Lisää tietoja vedettömästä Evans-jäähdytysnesteestä ja perustellut vastaukset perusteettomia vastaväitteitä esittäville
Vesi vanhin voitehista
Koska Evans-jäähdytysneste on merkittävä kehitysvaihe polttomoottorien jäähdytysteknologiassa, on selvää, että vesiperustaisia jäähdytysnesteitä markkinoivat tahot kokevat Evans-nesteen uhkana heidän liiketoiminnalleen ja satavuotiaalle vesiperustaiselle ajattelulleen.
Vesi on paras lämmönsiirtoneste, sitä on lähes kaikkialla runsaasti saatavana ja se on halpaa. Veden rajoitukset ovat sen jäätyvyys 0 °C alapuolella ja kiehuminen 100 °C lämpötilassa. Lisäksi veden on yleisesti tunnustettu olevan korroosion ja eroosion lähde moottorin ja sen jäähdytysjärjestelmän komponenteissa.
Menneiden 100 vuoden aikana on tehty monia yrityksiä muuttaa veden fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Kuitenkin merkittävät todisteet järjestelmän komponenttien vaurioista ja tarve nesteen säännölliseen uusimiseen osoittavat, että vesi ei ole mikään ihanteellinen ratkaisu.
Englantilainen BTC Testing Advisory Group, jonka jäsenistöön kuuluvat mm. BP, BASF, Arteco ja Perkins, on vahvistanut 2011, että ”jopa 60 % moottorivaurioista voidaan katsoa johtuvan jäähdytysjärjestelmän viasta”. Siksi on loogista, että insinöörit ja tutkijat pyrkivät tutkimaan vaihtoehtoja, jotta näiden ongelmien syyt voidaan kitkeä pois, eikä pelkästään pyritä jatkuvasti korjaamaan seurauksia.
Tulevien polttomoottorien kehittäminen ja entistä korkeammat käyntilämpötilat (palamistapahtuman edistämiseksi ja päästöjen vähentämiseksi) tulevat hyötymään valtavasti jäähdytysnesteestä, jota ei tarvitse paineistaa 3 bar paineeseen sen pitämiseksi nestemäisenä.
Jo nyt monissa dieselmoottoreissa on jäähdytysjärjestelmässä yli 2 bar höyrypaine ja useimmissa Formula 1 -autoissa yli 3 bar paine. Tällaiset paineet tuovat erityisiä vaatimuksia rakenteen lujuuden suhteen ja voivat aiheuttaa räjähdyksenomaisia vaurioita, joista voi olla seurauksena vakavia palovammoja.
On siis mielekästä pyrkiä hermeettisesti suljettuun jäähdytysjärjestelmään, joka kestäisi avaamatta moottorin koko käyttöiän ja jossa käytettäisiin hyödyksi jäähdytysnestettä, jolla on voitu osoittaa olevan kyky estää ylikuumentumista. korroosiota, eroosiota ja paineennousua. Siksi on ilahduttavaa todeta, että huomattava määrä arvostettuja insinöörejä, moottoriurheilutalleja, autojen kunnostajia, suurien automäärien käyttäjiä ja moottorien valmistajia on jo käyttänyt aikaa (puolesta vuodesta useisiin vuosiin) tutkimalla vedettömän Evans-jäähdytysnestettä ennen sen ottamista käyttöön. Evans teki Hondan kanssa yhteistyösopimuksen, jonka seurauksena tehtiin 9 kuukauden ajan tutkimus- ja tuotekehitystyötä Japanissa ja Italiassa. Tämän tuloksena Hondan Motocross-talli käyttää ja suosittelee Evans-nestettä moottoripyöriinsä. Samoin lentokoneiden moottorien valmistaja Rotax suosittelee Evans-nesteen käyttöä valmistamissaan nestejäähdytteisissä lentokonemoottoreissa.
Miehet, jotka vaikuttivat Evans-nesteen kehitykseen
Kekseliäät insinöörit Jack Evans ja Tom Light, joiden erikoisalana oli suunnitella ja valmistaa jäähdytysjärjestelmiä huipputehokkaisiin moottoreihin, kehittivät Evans-nesteen käyttökelpoisuutta. Kun nämä miehet paransivat jäähdytysjärjestelmien ja niiden pumppujen rakennetta työskennellessään mm. Nascarin, Ferrarin, General Motorsin, jne. kanssa, he saattoivat todeta, että vesiperustaiset jäähdytysnesteet olivat usein rajoittamassa moottorin suorituskykyä ja toimintaa veden fysikaalisten ja kemiallisten rajoitusten vuoksi, vaikka tilannetta pyrittiin korjata painetta ja inhibiittoreita lisäämällä.
Jos vesi korvattiin 100 % glykolilla, voitiin päästä eroon kiehumisen ja höyrystymisen ongelmista, mutta puhdas glykoli ei kyennyt siirtämään riittävästi lämpöenergiaa, jotta olisi voitu estää moottorin lämpötilan jatkuva nouseminen. Useiden vuosien tutkimusten jälkeen kun erilaisia synteettisiä ja orgaanisia glykoleja ja niihin lisättyjä vedettömiä korrosioinhibiittoreita oli kokeiltu, Jack ja Tom patentoivat vedettömän Evans-jäähdytysnesteen, joka on myrkytön, jonka viskositeetti ja jähmepiste ovat matalia, jonka kiehumispiste on yli 180 °C, joka suojaa vielä -60 °C pakkasessa, joka kehittää vain vähän kaasupainetta, jossa ei pysy liuennut happi ja jolla on hyvin huono sähkönjohtavuus. Kaikki nämä ominaisuudet yhdessä varmistavat, että vedetön Evans-jäähdytysneste eliminoi vesiperustaisiin jäähdytysnesteisiin liittyvät kiehumisen, korroosion ja eroosion ongelmat ja samalla jäähdyttää moottorin tehokkaasti.
Teoria vastaan käytäntö
Evans-nestettä tutkivat insinöörit haluaisivat ensimmäiseksi tietää tämän nesteen ominaisuuksia kuten lämmönjohtavuuden ja viskositeetin. Pelkkien tällaisten tietojen perusteella Evans-nesteen arviointi voi olla harhaanjohtavaa. Koska vesi on paras lämmönsiirto-ominaisuuksiltaan, edellyttäen että se on vettä eikä vesihöyryä, niin teoreettiset laskelmat osoittavat usein, että Evans-neste vaatii suuremman jäähdytysjärjestelmän. Tämä on varmasti ollut syynä siihen, että moottorien ensiasennuksessa on pysytty sitkeästi vesiperustaisissa jäähdytysnesteissä.
Kuitenkin yli 20 vuoden käytännön kokemukset yli 500 000 moottorin varustamisesta Evans-jäähdytysnesteellä ovat osoittaneet, että Evans-nesteen muut ominaisuudet riittävät kumoamaan vettä hieman heikomman lämmönsiirtokyvyn.
Veden poistaminen jäähdytysjärjestelmästä
Kun käytössä olevaan moottoriin päätetään vaihtaa Evans-jäähdytysneste, on ehdottoman tärkeää varmistua, että vesipitoinen jäähdytysneste saadaan poistetuksi niin hyvin, että Evans-nesteen vesipitoisuus jää alle 3 %:iin. Siksi annettuja ohjeita pitää noudattaa tarkasti ja käyttää apuna Evans Prep Fluid -vedenimeytysnestettä.
Pahimmassa tapauksessa voi käydä näin:
Moottori, jonka jäähdytysjärjestelmän tilavuus on 10 litraa 50/50-pakkasnesteseosta, tyhjennetään nesteestä, mutta paineilmankaan avulla ei saada kaikkea nestettä pois, vaan moottoriin jää 2,5 litraa 50/50-pakkasnesteseosta. Tämä määrä vastaa 25 % järjestelmän tilavuudesta ja josta 12,5 % on vettä eli 1,25 litraa.
Moottoriin laitetaan 7,5 litraa Evans Prep Fluid -nestettä, moottoria käytetään kunnes termostaatti avautuu. Moottori pysäytetään, annetaan jäähtyä ja lasketaan Prep Fluid pois moottorista.
Oletetaan, että moottoriin jää taas 2,5 litraa nestettä, josta veden osuus on 0,313 litraa.
Lisätään moottoriin 7,5 litraa vedetöntä Evans Classic Cool 180 -jäähdytysnestettä ja käytetään moottoria kunnes termostaatti avautuu.
Jäljelle jäänyt vesimäärä, 0,313 litraa vastaa 3,125 % jäähdytysjärjestelmän tilavuudesta, mikä on hyväksyttävää.
Normaalissa tapauksessa käy näin:
Moottori, jonka jäähdytysjärjestelmän tilavuus on 10 litraa 50/50-pakkasnesteseosta, tyhjennetään nesteestä, mutta paineilmankaan avulla ei saada kaikkea nestettä pois, vaan moottoriin jää 1 litra 50/50-pakkasnesteseosta. Tämä määrä vastaa 10 % järjestelmän tilavuudesta ja josta 5 % on vettä eli 0,5 litraa.
Moottoriin laitetaan 9 litraa Evans Prep Fluid -nestettä, moottoria käytetään kunnes termostaatti avautuu. Moottori pysäytetään, annetaan jäähtyä ja lasketaan Prep Fluid pois moottorista.
Oletetaan, että moottoriin jää taas 1,0 litraa nestettä, josta veden osuus on 0,05 litraa.
Lisätään moottoriin 9 litraa vedetöntä Evans Classic Cool 180 -jäähdytysnestettä ja käytetään moottoria kunnes termostaatti avautuu.
Jäljelle jäänyt vesimäärä, 0,05 litraa vastaa 0,5 % jäähdytysjärjestelmän tilavuudesta, mikä on normaalia.
Väärän taloudellisuuden välttäminen
Vedetön Evans-jäähdytysneste on pitkäaikaisessa käytössä osoittanut, että monet vesiperustaisiin jäähdytysnesteisiin liittyvät ongelmat ja niistä aiheutuvat kustannukset voidaan välttää.
Erityisesti seuraavien ongelmien ja kustannusten estäminen:
a) Ylikuumentumisen ylikiehumisen ja jälkikiehumisen aiheuttamat seisokit ja korjauskustannukset.
b) Jaksottaisen paineistuksen, korroosion ja eroosion aiheuttamien vaurioiden korjaaminen ja komponenttien uusiminen.
c) Veden aiheuttamien kiihtyvien vaurioiden aiheuttamat moottorien ennenaikaiset romuttamiset.
d) Vesiperustaisten jäähdytysnesteiden säännöllisien uusimisten aiheuttamat kustannukset.
e) Vesiperustaisen jäähdytysnesteen kiehumisesta aiheutuva jäähdytysnesteen säännöllinen jatkuva lisäys, joka pahimmassa tapauksessa vuositasolla voi olla 100 - 300 % jäähdytysjärjestelmän tilavuudesta.
Kun Evans-neste on laitettu jäähdytysjärjestelmään, sitä ei tarvitse vaihtaa uuteen, ei koskaan!
Amerikkalainen Joe Umstead laittoi uuden kuormuriinsa yli 20 vuotta sitten Evans-jäähdytysnesteen. Nyt miljoona mailia myöhemmin moottorissa on edelleen sama Evans Heavy Duty -jäähdytysneste.
Muista myös, että Evans-neste voidaan ottaa talteen ja käyttää uudestaan, jos jäähdytysjärjestelmään tai moottoriin tehdään huoltotoimenpiteitä, joissa neste pitää tyhjentää jäähdytysjärjestelmästä.
Jäähdytysjärjestelmän tärkeyden merkitystä korostaa se, että BTC Testing Advisory Group tutkimuksen mukaan 60 % moottorivaurioista johtuu jäähdytysjärjestelmän vioista ja että Englannin tiepalvelu AA, vastasi vuonna 2012 yli 56 000 avunpyyntöön, joiden syynä oli ylikuumentuminen ja jäähdytysjärjestelmän vaurio.
Yhteenvetona voidaan todeta, että Evans-nesteen hinta kääntyy ostajan eduksi siinä vaiheessa, kun vesiperustainen jäähdytysneste vaihdetaan uuteen säännöllisen vaihto-ohjelman mukaan.
Jäähdytysnesteen todellinen lämpötila
Jos vesi ei pääse kiehumaan höyryksi, se on paras neste lämmönsiirtoon. Käytännössä kuitenkin moottorit kärsivät veden muuttumisesta höyryksi palotilan ympärillä olevissa vesitiloissa. Seurauksen on eroosiota, kavitointia, ylikuumentumista, nakutusta, tehon heikentymistä ja häiriöitä palamistapahtumassa.
Kun vesiperustaisella jäähdytysnesteellä varustettua moottoria käytetään kevyellä kuormituksella, eikä jäähdytysjärjestelmässä tapahdu veden höyrystymistä, jäähdytysnesteen lämpötila on 2 – 10 °C alhaisempi kuin se olisi Evans-nestettä käytettäessä. Sama lämpötilaero on myös moottoriöljyn lämpötilassa, mutta arvo on silti täysin hyväksyttävissä arvoissa.
Kun moottorin kuormitusta lisätään ja jäähdytysjärjestelmään syntyy höyrytaskuja (vesiperustaisessa jäähdytysnesteessä), on normaalia, että lämpömittarin osoitin näyttää korkeampaa arvoa. Evans-nestettä käytettäessä lämpötila pysyy vakaana kaikilla kuormituksilla. Tämä johtuu siitä, että Evans-neste pysyy aina nestemäisenä kosketuksessa moottorin metallipintoihin.
On myös todettava, että Evans-nesteellä varustetut moottorit saavuttavat normaalin toimintalämpötilansa hieman nopeammin kuin vesiperustaisella nesteellä varustetut moottorit. Tämä nopeampi lämpeneminen auttaa vähentämään pakokaasupäästöjä erityisesti dieselmoottorien kohdalla.
Moottorinohjausyksikön säätötarve
Moottorinohjausyksikön toiminta-alue kattaa kaikki normaalit jäähdytysnesteen lämpötilavaihtelut. Kun vesiperustaisella jäähdytysnesteellä varustetussa moottorissa esiintyy höyryn muodostumista yhden tai useamman sylinterin palotilan ympärillä, seurauksena voi olla virheellinen polttonesteensyötön ja sytytysennakon arvo.
Vaikka Evans-nestettä käytettäessä nesteen lämpötila olisi 10 astetta normaaliarvoa korkeampi, niin lukema on vakaa ja kaikille sylintereille sama, niin moottorinohjausyksikkö tekee tarvittavan korjauksen, joka on sopiva kaikille sylintereille. Käytännössä on todettu, että jäähdytysnesteen höyrystymisen puuttuminen Evans-nestettä käytettäessä, sallii moottorin toimia ohjearvon mukaisella sytytysennakolla, jolloin tuloksena on pikemmin parannus suorituskyvyssä ja taloudellisuudessa.
Eräät raskaan kaluston käyttäjät ovat saaneet lisähyödyn, kun Evans-jäähdytysnesteen käytön yhteydessä on nostettu moottorin toimintalämpötila tavanomaisesta 85–90 °C lämpötilasta 110–125 °C lämpötilaan. Tuloksena:
a) Polttonesteen parempi palaminen vähensi pakokaasupäästöjä.
b) Jäähdytyspuhaltimen käyttöaika vähentyi jopa 50 %.
Kokonaisuutena polttonesteenkulutus pienentyi 2–4 %.
Kuplakiehuminen
Kuplakiehumiseksi sanotaan tilaa, jossa kuuma metallipinta saa mikroskooppisia höyrykuplia muodostumaan kuumassa metallipinnassa, josta kuplat siirtyvät jäähdytysnesteen virtaukseen, jossa ne tiivistyvät taas nesteeksi. Kuplakiehuminen on tehokkain tapa siirtää lämpöä metallista nesteeseen. Samaa menetelmää käytetään atomivoimaloissa, joissa kuormitus, lämmön syntyminen, on tarkoin hallittavissa.
Polttomoottorissa tilanne ei ole kuitenkaan vakaa, koska kuormitus, ajonopeus, kuljettajan ajotapa, polttonesteen laatu ja ympäristön lämpötila ovat säännöllisessä muutoksessa. Kuplakiehumista voi toisinaan esiintyä moottorin jäähdytysjärjestelmässä, mutta usein lämmönsiirtyminen muuttuu nopeasti vaiheittain kuohuvaksi kiehumiseksi, jolloin höyrykalvo erottaa nesteen jäähdytettävästä metallipinnasta. Koska vesiperustaisen jäähdytysnesteen höyrykuplassa puolet on vettä ja puolet etyleeniglykolia, niin jälkimmäinen tiivistyy nopeasti, jolloin jäljelle jää puhdas vesihöyrykupla. Tämä ei tiivisty ennen kuin moottorin metallin lämpötila laskee alle 95–115 °C.
Evans-nesteen höyrypaine on paljon alhaisempi kuin vesiperustaisella jäähdytysnesteellä, koska Evansin kiehumispiste on yli 180 °C. Aivan kuten vesiperustaisella jäähdytysnesteellä ei Evans-nesteessäkään tapahdu säännönmukaisesti kuplakiehumista. Sen sijaan Evans-nesteellä ei voi tapahtua höyrykalvon syntymistä aivan äärimmäisiä olosuhteita lukuunottamatta. Siksi Evans-neste pysyy nestemäisenä kosketuksessa kuumaan metalliin, jolloin tehokas lämmönsiirto toimii.
On totta että veteen lisätyllä pinta-aktiivisella aineella, jota on useimmissa pakkasnesteissä, voidaan tehostaa lämmön siirtymää tiettyyn pisteeseen asti. Kun vesiperustainen jäähdytysneste siirtyy kuplakiehumisesta höyrykiehumiseen, pinta-aktiivinen aine ei auttaa tilannetta. Tämän on vahvistanut monet tapaukset, joissa moottorin ylikuumentuminen ja ylikiehuminen jatkuu, kun kiehumispiste on ylitetty.
Ellei Evans-nesteellä saavutettaisi parempaa tulosta kuin vesiperustaisilla nesteillä, niin Honda, Kamaz-Master, Veolia, jne. olisivat varmasti sen todenneet, eivätkä olisi siirtyneet Evans-nesteen käyttäjiksi.
Viskositeetti
Evans-nesteen viskositeetti on kaikissa lämpötiloissa korkeampi kuin vedellä, paitsi siinä vaiheessa, kun vesi kiehuu ja höyrystyy, jolloin viskositeetilla ei ole merkitystä. Evans-neste ei sovi vettä korkeamman viskositeettinsa takia termosifoonisella periaatteella ilman vesipumppua toimiviin jäähdytysjärjestelmiin.
Muutoin Evans-nesteen viskositeetti ei ole aiheuttanut ongelmia lukuunottamatta sellaisia tapauksia, joissa vesipumpun siipipyörä on ollut pilalle syöpynyt tai jäähdyttimen kennosto on osittain tukossa korroosiojätteiden takia. Tällaiset tapaukset aiheuttavat yleensä välittömän jäähdytysjärjestelmän vaurion, jonka korjaamisen ja viallisten osien uusimisen jälkeen Evans-neste voidaan ottaa hyvin käyttöön.
Vesipumpulla varustetuissa puhtaissa jäähdytysjärjestelmissä Evans-nesteen viskositeetti ei ole aiheuttanut mitään ongelmia.
Kavitointi
Sen lisäksi että Evans-neste eliminoi korroosiota, sen on osoitettu vähentävän sylinteriputkien pintoja syövyttävien höyrykuplien syntymistä. Märillä sylinteriputkilla varustettujen suurdieselmoottorien todellinen ongelma on jatkuvien tutkimusten kohteena. Monia erilaisia toimenpiteitä on kokeiltu vähentämään sylinteriputkien sisäpuolen kulumista ja vesitilassa olevan ulkopuolen pistesyöpymistä, mutta sylinteriputkien huokoisuus ja murtumat jatkuvat aiheuttaen lopulta katastrofaalisen moottorivaurion.
Moottorivalmistaja John Deere on kehittänyt uuden Sylinteriputkien Kavitointitestauksen (ASTM D7583), jossa Evans-neste menestyi erinomaisesti verrattuna kaikkiin kilpaileviin vesiperustaisiin jäähdytysnesteisiin. Evans-nesteellä saavutettiin pienin milloinkaan mitattu pistesyöpymien määrä.
Pistesyöpymät syntyvät, kun höyrykuplat irtoavat sylinteriputkien pinnasta, missä paineen pudotus tapahtuu. Vastaavaa tapahtuu myös mutkittelevissa vesikanavissa ja pumpun siipipyörän pesässä. Kaikkialla missä vesiperustainen jäähdytysneste vaihtaa nopeasti virtaussuuntaansa syntyy myös paineen pudotus, joka saa aikaan kavitoinnin, joka on usein syynä heikentyneeseen tai huonoon nesteen kiertoon ja aiheuttaa metallin ja muovitiivisteiden eroosiota, josta lopuksi on mahdollisena seurauksena vaurio.
Veteen ja vesiperustaisiin jäähdytysnesteisiin verrattuna Evans-nesteellä on paljon matalampi höyrypaine, joten mahdollisuus höyrykuplien syntymiseen ja kavitointiin on paljon pienempi.
Evans-nesteen alhaisen höyrypaineen ansiosta järjestelmän sisäinen paine vähenee noin 75 % eli noin 1,2 bar paineesta noin 0,25 bar paineeseen. Tämä pieni paine voidaan osoittaa avaamalla normaalilämpöisen moottorin jäähdytysjärjestelmän painekansi moottorin käydessä tai kuuman moottorin pysäytyksen jälkeen! Vaikka emme voi suositella tällaista esitystä, koska kaikessa toiminnassa täytyy turvallisuus pitää etusijalla, kuumia moottoreita käsittelevät asentajat tietävät mistä on kysymys. Käytännön merkitys pienestä paineesta on entistä pienempi kuormitus jäähdytysjärjestelmän letkuille, letkunkiristimille, jäähdyttimen ja lämmityslaitteen kennojen saumoille ja sylinterinkannen tiivisteelle.
Käyttöturvallisuus
Moottoriurheilun tietyissä ratakilpailuluokissa erityistä ”liukkautta” aiheuttavien jäähdytysnesteiden kuten Evans-nesteen ja glykoli/vesiseoksen käyttö on kiellettyä.
Vaikka Evans-nesteen käyttäjistä vain murto-osa on suoraan mukana moottoriurheilussa, niin käytännössä on voitu sielläkin todeta jäähdytysjärjestelmän pienen paineen etu. Jäähdyttimen vaurioituminen kiveniskusta tai törmäyksestä saa aikaan vain pienen vuodon eikä suuren paineen aiheuttamaa järjestelmän tyhjentymistä, joten ajamista on voitu jatkaa jopa maaliin asti.
Moottoriurheilussa tavallisimmat nestevuodot syntyvät öljystä, jarrunesteestä ja polttonesteestä, todella harvoin jäähdytysnesteestä.
Kumpaakaan jäähdytysnestettä, Evans-nestettä eikä glykoli/vesiseosta ei luokitella helposti syttyväksi nesteeksi. Äärimmäisen poikkeuksellisissa olosuhteissa kumpikin neste voi syttyä ja palaa. Kuitenkin pienipaineisen Evans-nesteen riski on paljon pienempi kuin suuressa paineessa toimivan glykoli/vesiseoksen, joka purkautuessaan hienona sumuna hehkuvan kuuman pakosarjan päälle saa seoksessa olevan veden höyrystymään ja jäljelle jäävän glykolin syttymään.
Muihin moottoritilassa oleviin nesteisiin verrattuna jäähdytysnesteiden syttymisriski on lähes olematon.
Evans-jäähdytysneste sisältää patentoitua DeTox ™ lisäainetta ja siksi se on luokiteltu myrkyttömäksi EPA-hyväksytyn laboratorion toimesta. Kuitenkin, kuten muidenkin kemikaalien kohdalla, ainetta ei pidä nauttia. Se täytyy pitää poissa lasten ulottuvilta ja välttää sen pääsyä kosketukseen silmiin ja ihoon.
Jos jostain syystä Evans-neste pitää hävittää, suosittelemme sen hävittämistä kuten vesi/glykoliseokset hävitetään.