Oil-Tech Speciaalproducten Tel. 020 - 4 36 36 13 - Fax. 020 - 4 36 36 15 - Mobiel 0651 - 231 005
De nieuwste generatie OAT koelvloeistof
Koelen
Ofschoon de verbrandingsmotoren in de afgelopen jaren sterk zijn verbeterd, zijn ze nog steeds niet erg efficiënt in het omzetten van verbrandingsenergie naar mechanische arbeid. Door de verbranding van brandstof (benzine, diesel of LPG) ontstaat in benzine- en dieselmotoren energie, die uiteindelijk via een omweg in mechanische energie wordt omgezet. Een groot deel van de opgewekte energie gaat echter "verloren" voordat het door de krukas wordt omgezet.
Ter indicatie: via de uitlaatgassen (29-35%), aan warmtestraling, wrijving en aandrijving van hulpaggregaten (circa 7%) en via het koelsysteem (circa 32%) gaat dus in totaal zo'n 68-74% van de toegevoerde energie verloren. Er blijft zo'n 26-32% over aan mechanische kracht aan de krukas.
Bij de moderne direct ingespoten benzine- en zeker ook de dieselmotoren zijn de verliezen overigens (aanzienlijk) geringer. Het koelsysteem moet de motor op de optimale bedrijfstemperatuur houden en het teveel aan warmte (helaas) afvoeren. De verbrandingsmotor, v.w.b. constructie als materialen, is niet bestand tegen te hoge temperaturen. Om de motor tegen oververhitting te behoeden moet er veel warmte afgevoerd worden: KOELEN dus.
Vriesbeveiliging
Al in 1886 heeft Carl Benz een eenvoudig vloeistofkoelsysteem toegepast. Water is hiervoor het meest geschikt. Water kan per kilogram veel warmte opslaan, neemt de warmte snel op en voert deze ook weer snel af. Bovendien heeft water een zeer lage en dezelfde viscositeit bij alle temperaturen van 0 tot 100 graden Celsius en kan dus snel rondgepompt worden zonder af teveel weerstandverliezen. Kortom, een ideaal koelmiddel op het eerste gezicht.
Naast deze voordelen van water als koelmiddel, komen ook de nadelen aan het licht. Het bevriest bij temperaturen onder nul, kookt bij temperaturen boven 100 graden (op zeeniveau) en is bovendien in zekere mate corrosief. Als water bevriest, zet het zo'n 9% uit waardoor het een motorblok en andere delen stuk kan drukken. Al in 1929 heeft BASF een product ontwikkeld dat het bevriezen van water voorkomt en het kookpunt ervan verhoogt. Het was de start van de ontwikkeling van koelmiddelen op basis van monoethyleen-glycol (MEG).
Ethyleenglycol (EG), zoals het meestal wordt genoemd, maakt het het mogelijk dat we motoren met water kunnen koelen. Ethyleenglycol wordt in ongeveer gelijke delen met water vermengd en de ontstane vloeistof heeft bijna alle gewenste eigenschappen. Het blijft vloeibaar tot -38°C en het kookt pas boven de 150°C. Zoals in de grafiek is te zien, daalt het vriespunt en dus de vriesbescherming tot de verhouding MEG/water van 70/30 is bereikt. Bij een hogere concentratie MEG (70+%) stijgt het vriespunt weer. Meestal worden concentraties tussen de 35 en 50% MEG gebruikt. Hogere concentraties worden vermeden omwille van de kostprijs maar ook omdat de warmte overdracht afneemt naarmate er meer MEG wordt toegevoegd.
Bij een mengverhouding van 50/50 wordt een vriesbeveiliging van ongeveer -38°C bereikt. Het mengsel van MEG met water is een goed compromis tussen kostprijs, warmteoverdracht en vriesbescherming. Een nadeel is dat MEG giftig (toxisch) is. In mindere mate wordt soms MonoPropyleen-Glycol toegepast, omdat het "niet giftig" is. De nadelen van MPG zijn echter dat het nogal wat duurder is (weer afhankelijk van de marktomstandigheden) dan MEG en het een minder efficiënte warmteoverdracht heeft. MPG wordt daar toegepast waar het "niet toxisch" zijn van groter belang is.
Anti-corrosie
Nu we een koelvloeistofmengsel hebben dat én koelt en vriesbescherming biedt, blijft er nog een groot probleem over: het mengsel van MEG en water is corrosief. Doordat er een grote verscheidenheid aan metalen in motoren wordt gebruikt, wordt tevens de corrosiewerking versterkt door de potentiaal verschillen tussen deze metalen. Er moet dus een pakket aan additieven worden toegevoegd: de corrosie-inhibitoren. Hierin verschillen de producten in belangrijke mate met elkaar: van zeer slechte tot zeer goede corrosiebescherming.
De laatste 10 jaar is er een totale ommekeer in de toepassing van "inhibitor-technologie" gaande. Vandaag de dag kan er onderscheid gemaakt worden 2 groepen inhibitortechnologie, nl. De traditionele (minerale) inhibitoren en de organische inhibitoren (Organic Acid Technology, kortweg OAT). Tot midden jaren 90 van de vorige eeuw waren enkel de traditionele inhibitoren in gebruik. Dit zijn boraten, nitrieten, fosfaten, amines en dergelijke. Vanwege de toenemende toepassing van aluminium in de motor werden daar later ook nog silicaten aan toegevoegd. Zeer algemeen kan men stellen dat deze inhibitoren het metaal (en andere materialen in de motor en het koelsysteem) beschermen door er een fysische beschermlaag op aan te brengen. Vergelijk het met kalk, maar dan veel dunner.
Bij het vormen van deze isolerende laag worden de inhibitatoren dus verbruikt en na enige tijd zijn er geen inhibitatoren meer aanwezig in de oplossing. De koelvloeistof moet dan worden ververst. Een bijkomend, nadelig, verschijnsel is dat de laag steeds dikker wordt, wat dan weer de warmteoverdracht van metaal naar vloeistof bemoeilijkt. In toenemende mate werden onderdelen van kunstof gebruikt en het verharden en scheuren en ondoorzichtig worden van deze kunststofdelen was het gevolg. Bovendien zijn deze inhibitoren schadelijk voor de gezondheid. Om milieu- en technische redenen werden daarom in de loop der jaren de amines, boraten, fosfaten en nitrieten uit het pakket gehaald. Omdat de silikaten van wezenlijk belang zijn om aluminium tegen corrosie te beschermen, zitten deze nog in het pakket van traditionele inhabitoren met de gangbare VAG productcode G-11. Ze moeten in voldoende mate in de koelvloeistof aanwezig zijn.
Het nadeel is dat de silicaten slecht in glycol en glycol/water mengsels oplossen. Ze vormen onder kritische combinaties van druk, temperatuur en stromingssnelheid van de koelvloeistof schurende poeders of veranderen de vloeistof in een gel. Met als gevolg dat de koelvloeistof zijn beschermende eigenschappen tegen de corrosie van aluminium verliest, koelkanaaltjes in het koelsysteem vernauwen en de warmteuitwisseling vermindert.
0AT's
Als gevolg van de koelvloeistof problematink heeft Texaco als eerste belangrijkste coolants producent een nieuwe generatie gepatenteerde inhibitoren techniek ontwikkeld: De OAT technologie. Inmiddels hebben ook diverse andere producenten een vergelijkbare OAT technologie ontwikkeld. Deze op organische zouten gebaseerde corrosiebescherming, heeft een heel ander beschermingsmechanisme. Ze "reageren" met het metaaloppervlak daar waar zich corrosie dreigt te vormen. Er vormt zich dan zeer plaatselijk een beschermlaag van organische inhabitoren. Vergelijk het met een aanval van witte bloedlichaampjes op een vijandelijk virus in het menselijke lichaam. Er is geen opbouw van een dikke fysische laag op het inwendige van het koelsysteem. Waardoor de warmteoverdracht niet terugloopt en er geen continu verbruik is van inhibitoren, waardoor de OAT-koelvloeistof een veel langere levensduur heeft in vergelijking met een koelvloeistof met traditionele inhibitor technologie.
Een ander voordeel is dat de 0AT's een veel betere bescherming bieden aan de nieuwste lichtmetaal legeringen zoals aluminium. Het VAG automobielconcern is één van de eersten geweest die de OAT-koelvloeistof is gaan gebruiken voor de eerste fabrieksvulling. De VAG productcode G12(+) is inmiddels een gangbare kwaliteitsaanduiding geworden voor Long Life c.q. Extended Life koelvloeistoffen. Het gaat immers om een koelvloeistof die in principe de gehele levensduur van de auto kan blijven zitten. Hoewel sommige automobiel fabrikanten hiervan nog wel eens willen afwijken uit traditionele overwegingen. Er wordt natuurlijk wel vanuit gegaan dat bij bijvullingen en/of reparaties aan het koelsysteem weer gebruikt wordt gemaakt van de originele voorgescheven productkwaliteit.
Nog slechts enkele automobielfabrikanten gebruiken een combinatie van inhibitor technologie, dat deels OAT inhibitatoren en deels traditionele inhibitatoren bevat. Dit zijn de hybride koelvloeistoffen. De verwachting is ook dat zij vroeg of laat de overstap naar volledige OAT technologie maken.
(Bij)vullen of afvullen met....?
Rondom het bijvullen of afvullen met de moderne 0AT's heersen soms nogal wat hardnekkige vooroordelen. Het is belangrijk dat u van deze producten van de hoed en de rand weet. Daarom dan ook een verduidelijking. Het is vanzelfsprekend dat een koelsysteem, dat gevuld is met een OAT koelvloeistof ook weer met een OAT koelvloeistof wordt (bij)gevuld). Als een traditionele koelvloeistof op de juiste wijze wordt ververst of ingeval van een reparatie aan het koelsysteem wordt (bij)gevuld, kan zonder bezwaar een OAT koelvloeistof worden gebruikt.
Een punt van aandacht is dat, indien menging tussen tussen OAT en traditionele koelvloeistoffen is, de grote voordelen van een OAT koelvloeistof teruglopen. De OAT koelvloeistof wordt "vervuild" met een traditionele koelvloeistof. Als er sprake is van een koelsysteem met traditionele koelvloeistoffen, is het aan te bevelen om het gehele koelsysteem af te tappen en geheel te vullen met een OAT -koelvloeistof, om volledig gebruik te kunnen maken van de bescherming die de OAT-koelvloeistof biedt.
Omdat een OAT koelvloeistof ten opzichte van het meer gebodene niet enorm veel duurder is, biedt het u het voordeel dat er maar één type koelvloeistof op voorraad dient te worden gehouden. De kleur van een koelvloeistof heeft in principe niets te maken met de toegepaste inhibitor technologie, maar dient enkel ter indicatie. Doorgaans hebben de koelvloeistoffen met een traditionele inhibitor technologie een blauwgroene kleur, de OAT koelvloeistoffen een roodoranje kleur. De normaal "transparante" koelvloeistoffen worden met zeer sterk geconcentreerde kleurstoffen gekleurd ter indicatie. Bij reparaties of bijvullen worden deze twee koelvloeistoffen dan met elkaar gemengd met als resultaat een roestbruine kleur. Dit is voor veel van u reden tot twijfel.
In feite is er geen enkele reden tot paniek. Omdat de kwaliteit van de koelvloeistof niet achteruit is gegaan. De roestbruine kleur spreekt de mensen echter niet aan. Om die reden heeft men sinds kort de OAT's een hele lichte transparante lila kleur meegegeven en heeft het een VAG productcode G12+. Wordt een koelsysteem met met een traditionele inhibitor (blauwgroen) hiermee (bij)gevuld, dan zal de kleur nauwelijks verlopen. Dat geldt ook voor de roodoranje OAT's, deze oorsprongkelijke en "originele" kleur zal niet noemenswaardig verlopen.
Ondanks de zeer hoge eisen van de automobielconstructeurs en de toepassing van zeer vooruitstrevende materialen, wordt de aftermarket voor koelvloeistoffen nog steeds gedomineerd door goedkope en minderwaardige producten. Ook zijn alle OAT's niet gelijk. Er zijn "goede" en "slechte" OAT's. Bepaalde organische inhibitoren reageren beter en beschermen beter dan andere. Dit is het fundamentele onderzoekswerk dat de grote koelvloeistof producenten uitvoeren.
Van belang is dat een product gebruikt wordt dat over de verschillende approvals beschikt om gebruikt te worden in bepaalde merken. Technische informatie over dit onderwerp is uiteraard bij ons aan te vragen.
Omdat het grote publiek de problemen met onderdelen van het koelsysteem (zoals een lekkende waterpomp, kapotte slang, overkomen e.d.) nooit toedicht aan een mogelijke slechte kwaliteit van de koelvloeistof, maar eerder aan de kwaliteit van de mechanische onderdelen is het zeer moeilijk om deze minderwaardige koelvloeistoffen als de boosdoeners aan te merken. Vaak uiten problemen met het koelsysteem zich pas na maanden na een reparatie waarbij het koelsysteem werd (bij)gevuld. Dit maakt het aanwijzen van de boosdoener nog moeilijker.