Физико-химические характеристики гидравлических жидкостей

* В зависимости от особенностей гидросистемы масла могут работать и при более низких температурах окружающего воздуха.

5.4. Гидравлические жидкости

Многие автомобили оборудованы самосвальными кузовами и различным инженерным оборудованием (подъёмники, бурильные установки и др.), рабочие органы которых приводятся в действие с помощью гидравлических приводов объёмного типа. Промышленность выпускает более 20 наименований гидравлических жидкостей. Почти все они относятся к продуктам нефтяного происхождения и по своим свойствам аналогичны маслам.

Основная функция рабочих жидкостей для гидросистем – передача механической энергии от её источника (насоса) к месту использования с обеспечением изменения величины или направления приложенной силы.

Требования к гидравлическим жидкостям:

– оптимальный уровень вязкости и высокий индекс вязкости;

– стабильность свойств;

– защитные свойства;

– высокая прокачиваемость;

– хорошие деаэрирующие, деэмульгирующие и антипенные свойства;

– высокая смазывающая способность;

– противоизносные свойства;

– совместимость с конструкционными материалами;

– общие технические свойства (нетоксичность, пожаробезопасность и

др.).

Получение низкозамерзающих гидравлических жидкостей обеспечивается глубокой сернокислотной очисткой (деароматизацией). Другие физико-химические и эксплуатационные свойства улучшаются введением присадок – антиокислительных, антикоррозионных, противоизносных, противозадирных, противопенных и др.

Обозначение гидравлических масел

Система обозначений гидравлических масел, применяемых как на транспорте, так и в оборудовании, установлена ГОСТ 17479.3-85. Обозначение гидравлических масел состоит из групп знаков:

1. МГ – минеральное гидравлическое (масло).

2. Цифры, обозначающие класс вязкости.

3. Буква, указывающая на принадлежность масла к определённой группе по эксплуатационным свойствам.

Деление масел по величине кинематической вязкости на 10 классов показано в табл. 5.11, а в зависимости от эксплуатационных свойств – в табл. 5.12. В табл. 5.13 показано соответствие ГОСТовских обозначений с широко используемыми старыми обозначениями предыдущих лет.

Таблица 5.11

Классы вязкости гидравлических масел

Таблица 5.12

Группы эксплуатационных свойств для гидравлических масел

*Допускается добавление загущающих и антипенных присадок в гидравлические масла всех групп

Таблица 5.13

Соответствие обозначений гидравлических масел

по ГОСТ 17479.3-85 и предусмотренных нормативной документацией

Важнейшим свойством гидравлических масел является смазочная способность, так как большинство элементов гидравлической системы смазываются рабочей жидкостью. Смазывающая способность улучшается с возрастанием вязкости, но при этом неминуемо увеличиваются затраты энергии на перекачивание жидкости по системе. Исходя из этих противоположных моментов подбор гидравлической жидкости по уровню вязкости всегда представляется компромиссным.

Основной маркой гидравлической жидкости общего назначения является масло гидравлическое единое МГЕ-10А (по классификации в соответствии с ГОСТ 17479.3 – МГ-15В). Его готовят путём загущения маловязкой низко-застывающей масляной основы полимером. К полученной смеси добавляют антиокислительную, противоизносную и защитную (консервационную) присадки. Температура застывания – не выше минус 70 °С. Интервал рабочих температур от минус 55 °С до 120 °С. Применяется с уплотнительными деталями и шлангами из резин марок 9086, 9088, В-14, 8075, ИРП-3012 и ИРП-2035.

В гидросистемах также широко используют масла:

– веретённое АУ (МГ-22-Б);

– гидравлическое АУП (МГ-22-Б);

– индустриальные общего назначения И-12-А; И-20-А;

– АМГ-10 (МГ-15-Б);

– всесезонное гидравлическое ВМГЗ (МГ-15-В), и др.

Основные показатели гидравлических жидкостей показаны в табл. 5.10.

При выборе масла необходимо, в первую очередь, следовать рекомендациям завода-изготовителя механизма или же определиться по характеристике масла.

В настоящее время ведётся работа по сокращению ассортимента марок жидкостей для гидросистем. Создаются новые, дешёвые, но высококачественные жидкости с широким диапазоном применения. Примером такой жидкости является вышеназванное масло МГЕ-10А (МГ-15-В).

Индустриальные масла И-12А и И-20А применяют для заполнения гидроприводов подъёмных и других механизмов, например, масло И-20А используют в гидроподъёмнике запасного колеса и гидравлической системе рулевого управления, а на автомобилях семейства КрАЗ – в гидравлической системе рулевого управления.

5.5. Пусковые жидкости

При пуске холодного двигателя в условиях низких температур необходимо получить достаточную испаряемость топлива. Это обычно достигается увеличением частоты вращения коленчатого вала с целью получения большой скорости прохождения воздуха через диффузор и более мелкого диаметра капелек бензина, а в дизелях – повышения тонкости распыла при впрыске. Высокая пусковая частота вращения коленчатого вала обеспечивается полностью заряженными аккумуляторными батареями, а при необходимости и буксировкой автомобиля.

Есть и более простой способ получения достаточного для воспламенения количества горючих паров. В условиях Крайнего Севера широко применяют пусковые жидкости – смесь углеводородов, кипящих при низких температурах. Если эти углеводороды ввести в состав топлива, то он, во-первых, будут интенсивно улетучиваться, а во-вторых, будут активно создавать паровые пробки в системе, особенно в летнее время. Поэтому их подают во впускной коллектор.

Промышленность выпускает легковоспламеняющиеся пусковые жидкости «Холод Д-40» для дизельных двигателей и «Арктика» для бензиновых на основе диэтилового эфира (табл. 10.14). Эфир обладает широким пределом воспламеняемости и невысокой температурой самовоспламенения в топливовоздушной смеси. Добавление к пусковой жидкости для дизелей газового бензина (фракция с температурой кипения 30…100 °С) и изопо-пилнитрата ускоряет самовоспламенение и сгорание основного топлива, делает работу дизеля во время пуска более мягкой.

Таблица 5.14

Состав пусковых жидкостей

В пусковой жидкости для бензиновых двигателей небольшое количество изопропилнитрата ускоряет подготовку эфира и газового бензина к воспламенению от искры, а газовый бензин обеспечивает плавный переход к работе на основном топливе.

Масло с противоизносными и противозадирными присадками добавляют для снижения износа цилиндропоршневой группы в период пуска. В жидкости «Арктика» содержание масла снижено во избежание замасливания электродов и и перебоев в работе свечей зажигания.

Применение пусковых жидкостей значительно упрощает пуск двигателей при низких температурах (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Зависимость минимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя ЗИЛ-130 при пуске от температуры:

1 – при применении пусковой жидкости «Арктика»; 2 – без пусковой жидкости.

Пусковые жидкости выпускаются промышленностью в герметичных алюминиевых ампулах вместимостью 20 и 50 см³. Для введения жидкостей в двигатель выпускаются пусковые приспособления 5 ПП-40 («Арктика») и 6 ПП-40 («Холод Д-40»), отличающиеся размером и числом распыливателей (риc. 5.6).

Рис. 5.6. Пусковое приспособление 5ПП-40:

1 – жиклёр; 2 – воздушный насос; 3 – корпус; 4 – впускной коллектор;

5 – распылители; 6 – трубопровод; 7 – ампула с пусковой жидкостью.

Пусковое приспособление 5 ПП-40 состоит из ручного воздушного насоса 2 двойного действия, корпуса 3 и распыливателей 5. Насос устанавливают в кабине, в действие его приводят одновременно с включением стартера. Корпус 3 монтируют в месте, доступном для установки ампул 7 с пусковой жидкостью. Распылители устанавливают на впускной коллектор двигателя. Перед пуском ампулу с жидкостью вставляют в корпус и прокалывают иглой, проходящей через крышку. При нажатии на рукоятку ручного насоса воздух под давлением поступает в корпус, жидкость в смеси с воздухом через жиклёр 1 и трубопровод 6 поступает к распылителям.

Возможно применение жидкостей и без довольно сложного приспособления. Жидкость выпускают в аэрозольной упаковке. При нажатии на распылительную головку жидкость по трубопроводу подаётся к шнековой форсунке, которую закрепляют во впускном коллекторе двигателя [6].

5.6. Антиобледенительные жидкости

Сложные и разветвлённые многоконтурные тормозные системы с пневматическим приводом содержат большое количество узлов и протяжённые воздухопроводы. Системы весьма чувствительны к содержанию влаги в воздухе, ведущей к образованию кристаллов льда, закупоривающих воздухопроводы (обычно в нижних местах перегиба). Для предотвращения этого явления в систему введён предохранитель от замерзания. Проходя через него, капельки влаги насыщаются парами заливаемого в предохранитель спирта, что значительно понижает температуру замерзания водоспиртовой смеси. Этиловый спирт, имеющий температуру кристализации минус 114,2 °С способен обеспечить защиту от образования кристалов льда практически при любой температуре.

Для борьбы с обледенением стёкол кабины в настоящее время выпускается довольно большой перечень антиобледенительных жидкостей, например «Автоочиститель-2 стёкол». Он испытывался на ВАЗе и АЗЛК, оценен положительно, и может быть использован для автомобилей всех марок при температуре окружающего воздуха до минус 25 °С.

Автоочистители заливают в бачки для обмыва стёкол. Необходимо внимательно изучить инструкцию, так как некоторые автоочистители выпускают концентрированными и они требуют разбавления водой. Некоторые концентрированные автоочистители разрушают лакокрасочное покрытие.

Автоочистители стёкол постоянно совершенствуются. Например, фирма Лукойл выпускает «Стеклоочиститель универсальный» (ТУ 2384-105-00148656-2000).

5.7. Автоочистители

Автоочистители применяют в самых различных механизмах и системах автомобиля. Они значительно облегчают и упрощают эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт автомобилей и двигателей.

Самый простой очиститель предназначен для удаления не растворимых в воде загрязнений двигателя и агрегатов – «Автоочиститель двигателя-1» (ТУ 2384-106-00148636-2000). Применение такого очистителя обеспечивает чистоту моторного отсека, что значительно снижает риск перегрева двигателя. Очиститель содержит высокоэффективные моющие добавки и растворитель. Очистка производится нанесением моющего состава распылителем, утолщённые наросты загрязнений пропитываются при помощи кисти. После 5–10 минутной выдержки загрязнения легко смываются струёй воды.

Промышленностью выпускается значительное количество различных очистителей систем смазки – промывочных масел. Они предназначены для растворения осадков в масляной системе и удаления их при сливе очистителя. Эти промывочные масла применяют перед заливом моторного масла при его смене. В промывочные масла могут добавляться различные присадки, которые повышают моющие, антикоррозионные, противоизносные и другие свойства моторных масел. Последние разработки очистителей системы смазки позволяют удалять не только низкотемпературные, но и высокотемпературные отложения с поршней и колец (масло авто-промывочное Лукойл, ТУ 38.301-29-41-95). После слива отработанного моторного масла необходимо залить промывочное масло, запустить двигатель и дать ему поработать 15–20 мин на малых оборотах. Промывочное масло слить, фильтр заменить.

Кроме очистителей системы смазки, в настоящее время в России выпускается большое количество различных очистителей топливных систем, а также деталей газораспределительного и кривошипно-шатунного механизмов.

Наиболее распространёнными являются препараты-очистители моско-вского предприятия “АО Аспект” [15]. Продукция этого предприятия получила одобрение АО «АвтоВАЗ», «Заволжского моторного завода», «Волгоградского моторного завода», «Уральского моторного завода», ПО «ЗИЛ».

Среди выпускаемых препаратов-очистителей можно отметить следующие:

– «Аспект-модификатор. Очиститель клапанов»;

– «Аспект-модификатор – очиститель топливной системы бензиновых

Двигателей»;

– «Аспект-модификатор – очиститель топливной системы «Антилёд» для

бензиновых двигателей – предотвращает образование льда в бензобаках и карбюраторах»;

– добавка «АМ» к автомобильным бензинам – очищает карбюратор;

– очиститель карбюратов SUPER и REGULAR. Первая добавка очищает карбюратор, вторая поддерживает его в чистоте, предотвращая образование отложений.

Применение перечисленных и подобных им очистителей сводится к добавке определённого количества (указывается в инструкции, на упаковке) в топливо.

Для ухода за лакокрасочным покрытием выпускается большой ассортимент различных полировочных жидкостей и автошампуней.

В состав полировочных жидкостей входят абразивные материалы для шлифования и полирования поверхностей, а также воск, заполняющий поры плёнки лакокрасочного покрытия и сглаживающий микроскопические неровности.

Автошампуни очищают лакокрасочные поверхности от жировых и иных загрязнений, улучшая товарный вид.

5.8. Электролит для аккумуляторных батарей

На автомобилях применяются кислотные аккумуляторные батареи. Электролит для таких батарей представляет собой водный раствор аккумуляторной серной кислоты. Для приготовления электролита необходимо применять только дистиллированную воду.

Аккумуляторная концентрированная серная кислота имеет плотность 1830 кг/м³. Для заливки сухозаряженых батарей в продаже имеется готовый электролит плотностью 1270 кг/м³.

Следует отметить, что при эксплуатации аккумуляторных кислотных батарей используют размерность плотности в граммах на сантиметр кубический (г/см³). Такую шкалу имеют и кислотные ареометры.

Приготовление электролита и коррекция его плотности в зависимости от температуры окружающего воздуха производится с использованием как серной кислоты концентрированной (плотность 1,83 г/см³), так и промежуточного электролита повышенной плотности (1,40 г/см³).

Необходимые плотности электролита в зависимости от районов эксплуатации в различных климатических условиях, а также расход реагентов представлены в табл. 5.15 и 5.16.

Таблица 5.15

Плотность электролита при эксплуатации

в различных климатических районах

Примечание. Допускаются отклонения плотности электролита от значе-ний, приведённых в таблице, на ± 0,01 г/см³.

Таблица 5.16

Количество дистиллированной воды, аккумуляторной серной кислоты

или концентрированного электролита, необходимое для приготовления

1 л электролита требуемой плотности (при 25 °С)

Окончание табл. 5.16

Работа с серной кислотой и её растворами связана с возможностью получения ожогов при попадании жидкостей на открытые участки тела. Ткани одежды разрушаются при воздействии даже слабых растворов.

Для приготовления электролита используют кислотостойкие посуду и инструменты (пластмасса, эбонит, керамика, фарфор, стекло). Стекло должно быть химическое, не растрескивающееся при резких изменениях температур.

Следует применять резиновые фартук и перчатки, а также защитные очки. При попадании растворов на открытые участки тела, кислоту или электролит немедленно нейтрализуют при помощи 10% раствора аммиака (нашатырного спирта) или кальцинированной соды с последующей промывкой большим количеством воды.

При смешивании кислоты с водой следует вливать кислоту в воду тонкой струйкой. При смешивании кислоты и воды выделяется большое количество тепла. Если вливать воду в кислоту, то из-за невысокой плотности вода растечётся по поверхности кислоты и закипит. Брызги воды будут захватывать кислоту и при попадании на кожу вызовут тяжёлые химические ожоги.

Поскольку даже при правильном смешивании кислоты с водой раствор сильно нагревается, после приготовления электролита его следует охладить и измерить плотность. В батарею следует заливать электролит при интервале температур 15…30 °С.

Плотность электролита измеряют ареометрами различной конструкции. Уменьшение плотности на 0,01 г/см³ при температуре 25 °С соответствует разрядке аккумуляторной батареи на 6%, на 0,02 г/см³ – 12% и т. д. Падение плотности на 0,16 г/см³ свидетельствует о полной разрядке батареи.

Глава 6

Нормирование и рациональное применение горючесмазочных материалов (ГСМ)