در دنیای صنعت و خودرو، انتخاب مایع خنک‌کننده (کولانت) مناسب، تأثیر مستقیمی بر عملکرد و عمر مفید سیستم‌های خنک‌کننده دارد. در سال‌های اخیر، با پیشرفت فناوری، کولانت‌های نسل جدید به بازار عرضه شده‌اند که در مقایسه با کولانت‌های سنتی، دارای ویژگی‌های برتری هستند. این کولانت‌ها نه‌تنها بازدهی بهتری در انتقال حرارت دارند، بلکه با استفاده از فرمولاسیون‌های پیشرفته، مانع از خوردگی، رسوب‌گذاری و آسیب به قطعات فلزی و غیرفلزی سیستم‌های خنک‌کننده می‌شوند. اما این تفاوت‌ها دقیقاً چیست و چرا انتخاب کولانت مناسب می‌تواند در عملکرد و نگهداری تجهیزات تأثیرگذار باشد؟ در ادامه، به مقایسه کولانت‌های نسل جدید با نمونه‌های سنتی خواهیم پرداخت.
کولانت چیست؟
ضد یخ مایعی است که با آن آشنایی داریم و کولانت (Coolant) چیزی است که از ترکیب ضد یخ و آب به دست می‌آید. بنابراین کولانت (Coolant) مایعی بر پایه آب است. نکته مهم این است که حتی خود این مایع هم گرم می‌شود که برای خنک کردن آن فن‌هایی در مقابل رادیاتور در نظر گرفته شده است. کاری که کولانت انجام می‌دهد این است که دمای جوش آب را به شکل چشمگیری افزایش می‌دهد.
در اثر عمل نکردن درست سیستم خنک کننده از جمله استفاده از مایع نامناسب در خودروهای مدرن، کمبود مایع و یا نشتی و یا هر ایراد دیگر، احتمال به وجود آمدن مشکلات و خسارات سنگینی وجود دارد. به طوری که در ابتدا دمای موتور بالا رفته و در صورت تداوم این حالت، سوپاپ و یا سر سیلندر دچار مشکل می‌شود.
تفاوت‌های کولانت‌های نسل جدید و سنتی
تفاوت اصلی بین خنککنندههای جدید و خنککنندههای سنتی در نوع بازدارنده‌های خوردگی مورد استفاده است. خنککنندههای جدیدتر معمولاً از فناوری اسید آلی (OAT) بهره می‌برند که طول عمر بیشتر و محافظت بهتری در برابر خوردگی ارائه می‌دهد. این در مقایسه با فناوری افزودنی معدنی قدیمی (IAT) است که در خنککنندههای سنتی یافت می‌شود. خنککنندههای سنتی اغلب حاوی سیلیکات و فسفات هستند که می‌توانند با گذر زمان تجمع کنند و مشکلاتی ایجاد نمایند. خنککنندههای جدید معمولاً عمر طولانی‌تری دارند و برای موتورهای مدرن طراحی شده‌اند، در حالی که خنککنندههای سنتی بیشتر در خودروهای قدیمی استفاده می‌شوند.
تفاوت اصلی بین کولانت‌های نسل جدید یا خنککنندههای کاملاً فرمول‌شده (IAT) و خنککنندههای طولانی‌مدت (ELC) در مدت زمان یا مسافتی است که هر یک به‌طور مؤثر عملکرد خود را حفظ می‌کنند. در خنککنندههای معمولی با افزودنی‌های IAT، بازدارنده‌های خوردگی به مرور زمان مصرف می‌شوند و نیاز به تعویض مکرر دارند. در مقابل، خنککنندههای طولانی‌مدت (ELC) با افزودنی‌های OAT عمر بسیار بیشتری دارند و نیاز به نگهداری کمتری دارند، که این امر موجب صرفه‌جویی قابل‌توجه در هزینه‌های نگهداری در طول عمر مفید خنک‌کننده می‌شود.
بیشتر بخوانید: راهکاری مطمئن برای افزایش عمر و کارایی سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی مدار بسته
کاستی‌های خنککنندههای سنتی IAT
بسیاری از خودروهای تولیدشده در قرن بیستم همچنان از خنککنندههای IAT (فناوری افزودنی غیرارگانیک) استفاده می‌کنند. این مایعات سبز یا آبی همچنان در برخی مناطق اروپا، به‌ویژه شرق و جنوب شرقی آن، رایج هستند.
ساختار و عملکرد
خنککنندههای IAT حاوی بازدارنده‌های معدنی مانند سیلیکات‌ها، فسفات‌ها، بورات‌ها و نیتریت‌ها هستند. این افزودنی‌ها با ایجاد یک لایه محافظ، قطعات فلزی را از تماس مستقیم با سیال خنک‌کننده عایق می‌کنند. با این حال، این لایه محافظ به سرعت فرسوده می‌شود و عمر مفید کوتاه‌تری نسبت به فناوری‌های جدیدتر دارد. به طور معمول، خنککنندههای IAT نیاز به تعویض مکرر دارند، با عمری حدود 2 تا 3 سال یا بین 48,000 تا 72,000 کیلومتر، بسته به نوع افزودنی‌های استفاده‌شده.
محدودیت‌ها در برابر موتورهای مدرن
با پیشرفت فناوری، موتورهای خودرو قوی‌تر و کارآمدتر شده‌اند و نیاز به خنک‌کننده‌هایی با عملکرد پیشرفته‌تر دارند. خنککنندههای IAT قادر به ارائه این ویژگی‌ها نیستند و بیشتر برای موتورهای قدیمی با قطعاتی از جنس فولاد، مس، آهن و برنج مناسب هستند.
ظهور خنککنندههای آلی (OAT)
برای غلبه بر نواقص IAT، خنککنندههای جدید با فناوری اسید آلی (OAT) معرفی شدند. این مایعات مخصوص موتورهای مدرن با قطعات آلومینیومی طراحی شده‌اند.
ویژگی‌های فناوری OAT
- خنککنندههای OAT از بازدارنده‌های آلی مانند کربوکسیلات‌ها و تری‌آزول استفاده می‌کنند و فاقد سیلیکات و نیتریت هستند.
- این بازدارنده‌ها به‌طور مؤثری از خوردگی جلوگیری کرده و در دماهای بالا دوام بیشتری نسبت به اسیدهای معدنی دارند.
- عمر مفید این خنک‌کننده‌ها می‌تواند تا 5 سال یا 240,000 کیلومتر باشد، که به همین دلیل به آنها خنککنندههای با عمر طولانی نیز گفته می‌شود.
خنککنندههای OAT معمولاً نارنجی هستند اما ممکن است به رنگ‌های زرد، صورتی، قرمز، بنفش یا سبز تیره نیز دیده شوند. این فناوری با بسیاری از خودروهای مدرن، مانند فولکس‌واگن، آئودی، ساب، جنرال موتورز و هوندا سازگار است. با این حال، برای موتورهای قدیمی با قطعات مسی و برنجی مناسب نیست.
فناوری خنککنندههای هیبریدی یا کولانت‌های نسل جدید
هر دو فناوری IAT و OAT دارای نقاط قوت و ضعف خود هستند. خنککنندههای IAT خواص ضدخوردگی قوی دارند اما طول عمر کوتاهی ارائه می‌دهند. در مقابل، خنککنندههای OAT طول عمر بیشتری دارند اما نمی‌توانند به‌خوبی از موتورهای قدیمی در برابر خوردگی محافظت کنند.
برای ترکیب مزایای این دو فناوری، خنککنندههای هیبریدی ایجاد شدند. این فرمول‌های ترکیبی ویژگی‌هایی از هر دو فناوری را ارائه می‌دهند، مانند محافظت بهتر در برابر خوردگی و عمر مفید طولانی‌تر، که برای خودروهای جدید و قدیمی کاربرد دارند.
جمع بندی
انواع مختلفی از فناوری‌های خنک کننده وجود دارد و خودروها و موتورهای مختلف به راه حل‌های خنک‌کننده متفاوتی نیاز دارند. چیزی که همه این خنک‌کننده‌ها را از یکدیگر متمایز می‌کند، فناوری افزودنی یا بازدارنده‌های استفاده شده در فرمولاسیون آنها است. چه یک موتور با مسافت پیموده شده، یک وسیله نقلیه کاملاً جدید، موتور دیزلی یا بنزینی، خودروی اروپایی، آسیایی یا آمریکایی، همیشه توصیه های سازنده را در نظر بگیرید. هر مایع خنک‌کننده مخصوصاً برای محافظت از انواع موتورهای خاص و سیستم های خنک‌کننده آنها در برابر گرمای بیش از حد در شرایط گرم، یخ زدگی در دمای سرد و خوردگی طراحی شده است. پیشرفت در فناوری خنک‌کننده‌ها از IAT به OAT و در نهایت هیبریدی، پاسخگوی نیازهای متنوع خودروهای مدرن و قدیمی بوده است. انتخاب نوع مناسب خنک‌کننده بر اساس نوع موتور و شرایط کاری آن، کلید حفظ عملکرد بهینه و طول عمر سیستم خنک‌کننده است.
