Занятие Система ремонта и техниче ского обслуживания машин Виды и методы ремонта и их сущность. Виды и периодичность технического
 Скачать 5.01 Mb.
|
|
Часть тепла, выделяющегося в процессе сгорания топлива в двигателе, идёт на нагревание деталей двигателя. При этом из-за очень высоких температур стенок камеры сгорания теряется мощность двигателя, так как ухудшается наполнение цилиндров. Кроме того, ухудшаются условия смазывания, появляется детонация, калильное зажигание, усиленное нагаро- и лакообразование, повышенное трение и изнашивание деталей и т.д. Чтобы предотвратить перегрев деталей, их охлаждают. Система охлаждения двигателя в зависимости от его быстроходности и мощности отводит 15…35 % теплоты, образующейся при сгорании топлива. В бензиновых и газовых двигателях доля отводимой теплоты больше, чем в дизелях. Система охлаждения может быть воздушной или жидкостной. Наибольшее распространение на автомобильных двигателях получили жидкостные системы охлаждения. В двигателях внутреннего сгорания в блоке и головке блока цилиндров между двойными стенками находится рубашка системы охлаждения, заполняемая жидкостью. Охлаждающая жидкость отводит тепло от стенок и отдаёт тепло воздуху, проходящему через радиатор. При этом охлаждающая жидкость циркулирует в замкнутом пространстве системы охлаждения, нагреваясь в блоке и головке цилиндров и охлаждаясь в радиаторе. Для обеспечения нормальной работы двигателя охлаждающая жидкость должна удовлетворять определённым требованиям. Основными являются следующие требования: минимальная температура замерзания; максимальная температура кипения; минимальный коэффициент объёмного расширения; минимальная вязкость; отсутствие воспламеняемости; отсутствие вспенивания; физическая и химическая стабильность; не вызывать изменения свойств конструкционных материалов; высокая теплоёмкость и теплопроводность. жидкостей удовлетворяющих всем этим условиям одновременно нет. Наибольшее распространение получили вода и антифризы. Вода. Достоинства воды: доступность; безопасность (пожарная и взрывная); безвредность (отсутствие токсичности); высокая удельная теплоёмкость 4,19 кДж/(кг*К). Недостатки воды: высокая температура замерзания ( около 00 С); увеличение объёма образующегося льда по сравнению с объёмом жидкости на 10 % при замерзании; низкая температура кипения (1000 С); способность образования отложений. В результате второго недостатка при низких температурах окружающего воздуха давление на стенки может возрасти до 250 МПа, что приводит к разрушению элементов системы охлаждения. Для частичного устранения третьего недостатка систему охлаждения герметизируют, устанавливая на пробке радиатора два клапана: воздушный и паровой. Благодаря этому температура кипения воды в системе охлаждения несколько увеличивается (до 1190 С). Это, кроме того, позволяет увеличить температурный перепад в системе охлаждения и тем самым повысить эффективность теплообменных процессов. В результате можно снизить количество охлаждающей жидкости, уменьшить потребную поверхность радиатора, и сократить теплопотери в охлаждающую жидкость. Накипью называют плотные отложения, образующиеся на нагретых стенках системы охлаждения. Накипь состоит из выделившихся из воды солей калия и магния, взвешенных продуктов коррозии и механических загрязнений. Шламом называют илоподобные частицы и элементы разрушения накипи минерального или органического происхождения, скапливающиеся в застойных полостях рубашки охлаждения и в нижнем бачке радиатора. Образование отложений в системе охлаждения ухудшает теплоотдачу стенок рубашки системы охлаждения на 40 %, так как накипь имеет низкую теплопроводность, и уменьшает сечение трубок радиатора и всех проходных сечений. Как следствие двигатель перегревается, что ведёт к увеличению расхода топлива. Отложения в системе охлаждения образуются в виде накипи и шлама. Соли кальция и магния придают воде свойство, называемое жёсткостью воды, которое измеряется в мг-эквивалентах солей на 1 л воды. Жёсткость воды 1 мг-экв/л означает, что вы воде содержится 20,04 мг/л ионов кальция или 12,16 мг/л ионов магния. Мягкой вода считается при содержании в ней солей до 4 мг-экв/л (< 3 моль/м3), средней – при 8 мг-экв/л (3…6 моль/м3), жёсткой – при 8 мг-экв/л (> 6 моль/м3). Принято считать мягкой атмосферную воду (дождь, снег) мягкой, речную и озёрную – средней, колодезную и ключевую – жёсткой. Различают жёсткость временную, постоянную и общую. Временная жёсткость характеризует содержание в воде в основном двух соединений – бикарбоната кальция Ca(HCO3)2 и бикарбоната магния Mg(HCO3)2. Эти соли находятся в воде только при наличии в ней некоторого количества свободной углекислоты. При кипячении свободная углекислота удаляется, и соли временной жёсткости распадаются на карбонаты, выпадающие в осадок, и диоксид углерода, уходящий в атмосферу: Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 +H2O ↓ Mg(HCO3)2 → MgCO3 + CO2 +H2O ↓ Таким образом, при кипячении бикарбонаты удаляются из воды, поэтому обусловленную их присутствием жёсткость называют временной, то есть устранимой. Перед заливкой воду можно прокипятить и заливать в радиатор после фильтрования. При отсутствии такой обработки соли временной жёсткости выпадают в накипь при первом же закипании в радиаторе. При этом происходит снижение временной жёсткости. Поэтому не следует часто менять воду в системе охлаждения. Постоянная жёсткость определяется присутствием в воде более стойких солей: сульфаты (гипс CaSO4, MgSO4), хлориды (CaCl2, MgCl2), силикаты CaSiO3, Mg SiO3 и др. Эти соединения при кипячении не разлагаются и не выпадают в осадок, если их концентрация не превосходит предел насыщения. Такие условия создаются при испарении части воды. Гипс, в отличии от большинства минеральных солей, обладает отрицательной растворимостью при повышении температуры растворимость гипса в воде уменьшается и его избыток выпадает в виде накипи. Присутствие гипса в накипи придаёт ей прочность и жёсткость. Общей жёсткостью называют сумму временной и постоянной жёсткости. Воду средней и высокой жёсткости перед использованием в системах охлаждения рекомендуется «умягчать». Простейший способ умягчения – кипячение воды с последующей фильтрацией. Другой способ – добавление соды и гашёной извести, что приводит к выпадению в осадок соединений кальция и магния, с последующей фильтрацией. Наиболее эффективный способ- фильтрация воды через катионитовые фильтры. Катиониты – это вещества, способные вступать в ионообменную реакцию с растворёнными в воде солями. Они поглощают из воды ионы щелочноземельных элементов. Снизить жёсткость воды можно так же путём её магнитной обработки. При прохождении воды через магнитное поле, растворённые в ней соли выделяются в виде хлопьев. Затем воду фильтруют. Вещества, называемые антинакипинами, позволяют предотвратить образование накипи обработкой воды непосредственно в системе охлаждения. Их особенно необходимо добавлять в полевых условиях при отсутствии «мягкой» воды. Соли, находящиеся в воде, при добавлении антинакипинов, переходят в рыхлое состояние или удерживаются в виде перенасыщенного раствора. К антинакипинам относятся гексаметафосфат натрия (NaPO3)6, хромпик K2Cr2O7, ортофосфат натрия Na3PO4*12H2O и др. Воду, предназначенную для системы охлаждения, необходимо предохранять от попадания в неё нефтепродуктов. Эти вещества уменьшают теплопроводность накипи и, следовательно, усугубляют её вред. Кроме того, они вызывают вспенивание воды и её выброс из системы охлаждения. Из системы охлаждения шлам можно удалить многократной поочерёдной промывкой водой и продувкой сжатым воздухом. Для удаления накипи используют растворы веществ, обеспечивающих разрушение нерастворимых в воде солей накипи. Соли временной жёсткости удаляют кислыми растворами, постоянной – щелочными. Все составы для удаления накипи, как и вода, оказывают коррозионное воздействие на металлы, особенно цветные. Отложение накипи герметизирует систему охлаждения. Поэтому после её удаления, как правило, появляется течь в системе охлаждения. При удалении накипи из системы охлаждения удаляют термостат, затем заливают раствор и выдерживают его в соответствии с инструкцией. После этого двигатель запускают и дают поработать 10…20 минут. После остановки двигателя раствор из него сливают и промывают систему охлаждения 2…3 раза водой. Для предотвращения коррозии промывку рекомендуется проводить 1 % раствором хромпика. Антифризы. Антифризы необходимо заливать в систему охлаждения двигателя при температурах окружающего воздуха ниже 00 С, так как вода при низких температурах замерзает и в значительной степени увеличивает объём. В качестве антифризов используют смеси воды со спиртами, воды с глицерином, смеси углеводородов. Наибольшее распространение получили смеси на основе двухатомного спирта-этиленгликоля (СН2ОН-СН2ОН). Этиленгликоль – это прозрачная бесцветная вязкая жидкость без запаха. Кипит этиленгликоль при 1970 С, застывает – при – 11,50 С. Однако смеси этиленгликоля с водой застывают при более низких температурах. Меняя соотношение воды и этиленгликоля, можно получить смеси с температурой застывания от 0 до – 700 С. Понижение температуры замерзания водно-этиленгликолевого при увеличения количества воды объясняется появлением гидрата этиленгликоля, обладающего низкой температурой застывания. Минимальная температура замерзания раствора – 730 С при содержании 33 % воды. Дальнейшее увеличение количества воды ведёт к росту температуры замерзания. Поскольку вода и этиленгликоль имеют разную плотность, а при их смешении плотность изменяется аддитивно, оказалось возможным по плотности предсказать температуру застывания антифриза. В связи с тем, что этиленгликоль оказывает коррозионное действие на металлы, в состав антифризов вводят антикоррозионные присадки: 1г/л декстрина (для защиты алюминия, меди, свинцово-олового припоя), 2,5…3,5 г/л динатрийфосфата (для защиты стали, чугуна, латуни, меди). Для предотвращения вспенивания в состав антифриза вводят антипенные присадки. При испарении водных растворов этиленгликоля пар содержат значительно больше воды, чем этиленгликоля. Поэтому в условиях эксплуатации от испарения теряется практически только вода. Из-за большого коэффициента объёмного расширения, при нагревании до рабочей температуры объём этиленгликолевых жидкостей увеличивается на 6…8 %. При застывании объём образующейся кашеобразной массы увеличивается очень незначительно и размораживания системы охлаждения не происходит. Характерные особенности этиленгликолевых антифризов: 1. Увеличение на 6…8 % объёма при рабочей температуре. 2. Теплопроводность, теплоёмкость и плотность антифризов при равных температурах примерно на 15 % ниже этих показателей для воды. Отсюда температурный режим двигателя, охлаждаемого антифризом, выше, чем при охлаждении водой. Например, температура поршня возрастает на 10…150 С. Это может привести к некоторому снижению мощности, экономичности и детонации при высоких температурах окружающего воздуха. 3. Из-за более высокой температуры кипения и низкого давления насыщенных паров этиленгликоля по сравнению с водой при эксплуатации двигателя выкипает прежде всего вода. Поэтому при уменьшении жидкости в системе охлаждения из-за испарения необходимо добавлять воду. 4. Антифризы по сравнению с водой обладают более высокой подвижностью и проницаемостью. Поэтому к системе охлаждения с антифризом предъявляются более высокие требования по герметичности. 5. При замерзании антифризы образуют рыхлую массу с незначительным увеличением объёма. Поэтому механические повреждения систем охлаждения при замерзании антифриза исключены. 6. Антифризы разрушают детали, изготовленные из некоторых сортов резины. Наибольшее распространение получили низкозамерзающие жидкости 40, 65, а так же тосолы А-40 и А-65. В других литературных источниках их обозначают ОЖ-40, ОЖ-65. Жидкость марки 40 представляет собой смесь 53…56 % этиленгликоля и 44…47% воды и имеет температуру застывание не выше – 400 С и плотность 1065…1085 кг/м3. Жидкость марки 65 содержит 64…66 % этиленгликоля и 34…36 % воды и имеет температуру застывание не выше – 650 С и плотность 1085…1100кг/м3. Иногда кроме вышеназванных присадок в жидкости добавляют молибденовокислый натрий, что улучшает их антикоррозионные свойства в отношении цинковых и хромовых покрытий. Такие антифризы имеют индексы 40М и 60М. Кроме того, выпускают «Тосол-А» (ОЖ-К), представляющий собой концентрированный этиленгликоль с присадками и плотностью 1100…1150 кг/м3. Пользоваться им можно только после разведения дистиллированной водой. Смесь «Тосола-А» и воды в соотношении 1:1 имеет температуру начала кристаллизации – 350 С. Кроме «тосола» выпускают низкозамерзающую жидкость «Лена» с такими же характеристиками. «Тосол» имеет голубой цвет, «Лена» – жёлто-зелёный. Смешивать их при эксплуатации можно. Плотность низкозамерзающих жидкостей измеряют «гидрометром», показывающим плотность/температуру застывания. С течением времени присадки в антифризе подвергаются распаду, вследствие чего качество антифриза ухудшается. Поэтому срок эксплуатации антифриза 2 года или 60 тыс. км пробега при интенсивной эксплуатации. Этиленгликоль и его растворы токсичные вещества, при попадании в желудочно-кишечный тракт вызывают отравление с поражением центральной нервной системы и органов кровообращения. Высококипящие охлаждающие жидкости. Для охлаждения высокофорсированных двигателей используют жидкости, с температурами кипения выше 1000 С. Такие жидкости состоят из смеси высокомолекулярных спиртов, гликолей и эфиров, выкипающих при температуре 110…1200 С. Их применение позволяет уменьшить теплопотери в систему охлаждения и интенсифицировать процесс теплопередачи, что приводит к уменьшению поверхности радиатора и мощности, затрачиваемой на привод насоса системы охлаждения. Основные свойства этих жидкостей приведены в таблице 21. Тормозные жидкости. Тормозные жидкости используют в тормозных системах с гидравлическим и пневмогидравлическим приводом. Они должны обладать хорошими вязкостно-температурными и смазывающими свойствами, физической и химической стабильностью, а так же быть инертными по отношению к металлам, резиновым деталям гидропривода. Жидкость в системе привода обычно имеет температуру окружающего воздуха. Однако в колёсных тормозных цилиндрах за счёт тепла, выделяемого при трении в тормозных механизмах, жидкость нагревается. Закипание жидкости не допускается, так как при этом нарушается главное условие работы привода – несжимаемость жидкости. Пары жидкости уменьшаются в объёме даже при небольших давлениях и поэтому, передаваемое по гидросистеме усилие не доходит до рабочих колёсных цилиндров. То же самое происходит при попадании воздуха в гидропривод. Часть системы вместо несжимаемой жидкости наполняется легко сжимаемым воздухом и педаль тормоза проваливается. Ассортимент тормозных жидкостей. Тормозные жидкости выпускают на основе растительного масла (чаще всего касторового) или гликолей (двухатомных спиртов). Касторовое масло имеет высокие смазывающие свойства и не вызывает набухания или размягчения резины и изготовленных из неё уплотнительных деталей. Однако высокая вязкость и относительно высокая температура застывания (– 160 С) исключает использование касторового масла в чистом виде. Поэтому тормозные жидкости готовят смешением касторового масла со спиртами – изопентанол, бутанол, этанол. Попадание воды в такие смеси приводит к снижению концентрации спирта, что вызывает расслоение жидкости. Такие смеси имеют низкую температуру застывания, однако уже при – 200 С происходит интенсивная кристаллизация составляющих касторового масла. Поэтому касторовые тормозные жидкости при температурах ниже – 200 С применять не рекомендуется. Жидкости на основе гликолей и этилкарбитола по многим свойствам превосходят спиртокасторовые смеси. Они имеют хорошие низкотемпературные свойства (не замерзают при – 600 С), низкую испаряемость и высокую температуру вспышки. Все эти смеси нейтральны по отношению к резиновым немаслостойким деталям, так что могут применяться в тормозной системе автомобилей с обычными резиновыми уплотнителями. Эти жидкости нельзя смешивать со спиртокасторовыми жидкостями, так как происходит выпадение касторового масла. Применение жидкостей на основе гликолей и этилкарбитола обеспечивает работу гидравлического привода при температурах окружающего воздуха + 50…– 500 С. Все эти жидкости токсичны. «Нева» – тормозная жидкость на основе 51…59 % этилкарбитола, 31…34 % диолов, 5 % эфиров и 13,5 % смесей гликолей и полигликолей, а также вязкостная и противокоррозионная присадки. Имеет цвет от светло-жёлтого до жёлтого, прозрачная. Она рекомендуется для легковых автомобилей. tкипения = 190…1950 С, tприменения = +50…–500 С. Плотность при 200 С 1012…1015 кг/м3. Жидкость огнеопасна, при попадании на кожу вызывает дерматит. «Томь» – состоит из этилкарбитола, боратов, загущающих, антикоррозионных и противоизносных присадок. Имеет цвет от светло-жёлтого до жёлтого. tкипения = 205…2200 С, tприменения = + 50…– 500 С. При tокружающего воздуха ниже – 400 С допускается добавка до 20 % этилового спирта. «Роса» – тормозная жидкость на основе боросодерожащих олигомеров алкиленоксидов, в которую введены антиокислительная и антикоррозионная присадки. tкипения = 2600 С, tприменения = + 50…– 500 С. Имеет цвет от светло-жёлтого до светло-коричневого. Жидкость «Роса ДОТ-4» превосходит «Росу» по эксплуатационным свойствам. БСК – смесь равных частей касторового масла и бутанола (50х50%), окрашена в оранжево-красный цвет. В автомобилях ВАЗ не применяется. Рекомендуется использовать в зонах умеренного климата не ниже – 200 С из-за кристаллизации касторового масла, которая уже начинается при – 50 С. tкипения = 1150 С. Плотность при 200 С 890…9000 кг/м3. Жидкость обладает хорошими смазывающими свойствами, не вызывает большого набухания или размягчения уплотнительных деталей тормозной системы. АСК – смесь равных частей касторового масла и с изопентенолом. ЭСК – смесь равных частей касторового масла и с этанолом. Жидкости АСК и ЭСК рекомендуется использовать в том же температурном диапазоне, что и жидкость БСК. Эти жидкости могут давать при высоких температурах паровые пробки, так как имеют низкую температуру кипения (этанол кипит при 780 С). ГТЖ-22 – жидкость на основе двухатомных спиртов. ГТЖ-22 – так же жидкость на основе двухатомных спиртов с антикоррозионной и противоизносной присадками. Эти жидкости имеют зелёный цвет, застывают при температуре не выше – 650 С., ядовиты. |