2025年,汽車防凍液行業展現出強勁的發展勢頭,投資規模持續攀升,已突破百億元大關。作為汽車發動機冷卻系統的關鍵組成部分,汽車防凍液的性能、組成、質量標準以及發展趨勢,不僅關乎汽車的正常運行,也影響著行業的投資走向。
汽車防凍液在汽車發動機的運行過程中起著至關重要的作用,其性能直接關係到發動機的使用壽命和運行效率。首先,冷卻性能是汽車防凍液的核心功能之一。汽車發動機燃燒產生的熱量中,有30% 是藉助汽車防凍液散發出去的。《2025-2030年全球及中國汽車防凍液行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出,一旦發動機過熱,不僅會減少充氣量、降低充氣係數,引發 「爆震」,造成發動機扭矩和功率損失,還會因零部件受熱膨脹破壞正常配合間隙,導致軸承和其他運動部件損壞,同時影響潤滑油脂性能,甚至使其氧化結焦。
其次,防腐蝕性能也不容忽視。汽車發動機冷卻系統部件多由紫銅、鑄鐵、焊錫等金屬材質組成,不同金屬間的電極電位差易引發電化學腐蝕,且汽車防凍液組分分解產生的酸性物質也會腐蝕冷卻系統,嚴重時還會滲入燃燒室或曲軸箱,造成嚴重破壞。
再者,防水垢性能同樣關鍵。在熱負荷條件下,鎂、鈣等陽離子易與陰離子形成水垢,損壞水泵密封件,覆蓋在冷卻系統部件表面,降低散熱效率,嚴重時會導致發動機缸蓋高溫區溫度劇增,引起缸蓋開裂。此外,防凍性能也是汽車防凍液的重要指標。水雖為理想導熱介質,但低溫下結冰膨脹會使水箱凍結甚至開裂,因此在汽車防凍液中需加入降低冰點的物質。合格的汽車防凍液不僅要具備優良的防凍、防腐蝕、防水垢和冷卻性能,還要求外觀清亮透明、無刺激性氣味、有醒目顏色、儲存期長,能在冷卻系統內持續穩定工作。
汽車防凍液主要由防凍劑、水、緩蝕劑、緩衝劑、著色劑、消泡劑、防霉劑等多種成分組成。其中,防凍劑是汽車防凍液的主要成分,約占汽車防凍液濃縮液質量分數的 95% 以上。各國普遍採用的乙二醇,是一種無色、透明、稍有甜味且具有吸濕性的黏稠液體,能與水以任意比例互溶。不過,乙二醇 - 水溶液的冰點與乙二醇質量分數並非呈線性關係,當乙二醇濃度超過 70%(質量分數)時,其水溶液的冰點反而會上升,因此在配製時需合理選擇濃度,以兼顧防凍性和經濟性。
水也是汽車防凍液的重要組成部分,其良好的流動性能、導熱性能和較大的比熱容,有助於汽車防凍液發揮作用。但由於自來水中含大量金屬離子和酸根離子,易產生水垢並加劇腐蝕,所以汽車防凍液必須使用蒸餾水或去離子水。
添加劑在汽車防凍液中也發揮著不可或缺的作用。緩蝕劑可分為無機化合物緩蝕劑和有機化合物緩蝕劑。無機化合物緩蝕劑如偏矽酸鹽、磷酸鹽等,能使金屬表面形成緻密鈍化膜;有機化合物緩蝕劑如三乙醇胺、苯並三氮唑等,防鏽性能較好。不同緩蝕劑對不同金屬的作用各異,為達到全面防鏽效果,多採用多種緩蝕劑復配的複合配方。緩衝劑能穩定汽車防凍液的 pH 值,使緩蝕劑保持良好效果;消泡劑可防止因空氣滲入產生泡沫,影響熱傳導和加劇孔蝕;著色劑便於區分汽車防凍液與普通冷卻水,監測其酸鹼度變化;防霉劑則能防止汽車防凍液在儲存過程中發霉變質。
為確保汽車防凍液的質量,世界各國都制定了相應的質量標準和評定方法。日本的 JIS K2234 - 2006《防凍冷卻液標準》、美國的 ASTMD3306 - 2014《車輛和小型車輛用乙二醇基發動機冷卻液的規格》以及 ASTMD6211 - 2010《重負荷發動機用完全按配方生產的乙二醇基發動機冷卻液的規格》等,都為汽車防凍液的質量把控提供了依據。
我國對汽車防凍液的研究起步於 20 世紀 80 年代。1992 年制定行業標準 SH/T 0521 - 1992《乙二醇型發動機冷卻液及其濃縮液》,1999 年頒布新版標準 SH/T 0521 - 1999《汽車及輕負荷發動機用乙二醇型冷卻液》。2013 年 9 月,GB 29743 - 2013《機動車發動機冷卻液》正式頒布,並於 2014 年 5 月在全國實施。該標準首次建立了重負荷發動機冷卻液標準,明確了 「重負荷發動機」 的定義,規定了機動車發動機冷卻液的各項內容,標誌著我國汽車防凍液行業進入新的發展階段。
汽車防凍液可按發動機使用負荷大小分為輕負荷冷卻液和重負荷冷卻液,按主要原材料分為乙二醇型、丙二醇型和其他類型,按添加劑不同分為無機型、有機型和混合型。近年來,有機型冷卻液憑藉儲存穩定性佳、更換周期長、不含亞硝酸鹽及超強抗沸性等優勢,成為研究熱點。
然而,GB29743 - 2013標準根據我國車輛實際運營情況,規定採用濕式缸套的重負荷發動機應使用重負荷發動機冷卻液,並對重負荷發動機冷卻液中的亞硝酸鹽等組分含量提出要求,這使得有機型冷卻液(不含亞硝酸鹽)不能作為重負荷發動機冷卻液使用。鑑於重負荷發動機是我國汽車防凍液的主要應用對象,且無機型防凍液緩蝕劑消耗速度快,未來,綜合無機型和有機型產品技術優勢的混合型冷卻液將成為汽車防凍液研究的熱點和發展主流。
綜上所述,汽車防凍液在汽車發動機運行中扮演著關鍵角色,其性能、組成、質量標準和發展趨勢緊密相連。從性能要求的嚴格把控,到多元組成成分的協同作用,再到質量標準體系的不斷完善,以及未來混合型冷卻液的發展趨勢,都體現了汽車防凍液行業在適應市場需求和技術進步中不斷發展。2025年汽車防凍液行業的百億投資規模,也預示著該行業將迎來更多的技術創新和市場變革,持續為汽車工業的發展提供有力支持。
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