硬水的软化

用于内燃机的冷却水，应当是清洁的软水。软水是指含矿物质很少的水，如雨水、雪水等。但是平常用的往往是河水、湖水、井水和自来水等，这些水在没有经过软化处理之前，除了含有泥沙和其他杂质外，还含有大量的矿物质，这种水通常叫作“硬水”。硬水在汽缸中受热后，矿物质就会在水套壁上结成水垢。水垢的传热能力很差，其热导率低于黄铜50倍，低于铸铁20~30倍。因此，汽缸和汽缸盖的热量就不能顺利传给冷却水，这样就容易使机器过热，甚至烧掉润滑油，加速汽缸和活塞连杆组等机件的磨损，从而降低内燃机的功率。另外，水垢过多，还能阻塞水管和汽缸水道，使冷却水循环困难。因此，河水、湖水、井水和自来水等最好进行软化处理后再使用。

常见的硬水软化方法有以下几种。

（1）蒸馏法

蒸馏法就是将硬水煮沸，但在燃料缺乏的地区实施起来就有一定的困难。

（2）草木灰软化法

原理：草木灰中的碳酸钾与硬水中的碳酸氢钙起化学反应，产生不溶于水的碳酸氢钾和碳酸钙，而使硬水软化。

①灰袋法：将过筛的草木灰装入布袋中，通常，放人冷却水池或水箱中的草木灰的数量为：1L水用4g草木灰。

②草木灰浸出液法：在木桶中加入1份质量的草木灰和9份质量的水，搅拌数次，每隔20min搅拌一次，然后沉淀15h即可使用。在硬水软化时，浸出液的用量为：100L硬水用4L浸出液。

（3）硝酸铵软化法

原理：硝酸铵和硬水中的碳酸氢钙起化学反应，生成溶于水的碳酸氢铵和硝酸钙，而使硬水软化。

用硝酸铵软化硬水，不仅可以防止水垢，而且能溶解已形成的水垢。

使用方法：将硝酸铵晶体溶解成硝酸铵溶液，然后加入到冷却水中，每千克的硬水加入3~4g硝酸铵。一般发动机每工作4~5天，需更换同样处理的新冷却水。

（4）烧碱软化法

原理：烧碱与硬水中的碳酸氢钙起化学反应，生成溶于水的碳酸钠和不溶于水的碳酸钙而使硬水软化。大约每10L水加6.6g烧碱（苛性钠）。

（5）离子交换法

离子交换法通常用的是离子交换树脂。离子交换树脂是一种不溶性的高分子化合物，它是由交换剂本体和交换基团两部分组成的。交换剂本体是由高分子化合物和交联剂组成的高分子共聚物。交联剂的作用是使高分子化合物组成网状的固体。交换基团是连接在交换剂本体上的原子团。其中含有起交换作用的阴离子和阳离子。如果交换基团中含有可交换的阴离子，则称为阴离子交换树脂，简称阴树脂；如果交换基团中含有可交换的阳离子，则称为阳离子交换树脂，简称阳树脂。

常用的阳离子交换树脂是苯乙烯系离子交换树脂。如国产732号苯乙烯磺酸基阳离子交换树脂。它的本体由苯乙烯高分子聚合物和交联剂二乙烯苯组成，用R一表示；它的交换基团是磺酸基（-S0₃H），其中H+是能与其他阳离子发生交换的离子。

常用的阴离子交换树脂也是以苯乙烯作骨架。例如国产的711号苯乙烯季铵阴离子交换树脂，它的交换剂本体也是用苯乙烯和交联剂二乙烯苯聚合而成；它的交换基团是季铵基，用碱处理后成为氢氧型阴树脂，其中OH一是能与其他阴离子发生交换的离子。

由于发生了上述交换反应，则流出树脂的水是软水。

注意：绝不允许采用海水直接冷却内燃机。