Гидравлические жидкости

В легковых автомобилях широко нашли применение гидравлические амортизаторы телескопического типа, а в последнее время – телескопические стойки, предназначенные для гашения колебаний кузова на упругих элементах подвески. Рабочим телом в гидравлических амортизаторах служат маловязкие жидкости, обычно на нефтяной основе. При работе амортизаторов жидкость под давлением с огромной скоростью перетекает через узкие отверстия из одной полости в другую, поглощая при этом кинетическую энергию колебаний кузова, что делает ход автомобиля плавным даже при движении по бездорожью.

Температура жидкости в амортизаторах может изменяться от –50 °С в зимнее время в северных районах до 120–140 °С летом в южных районах, за счет превращения кинетической энергии в тепловую. Давление жидкости в амортизаторах достигает 8–12 МПа.

В связи с этим требования, предъявляемые к амортизаторным жидкостям многообразны. Основным показателем является вязкость и соответствующие им вязкостно-температурные свойства. Большинство рабочих жидкостей, применяемых в телескопических амортизаторах, характеризуются следующими значениями вязкости: при 20 ºС – 30–60; при 50 ºС – 10–16; при 100 ºС – 3,5–6 мм²/с, а при –20 ºС вязкость не должна превышать 800 мм²/с. Желательно, чтобы во всем интервале встречающихся на практике отрицательных температур вязкость амортизаторной жидкости не превышала 2000 мм²/с. При более высокой вязкости работа амортизаторов резко ухудшается (увеличивается жесткость их работы) и происходит блокировка подвески. С этим часто встречаются на практике. Уже при –30 ºС вязкость товарных амортизаторных жидкостей превышает 2000 мм²/с и при –40 ºС достигает 5000–10000 мм²/с. Обеспечить требуемую вязкость (при температурах ниже –30 ºС) могут амортизаторные жидкости на синтетической основе.

Рабочая амортизаторная жидкость должна обладать определенной теплоемкостью и теплопроводностью. Важным ее показателем являются смазывающие свойства жидкостей, которые определяются обычно при испытании на машинах трения или при испытании самих амортизаторов на стенде. Амортизаторные жидкости не должны быть склонны к пенообразованию, так как это снижает энергоемкость амортизатора и нарушает условия смазки трущихся пар, а вызвано это проникновением воздуха в гидросистему и его диспергированием в жидкости в виде мельчайших пузырьков. Важными характеристиками амортизаторных жидкостей являются такие, как стабильность против окисления, механическая стабильность, испаряемость и совместимость с конструкционными материалами, особенно резиновыми уплотнениями. В их состав, как правило, вводят различные добавки, улучшающие свойства жидкости. Это высокомолекулярные присадки для улучшения температурных характеристик вязкости, антиокислительные и противопенные присадки, а также для повышения смазывающих свойств, температуры застывания и др. Ассортимент основных амортизаторных жидкостей представлен в таблице 3.9.

В качестве жидкости для амортизаторов наибольшее распространение получили маловязкие масла или чаще их смеси (АЖ-12т, МГП-10, МГЕ-10А), которые являются всесезонными и обладают лучшими эксплуатационными показателями. В качестве заменителей применяют масло веретенное АУ или АУП как зимний сорт либо смесь трансформаторного и турбинного масла марки 22 в соотношении 1:1 как летний сорт. Однако эти масла имеют недостаточно хорошую вязкостно-температурную характеристику: при понижении температуры их вязкость значительно возрастает.

Таблица 3.9 – Свойства основных марок амортизаторных жидкостей

Зарубежными аналогами отечественных амортизаторных жидкостей могут быть следующие жидкости: фирмы Shell – Aeroshell Fluid 1, фирмы ВР – ВР Aero Hydraulic 2, Esso – Aviation Utility Oil, DEF2901А, при этом они должны соответствовать классификации ISO 6074-НМ-22 либо ISO 6074-НН-22.

Помимо работы в гидравлических амортизаторах, жидкостям приходится передавать мощность и приводить в действие различные агрегаты и механизмы, т. е. работать в гидроподъемниках, гидроусилителях рулей и др.

В связи с этим жидкости должны иметь хорошие низкотемпературные свойства (температура застывания должна быть ниже на 5–10 ºС температуры окружающего воздуха в начальный период работы гидравлической системы); хорошие вязкостно-температурные свойства (вязкость не должна быть высокой) для обеспечения плавности хода и предотвращения износа; хорошие смазывающие свойства и свойства, не допускающие коррозии металлов и сплавов, а также разрушения уплотнений; хорошие антипенные свойства (способность жидкости выделять воздух без образования пены); хорошую стабильность при эксплуатации и хранении, отсутствие воды и механических примесей.

Это вызвано тем, что жидкости работают при температурах от –40 °С до +80 °С, давлении до 15 МПа, скоростях скольжения до 20 м/с, контакте с черными и цветными металлами, резиновыми и полимерными уплотнениями и шлангами.

Данные жидкости делятся на 10 классов в зависимости от кинематической вязкости (таблица 3.10) и 3 группы в зависимости от эксплуатационных свойств (таблица 3.11).

Таблица 3.10 – Классы вязкости гидравлических масел

Таблица 3.11 – Группы эксплуатационных свойств гидравлических масел

В настоящее время система обозначения гидравлических масел состоит из трех групп знаков: букв МГ – минеральное гидравлическое масло; цифр, характеризующих класс вязкости; буквы, указывающей на принадлежность масла к группе по эксплуатационным свойствам.

Отечественная классификация гидравлических масел по группам в зависимости от эксплуатационных свойств имеет соответствие зарубежным аналогам, что представлено в таблице 3.12.

Таблица 3.12 – Соответствие групп масел

Масла по новой маркировке и старой имеют следующую зависимость: МГ-22 (старое обозначение – веретенное АУ), МГ-15В (ВМГЗ), МГ-22Б (МГП-10), МГ-46-В (марка А для ГМКП) и т. д. Показатели качества гидравлических масел отражены в таблице 3.13.

Таблица 3.13 – Характеристика гидравлических масел

Пусковые жидкости

В условиях низких температур для пуска холодного двигателя необходимо, чтобы в цилиндр поступала топливовоздушная смесь, воспламеняющаяся от искры зажигания (самовоспламеняться от сжатия – для дизелей) при небольшой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Однако при значительных отрицательных температурах пусковых свойств бензина либо дизельного топлива недостаточно. В этих случаях для пуска двигателей применяют специальные хорошо испаряющиеся и легко воспламеняющиеся жидкости.

В связи с режимом работы пусковые жидкости должны обладать рядом эксплуатационных свойств, а именно:

- хорошей испаряемостью при низкой температуре;

- быстрой воспламеняемостью от искры либо самовоспламеняемостью от сжатия;

- высокой противокоррозионной и противоизносной способностью;

- низкой температурой застывания;

- стабильностью при длительном хранении.

Основным компонентом любой пусковой жидкости является этиловый эфир, который обеспечивает высокую эффективность независимо от типа двигателя и способа его пуска. Помимо этилового эфира в состав жидкостей входят:

- изопропилнитрат, который способствует плавной работе дизельных и бензиновых двигателей;

- масло для судовых газовых турбин, которое обеспечивает хорошие противоизносные и противоокислительные свойства и застывает при температуре ниже –60 ºС.

Характеристика пусковых жидкостей, применяемых на транспорте, приведена в таблице 3.14.

Таблица 3.14 – Характеристика пусковых жидкостей

Жидкости ''Арктика'' и НАМИ выпускают в запаянных баллонах одноразового использования объемом 20 мл, а ''Холод Д-40'' – в баллонах объемом 20, 50 либо 100 мл.

Для впрыска данных жидкостей используют специальные пусковые приспособления моделей 5ПП-40 и 6ПП-40, которые легко монтируются на двигателе и позволяют подавать жидкости во впускной трубопровод.

Диэтиловый эфир подается в виде 5–8 капель в воздушный трубопровод при снятом воздухоочистителе в момент проворачивания коленчатого вала двигателя [3, 6, 16].

Контрольные вопросы

1 В чем заключаются достоинства и недостатки воды как охлаждающей жидкости?

2 Что представляют собой антифризы, какими свойствами они обладают?

3 Какие свойства тормозных жидкостей обеспечивают надежную работу тормозной системы?

4 Перечислите марки тормозных и амортизаторных жидкостей и дайте им краткую характеристику.

5 Каковы назначение и основные требования, предъявляемые к пластичным смазкам?

6 Перечислите основные физико-химические свойства пластичных смазок.

7 Приведите маркировку пластичных смазок и укажите области их применения.

8 Укажите способ определения качества пластичных смазок и их марок.

9 Дайте характеристику пусковым жидкостям.