汽车空调制冷剂HFC-134a的使用

奔车族

汽车空调制冷剂HFC-134a的使用


20世纪90年代以前的轿车空调制冷系统都采用CFC-12作为制冷剂。70年代，科学家发现含氯的氟利昂破坏大气的臭氧层。1987年部分国家的政府签订了“关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书”，CFC-12被列为禁用物质之一。现在，汽车制造业均已开始向不含氯的替代物HFC-134a过渡。

由于缺乏正确的科普宣传和冰箱行业的所谓“无氟”冰箱广告的误导，使大家误以为所有的氟利昂类化学物质或者氟利昂中的氟元素都破坏大气臭氧层，这是十分错误的。真正破坏大气臭氧层的罪魁祸首是氟利昂中的氯元素而非氟元素，科学家们所观察到的正是氯原子对大气臭氧层的破坏和消耗。

氯氟烃类化学性质极其稳定，寿命很长，在低空对流层内难以分解，寿命可长达几十年甚至上百年，所以最终都会升到高空的平流层，在那里，强烈的紫外线将促使其分解，释放出氯原子。这种新生的氯对臭氧具有亲和作用，能夺取其中的一个氧原子而生成氧化氯，并放出氧分子，从而破坏了臭氧。更糟糕的是，氧化氯又能和大气中游离的氧原子起作用，重新还原出氯原子又去消耗臭氧，如此循环不断。事实上，氯原子只参与了破坏臭氧的反应，本身并不消耗，类似于催化剂的作用。虽说臭氧密度相当小，上述反应发生的机会不多，但经不住长年累月的作用。几年前，南极上空就已经出现了一个相当于欧洲面积大小的臭氧空洞，北极地区的臭氧层也变得很稀薄，使更多的太阳光紫外线辐射到地球危害人体健康。因此，国际社会于1987年9月在加拿大缔结了《蒙特利尔协议书》，明确规定禁用CFC-12的期限为2000年。但近年来由于臭氧层的破坏不断加剧，国际社会把CFC-12的完全禁用期提前到1995年，发展中国家则可推迟10年。我国于1992年发文规定：各汽车厂从1996年起在汽车空调中逐步用新制冷剂HFC-134a替代CFC-12，在2000年生产的新车上不准再用CFC-12。

其实，氟利昂类制冷剂就是卤代烃类化合物的商品名称，后来便逐渐变成了这一类化合物的统称。它是由卤族元素，主要是氟(F)原子和氯(Cl)原子取代甲烷(CH4)或乙烷(C2H5)中的氢(H)原子所生成的化合物。该类制冷剂编号的特点是：两位数属卤代甲烷系列如CFC-12。三位数、且首位数为1者，属卤代乙烷系列如HFC-134a。两者的尾数均表示所含氟原子数。甲烷系列两位数之和小于5者，乙烷系列三位数之和小于8者，其差值就是没有在编号中表示(默认)的氯原子数。例如：CFC-12的尾数为2，就说明它含有两个氟原子；两位数之和为5的差数是2，说明它还含有2个氯原子。HFC-134a的尾数为4，就说明它含有4个氟原子；三位数之和为8，与8的差值为0，说明它里面不含氯原子。在卤代烃中，有H原子被完全取代的，也有未被完全取代的。两位数的甲烷系列，其首位数减去1后的得数就是所剩的H原子数三位数的乙烷系列，其第二位数减去1后的得数就是所剩的H原子数。例如：CFC-12就不剩H原子；CFC-22剩1个H原子；HFC-134a就还剩2个H原子。

根据上述规律，卤代烃可分为三类：第一类是H原子被完全取代了的含氯氟烃，它的编号冠以CFC，第一个C代表氯元素，F为氟元素，后面的C是碳元素。第二类是H原子没有被完全取代的氢氯氟烃，它的编号冠以HCFC。第三类是H原子没有被完全取代，但不含氯的氢氟烃，它在编号前冠以HFC。由于各类氟利昂对臭氧层的消耗程度有很大的不同，所以必须区别对待，国外早已槟弃了氟利昂这一笼统而又含糊的称谓。

既然破坏臭氧层的是含氯卤代烃，那么前两类含氯，便都在禁用范围之列，只有HFC不含氯，允许继续使用。经各国科学家研究较为成熟并已步入实用阶段的就是HFC中的HFC-134a，它是美国杜邦(DuPont)公司率先开发出来的。制冷剂HFC-134a的主要特点是：①不含氯原子，对大气臭氧层不起破坏作用；②具有良好的安全性能(不易燃、不爆炸、无毒、无刺激性和无腐蚀性)；③物理性能与CFC-12比较接近，所以制冷系统的改型比较容易；④传热性能比CFC-12好，因此制冷剂的用量可大大减少。

但是HFU134a与现有矿物质的冷冻机油不溶合，因此不得不为之寻找新的压缩机油。通过反复试验与筛选，现已开发出两种与HFC-134a溶合的油，它们的代号为PAG及ESTER，而PAG油应用较为普遍。但仍存在如下问题：①具有高吸湿能力，易使制冷系统的节流元件(毛细管或膨胀阀)发生冰堵，因此要加大系统中干燥剂的装入量或提高其吸湿能力；②高温下与HFC-134a的溶合性降低，甚至不可溶。因此要特别注意改善系统的冷凝条件，勿使冷凝温度过高；③润滑性比矿物油稍差；④对制冷系统现用的橡胶密封件有渗透或腐蚀作用，不仅涉及到橡胶密封件，还牵连到制冷剂的输送软管；⑤价格较现在冷冻机油贵4-5倍。为了解决(橡胶件对PAG油的适应性，据曰本SANDEN公司报告，以HNBR为最佳，氯丁橡胶也能适应。)

上述问题，应对轿车空调制冷系统的设计作如下的改变：①制冷压缩机排量不变，可维持原机型，但所有橡胶密封件都必须换成HNBR材质；②冷凝器(含储液干燥器)需修改设计，以提高散热能力及吸附制冷剂与油中水份的能力；③蒸发器可维持原结构不变；④热力膨胀阀必须加大原有节流元件的阻尼值，故应减少其节流孔，还要更换密封件的材质，并用型号表明是用HFC-134a的；⑤制冷剂管路(含软管及接头)。更换接头内密封件的材质，软管采用多层复合结构、在抗PAG油的橡胶内衬中夹一层尼龙，以提高抗渗透能力。

由于上述这些变化在系统外观结构上都看不出来，为了在制冷剂替代的过渡期间，避免两种系统的交叉污染，因此，生产厂在HFC-134a与CFC-12制冷系统作了以下的标记：①存放HFC-134a的容器为浅蓝色，而存放CFC-12的容器为白色；②HFC-134a制冷系统连接软管是用橡胶和尼龙特制而成的，并且在其外部有汽车工程学会的印记(SAE#J2196)；而CFU12制冷系统连接软管常用一般橡胶管，另外专门为HFC-134a规定了特殊的快速接口，以便与CFC-12的管螺纹接口相区别。
汽车防冻液的正确使用


随着冬季的来临，我们在对汽车进行保养时都要认真检查汽车防冻液，这一点对汽车在冬季的安全使用非常重要。
防冻液的主要功能可以分为三个主要方面。首先，它与自来水相比降低了凝点。如果在水箱中加入自来水，在冬季气温低于O℃时，它就会因结冰而影响冷却系统的正常工作，甚至会使发动机缸体、水箱等冻裂，造成严重损失。因此，应根据当地气温来合理加入不同比例的防冻液以降低凝点。其次，防冻液具有防腐防锈的功能。由于发动机的冷却系统中有好几种金属，如:铜、铝、铸铁、焊料金属等，防冻液能够对所有这些金属进行保护。再者，防冻液的沸点比水高。由于现代汽车发动机功率不断提高，负荷不断增加，在炎热的夏季加上空调的开放使发动机的水温很容易达到100℃，造成发动机的“开锅”，严重影响了发动机的正常使用。加入防冻液则可以避免此现象的发生。

由上述原因可以看出，应该常年使用防冻液，而不是象有些驾驶员那样为了方便和节省费用只在冬季使用防冻液，其它季节则使用自来水。目前防冻液均以乙二醇为基础，我国尚无统一标准。交通部于1996年发布实施了强制性行业标准，即JT225-96《汽车发动机冷却液安全使用技术条件》，为对市场上的防冻液进行质量控制和管理提供了技术依据，是我国抽查检验防冻液质量的依据。美国要求常年使用防冻液，它分为两种类型。一类符合ASTM(美国材料试验学会)D3306-98准，适用于以铝合金缸体为主的轿车发动机，另一类符合ASTMD4985-98标准，适用于以铸铁缸体、湿式缸套为主的货车等重型车辆发动机。而曰本的发动机防冻液分为供冬季使用的AF型和全年通用的LLC型。目前市场上的国产，进口或合资生产的防冻液基本上属于上述类型。

尽管防冻液对发动机冷却系统有很好的保护作用，但是上述的传统防冻液存在着许多的缺陷。防冻液中常用的防腐剂可分为:硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐等无机物和胺盐、磷酸脂等有机物。对铝有极佳保护作用的硅酸盐，容易形成胶状物，堵塞冷却系统的管路，降低热传递效率，造成冷却系统故障。对于货车柴油发动机的湿式缸套，易受到气蚀，传统防冻液是通过称作“补充添加剂”的亚硝酸盐来阻止气蚀的侵袭。由于“补充添加剂”消耗的很快，所以需要定期地添加“补充添加剂”，非常繁琐。另外，由于磷酸盐的存在，极易在硬水中形成水垢及水锈。

为克服上述缺陷，目前一些高级的防冻液采用竣酸盐技术生产。它能给予冷却系统金属全面的防腐及湿式缸套的气蚀保护;同时，它不含有传统防冻液中所含有的磷酸、硼酸、硅酸和亚硝酸等盐类，不会在冷却系统形成有害沉淀物，因而可延长机件寿命。例如:加德士公司生产的特级防冻防锈液，既能满足ASTMD4985-98标准，又能满足ASTMD3306-98标准，还得到了许多发动机制造商的认可，如通用、奔驰、五十铃等。

与传统防冻液对比，加德士的特级防冻防锈液分为浓缩液和已预先稀释好的两类，专家建议优先选用稀释好的产品，因为有些地区的水质硬度较高，容易在冷却系统中形成水垢，影响导热效果，稀释好的产品能够保证水的质量，并且冷却液与水的配比准确，具有最佳的保护性能。

不同类型的防冻液一般是不宜混用的，如果确实需要，加德士的特级防冻防锈液是可以与传统防冻液混和的。但是，除非加德士特级防冻防锈液的含量达到90%以上，才能具有它的一些特性。如果其含量小于90%，就应把它看成传统的防冻液，对于湿式缸套的发动机，应定期添加“补充添加剂”。

因冷却剂中含有特殊添加剂，如不慎误服，必须送医院处理。

wanson

制冷系统还有其他需要更改的地方！

Germany舒

好牛叉的  佩服

jwer

太专业了吧！