В пособии рассмотрены основные требования к эксплуатационным материалам, производимым за рубежом и широко поставляемым в Россию

Название	В пособии рассмотрены основные требования к эксплуатационным материалам, производимым за рубежом и широко поставляемым в Россию
Дата	11.02.2023
Размер	2.64 Mb.
Формат файла
Имя файла	Stukanov_V_A_Avtomobilnye_expluatatsionnye_materialy (1).doc
Тип	Реферат #931740
страница	16 из 25

1 ... 12 13 14 15 16 17 18 19 ... 25

Окончание табл. 5.5

t⁰С жидкости	Содержание этиленгликоля в жидкости, % по объёму
22	21	22	24	26	28	31	32	34	36	38	40	42	44	46	48	50	52	54	56	58	60	62	64	65	66	68	70
+20	21	23	25	27	29	31	33	35	37	39	41	43	45	47	49	51	53	55	57	59	61	63	65	66	67	69	71
18	22	24	26	28	30	31	34	36	38	40	42	44	46	48	50	51	55	56	58	60	62	64	66	67	68	70	72
16	23	25	27	29	31	32	34	36	39	41	42	45	47	48	50	52	54	57	59	61	63	65	67	68	69	71	73
14	24	26	27	30	31	32	35	37	39	42	43	45	47	49	51	53	55	57	59	61	64	66	68	69	70	72	74
12	24	26	28	31	32	33	35	37	40	42	44	46	48	50	52	54	56	58	60	62	64	67	69	70	71	73	75
+10	25	27	28	31	32	34	36	38	40	43	45	46	48	51	53	55	57	59	61	63	65	68	70	71	72	74	76
8	25	27	29	31	33	34	36	38	41	43	45	47	49	51	53	55	58	59	61	63	66	68	70	71	72	74	77
6	25	27	29	32	33	35	37	39	41	44	46	47	49	52	54	56	58	60	62	64	67	69	71	72	73	75	77
4	26	28	30	32	33	35	37	39	42	44	47	48	50	53	55	57	59	61	63	65	68	70	72	73	74	76	78
2	26	28	30	32	34	36	38	40	42	45	48	49	50	54	56	58	60	62	64	66	69	71	73	74	75	77	79
0	26	28	30	32	34	36	38	40	43	45	48	49	51	54	56	59	61	63	65	67	70	72	74	75	76	78	80
1	27	29	31	33	34	36	38	40	43	45	48	49	51	54	56	59	61	63	65	67	70	72	74	75	76	78	80
2	27	29	31	33	35	37	39	41	43	46	49	50	52	55	57	60	62	64	66	68	71	73	75	76	77	79	81
3	27	29	31	33	35	37	39	41	44	46	49	50	53	55	58	60	62	64	66	68	71	73	75	76	77	79	81
4	27	29	31	33	35	37	39	41	44	46	49	51	54	56	58	61	63	65	67	69	72	74	76	77	78	80	82
5	27	29	31	33	35	37	39	41	44	46	49	51	54	57	59	61	63	65	67	69	72	74	76	77	78	80	82

Возможно определение концентрации этиленгликоля и по плотности раствора. Найдённое значение плотности при температурах, отличных от 20 С, пересчитывают по формуле:

,

где

– плотность раствора при температуре t;

– температурная поправка для этиленгликоля равная 0,525 кг/м³ град.

Приведённые к температуре 20 С (истинные) значения концентрации этиленгликоля и плотности раствора позволяют определить температуру замерзания раствора по зависимостям, приведённым на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Зависимость плотности

и температуры замерзания

этиленгликолевых антифризов от содержания в них воды С_в
В процессе эксплуатации автомобилей возникает необходимость в корректировке процентного соотношения этиленгликоля и воды в антифризе. Количество добавляемых этиленгликоля и воды определяют по формулам:

при добавлении этиленгликоля:

;

при добавлении воды:

,

где: М – количество добавляемого компонента, л;

Н – объём исходного раствора, л;

а и в – содержание воды в исходном растворе и в требуемой смеси, % по объёму;

с и d – содержание этиленгликоля в исходном растворе и в требуемой смеси, % по объёму.

Срок службы антифризов в системе охлаждения автомобилей составляет 2 года или 60 тыс. км пробега. Модернизированный антифриз «Тосол А40-М», выпускаемый с 1985 года обеспечивает работу двигателя до 3 лет.

Вообще срок службы определяется сохранностью присадок. В южных районах средние рабочие температуры в двигателе выше, антифриз стареет интенсивнее. Выработка антифрикционной присадки приводит к изменению цвета антифриза Тосол А40 с голубого на зелёный, затем – на жёлтый.

Увеличение срока службы антифризов при условии нормальной плотности и исправности системы охлаждения достигают введением специальных добавок, например «Отера» (ТУ 6-15-07-112-85). Добавки восстанавливают стандартную концентрацию присадок.

В высокогорных условиях и при напряжённых тепловых режимах форсированных двигателей применяют специальные охлаждающие жидкости с высокими температурами кипения, представляющие собой смеси высокомолекулярных спиртов и эфиров [2]. Основные показатели качества таких жидкостей приведены в табл. 5.6.
Таблица 5.6
Охлаждающие жидкости с высокими температурами кипения

Показатель качества	Жидкости с температурой кристаллизации
	–40 С	–60 С
Цвет	Прозрачная бесцветная или слабомутная желтоватая жидкость
Плотность при 20 С, кг/м³	1100		1050

Окончание табл. 5.6

Показатель качества	Жидкости с температурой кристаллизации
Показатель качества	–40 С	–60 С
Температура кипения, С начала конца	130–145 –	130–140 195–210
Содержание механических примесей, %, не более	0,005	0,005
Зольность, %, не более	0,8–1,0	0,8–1,0
Вязкость, кинематическая, мм²/с, при температуре –35 С, не более	500	320

5.1.5. Водоглицериновые смеси
На некоторых химических предприятиях в виде побочного продукта на определённом этапе производства конечной продукции образуется глицерин. Образуется в значительных количествах.

Глицерин (С₃Н₅(ОН)₃) – простейший трёхатомный спирт, бесцветная вязкая жидкость сладкого вкуса, без запаха. Температура плавления 17,9 С, кипения 290 С, плотность при 20 С – 1260 кг/м³. Неогнеопасен, нетоксичен. К недостаткам глицериновых жидкостей можно отнести большую, чем у этиленгликолевых стоимость и повышенную вязкость. Но, как отмечалось выше, в местах массового производства, без транспортных и прочих расходов стоимость гораздо ниже. Вязкость можно уменьшить, изменяя концентрацию глицерина в жидкости. При этом можно получить вполне пригодную для эксплуатации при небольших отрицательных температурах жидкость (табл. 5.7).

Таблица 5.7

Свойства глицериновых растворов

Состав раствора, %		Температура кристаллизации, °С	Плотность при 20 °С, кг/м³
глицерин	вода
10	90	–2	1024
20	80	–5	1051
30	70	–9	1077
40	60	–15	1103
50	50	–23	1129
60	40	–35	1153
70	30	–47	1173
80	20	–40	1181

Окончание табл. 5.7

Состав раствора, %		Температура кристаллизации, °С	Плотность при 20 °С, кг/м³
глицерин	вода
90	10	–20	1207
100	0	+17,9	1265

В настоящее время в ограниченных количествах выпускается антифриз ВГ-40, представляющий собой смесь воды и глицерина с добавлением присадок. Основные свойства водоглицериновой охлаждающей жидкости и аналогичные показатели водоэтиленгликолевой жидкости приведены в табл. 5.8.

Таблица 5.8
Физико-химические свойства водоглицеринового антифриза

ВГ-40 в сравнении с ТОСОЛом А-40

Показатели	Марка антифриза
	ВГ-40	ТОСОЛ А-40
Внешний вид	мутная жидкость	голубая жидкость
Плотность при 20 °С, кг/м³	1150–1170	1078–1085
Температура кипения, °С, не ниже	108	108
Температура кристаллизации, °С, не выше	–30	–40
Содержание по массе, % : глицерина, воды	60 40	– 44
Содержание присадок, г/л: декстрин, динатрийфосфат, антивспенивающая, антикоррозионная	1,0 2,5–5,5 – –	0,4 – 0,05 2,55

По основным свойствам антифриз ВГ-40 незначительно уступает Тосолу марки А-40. Следует иметь в виду несколько большую коррозионную активность водоглицеринового антифриза к припою и серому чугуну.
5.1.6. Водоспиртовые смеси
В качестве охлаждающих жидкостей могут быть использованы и водоспиртовые смеси. Например, состав из 40% спиртов и 60% воды замерзает [2]:

– метиловый спирт – минус 40 С;

– этиловый спирт – минус 31С.

Температура плавления этилового спирта минус 114,2 С, метилового ещё ниже. Это позволяет получить смеси с практически любой, необходимой температурой кристализации. Но у смесей спирта и воды очень высока испаряемость спиртового компонента, так как спирты имеют низкие температуры кипения:

– метиловый спирт 64,5 С;

– этиловый спирт 78,4 С.

Следовательно, при длительной работе двигателя с негерметичной системой охлаждения из охлаждающей жидкости будут интенсивно испаряться спирты, что вызовет повышение температуры кристализации.

Метиловый спирт – это сильнейший яд. Попадание в организм 30 мл метанола смертельно.

5.2. Тормозные жидкости
В тормозных системах автомобилей в качестве рабочего тела используют тормозные жидкости или сжатый воздух. Важнейший показатель – быстродействие – обусловил широкое применение в системах небольшой протяжённости и вместимости различных тормозных жидкостей.

Запас жидкости находится в бачке главного тормозного цилиндра. При нажатии на педаль тормоза жидкость по трубопроводам весьма малого сечения поступает к рабочим тормозным цилиндрам и воздействует на поршни, разводя тормозные колодки. Выделяющееся при торможении тепло способствует нагреву тормозного механизма, в том числе и рабочих тормозных цилиндров до высокой температуры (более 100 С). При попадании воздуха в систему, равно как и при образовании паровых пробок, эффективность действия тормозов резко снижается. Требуется неоднократное нажатие на тормозную педаль для сжатия воздуха или паров, в то время когда жидкости практически несжимаемы.

Исходя из изложенных условий работы, можно определить требования к тормозным жидкостям:

– оптимальная вязкость при низких температурах в зимний период

эксплуатации;

– минимальное изменение вязкости при колебаниях температуры;

– хорошая прокачиваемость по трубопроводам и через отверстия порш-ней главного тормозного цилиндра;

– достаточные смазывающие свойства;

– нейтральность по отношению к конструкционным материалам;

– защита от коррозии металлических деталей;

– высокая температура кипения и низкая температура застывания;

– низкая пожароопастность;

– нетоксичность.
5.2.1. Тормозные автомобильные жидкости
В тормозных системах с гидравлическим приводом применяют тормозные жидкости, которые можно разделить на две группы в зависимости от состава:

Спиртокасторовые жидкости.
Жидкости гликолевого основания.

Спиртокасторовые жидкости представляют собой смесь касторового масла со спиртами: бутанолом (БСК), этанолом (ЭСК) и изопентанолом (АСК).

Широкое распространение до недавнего времени имела жидкость, состоящая из 50% бутанола (бутилового спирта) и 50% касторового масла. В жидкость добавлен краситель характерного красного цвета, из-за чего многие водители называют жидкость БСК – «красная».

Жидкость БСК обладает очень хорошими противоизносными свойствами. Ядовита. В области отрицательных температур обладает крутой вязкостно-температурной зависимостью. При повышенных температурах происходит интенсивное испарение бутанола. При длительном воздействии на жидкость температур ниже минус 20 С наблюдается интенсивное вымерзание касторового масла, что может привести к выходу из строя гидроприводов тормозов.

В настоящее время жидкость БСК выпускается, имеется в продаже, но считается устаревшей и находит ограниченное применение.

Жидкости гликолевого основания «Нева», «Томь», «Роса» более перспективны и в большей мере отвечают требованиям к тормозным жидкостям.

Жидкости «Нева» и «Томь» изготавливают на основе этилкарбитола с добавлением антикоррозионных, противоизносных (перемещение поршеньков) и антиокислительных присадок. Жидкости имеют температуры кипения около 200 С, хорошие температурно-вязкостные свойства. Ядовиты.

Наиболее перспективной тормозной жидкостью, удовлетворяющей современным требованиям, является жидкость «Роса». Это высокотемпе-ратурная гидротормозная жидкость на основе борсодержащих полиэфиров. В жидкость введены антиокислительная и антикоррозионная присадки.

Гликолевые жидкости ядовиты. Они предназначены для применения в широком интервале температур окружающей среды: от минус 50 С до 50 С. Полностью взаимозаменяемы и совместимы.

Показатели качества перечисленных жидкостей представлены в табл. 5.9.

Таблица 5.9
Характеристики тормозных жидкостей

Показатель	«Томь»	«Нева»	«Роса»	БСК
Внешний вид	Прозрачная однородная жидкость от светло-желтого до темно-желтого цвета, без осадка. Допускается слабая опалесценция
Кинематическая вязкость, мм²/с: при 50 С, не менее при 100 С, не менее при –40 С, не более	5,0 2,0 1500	5,0 2,0 1500	5,0 2,0 1700	9,0 5,5 (70 С)
Низкотемпературные свойства: Внешний вид после выдержки (6 ч, –50 С)	Прозрачная жидкость без расслоения и осадка
Время прохождения пузырька воздуха через слой жидкости при опрокидывании сосуда, с, не более	35	35	20	–
Температура кипения, С, не ниже	205/160	190/145	260/165	115
Содержание механических примесей, %	Отсутствие
рН	7,0–11,5	7–11,5	7,0–11,5	 6
Взаимодействие с металлами: изменение массы пластинок, мг/см², не более: белая жесть сталь 10 алюминиевый сплав Д-16 чугун СЧ 18-36 латунь Л-62 медь М-1	0,1 0,1 0,1 0,1 0,4 0,4	0,2 0,2 0,1 0,2 0,5 0,5	0,2 0,2 0,1 0,2 0,4 0,4	0,2 0,2 0,1 0,2 0,4 0,4
Воздействие на резину, %: Изменение объёма резины марки 7-2462 при 70 С то же, марки 51-1524 при 120 С изменение предела прочности резины марки 51-1524, %, не более	2–10 2–10 20	2–10 2–10 25	– – –	5–10 – –

*в знаменателе показана температура кипения «увлажнённой» жидкости

5.2.2. Эксплуатационные свойства тормозных жидкостей
К основным эксплуатационным свойствам тормозных жидкостей относятся: гигроскопичность, механические свойства, противоизносные свойства, коррозионная активность, стабильность, токсичность, пожаро-опасность и защитные свойства.

Гигроскопичность – способность поглощать воду из окружающей среды. Это свойство должно предохранять тормозные системы от появления в них воды в свободном виде, химически связывать её. Это препятствует образованию ледяных или паровоздушных пробок в интервале рабочих температур. У большинства гидравлических тормозных систем в пробке бачка для тормозной жидкости имеется отверстие для сообщения с атмосферой. Из опыта эксплуатации известно, что в течение первого года использования в жидкости накапливается до 2% влаги, второго – 3,5 и третьего – 4,5%. Вследствие поглощения влаги температура кипения снижается почти на 100 С. Невысокая температура кипения может привести к образованию паровых пробок, особенно при напряжённой работе тормозной системы (интенсивное торможение, дисковые тормозные механизмы и др.). Кроме того, повышенное содержание воды в жидкостях приводит к коррозии металлических деталей. Особенно неблагоприятно это сказывается на внутренних рабочих поверхностях тормозных цилиндров и поршнях – приводит к заклиниванию последних, а также к утечкам жидкости.

На рис. 5.4 показано изменение температуры кипения тормозной жидкости в зависимости от пробега (происходящего при этом «увлажнения» жидкости).

Рис. 5.4. Изменение температуры кипения тормозной жидкости в зависимости от пробега
Механические свойства тормозных жидкостей в основном характеризуются их вязкостью и вязкостно-температурными показателями. Вязкость оказывает большое влияние на эффективность и надёжность работы тормозных систем. Понижение вязкости ухудшает уплотнение в главном и рабочих цилиндрах. Повышение вязкости тормозной жидкости приводит к росту сопротивления её движению по трубопроводам, уменьшает чувствительность гидропривода.

Кинематическая вязкость жидкости для гидропривода тормозов при температуре 50 С должна быть не менее 5,0 мм²/с, при температуре минус 50 С – не более 2000 мм²/с, а при 100 С не менее 1,5 сСт.

Гликолевые жидкости имеют лучшие температурно-вязкостные свойства по сравнению со спиртокасторовыми.

Противоизносные свойства тормозных жидкостей должны обеспечивать минимальные износ главного и рабочих цилиндров и истирание резиновых манжет и других уплотнителей.

Лучшими противоизносными свойствами обладают спиртокасторовые жидкости. Неудовлетворительные противоизносные свойства тормозных жидкостей на основе гликолей компенсируют широким применением тех же присадок, которые добавляют к смазочным маслам. Износ трущихся деталей при введении присадок снижается в три-четыре раза.

Коррозионная активность жидкостей зависит от их химического состава и внешних условий, важнейшим из которых является температура. Спиртокасторовые смеси весьма активны по отношению к меди и свинцу. При проникновении в зазор между рабочими поверхностями поршня и тормозного цилиндра воды, особенно с химически активными веществами, наблюдается интенсивная «щелевая» коррозия. Оценивается щелевая коррозия поршня из цилиндра по нагрузке извлечения поршня из цилиндра на модельной установке.

Показателем коррозионной активности тормозных жидкостей к металлам является концентрация водородных ионов рН, численное значение показателя рН должно быть менее 7.

В результате воздействия тормозных жидкостей на резиновые детали происходит взаимообразная диффузия молекул жидкости и компонентов резины. От преобладания того или иного процесса возникает набухание (увеличение) или усадка (уменьшение) манжет. Небольшое набухание манжет компенсирует их износ, повышенное – вызывает заклинивание и разрушение. Усадка манжет ведёт к подтеканиям жидкости. Наибольшее набухание немаслостойкой резины вызывает смесь касторового масла с бутиловым спиртом (БСК). Жидкости на основе гликолей взаимодействуют с резиной слабо.

Стабильность тормозных жидкостей рассматривают как физическую, так и термоокислительную. Физическая стабильность определяет способность к расслаиванию, вспениванию и выпадению осадков. Расслаиванию подвержены спиртокасторовые жидкости. При температуре минус 20 С и ниже касторовое масло сгущается и застывает, образуя осадок. Вспениваемость тормозных жидкостей мала.

Термостабильность определяет сохранение свойств при повышенных температурах. Для повышения устойчивости жидкостей к окислению (особенно содержащих касторовое масло) применяют антиокислительные присадки – ионол, параоксидифениламин,  – нафтол и др.

Токсичностью обладают все тормозные жидкости, особенно гликолевые. Отравление может произойти при попадании внутрь организма. Поэтому при обращении с тормозными жидкостями необходимо соблюдать специальные меры предосторожности и общие правила техники безопасности при работе с техническими жидкостями.

Пожароопасность присуща спиртокасторовым жидкостям. Гликоли имеют высокие температуры воспламенения (400…600 С) и не представляют значительной опасности.

Защитные свойства наиболее высоки у спиртокасторовых жидкостей и гораздо хуже у гликолевых, поэтому в последние добавляют присадки.
5.2.3. Применение тормозных жидкостей
Срок службы тормозной жидкости определяется руководством по эксплуатации автомобилей (обычно 1,5–2 года).

На автомобилях ВАЗ тормозные жидкости используют в соответствии с техническими требованиями к материалам ВАЗ (ТТМ ВАЗ 1.97.738-97). Этим требованиям отвечает только одна жидкость, выпускаемая в России – ВТЖ «Роса-ДОТ4». Период её замены – три года.

Тормозные жидкости «Томь» и «Роса-ДОТ 3» не отвечают требованиям ТТМ, однако могут применяться в заднеприводных автомобилях с периодом замены два года.

Тормозная жидкость «Нева» исключена из карт смазки автомобилей, но при отсутствии допущенных жидкостей её можно использовать с ежегодной заменой в автомобилях старых моделей с приводом на задние колёса [19].

1 ... 12 13 14 15 16 17 18 19 ... 25