ضد یخ؛ کاربرد و اهمیت آن

پیشرانه‌های احتراق داخلی به دلیل ذات طراحی چرخه کاری، بخشی از سوخت فسیلی مورد استفاده را به صورت انرژی گرمایی هدر می‌دهند. اگر این حرارت از قطعات و اجزای درونی موتور خودرو دور نشود، فقط طی چند دقیقه، پیشرانه آسیب بسیار جدی خواهد دید.

این موضوع از همان ابتدای تولید پیشرانه‌های احتراق داخلی، به طراحی و ساخت سیستم خنک‌کاری انجامید. سیستمی که به کمک آب، حرارت را از قطعات دریافت می‌کند و با عبور از رادیاتور خنک‌کننده، آن را برای استفاده مجدد آماده می‌کند. اما با گذر زمان، ماده‌ای به نام ضد یخ / ضد جوش تولید و به منظور بهبود عملکرد سیستم خنک‌کاری پیشرانه‌های مدرن امروزی، روانه بازار شد.

تفاوت ضد یخ با خنک کننده

در علوم تخصصی مربوط به حوزه خودرو، از دو واژه آنتی فریز (Antifreeze) یا همان ضد یخ و کولِنت (Coolant) یا مایع خنک کننده یا همان مایع موجود در رادیاتور نام برده می‌شود. اما تفاوت این دو عنوان در چیست؟

ضدیخ (Antifreeze) همان‌طور که از نامش برمی‌آید، یک مکمل مضاعف به منظور ترکیب حجمی با مایع داخل رادیاتور است. اما زمانی که این مکمل با آب ترکیب می‌شود، نام آن به کولنت (مایع خنک کننده موتور) یا ترکیب حجمی ضدیخ و آب مقطر تغییر می‌کند. پس ضد یخ یک مکمل خالص و کولنت ترکیب حجمی همان ضدیخ با آب مقطر است.

دقیقا به همین دلیل است که در بازار ضدیخ‌های خالص در قالب ظرف‌های یک یا چهار لیتری به فروش می‌رسند، چرا که خالص هستند و هنوز با آب مقطر ترکیب نشده‌اند. اما کولنت‌ها در ظروف بسیار بزرگ‌تر با حجم ۵ تا ۱۰ لیتر به‌صورت از پیش ترکیب‌شده و آماده مصرف در اختیار مشتری قرار می‌گیرند.

انواع ضد یخ و رنگ بندی آنها

اگرچه رایج‌ترین رنگ ضد یخ در جهان سبز فسفری و پس از آن قرمز روشن است، اما در گذر سالیان دراز و پیشرفت تکنولوژی، انواع ضدیخ با رنگ‌بندی‌های متنوع روانه بازار شده است. تفاوت رنگ میان انواع ضد یخ نشان‌دهنده ترکیبات مختلف به‌کاررفته و تمایز در رده استاندارد ضدیخ‌ها است. در جدول زیر به صورت مختصر به بررسی انواع مختلف ضدیخ، تکنولوژی ضد خوردگی و رسوب‌زدا و گستردگی کاربرد در میان خودروسازان می‌پردازیم.

اهمیت رعایت استاندارد ضدیخ

در ایران تقریبا تمامی خودروهای موجود در بازار، از کلاسیک‌ها گرفته تا مونتاژی‌های روز و برخی از وارداتی‌ها از ضد یخ سبز (IAT) یا نهایتا از نمونه پیشرفته‌تر قرمز روشن (OAT) بهره می‌گیرند. اما اهیمت این رده‌بندی و ارائه این جدول استاندارد چیست؟

اهمیت این استاندارد در دو موضوع خلاصه می‌شود. ۱- اهمیت زیست‌محیطی ۲- اهیمت رده کیفی و هماهنگی آن با خودرو مورد نظر.

۱- اهمیت زیست محیطی

در کشورهای پیشرفته اروپایی و آمریکایی، معمولا استفاده از ضدیخ‌هایی با ترکیبات سیلیکات، نیتریت، آمین و فسفات، ممنوع است. حتی در صورت مجاز بودن استفاده از ضدیخ‌های دارای این ترکیبات، به هنگام تعویض کولنت باید روش‌های بازیافت و دور ریختن استاندارد فدرال رعایت شود، چراکه هرگونه دورریزی غیراصولی مواد سمی (نظیر کولنت‌ها) جرم محسوب می‌شود.

۲- اهمیت رده کیفی و تناسب با خودرو

شرکت خودروساز بر اساس متریال به‌کار‌رفته در سیستم خنک‌کننده پیشرانه و گرمایش خودرو نظیر رادیاتور موتور، رادیاتور بخاری، شلنگ‌ها، پکینگ‌ها، اورینگ‌ها و…، یک نوع ضد یخ مشخص را برای استفاده در آن خودرو بخصوص تعیین می‌کند. عدم استفاده از کولنت مشخص به دلیل تمایز میان ترکیبات شیمیایی به‌کار‌رفته در هر رده استاندارد از ضدیخ‌ها می‌تواند بر طول عمر مفید قطعات مربوط به سیستم خنک‌کاری خودرو تاثیر منفی بگذارد و ضمن کاهش عمر مفید آن، باعث بروز نشتی و آلودگی زیست محیطی شود.

مزایای استفاده از ضد یخ

همان‌طور که از نامش برمی‌آید، ضد یخ به منظور کاهش دمای انجماد سیستم‌‌های خنک‌کاری پایه آب استفاده می‌شود. اما بهبود عملکرد سیستم خنک‌‌کاری، تنها نقطه قوت این مکمل شیمیایی نیست.

خاصیت ضد جوش

این ماده یک خاصیت مهم دیگر دارد که همان افزایش دمای جوش آب است. آب در حالت استاندارد (فشار اتمسفر لب دریای آزاد)، در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد جوش می‌آید، اما با افزودن ضد یخ به محلول سیستم خنک‌کاری، این دما به ۱۰۷.۷ درجه افزایش پیدا می‌کند. اگر فشار مثبت سیستم خنک‌کاری خودروها را که در افزایش دمای جوش آب بسیار موثر است، در این معادله در نظر بگیریم، ضد یخ می‌تواند نقطه جوش آب را تا حدود ۱۲۵ درجه سانتیگراد افزایش دهد. به همین دلیل به مایع مکمل ضدیخ، ضد جوش نیز می‌گویند.

این خاصیت در خودروهای مدرن امروزی که به سیستم پرخوران (سوپر یا توربوشارژر) و پیشرانه‌های تراکم بالا مجهز هستند، بسیار به چشم می‌آید. چرا که این محصولات حرارت بسیار بیشتری نسبت به پیشرانه‌های قدیمی‌تر تولید و از سیستم خنک‌کاری مداربسته فشار مثبت استفاده می‌کنند. در نتیجه افزایش نقطه جوش آب رادیاتور آن‌ها اهمیت بسیار زیادی دارد. همچنین جوشیدن آب درون پیشرانه باعث بروز خلا مقطعی و داغ شدن بیش از حد برخی از قسمت‌‌های موتور خودرو خواهد شد. این خلا به معنای عدم حضور آب در آن نقطه به منظور جذب حرارت تولیدی است. تکرار این موضوع در کوتاه‌مدت می‌تواند مشکلات و آسیب‌های بسیار جدی برای قطعات درون پیشرانه ایجاد کند.

خاصیت ضد زنگ

به دلیل استفاده از فلزات حساس به خوردگی و اکسید (ترکیب با اکسیژن موجود در هوا یا آب) در پیشرانه خودرو، نظیر چدن، آهن، مس، برنج، قلع و آلومینیوم، بسیار اهمیت دارد که ضد یخ حاوی مواد پیش‌گیرنده از خوردگی و اکسیداسیون باشد. در نتیجه استفاده پیوسته از این ماده می‌تواند ضمن جلوگیری از بروز اکسیداسیون متریال داخلی  و افزایش طول عمر قطعات، اکسید‌های پیشین را نیز در خود حل کرده و با تخلیه آب رادیاتور به صورت منظم در بازه‌های زمانی مشخص، سیستم خنک‌کاری را تمیز و سالم نگه‌ دارد.

روانکاری

ضدیخ‌ها در خود موادی دارند که وظیفه آن‌ها روان و مرطوب نگه داشتن کاسه نمدها، واشرها و قطعات لاستیکی، مخصوصا نمونه‌های موجود در واترپمپ پیشرانه و محل اتصالات لوله‌های آب و رادیاتور بخاری خودرو است. در نتیجه استفاده از ضد یخ به‌صورت هم‌زمان بر سلامت قطعات خودرو تاثیر مستقیم می‌گذارد.

احتمال بروز نشتی

همان‌طور که بیان شد، ضدیخ خاصیت ضد اکسید و رسوب‌زدایی دارد. در نتیجه در بسیاری از پیشرانه‌هایی که برای سالیان دراز، تنها از آب خالی در سیستم خنک‌کاری خود بهره گرفته‌اند، استفاده از ضد یخ به دلیل قابلیت ضد اکسید و رسوب‌زدایی می‌تواند احتمال بروز نشتی در قطعات قدیمی نظیر پمپ آب، لوله‌های فلزی، رادیاتور پیشرانه یا رادیاتور بخاری خودرو را به مراتب افزایش دهد. این موضوع ایراد یا اشکال در عملکرد ضدیخ به حساب نمی‌آید. در حقیقت این قطعه یا بخش مورد نظر است که به دلیل فرسودگی و طول عمر بیش از حد به نشتی افتاده است.

بروز گرفتگی

همان‌طور که اکسیداسیون می‌تواند به نشتی در برخی قسمت‌های خودرو منجر شود، به همان ترتیب نیز می‌تواند با زدودن رسوب‌ و اکسید و حمل آن در مسیر خنک‌کاری به کمک فشار واترپمپ، منجر به مسدود شدن برخی از حفره‌ها و سوراخ‌های باریک، نظیر لوله‌های رادیاتور موتور، رادیاتور بخاری و مسیر ترموستات شود و چرخه مدار خنک‌کاری را با ایراد مواجه کند. در نتیجه در صورت استفاده از این ماده در پیشرانه‌های قدیمی و خودروهایی که در مدت زمان طولانی فاقد مکمل ضد یخ بوده‌اند، اکیدا توصیه می‌شود که در چند هزار کیلومتر اول، رنگ مایع خنک‌کاری پیشرانه مورد بررسی قرار بگیرد و در صورت تغییر از رنگ ابتدایی (سبز فسفری، قرمز و آبی) به رنگ قهوه‌ای (به دلیل حل شدن رسوب و اکسید در ضدیخ)، سیستم خنک‌کاری حتما به‌صورت کامل (موتور، رادیاتور پیشرانه و رادیاتور بخاری) شسته شود. این رویه باید تا زمانی ادامه پیدا کند که رنگ ضدیخ پس از چند هزار کیلومتر، دیگر تغییر فاحشی نداشته باشد.

ضد یخ ماده‌ای مکمل است، به این معنا که به عنوان یک ماده اضافه به آب افزوده می‌شود. در نتیجه درصد محلول این ماده در حجم مشخصی از آب ضمن ایجاد رفتارهای منحصر به فرد، تاثیر شگرفی در نحوه عملکرد آن دارد. به عنوان مثال، استفاده از درصد‌های مختلف این مکمل می‌تواند تا میزان درجه مشخصی دمای انجماد یا جوش آب را تغییر دهد. به همین دلیل بر اساس نوع ضد یخ/ ضد جوش، شرکت سازنده تعیین می‌کند که چه میزان از این مکمل باید با چه حجمی از آب ترکیب شود تا در آب و هوای مورد استفاده خودرو، سیستم خنک‌کاری در وضعیت طبیعی کار کند.

در نتیجه ترکیب حداکثر میزان ضد یخ با آب رادیاتور الزاما به معنای تاثیر بهتر این ماده نیست، بلکه کاملا برعکس است. استفاده از درصد ترکیب نامناسب (بیشتر یا کمتر) ضد یخ در پیشرانه خودرو، می‌تواند نقطه انجماد را بالا و نقطه جوش را از سطح مطلوب پایین‌ آورد. در نتیجه بر حسب دستورالعمل تعیین‌شده از سوی شرکت تولیدکننده و آب و هوای محل سکونت، درصد ترکیب ماده ضدیخ/ ضدجوش را به درستی تعیین کنید. یکی از رایج‌ترین درصد‌‌های به‌کارگیری مکمل ضد یخ و ضد جوش در خودروهای جهان، ترکیب مساوی ۵۰/۵۰ است.

 بهترین زمان تعویض ضدیخ

تعویض مایع ضدیخ در خودرو را می‌توان به دو دسته خودرو نو و خودرو دست دوم دسته‌بندی کرد. خودروهای صفر از کارخانه سازنده به ضدیخ مجهز هستند. اما این مایع نیز نیازمند تعویض و جایگزینی خواهد بود.

اگر خودرو مورد نظر به اصطلاح صفر کیلومتر باشد، پس سیستم‌های داخلی مدار گردش آب رادیاتور تمیز و بدون ایراد است. این مهم باعث می‌شود تا در صورت عدم بروز نشتی در این سیستم، مایع خنک‌کننده رادیاتور بین ۶۰ تا ۱۰۰ هزار کیلومتر اول نیازی به تعویض نداشته باشد. از آن پس با استفاده از مایع ضد یخ جایگزین از سوی مالک، توصیه می‌شود این مایع حدود هر ۵۰ هزار کیلومتر تعویض شود. این میزان حدودا برابر با مدت زمان استفاده دو ساله از خودرو خواهد بود.

در خودروهای قدیمی‌تر، این داستان اندکی متفاوت است. به‌طور کلی، ورود ناخالصی و آلودگی به سیستم خنک‌کننده رادیاتور، می‌تواند به آرامی کیفیت ضدیخ را کاهش دهد و عملکرد آن را با اختلال مواجه کند. در خودروهای قدیمی‌تر که زنگ‌زدگی، بخشی از ساختار داخلی پیشرانه است، آلودگی ضدیخ به مراتب زودتر اتفاق می‌افتد.

در صورتی که رنگ ضدیخ از سبز (یا قرمز) روشن به سوی قهوه‌ای زنگار مانند گذاشت، بدانید که ضدیخ وظیفه تمیزکاری خود را انجام داده است و باید جایگزین شود. اما پیش از جایگزینی آب و ضد یخ موجود در سیستم خنک‌کاری خودرو، بهتر است با استفاده از فشار شلنگ آب و پمپ آب خودرو، آب و ضد یخ قدیمی را از پیشرانه خارج کنید (فلاش کردن پیشرانه و رادیاتور)، کل مسیر را بشویید و سپس از ضدیخ جدید استفاده کنید.

با این روش هم داخل پیشرانه تمیز شده است و هم طول عمر ضدیخ جدید افزایش می‌یابد. درصورتی که ضد یخ بنا به هر دلیل تغییر رنگ دهد و دچار ناخالصی شود، ویژگی‌های خود نظیر نقطه جوش بالا و نقطه انجماد پایین را از دست خواهد داد در نتیجه دیگر نمی‌توان روی خاصیت آن حساب کرد و ممکن است باعث بروز آسیب به پیشرانه شود.

نتیجه گیری

ضد یخ در واقع یک ماده شیمیایی مکمل است که کمبود‌‌های فنی و شیمیایی آب خالص به عنوان مایع خنک‌کاری را رفع کرده و آن را تا حد بسیار زیادی با استانداردهای مورد نیاز پیشرانه‌های درون‌سوز هماهنگ می‌کند. استفاده از این مکمل به دلیل داشتن خواص ضدیخ و ضد جوش در کنار خواص پیشگیرنده از بروز رسوب و زنگ و همچنین زدودن رسوب و اکسید، در تمامی پیشرانه‌های احتراق داخلی به صورت اجباری توصیه می‌شود. به طور خلاصه، استفاده از مکمل ضدیخ/ضدجوش در تمامی پیشرانه‌های احتراق داخلی به عنوان یکی از عوامل موثر بر افزایش طول عمر پیشرانه و قطعات وابسته به آن واجب است.

نویسنده: شهاب انیسی