高珍琪 楊操 王會萍 王娟

江蘇龍蟠科技股份有限公司

發(fā)動機冷卻液又稱為防凍液，是發(fā)動機冷卻液系統(tǒng)正常工作不可缺少的一種冷卻介質(zhì)，一般是由防凍劑、純水和添加劑等三部分組成，具有冷卻、防凍、防腐蝕等作用，是保障機動車核心動力部件正常動力輸出所必需的物質(zhì)。劣質(zhì)的冷卻液會造成冷卻液系統(tǒng)出現(xiàn)腐蝕、堵塞等故障，冷卻液產(chǎn)品質(zhì)量會直接影響到發(fā)動機的使用壽命。

隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展和新能源汽車的快速崛起，冷卻液也從單純的防凍、散熱發(fā)展為具有防凍、防沸、防垢、防腐蝕等功能的液體。為適應(yīng)不同類型汽車對于冷卻液的使用要求，新版GB 29743《機動車冷卻液》擬有3個組成部分。第1部分：燃油汽車發(fā)動機冷卻液[1]，第2部分：電動汽車冷卻液，第3部分：氫燃料電池冷卻液。本次修訂的是第1部分燃油汽車發(fā)動機冷卻液，第2部分電動汽車冷卻液標準已啟動編制，目前尚未發(fā)布，第3部分氫燃料電池冷卻液標準目前尚未啟動編制。

GB 29743—2013[2]自2013年發(fā)布至今已有10年，在制定時參考ASTM D3306—2011《轎車及輕負荷發(fā)動機用二元醇型冷卻液規(guī)范》和ASTM D6210—2010《重負荷發(fā)動機用全配方二元醇型冷卻液規(guī)范》等兩個技術(shù)標準。舊國標自實施以來，在國內(nèi)冷卻液生產(chǎn)廠家和市場監(jiān)管部門得到了廣泛應(yīng)用，對提高國內(nèi)冷卻液產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的指導(dǎo)作用。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車功率增大以及工藝、材料的進步，在提高汽車燃油經(jīng)濟性的同時，發(fā)動機技術(shù)也在高效率、智能化以及輕量化等方面不斷創(chuàng)新，發(fā)動機性能的提升，增加了汽車平均行駛里程，這對發(fā)動機冷卻液的使用性能和使用周期也提出了更高的要求。目前，ASTM D3306—2011已更新至ASTM D3306—2021，ASTM D6210—2010也已更新至ASTM D6210—2017，與此相比，舊國標的技術(shù)要求相對落后；同時，節(jié)能和環(huán)保等方面的法律法規(guī)要求也越來越嚴格：美國發(fā)動機冷卻液技術(shù)委員會已制定了一系列丙三醇（丙三醇具有更好的可降解性）冷卻液技術(shù)標準，歐洲一些國家采用了相比乙二醇毒性更小、更環(huán)保的丙二醇作為冷卻液的防凍劑，并對冷卻液中的亞硝酸鹽和銨鹽等組分做了嚴格限制。相比國外標準，舊國標對產(chǎn)品環(huán)保方面要求還不夠完善。為了完善舊國標中的技術(shù)要求，以適應(yīng)汽車冷卻液系統(tǒng)新的要求，按照國家標準化管理委員會對強制性國家標準的修訂計劃，由國家交通運輸部公路科學(xué)研究院統(tǒng)籌對發(fā)動機冷卻液舊國標進行了修訂。

GB 29743.1—2022《機動車冷卻液 第1部分：燃油汽車發(fā)動機冷卻液》（簡稱新國標）由交通運輸部提出并歸口，國家市場監(jiān)管總局和國家標準化管理委員會于 2022年12月29日發(fā)布，已于2023年7月1日正式實施。新國標仍是強制性國家標準，替代了GB 29743—2013《機動車發(fā)動機冷卻液》（簡稱舊國標）。本文分析了新國標與舊國標主要內(nèi)容的變化，比較了新舊國標技術(shù)指標和試驗方法的差異，重點說明了新國標新增的項目和技術(shù)要求。

鑒于新舊國標在產(chǎn)品術(shù)語、定義、產(chǎn)品分類、技術(shù)指標等方面有一定的差異，筆者就學(xué)習(xí)新標準的一些體會，提出來與讀者一起探討。

新國標主要內(nèi)容的變化

術(shù)語、定義和產(chǎn)品分類的變化

新國標在術(shù)語和定義方面做了修訂，在發(fā)動機冷卻液術(shù)語和定義中增加了注釋，對發(fā)動機冷卻液原液的定義做了明確解釋，避免在使用過程中出現(xiàn)原液、濃縮液和稀釋液的概念混淆；刪除了“乙二醇型機動車發(fā)動機冷卻液”、“丙二醇型機動車發(fā)動機冷卻液”和“其他類型機動車發(fā)動機冷卻液”的術(shù)語和定義，新國標將其相關(guān)內(nèi)容加入到產(chǎn)品分類章節(jié)中。

增加了 1，3-丙二醇型（輕負荷/重負荷）冷卻液的分類代號及型號，更改了其他類型冷卻液的分類代號及型號，同時刪除了-15號、-20 號兩個型號的產(chǎn)品標準要求。

增加1，3-丙二醇型冷卻液技術(shù)指標將鼓勵環(huán)保型冷卻液產(chǎn)品的創(chuàng)新以及應(yīng)用；刪除-15 號、-20號兩個型號的技術(shù)要求主要原因是這兩個型號的產(chǎn)品只適用于我國華中和華南地區(qū)，其次冷卻液生產(chǎn)廠家對這兩個型號產(chǎn)品生產(chǎn)量較少，從成本考慮與-25 ℃的產(chǎn)品差異也不大?；趪鴥?nèi)市場對冷卻液的需求，新國標刪除了-15 號、-20 號兩個型號的產(chǎn)品技術(shù)標準，并將冰點高于-25 ℃以上的產(chǎn)品統(tǒng)一納入其他類型的冷卻液；新國標中其他類型的冷卻液未對冰點、密度、沸點等理化指標做出嚴格要求，主要對腐蝕指標方面做了嚴格要求。

技術(shù)指標的變化

刪除了“其他二元醇含量”技術(shù)指標

舊國標對濃縮液中“其他二元醇’含量做出明確要求（質(zhì)量分數(shù)≤15%）是參照ASTM D 3306標準中的第3.1和3.2等部分，是為了控制冷卻液中其他雜醇的含量，如二甘醇和一些低碳醇，這些醇類在冷卻液中有一定風(fēng)險。新國標在制定時刪除了濃縮液“其他二元醇含量”技術(shù)指標，主要是因為目前國內(nèi)冷卻液生產(chǎn)廠家使用的乙二醇基本是符合 GB/T 4649—2018《工業(yè)用乙二醇》，該標準中對乙二醇含量要求較高，其中聚酯級乙二醇要求含量≥99.9%，工業(yè)級乙二醇含量要求≥99%[3]，所以規(guī)定標準中的其他二元醇含量（乙二醇型濃縮液其他二元醇含量不大于 15%，丙二醇型濃縮液其他二元醇含量不大于 1%）實際意義不大，而且此項目只針對濃縮液，對稀釋液其他二元醇含量沒有要求，如果使用其他二元醇稀釋液也很容易避開此項目的管控，所以新標準修訂時刪除了該項目。

修訂了稀釋液灰分技術(shù)指標

冷卻液中的灰分主要來源于添加劑，通過測試冷卻液的灰分可以了解無機添加劑的含量，但是不能通過灰分來判定冷卻液中添加劑濃度和產(chǎn)品防腐蝕性能，一些不法企業(yè)通過在冷卻液中加入大量的無機鹽來降低冷卻液的冰點，大量的無機鹽會對冷卻系統(tǒng)造成嚴重的危害，在使用這類物質(zhì)降低冰點時，灰分測試數(shù)據(jù)會比較大。舊國標中規(guī)定乙二醇型發(fā)動機冷卻液稀釋液冰點≥-35 ℃的灰分不大于 2.5%，冰點＜-35 ℃的灰分不大于 3.0%，丙二醇型發(fā)動機冷卻液稀釋液冰點≥-30 ℃的灰分不大于 2.5%，冰點＜-30 ℃的灰分不大于 3.0%，新國標對灰分控制更加嚴格，將稀釋液灰分技術(shù)標準統(tǒng)一修訂為不大于 2.5%。

修訂了氯含量技術(shù)指標

氯離子對金屬表面有活化作用，會加速對金屬的腐蝕[4]。新國標對發(fā)動機冷卻液氯含量要求更加嚴格，由舊國標氯含量不大于 60 mg/kg 修訂為不大于 25 mg/kg，同時根據(jù)實際檢測需求，增加了氯含量測試方法（JT/T 1230 離子色譜法），并增加了仲裁方法。冷卻液中的氯主要是生產(chǎn)用水和添加劑引入的。因我國不同地區(qū)的水質(zhì)有所差異，同時添加劑的質(zhì)量參差不齊，舊國標在制定時對國內(nèi)冷卻液產(chǎn)品做了大量驗證試驗，將氯含量標準定為不大于 60 mg/kg。近年來隨著冷卻液生產(chǎn)廠家純水處理裝置的普及使用以及冷卻液添加劑對氯含量的控制，目前國內(nèi)冷卻液產(chǎn)品氯含量基本可以達到 25 mg/kg 以下。為了提高冷卻液產(chǎn)品質(zhì)量，新國標將氯含量技術(shù)指標進行了加嚴。

增加了硫酸鹽含量（以SO42-計）技術(shù)指標

硫酸根離子是冷卻液中常見的腐蝕組分。冷卻液中的硫酸根離子主要來自生產(chǎn)用水和添加劑。硫酸根離子除了具有一定腐蝕性外，還容易和鈣鎂等離子生成硫酸鈣、硫酸鎂等沉淀，在冷卻液系統(tǒng)管路內(nèi)表面結(jié)垢影響冷卻系統(tǒng)散熱。ASTM D3306—2021標準要求冷卻液的稀釋用水中硫酸根離子的含量不得超過50 μg/g，同時ASTM D6210—2017標準要求發(fā)動機冷卻液濃縮液和稀釋液中的硫酸根離子都不能超過50 μg/g，因此新國標增加了硫酸鹽含量（以SO42-計）不大于50 mg/kg的技術(shù)要求。

增加了鑄鋁合金腐蝕外觀評價項目

鑄鋁合金傳熱腐蝕主要是評價冷卻液是否具有對鋁制氣缸蓋傳熱腐蝕抑制性能。在日常試驗中經(jīng)常遇到試驗后液體外觀發(fā)生顯著變化但是鑄鋁試塊腐蝕率滿足標準要求的情況，試驗后液體出現(xiàn)渾濁或有沉淀物，附著在管壁上或者堆積在試驗管底部。產(chǎn)生上述情況的主要原因是冷卻液含有的添加劑如硅酸鹽在高溫情況下不穩(wěn)定產(chǎn)生析出。鑄鋁合金傳熱腐蝕試驗過程中試樣外觀無論是出現(xiàn)渾濁還是沉淀，都表示冷卻液在某種程度上存在一定的質(zhì)量風(fēng)險，因此很多主機廠對鑄鋁合金傳熱腐蝕項目評價已經(jīng)不限于試驗鑄鋁試塊腐蝕率，同時對試驗后的液體外觀也作出了明確要求。新國標增加了試驗后液體沉淀產(chǎn)生量不大于 0.05 mL的要求，該項目試驗溫度是135 ℃±1 ℃，是目前冷卻液國標中溫度最高的檢測項目。依據(jù)冷卻液通過鑄鋁合金腐蝕試驗后的試樣狀態(tài)也可以評價產(chǎn)品在高溫情況下的穩(wěn)定性。

增加了冷卻液穩(wěn)定性評價項目

冷卻液穩(wěn)定性主要是評價儲存穩(wěn)定性和耐硬水穩(wěn)定性。新國標中冷卻液穩(wěn)定性技術(shù)要求是參考ASTM D7437—08，將冷卻液試樣在 60 ℃的環(huán)境中放置 336 h 后觀察試樣外觀，再取一定量的合成硬水加入到試樣中混合均勻后在 90 ℃的環(huán)境中保持 336 h 觀察試樣外觀[5]，然后按照要求使用離心機離心試樣，

響、水分（濃縮液）、玻璃器皿腐蝕；新國標出廠周期項目在舊國標基礎(chǔ)上，增加了硫酸鹽含量和鑄鋁合金傳熱腐蝕兩個項目。

增加了冷卻液試驗用金屬件標準要求

冷卻液腐蝕性能是評價冷卻液使用性能的重要指標，試驗過程中使用的金屬試片是重要試驗參考件，金屬試片的質(zhì)量水平直接影響冷卻液腐蝕試驗的評價結(jié)果。舊國標中部分試片如鑄鋁和鑄鐵，只給出了金屬試片元素含量要求，并未給出具體的執(zhí)行標準和牌號要求。新國標對玻璃器皿腐蝕和模擬使用腐蝕用到的 6 種金屬試片即紫銅、黃銅、鋼、鑄鐵、焊錫、鑄鋁的尺寸、牌號和執(zhí)行標準等做出了明確規(guī)定；新舊國標中腐蝕試驗用金屬試片技術(shù)要求對比見表2，同時新國標對冷卻液鑄鋁合金傳熱腐蝕用到的鑄鋁試塊材質(zhì)明確要求符合GB/T 1173 中的 ZL107 鋁硅合金技術(shù)標準。

表2 新舊國標冷卻液腐蝕試驗用金屬試片技術(shù)要求

增加了鋁泵氣穴腐蝕檢測項目中試驗泵的種類

隨著汽車制造工藝及使用材料的進步，同時減少汽車自重，提高車輛的燃油經(jīng)濟性，鋁合金材料在汽車上應(yīng)用越來越廣泛，機動車冷卻系統(tǒng)中的散熱器，缸蓋，水泵均是由鋁合金材料制成[7]。冷卻液在實際使用過程中應(yīng)對鋁制水泵具有一定的防腐保護功能，評判冷卻液對鋁制水泵防腐保護程度的試驗，稱之為“鋁泵氣穴腐蝕試驗”。

舊國標中鋁泵氣穴腐蝕試驗中要求采用標準別克泵作為直接評判對象，但是別克泵單價較高，一次使用后基本無法再次使用，從而導(dǎo)致該項目檢測費用較高，其次該型號鋁泵早已停產(chǎn)，目前主機廠裝車基本不再使用該型號的水泵，冷卻液生產(chǎn)廠家及檢驗機構(gòu)面臨無泵可用的境地，很難開展此項檢測，因此新國標結(jié)合我國汽車工業(yè)實際情況，增加了試驗泵種類。新國標要求除了 NB/SH/T 0087—2021 列出的別克（Buick）泵GM25527536和Master CP1018試驗泵[8]外，符合JT/T 1304 技術(shù)要求的鋁泵也可以用于冷卻液鋁泵氣穴腐蝕試驗。

結(jié)束語

GB 29743.1—2022是對GB 29743—2013標準所做的首次修訂。通過本次修訂，對燃油汽車發(fā)動機冷卻液理化指標和臺架試驗要求更加合理、科學(xué)，為冷卻液生產(chǎn)廠家產(chǎn)品質(zhì)量控制和市場監(jiān)管部門產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管提供了可靠的技術(shù)依據(jù) ，對國內(nèi)冷卻液技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義，將更好地促進冷卻液生產(chǎn)廠家通過技術(shù)創(chuàng)新，提高國內(nèi)冷卻液產(chǎn)品質(zhì)量水平。