Di William Huff, chimico ingegnere scientifico dei materiali, Atmus Filtration Technologies

Il garage degli autobus per il distretto scolastico della contea di Putnam del Tennessee ha partecipato a una prova con Fleetguard che ha rivelato che il liquido di raffreddamento OAT di riempimento in fabbrica utilizzato nei suoi autobus stava causando guasti ai tubi flessibili. Dopo aver cambiato formulazione, i problemi sono scomparsi, dimostrando l’importanza di scegliere la giusta composizione chimica del refrigerante.

Un altro giorno, un'altra perdita del flessibile del riscaldatore. Nel garage degli autobus del distretto scolastico della contea di Putnam, nel Tennessee, le manichette andavano male così spesso che il team le ha accettate come un problema di manutenzione ordinaria.

Sebbene gli autobus siano costruiti su linee di assemblaggio, il processo è meno automatizzato rispetto ad altri tipi di produzione di veicoli. Gran parte del lavoro è ancora fatto a mano. E se un tubo non viene serrato o bloccato nel modo giusto, potrebbe essere consegnato con una perdita che può essere riparata rapidamente. Ma fallimenti come quello che stava vivendo il distretto non avrebbero dovuto accadere così spesso, se non del tutto. Se i tubi flessibili si sgretolano regolarmente più avanti nella vita di un veicolo, spesso è un segno di un problema di refrigerante.

Capire come funziona il refrigerante e come deve essere mantenuto è diventato sempre più impegnativo negli ultimi decenni. Oggi ci sono più opzioni che mai e le linee guida aneddotiche che hanno funzionato in passato non sempre si applicano alle innovazioni più recenti. Conoscere le proprietà del refrigerante che si sta utilizzando può significare la differenza tra un motore che funziona senza problemi per molti anni e uno che degrada lentamente verso un guasto potenzialmente catastrofico. Infatti, secondo un documento tecnico frequentemente citato pubblicato dalla Society of Automotive Engineers (SAE), il sistema di raffreddamento è coinvolto in circa il 40% di tutti i problemi nei motori diesel pesanti.

Fortunatamente per il garage degli autobus della contea di Putnam, un campionamento di routine del refrigerante ha rivelato la vera fonte del problema, e potrebbe essere rintracciato fino al riempimento originale della fabbrica.

La maggior parte dei veicoli diesel più recenti viene fornita con un liquido di raffreddamento basato su acidi organici (OAT) o una delle sue varianti. Questi liquidi di raffreddamento sono formulati per offrire una protezione più efficace e duratura rispetto alle opzioni convenzionali.

I refrigeranti OAT sono stati sviluppati per estendere gli intervalli di manutenzione e ridurre i requisiti di manutenzione; entrambi gli obiettivi sono stati raggiunti con grande successo. Un liquido di raffreddamento OAT adeguatamente mantenuto può potenzialmente durare fino a 1 milione di miglia (1,6 milioni di chilometri) o 20.000 ore, il punto in cui la maggior parte dei motori diesel deve essere ricostruita. Inoltre, i refrigeranti OAT non devono essere sostituiti così spesso perché i loro additivi si esauriscono a una velocità molto più lenta. Il sistema può essere semplicemente rabboccato secondo necessità con lo stesso liquido di raffreddamento OAT; non sono necessari additivi supplementari per liquido di raffreddamento (SCA) o estensori. È inoltre adatto a tutte le marche e modelli, da quelli leggeri a quelli pesanti, il che lo rende pratico per le flotte miste. Questi vantaggi sono abbastanza significativi che molti produttori di apparecchiature originali (OEM) utilizzano esclusivamente refrigeranti OAT o simili.

A differenza dei vecchi refrigeranti convenzionali, che utilizzano in gran parte additivi simili, le composizioni chimiche dei refrigeranti OAT possono variare notevolmente. È quindi fondamentale sapere quale formulazione si sta utilizzando e i possibili impatti che può avere sul motore.

Nel caso del garage per autobus della contea di Putnam, il colpevole si è rivelato essere un liquido di raffreddamento OAT che conteneva acido 2-etilesanoico (2-EH), un additivo popolare tra molti OEM perché è economico da produrre e molto efficace nel proteggere la ghisa. Sfortunatamente, è anche noto per danneggiare il silicone, che viene sempre più utilizzato per componenti come guarnizioni della testata, tubi flessibili del riscaldatore e tubi flessibili del radiatore.

2-EH è vietato in Europa come materiale pericoloso, ma è ancora ampiamente usato altrove ed è meglio evitarlo. Anche se il motore è privo di silicone, altri componenti del sistema di raffreddamento potrebbero non esserlo. La maggior parte dei paesi richiede che la presenza di 2-EH sia divulgata per legge, ma fai attenzione al termine “inibitori proprietari”, che a volte viene utilizzato per nasconderlo sulle etichette degli ingredienti.

Per confermare il sospetto che 2-EH fosse responsabile dei loro problemi con i tubi del riscaldatore, il distretto ha accettato di partecipare a uno studio collaborativo con un team di ingegneri e ricercatori Fleetguard di Atmus Filtration Technologies. Per lo studio è stato selezionato un gruppo eterogeneo di veicoli:

§ Quattro degli autobus del distretto sono stati scaricati e riempiti con liquido di raffreddamento Fleetguard ES Compleat™ , un prodotto ibrido o “a servizio esteso” che viene mantenuto in modo simile ai refrigeranti tradizionali. Questo tipo di refrigerante viene spesso scelto quando un operatore desidera un comportamento del refrigerante convenzionale familiare, è a suo agio con la gestione SCA o ha una flotta standardizzata per utilizzare un refrigerante a base di nitriti.

§ Quattro autobus sono stati lavati e riempiti con liquido di raffreddamento Fleetguard ES Compleat OAT, un liquido di raffreddamento privo di nitriti che offre gli intervalli di manutenzione più lunghi tipici dei prodotti OAT senza necessità di aggiunte SCA. L’eliminazione dei nitriti rende superfluo il monitoraggio degli SCA e dei nitriti. Protegge anche le superfici in alluminio del sistema di raffreddamento, che possono reagire con i nitriti creando depositi che ostruiscono i passaggi di raffreddamento e riducono l'efficienza del trasferimento di calore.

§ Quattro autobus aggiuntivi sono rimasti invariati e monitorati come gruppo di controllo.

Per evitare di danneggiare i componenti in silicone, scegliere liquidi di raffreddamento privi di acido 2-etilesanoico (2-EH), come ES Compleat e ES Compleat OAT di Fleetguard.

Gli autobus inclusi nello studio sono stati monitorati per 16 mesi, registrando collettivamente più di 220.000 miglia. Sono stati raccolti circa 160 campioni di refrigerante. I meccanici non erano pienamente consapevoli di quali autobus facessero parte dello studio, limitando il feedback aneddotico sui miglioramenti della manutenzione.

I risultati sono stati chiari: la degradazione dei tubi flessibili è stata praticamente eliminata in entrambi i gruppi di autobus che sono stati scaricati e riempiti con nuovo liquido di raffreddamento. Il gruppo di controllo ha continuato ad avere problemi in corso con perdite e perdite di refrigerante per tutto il periodo dello studio.

Come illustrato in questo esempio, una semplice differenza tra le formulazioni del refrigerante può influire significativamente sull'affidabilità e sul tempo di funzionamento delle apparecchiature a lungo termine. Una volta che il distretto ha capito come la loro formulazione originale del liquido di raffreddamento stava causando i loro problemi, è stato consigliato di richiedere che tutti i futuri autobus siano riempiti in fabbrica con un liquido di raffreddamento OAT che non contenesse 2-EH.

Tra i due refrigeranti alternativi testati dallo studio, la variante OAT è stata considerata preferibile per le sue esigenze di manutenzione ridotte, i costi inferiori nel tempo e la maggiore durata del fluido, che è significativamente più lunga della durata prevista degli autobus stessi.

Al termine del processo, l'officina per autobus del distretto scolastico della contea di Putnam ha deciso di standardizzare il liquido di raffreddamento ES Compleat OAT poiché è privo di 2-EH e offre requisiti di manutenzione ridotti, costi inferiori nel tempo e una maggiore aspettativa di vita del fluido.

Autore Bio

William Huff è un chimico di ingegneria dei materiali senior presso Atmus Filtration Technologies, dove supporta i refrigeranti Fleetguard, i filtri del refrigerante e i prodotti correlati. Ciò include la convalida e lo sviluppo di nuovi prodotti, la risoluzione dei problemi relativi ai refrigeranti e la conduzione di sessioni di formazione. William ha lavorato per Atmus per otto anni, con cinque anni di esperienza nel laboratorio di analisi dei refrigeranti dell'azienda. Ha conseguito una laurea in chimica analitica presso la Tennessee Technological University.