘸撤徘
论文答辩日期
2。l】I哼．弓口
学位论文评阅及答辩委员会情况
教援 ：》汛习菏
砩撕 迪夤旋稚撇司
罔役 镯础断 黜谢蝻础司
搬 撇 拙‰&湛
徽员蝴 就决 苏渤如 冲圉7厶王翱
撇 撼m对喜
捅笠 涨 妪跏习潆
征：一． 论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它
中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。
学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745-9)《学科分类与代码》中查
论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。
北京化工大学硕jlj学位论，-I
长效丙二醇防冻冷却液的研究开发
由于丙二醇低毒且易于生物降解，丙二醇型防冻冷却液逐渐替代具
有一定毒性的乙二醇型防冻冷却液。降低对金属的腐蚀性是丙二醇冷却
液的关键问题之一，而其核心技术在于防腐添加剂配方的选择。近年来
防腐研究多采用添加单一有机酸和大量无机盐的方法防止腐蚀的发生，
或者使用大量复合有机酸等纯有机酸的方式进行防腐。前者一般使用年
限仅限于2年，后者虽然能够达到长效的目的，但是使用环境条件相对
比较苛刻，整体配方价格也较为昂贵。
本文针对具有长效作用且成本低廉的丙二醇防冻冷却液开展研究，
考察了多种有机酸、无机盐的配伍性及添加量对整体金属试片的影响，
并通过金属试片在不同有机酸配合量情况下的失重变化曲线确定了最
佳的有机酸使用量和不同有机酸的复配比例，通过无机盐的辅助效应，
开发了nn．,t--元羧酸和芳香族羧酸组成的有机酸型防腐添加剂为主、少量
无机盐添加剂为辅的复合防护配方。
本文通过改变癸二酸、丁二酸、对叔丁基苯甲酸和安息香酸、硝酸
钠、钼酸钠的添加量，考察了静态玻璃器皿腐蚀试验中不同金属试片的
北京化工大学硕二f：学位论文
失重变化，最后得NT符合设计要求的丙二醇防冻冷却液的配方体系。
本文单独考察了对金属试片表面吸附性不同的癸二酸、丁二酸的配伍性
和协同作用，发现当二者达到一定的配比时，协同防腐效果显著；由于
属于芳香族羧酸的对叔丁基苯甲酸和安息香酸的协同防腐效果较差，本
文对叔丁基苯甲酸、安息香酸的量变化对整体金属试片的失重影响进行
了单独考察，并通过整体金属试片的失重曲线变化分别确定了其最佳使
这里还开展了钼酸钠、硝酸钠添
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内燃机冷却液缓蚀剂的应用研究.pdf 127页
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内燃机冷却液缓蚀剂的应用研究
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武汉理工大学
博士学位论文
内燃机冷却液缓蚀剂的应用研究
姓名：田洪祥
申请学位级别：博士
专业：载运工具运用工程
指导教师：严新平
武汉理工大学博士学位论文
内燃机冷却液一般由缓蚀剂、水和冰点抑制剂组成，用作内燃机冷却系统
的携热载体。随着内燃机强载度的提高，内燃机冷却系统的管路、水泵、特别
是湿式气缸套，常常存在穴蚀(又称空泡腐蚀和气蚀)现象。理论计算表明，
穴蚀过程中气泡破裂产生的微射流能产生数百个大气压的压力和上千度的高
温，机件受到机械和电化学腐蚀作用，二者协同作用时，对于铸铁机件所受到
的破坏比单一作用时大得多，所以缓蚀剂不仅应有减缓机件腐蚀的性能，而且
应有良好的减缓机件穴蚀的作用。
经研究世界主要国家关于内燃机冷却液的规范，本文提出的内燃机冷却液
规范除了国内已经有的SH及JT
冷却液使用中可能存在的隐患，提出还应该包含：冷却液的粘度要求；与橡胶
制件的相容性；抑制穴蚀性能；贮存稳定性等。
以铸铁试件为研究对象，借助于磁致伸缩模拟试验装置，研究了冷却液的
性能参数对穴蚀的影响，包括温度、pH值、腐蚀性离子的浓度以及不同化学试
剂等影响因素，深入研究了典型化学试剂抑制穴蚀性能的效果。研究结果表明：
腐蚀水浓度的提高，穴蚀失重也逐渐提高；随着pH值由小到大，即水溶液由酸
性到碱性，穴蚀失重逐渐减少，当pH值为13时，穴蚀的失重很少；冷却液中
随着乙二醇或丙二醇浓度的增加，穴蚀失重逐渐减少；化学试剂对于铸铁的穴
蚀有重要的影响，传统的无机盐如亚硝酸钠、钼酸钠减缓铸铁穴蚀的能力不如
有机羧酸盐如葵二酸钠和庚酸钠等有效。
本研究采用复配一元an-元羧酸技术所研制的冷却液缓蚀剂具有较好的性
能，有效抑制了冷却液系统的腐蚀和穴蚀，其机理在电化学方面是抑制金属的
阴极和阳极反应，在抑制机械破坏方面一方面是加入有机羧酸后，穴蚀产生的
气泡溃灭强度下降，另外一方面是铸铁机件表面与有机羧酸形成了有机膜，该
有机膜可有效抑制微射流的破坏。
所研制的冷却液防蚀剂在通过实验室试验的基础上，在实际的铝制机体
X×内燃机冷却液缓蚀剂的改
’本论文的研究工作得到×部的“船舶柴油机冷却液规范”、X×部的“X
进研制”和“×XX改进型缓蚀荆0：XX柴油机上的跟踪试验研究”等项目的资助
武汉理工大学博士学位论文
12V150型柴油机、热负荷较高的MWMTBD234柴油机以及某铸铝水套柴油机上
进行了考核试验，拆卸检查表明所研制的缓蚀剂具有良好的减缓腐蚀、穴蚀的
功能，满足使用要求。
通过对冷却液的全面分析，论文提出了在用冷却液的监测程序和内容，利
用光铁谱监测方法联合检测在用冷却液中所包含的冷却系统的腐蚀、穴蚀等信
息，通过冷却液的浓度、pH值、储备碱度、灰份等分析可以获得冷却液中缓蚀
剂的衰减情况。这些方法和措施为监测冷却系统的状况、补加或更换冷却液提
供了科学依据。
关键词：内燃机，冷却液，缓蚀剂，腐蚀，穴蚀
武汉理工大学l尊士学位论文
Thecoolantofinternalcombustion
afluidthatdrawsoff
engine(ICE)，as
consistsof
bycirculatingthrough
engine，generally
antifreeze．、Ⅳi
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