Реферат: Эксплуатационные материалы

--PAGE_BREAK--1.3. Газообразные топлива

По физическому состоянию горючие газы делятся на две группы:

сжатые и сжиженные. Если критическая температура углеводородов ниже  обычных  температур при эксплуатации автомобилей, то их применяют в сжатом виде, а если выше — то в сжиженном виде под давлением 1,5...2,0 МПа.

Требования к газообразным топливам:

•обеспечение хорошего смесеобразования;

•высокая калорийность горючей смеси;

•отсутствие коррозии и коррозионных износов;

•минимальное образование отложений во впускном и выпускном трактах;

•сохранение качества при хранении и транспортировании;

•низкая стоимость производства и транспортирования.

Сжиженные газы. Основные компоненты — пропан СзНу, бутан С4Ню. Получают из попутных нефтяных газов, из газообразных фракций при переработке нефтепродуктов и   каменных углей. Поэтому они получили название сжиженных нефтяных газов. Для их обозначения часто используют аббревиатуру «СНГ».

Критические температуры пропана (+97 «С) и бутана (+126 „С) выше температуры окружающей среды, поэтому их легко можно перевести в жидкое состояние. При +20 °С пропан сжижается при 0,716, а бутан — при 0,103 МПа.

СНГ хранят под давлением 1,6 МПа. Давление насыщенных парав СНГ изменяется от 0,27 МПа при -10 °С до 1,6 МПа при +45 °С. СНГ имеет высокий коэс})фициент теплового расширения. Повышение температуры на 1 °С влечет за собой рост давления в газовом баллоне на О, б...0,7 МПа, что может привести к его разрушению. Поэтому в баллонах предусматривается паровая подушка объемом не менее 10% полезной емкости.

Промышленность выпускает СНГ для автомобилей двух марок:

•СПБТЗ — смесь пропана и бутана техническая зимняя;

•СПБТЛ — … летняя.

Таблица 1.1 Компонентный состав сжиженных нефтяных газов

Компоненты



Содержание компонентов (% массовые)



СПБТЗ



СПБТЛ



Метан, этан и этилен Пропан и пропилен Бутан и бутилен



4 76 20



6

34 60





В состав  СНГ  добавляют специальные вещества (одоранты), имеющие сильный запах, т.к. СНГ не имеет ни цвета не запаха, и обнаружить их утечку сложно. Для этой цели используют этилмеркаптан C2H4SH, имеющий резкий неприятный запах, который ощущается уже при концентрации 0,19 г на 1000 м3 воздуха.

Иногда утечку удается определить на слух или с помощью приборов.

Эксплуатационные свойства автомобилей с газовыми двигателями, работающими на СНГ, в сравнении с автомобилями, работающими на бензине, оцениваются следующим образом:

•пусковые качества до -5 “С равноценны; при более низких температурах запуск холодного двигателя затруднен;

•показатели динамичности автомобиля ухудшается на 5...8%;

•повышается мощность и улучшается топливная экономичность двигателей, так как детонационная стойкость СНГ выше (04 выше 100 единиц), чем у бензина, и можно форсировать двигатель по степени сжатия;

•снижается токсичность отработавших газов: по окиси углерода — в 3...4 раза, по окислам азота — в 1,2...2,0 раза, по углеводородам — в 1,2...1,4 раза;

•периодичность смены масла увеличивается в 2,0...2,5 раза;

•межремонтный ресурс двигателя увеличивается в 1,4...2,0 раза;

•трудоемкость ТО и Р возрастает на 3...5%,   но эти затраты перекрываются экономией  от  увеличения  межремонтного ресурса двигателей.

В настоящее время выпускаются газобаллонные автомобили двух типов: со специальными двигателями, предназначенными для работы на СНГ и имеющими резервную систему питания для кратковременной работы на бензине; с универсальными двигателями, допускающими работу как на СНГ, так и на бензине (у автомобилей этой группы мощность снижается примерно на 10%).

Сжатые газы. Основные компоненты — метан СН», окись углерода СО и водород Нз. Получают из горючих газов различного происхождения -природных, попутных нефтяных, коксовых и других. Их называют сжатыми природными газами или СПГ. Содержание метана в СПГ составляет 40… 82%. Критическая температура метана составляет -82 °С, поэтому без охлаждения СПГ перевести в жидкое состояние нельзя. Существует две марки СПГ — А и Б, которые отличаются содержанием метана и азота (табл. 17.4).

Таблица 1.2 Компонентный состав сжатых природных газов

Компоненты



Содержание компонентов (% массовые)



марка А



марка Б



Метан Азот



95 О...4



90

4...7





Газобаллонные установки для СПГ рассчитаны на работу при давлении 19,6 МПА. Баллоны для СПГ изготавливаются толстостенными и имеют большую массу. Так, батарея из 8 50-литровых баллонов весит более 0,5 т. Следовательно, существенно снижается грузоподъемность автомобиля. Кроме того пробег автомобиля на одной заправке при работе на СПГ в 2 раза меньше, чем на бензине. Более перспективна криогенная технология хранения СПГ в сжиженном виде.

Метан легче воздуха, поэтому при утечках скапливается в верхней части помещения.

Метан имеет  высокую  детонационную  стойкость,  поэтому двигатели можно форсировать по степени сжатия.

СПГ воспламеняется в камере сгорания при температуре 635...645 °С, что значительно выше температуры воспламенения бензина. Это затрудняет пуск двигателя, особенно при низких температурах воздуха. В то же время по опасности воспламенения и пожароопасносности они значительно безопаснее бензина.

Преимущества СПГ перед бензинами:

•повышается срок службы моторного масла в 2,0...3,0 раза;

•увеличивается ресурс   двигателя   на   35...40%   вследствие отсутствия нагара на деталях цилиндро-поршневой группы;

•увеличивается на 40% срок службы свечей зажигания;

•на 90% снижается выброс вредных веществ с отработавшими газами, особенно СО. Недостатки СПГ:

•цена автомобиля возрастает примерно на 27%;

•трудоемкость ТО и ТР возрастает на 7...8;

•мощность двигателя снижается на 18...20%,   время   разгона увеличивается на 24...30%,  максимальная скорость уменьшается на 5...6%, максимальные углы преодолеваемых подъемов уменьшаются на 30...40%, эксплуатация автомобиля с прицепом затрудняется;

•дальность ездки на одной заправке не превышает 200...250 км;

•грузоподъемность автомобиля снижается 9...14%.

С учетом достоинств и недостатков автомобилей, работающих на СПГ, определена область их рационального использования — перевозки в крупных городах и прилегающих к ним районах.

2. МАСЛА И СМАЗКИ

2.7. Моторные масла

Моторные масла обеспечивают:

•снижение трения и износа трущихся деталей двигателя за счет создания на их поверхностях прочной масляной пленки;

•уплотнение зазоров в сопряжениях и, в первую очередь, деталей цилиндро-поршневой группы (ЦПГ);

•отвод тепла от трущихся деталей, удаление продуктов износа из зон трения;

•защиту рабочих поверхностей трущихся деталей от коррозии продуктами окисления масла и сгорания топлива;

•предотвращение всех видов отложений (нагары, лаки, зольные отложения).

Эксплуатационные требования к моторным маслам:

•оптимальная вязкость, определяющая надежную и экономичную работу агрегатов на всех режимах;

•хорошая смазывающая способность;

•устойчивость к испарению, вспениванию, выпадению присадок;

•отсутствие коррозии и коррозионных износов;

•малый расход масла при работе двигателя;

•большой срок службы масла до замены без ущерба для надежности двигателя;

•сохранение качества при хранении и транспортировке. Для выполнения этих требований моторные масла обладают рядом

свойств, к важнейшими из которых относятся  вязкостные и

низкотемпературные.

От вязкости зависят режим смазки, отвод тепла от рабочих поверхностей, уплотнение зазоров, энергетические потери в двигателе, быстрота запуска двигателя и т.д.

Вязкость моторных масел измеряют в следующих единицах:

•кинематическая вязкость v — 1 мм2/c=} сСт (сантистокс);

•динамическая вязкость т) — 1 Па-с=10 П (Пуаз); 1 МПа-с=1 сП (сантипуаз).

На вязкость моторных масел существенно влияет температура. При ее снижении вязкость резко увеличивается. Так, в интервале температур от 100 до 0 °С вязкость различных масел может возрастать в 300 раз и более (табл. 18.1).

Таблица 2.1 Классы вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85

Класс вязкости



УприlOO^MNr/c



vm;.xпри -18°С,

MM'/C



Класс вязкости



Упри 100 „С,

мм^с



^мах

при

-18°С,

MM/С



не менее



не более



не менее



не более



Зз



3.8



-



1250



3,,/8 7,0



9,5



1250



4.з



4,1



-



2600



4, з/6



5,6



7,0



2600



5з



5,6



-



6000



4,/8



7,0



9.5



2600



6з



5,6



-



10400



4,/10



9,5



11,5



2600



6



5,6



7,0



-



5.3/10



9,5



11,5



6000



8



7,0



9,5



-



5,/12



11,5



13,0



6000



10



9,5



11,5



-



5.з/14



13,0



15,0



6000



12



11,5



13,0



-



6,/Ю



9,5



11,5



10400



14



13,0



15,0



-



6,/14



13,0



15,0



10400



16



15,0



18,0



-



6/16



15,0



18,0



10400



20



18,0



23,0



-







Степень изменения вязкости в зависимости от температуры характеризуется индексом вязкости (ИВ), определяемым по значениям вязкости масла при 50 и 100 °С. Чем меньше изменение вязкости масла в заданном интервале температур, тем лучше его вязкостно-температурные свойства и тем больше индекс вязкости этого масла. Для летних масел индекс вязкости, как правило, не превышает 90, а для зимних и всесезонных (загущенных) он составляет 95-125 и выше. При определенной температуре масло вообще теряет подвижность. Эта температура называется температурой застывания масла. Для моторных масел температура застывания, как правило, составляет: -15 °С — для летних, —25...—30 С — для зимних, —35...-45 °С — для загущенных.

Вязкостно-температурные свойства в первую очередь определяют выбор моторного масла для конкретного типа двигателя и условий его

эксплуатации. При предельно высоких рабочих температурах в двигателе вязкость масла должна быть достаточной, чтобы обеспечить надежную смазку и работу узлов трения, низкий износ деталей, эффективное уплотнение сопряжении, малый прорыв картерных газов и расход масла на угар. При отрицательных температурах масло должно иметь относительно низкую вязкость, обеспечивающую эффективный пуск двигателя, своевременную подачу масла к парам трения и т.д.

Однако для обычных (незагущенных) минеральных масел — это трудносочетаемые требования. Поэтому масла с вязкостью б… 8 мм2/с при 100 “С применяют в зимний период, а более вязкие (10...14 мм^с при 100 °С) — в летний.

В настоящее время находят широкое применение всесезонные моторные масла, для которых при высоких температурах характерны значения вязкости летних образцов, а при отрицательных температурах -зимних.

Классификация (обозначение) масел. Для правильного подбора моторного масла по вязкости к конкретному типу двигателя и условиям его эксплуатации следует руководствоваться ГОСТ 17479.1-85 „Масла моторные, трансмиссионные и жидкости гидравлические. Система обозначений“. По этому ГОСТу моторные масла разделяют на различные классы по вязкости (табл. 18.1) и различают по сезонности применения, т.е. они дифференцируются на зимние (вязкость 6...8 мм^с при 100 °С), летние (10...20 мм»"/с при 100 С) и всесезонные.

Для сезонных (незагущенных) масел нормируются значения вязкости при 100 °С. Для всесезонных (загущенных) масел в знаменателе дробного обозначения указывается вязкость при 100 С, цифра в числителе характеризует предельно допустимую вязкость при -18 «С.

При подборе масла для конкретного типа двигателя наряду с установлением требуемых вязкостных показателей определяют также необходимый для этого двигателя уровень качества масла, т.е. группу масла по эксплуатационным свойствам.

До 1974 г. в нашей стране деление масел по уровню качества не производилось. Масла выпускались, с буквенным обозначением, характеризующим область их применения, — А, Д, М и МТ (А — для смазки карбюраторных двигателей, Д — автотракторных и судовых дизелей, М -поршневых авиационных двигателей, МТ — транспортных дизелей;

особенности технологии получения масел указывались буквами: К -кислотная, С — селективная очистка, П — масло с присадками, 3 -загущенное масло). Например, автомобильное масло селективной очистки АС-8, авиационное масло МС-20, загущенные масла с присадками АКЗп-6 и АСЗп-10, масло для транспортных дизелей МТ-16п и т.д. Цифры в обозначении масел характеризовали их вязкость в сСт (мм2/^) при температуре 100 „С.

Обеспечение надежной и экономичной работы современных двигателей возможно только при условии применения в них моторных масел с определенными свойствами, отвечающих необходимым требованиям.

Моторные масла по ГОСТ 17479.1-85 подразделяются на группы по эксплуатационным свойствам, характеризующие условия работы масла в двигателях конкретного уровня форсирования (табл. 18.2).

Таблица 2.2

Группы моторных масел в зависимости от уровня эксплуатационных свойств и области их применения

Группа



Рекомендуемая область применения



А



Нефорсированные карбюраторные двигатели и дизели



Б,



Малофорсированные карбюраторные двигатели, работающие в условиях, способствующих образованию высокотемпературных отложений и коррозии подшипников



Б2



Малофорсированные дизели



В,



Среднефорсированные карбюраторные двигатели, работающие в неблагоприятных условиях, способствующих окислению масла и образованию всех видов отложений



Вз



Среднефорсированные дизели, предъявляющие повышенные требования к антикоррозионным, противоизносным свойствам масел и их склонности к образованию высокотемпературных отложений



Г,



Высокофорсированные карбюраторные двигатели, работающие в тяжелых эксплуатационных условиях, способствующих окислению масла, образованию всех видов отложений, коррозии и ржавлению



Г2



Высокофорсированные дизели.без надува или с умеренным наддувом, работающие в неблагоприятных эксплуатационных условиях, способствующих образованию высокотемпературных отложений



Д



Высокофорсированные дизели с наддувом, работающие в тяжелых эксплуатационных условиях или когда применяемое топливо требует использования масел с высокой нейтрализующей способностью, антикоррозионными и противоизносными свойствами, малой склонностью к образованию всех видов отложений



Е



Лубрикаторные системы смазки цилиндров дизелей, работающих на топливе с высоким содержанием серы





Зная уровень форсирования двигателя и условия его эксплуатации по табл. 18.2 производят выбор моторного масла требуемой группы качества. Одновременно, исходя из предполагаемого температурного диапазона работы масла, по табл. 18.1 устанавливают требуемый класс вязкости.

В зависимости от вязкости и эксплуатационных свойств ГОСТ 17479.1-85 устанавливает марки моторных масел (M-8Bi, М-6з/12Г1, М-ЮГз, М-10Д и т.д.), в условном обозначении которых заложены необходимые данные для правильного подбора масел для конкретного типа двигателя.

Например, масло М-8В]: буква “М» обозначает моторное масло, цифра 8 характеризует его вязкость при 100 'С в мм2/c, буква «В» с индексом «1» указывает, что масло по эксплуатационным свойствам относится к группе В и предназначено для среднефорсированных карбюраторных двигателей.

Масло М-6;/12Г[: буква «М» ,- моторное масло, цифра 6 свидетельствует, что это масло относится к классу, у которого вязкость при —18 С не должна превышать 10400 мм~/с, индекс «з» обозначает, что масло содержит загущающие (вязкостные) присадки, цифра «12» после знака дроби показывает, что вязкость масла при температуре 100 °С равна 12 мм2/c, а буква «Г» с индексом «1» обозначает принадлежность масла по эксплуатационным свойствам к группе «Г» и указывает на возможность его использования для высокофорсированных карбюраторных двигателей.

Индекс «2» при буквенном обозначении группы указывает на то, что масло предназначено для дизелей, например М-8Гз.

Отсутствие цифрового индекса у масел группы Б, В, Г свидетельствует об универсальности масел и возможности их применения как в карбюраторных, так и дизельных двигателях (например, масло М-бз/ЮВ).

Отнесение масла к соответствующей группе свидетельствует об определенном уровне его эксплуатационных свойств (антиокислительных, моюще-диспергирующих, противокоррозионных, защитных и т.д.), характеризующем качество масел данной группы. Этот уровень в основном зависит от вида и концентрации вводимых присадок. Поэтому переход от масел низших групп (А, Б) к высшим (В, Г), как правило, достигается путем расширения ассортимента и количественного увеличения присадок в маслах.

Принадлежность масел к той или иной группе устанавливают на основании   результатов   моторных   испытаний   на  специальных одноцилиндровых или полноразмерных двигателях. Для масел различных групп установлены нормы на оценочные показатели, предусмотренные методами испытаний на двигателях. Сопоставляя результаты моторных испытаний масла с нормами, устанавливают его принадлежность к соответствующей группе по эксплуатационным свойствам.

За рубежом подбор масел в зависимости от типа двигателя и условий его эксплуатации осуществляется также на основании соответствующих классификаций.  Градацию  масел  по  вязкости  производят  по классификации      SAE   (Общество   американских   инженеров-автомобилистов), а по условиям и областям применения — согласно классификации API (Американский нефтяной институт).

По классификации SAEJ300e масла разделяют на зимние (обозначаются буквой W), летние и всесезонные. Примерное соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 и SAE J300e показано в табл. 18.3.

Таблица 2.3

Соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 и классификация SAE J300e

ГОСТ 17479.1-85 SAE J300e



ГОСТ 17479.1-85 SAE J300e



Зз5W 4, з10W 5з15W 6.з20W 6 20 8 20 10 30 12 30 14 40 16 40



20 50 З.з/8 5W-20 4,/6 10W-20 4з/8 10W-20 4,3/10 10W-30 5з/10 15W-30 5, з/12 15W-30 5, з/14 15W-40 6.3/10 20W-30 ' 6з/14 20W-40





Классификация API подразделяет масла на две категории: S -категория «сервис» и С — коммерческая категория. Масла категории S предназначены   для   двигателей   легких   транспортных   средств, применяемых в сфере обслуживания, т.е. преимущественно для бензиновых двигателей. Масла категории С предназначены для двигателей автомобилей,  осуществляющих коммерческие перевозки, тягачей, строительно-дорожных машин и других, т.е. преимущественно для дизельных двигателей.

В каждой категории масла в зависимости от условий работы подразделяются на классы, также имеющие буквенную маркировку. Поэтому обозначение масел в соответствии с классификацией производится двумя буквами латинского алфавита, указывающими категорию и класс масел, например SE (для карбюраторных двигателей) или CD (для дизелей). Универсальные масла, относящиеся к обеим категориям классификации API, имеют маркировку двух разных категорий, например, SE/CD.

Соответствие уровней эксплуатационных свойств масел по ГОСТ 17479.1-85 и классификации API показано в табл. 18.4.

Таблица 2.4

Ориентировочное соответствие классов моторных масел по группам эксплуатационных свойств по ГОСТ 17479.1-85 и классификации API

ГОСТ 17479.1-85API



ГОСТ 17479.1-85API



ASBБ SC/CAБ, SCБ2 СА В SD/CBВ, SD



Вз СВ Г SE/CCГ, SE, SFГг СС Д CDЕ





Синтетические моторные масла..Одним из путей удовлетворения все возрастающих требований к качеству моторных масел является разработка и применение синтетических моторных масел. Синтетические масла представляют собой индивидуальные соединения или смеси нескольких соединений близкой химической структуры (поли-ос-олефины и др.).

Синтетические масла имеют высокий индекс вязкости (150...170). Температура потери подвижности синтетических масел ниже (до —65 С), чем у минеральных. Следовательно, пуск двигателей при отрицательных температурах при применении синтетических масел легче, чем на минеральных, и возможен при более низких температурах воздуха.

Вязкость синтетических масел при температурах 250...300 °С, выше (до 2...3 раз), чем у равновязких им при 100 °С минеральных. Они имеют лучшую термическую стабильность, низкую испаряемость и малую склонность к образованию высокотемпературных отложений. Поэтому синтетические   масла   могут   с   успехом   применяться   в высокофорсированных теплонапряженных двигателях,

Синтетические масла, как правило, превосходят минеральные по антиокислительным  свойствам, диспергирующей  и  механической стабильности, обладают равными или лучшими противоизносными и противозадирными свойствами. В связи с этим синтетические масла имеют срок службы более 20 тыс. км пробега а'втомобиля, а отдельные образцы служат 80… 100 тыс. км без смены.

Расход синтетических масел на угар на З0...40% ниже, чем минеральных. За счет лучших вязкостно-температурных характеристик во всем интервале встречающихся в практике температур расход топлива при использовании синтетических масел снижается на 4...5%.

Стоимость синтетических масел в 2...3 раза выше, чем минеральных. Однако высокие эксплуатационные свойства, большой срок службы в двигателях до замены, низкий расход на угар и вследствие этого меньший общий расход масла делают применение их целесообразным.

    продолжение
--PAGE_BREAK--2.2. Трансмиссионные масла

К трансмиссионным относятся масла, применяемые для смазки зубчатых передач агрегатов трансмиссии, а также в гидротрансмиссиях.

В современных автомобилях применяют зубчатые передачи различных  типов.  Особенно  широко  распространены  винтовые (гипоидные) передачи. Их преимущество перед передачами с прямыми зубьями состоит в большей прочности зубьев шестерен при равных габаритах, плавной и бесшумной работе. Но к маслам для винтовых шестерен предъявляют более высокие требования, чем к маслам для шестерен с прямыми зубьями, поскольку скорости скольжения в таких передачах больше.

В агрегатах трансмиссии трансмиссионные масла выполняют следующие ф>ункции:

•снижают износ деталей;

•уменьшают потери энергии на трение;

•увеличивают теплоотвод от трущихся поверхностей;

•снижают вибрацию и шум шестерен, а также защищают их от ударных нагрузок;

•защищают детали механизмов от коррозии;

•масла для гидромеханических передач, кроме того, выполняют функцию рабочего тела в гидротурбине, передающей мощность. Важнейшие свойства ТМ:

•вязкостно-температурные;

•противоизносные, противозадирные, противопиттинговые;

•термическая и термоокислительная стабильность;

•стойкость к образованию эмульсий с водой;

•минимальное воздействие на резино-технические изделия, лаки, краски и пластмассы;

•химическая и физическая стабильность при хранении и транспортировании.

В зависимости от конструктивных особенностей и назначения шестеренчатых передач к маслам могут предъявляться специфические требования. Так, масла для ведущих мостов с фрикционной блокировкой дифференциала должны обладать хорошими фрикционными свойствами,

масла для трансмиссии автомобилей с периодической эксплуатацией -хорошими защитными свойствами и т.д.

Условия, в которых работает масло, определяются следующими факторами: температурным режимом, частотой вращения шестерен (скорость относительного скольжения трущихся поверхностей зубьев), удельным давлением в зоне контакта.

Рабочая температура масла в агрегатах трансмиссии меняется в широких пределах — от температуры окружающего воздуха в начале работы до 120...130 ^С и даже 150 С в процессе работы.

В температурном режиме работы зубчатых передач различают три наиболее характерные температуры: минимальную — в момент начала работы передачи, равную наиболее низкой температуре окружающего воздуха; максимальную — соответствующую экстремальным условиям работы; среднеэксплуатационную — наиболее вероятную во время эксплуатации.

Минимальная температура масла в агрегатах трансмиссии автомобилей в холодной климатической зоне может достигать —60 С. Максимальная и среднеэксплуатационная температуры масла зависят от температуры воздуха, условий эксплуатации, вязкости масла и от других факторов. Среднеэксплуатационная температура в агрегатах трансмиссии автомобилей обычно составляет 60...90 °С. Фактическая температура масла в зоне контакта зубьев шестерен на 150...200 «С выше температуры масла в объеме. Заметное влияние на температуру оказывает скорость скольжения на поверхности зубьев в зоне их контакта. Скорости скольжения в цилиндрических и конических передачах составляют на входе в зацепление 1.5...3 м/с; в некоторых агрегатах они достигают 9...12 м/с; для гипоидных передач скорости скольжения составляют 15 м/с и более.

В цилиндрических и конических передачах удельные нагрузки в полюсе зацепления составляют обычно 0,5...1,5 ГПа, достигая в некоторых случаях 2 ГПа. В гипоидных передачах они в два раза выше. Под действием таких нагрузок условия для гидродинамической смазки ухудшаются.

Трансмиссионные масла представляют собой сложную коллоидную систему, включающую две группы компонентов: первая — основа масла, вторая — функциональные присадки для улучшения эксплуатационных свойств масел.

К числу перспективных следует отнести синтетические масла, которые характеризуются очень пологой вязкостно-температурной кривой.

Классификация и ассортимент.  В  агрегатах трансмиссии автомобилей применяется широкий ассортимент масел. Согласно ГОСТ 17479.2-85   »Масла   моторные,   трансмиссионные   и   жидкости гидравлические. Система обозначений" масла классифицированы по

классам и группам в зависимости от них вязкости и эксплуатационных свойств (табл. 18.5 и 18.6).

Таблица 2.1 Классы вязкости трансмиссионных масел

Класс вязкости



Кинематическая вязкость при lOO^'C.MM^c



Максимальная температура, при которой t| < 150Па-с,

°С



9 7,0 ...10,9 -45



12 11,0… 13,9 -35



18 14,0 ...24,9 -18



34 25,0 ...41,0





С учетом деления на классы и группы трансмиссионные масла имеют  условные  обозначения.  Например,  обозначение  ТМ5-12 расшифровывается следующим образом: «ТМ» — трансмиссионное масло, цифра «5» — группа по эксплуатационным свойствам, цифра «12» — класс вязкости.

Таблица 2.2

Классификация трансмиссионных масел по эксплуатационным свойствам

Группа



Состав



Рекомендуемая область применения



ТМ-1



Минеральные масла без присадок



Прямозубые, спирально-конические и червячные передачи, работающие при контактных напряжениях до 600 МПа и температуре в объеме до 90 «С



ТМ-2



Минеральные масла с противоизносными присадками



Прямозубые, спирально-конические и червячные передачи, работающие при контактных напряжениях до 1200 МПа и температуре в объеме до 90 С



ТМ-3



Минеральные масла с противозадирными присадками умеренной эффективности



Прямозубые, спирально-конические и червячные передачи, работающие при контактных напряжениях до 2000 МПа и температуре в объеме до 90 „С



ТМ-4



Минеральные масла с противозадирными



Прямозубые, спирально-конические и червячные передачи, работающие при контактных напряжениях свыше 2000





--PAGE_BREAK--С, ВТВ-1, пушечной смазкой.

Для гибкого вала спидометра используются ЦИАТИМ-201, моторное масло.

Тросы стояночного тормоза, замка капота смазываются Литолом-24, ЦИАТИМ-201.

3. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЖИДКОСТИ

3.1. Амортизаторные жидкости

В легковых автомобилях нашли широкое применение амортизаторы (виброизоляторы) телескопического типа, а в последнее время -телескопические стойки, предназначенные для гашения колебаний кузова на упругих элементах подвески. Установка амортизаторов делает ход автомобиля плавным даже при движении по бездорожью.

Рабочим телом в гидравлических амортизаторах служат маловязкие жидкости, обычно на нефтяной основе.

Требования к амортизаторным жидкостям многообразны. Основным показателем является вязкость. Большинство рабочих жидкостей, применяемых в телескопических амортизаторах, характеризуются следующими значениями вязкости: при 20 °С — 30...60; при 50 °С — 10...16;

при 100 °С-3,5,„6,0 мм2/^.

Высокие требования предъявляются к вязкости амортизаторных жидкостей при отрицательных температурах. Так, при -20 °С вязкость не должна превышать 800 мм2/с. Желательно, чтобы во всем интервале встречающихся на практике отрицательных температур вязкость амортизаторной жидкости не превышала 2000 мм^с. При более высокой вязкости работа амортизаторов резко ухудшается и происходит блокировка подвески. С этим часто встречаются на практике, так как уже при -30 °С вязкость товарных амортизаторных жидкостей превышает 2000 мм^с и при -40 °С достигает 5000.,.10000 мм^с. Обеспечить требуемую вязкость (при температурах ниже -30 °С) могут амортизаторные жидкости на синтетической основе.

Рабочая амортизаторная жидкость должна обладать определенной теплоемкостью и теплопроводностью.

Важное значение имеют смазывающие свойства жидкостей, которые определяются обычно при испытании на машинах трения или при испытании самих амортизаторов на стенде. Так, амортизаторная жидкость МГП-10, применяемая на старых моделях автомобилей ВАЗ, не обеспечила  достаточной  износостойкости  телескопических  стоек

автомобилей   ВАЗ-2108,   что   потребовало   разработки   новой амортизаторной жидкостиМГП-12.

Амортизаторные жидкости  не должны  быть склонны к пенообразованию, так как это снижает энергоемкость амортизатора и нарушает условия смазки трущихся пар.

Важными характеристиками амортизационных 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 высоко молекулярные присадки для улучшения вязкостно-температурных   характеристик,    антиокислительные   и противопенные присадки, а также присадки для улучшения смазывающих свойств.

Обслуживание (замена рабочей жидкости) и ремонт амортизаторов требуют специального технологического оборудования и должны производиться на станциях технического обслуживания автомобилей.

Зарубежными аналогами отечественных амортизаторных жидкостей могут быть следующие жидкости: фирмы Shell — AeroshellFluid 1, фирмы ВР — ВР AeroHydraulic 2, Esso — AviationUtilityOil, DEF2901A.

3.2. Тормозные жидкости

Тормозные  жидкости   служат  для  передачи   энергии   к исполнительным механизмам в гидроприводе тормозной системы автомобиля.

Рабочее давление в гидроприводе тормозов достигает 10 МПа и более. Развиваемое давление передается на поршни колесных цилиндров, которые прижимают тормозные накладки к тормозным дискам или барабанам. При торможении кинетическая энергия при трении превращается в тепловую. При этом освобождается большое количество теплоты, которое зависит от массы и скорости автомобиля. При экстренных торможениях автомобиля температура тормозных колодок может достигать 600 °С, а тормозная жидкость нагреваться до 150 °С и выше. Высокие температуры в тормозах и гигроскопичность жидкости приводят к ее обводнению и преждевременному старению. В этих условиях жидкость может отрицательно влиять на резиновые манжетные уплотнения тормозных цилиндров, вызывать коррозию металлических деталей. Но наибольшую опасность для работы тормозов представляет возможность появления в жидкости пузырьков пара и газа, образующихся при высоких температурных режимах эксплуатации из-за низкой температуры кипения самой жидкости, а также при наличии в ней воды.

При нажатии на педаль тормоза пузырьки газа сжимаются, и так как объем главного тормозного цилиндра невелик (5...15 мл), даже сильное нажатие на педаль может не привести к росту необходимого тормозного давления, т.е. тормоз не работает из-за наличия в системе паровых пробок.

Надежная работа тормозной системы — необходимое условие безопасной эксплуатации автомобиля, поэтому тормозная жидкость является ее функциональным элементом и должна отвечать комплексу технических требований. Важнейшие из них рассмотрены ниже.

Температура кипения. Это важнейший показатель, определяющий предельно допустимую рабочую температуру гидропривода тормозов. Для большей части современных тормозных жидкостей температура кипения в процессе эксплуатации снижается из-за их высокой гигроскопичности. К этому приводит попадание воды, главным образом за счет конденсации из воздуха. Поэтому наряду с температурой кипения «сухой» тормозной жидкости определяют температуру кипения «увлажненной» жидкости, содержащей 3,5% воды.

Температура   кипения   «увлажненной»   жидкости   косвенно характеризует температуру, при которой жидкость будет «закипать» через 1,5...2 года ее работы в гидроприводе тормозов автомобиля. Для надежной работы тормозов необходимо, чтобы она была выше рабочей температуры жидкости в тормозной системе.

Из опыта эксплуатации следует, что температура жидкости в гидроприводе тормозов грузовых автомобилей обычно не превышает 100 С. В условиях интенсивного торможения, например на горных дорогах, температура может подняться до 120 «С и более.

В легковых автомобилях с дисковыми тормозами температура жидкости при движении по магистральным автострадам составляет 60...70 °С, в городских условиях достигает 80...100 °С, на горных дорогах 100...120 °С, а при высоких скоростях движения, температурах воздуха и при интенсивных торможениях — до 150  С. В некоторых случаях (спецмашины, спортивные автомобили и т.д.) температура жидкости может превышать указанные значения.

Следует отметить, что начало образования паровой фазы тормозных жидкостей при нагреве, а следовательно, и паровых пробок в гидроприводе тормозов происходит при температуре на 20...25°С ниже температуры кипения жидкости. Это обстоятельство принимается во внимание при установлении показателей качества тормозных жидкостей.

Согласно требованиям международных стандартов температура кипения „сухой“ и „увлажненной“ тормозной жидкости должна иметь значения соответственно не менее 205 и 140 „С для автомобилей при обычных условиях их эксплуатации и не менее 230 и 155 С — для автомобилей, эксплуатирующихся  на режимах с повышенными скоростями или с частыми и интенсивными торможениями, например на

горных дорогах. Следует иметь введу, что на автомобиле, остановившемся после интенсивных торможений, температура жидкости может некоторое время повышаться за счет теплоты тормозных колодок из-за прекращения их охлаждения встречным потоком воздуха.

Вязкостно-температурные свойства. Процесс торможения обычно длится несколько секунд, а в экстренных условиях — доли секунды. Поэтому необходимо, чтобы сила, прилагаемая водителем к педали, быстро передавалась на поршни рабочих цилиндров. Это условие обеспечивается необходимой текучестью жидкости и определяется максимально допустимой вязкостью при температуре —40 °С: не более 1500 мм^с для жидкостей общего назначения и не более 1800 мм^с — для высокотемпературных жидкостей. Жидкости для Севера должны иметь вязкость не более 1500 мм^с при -55 °С.

Антикоррозионные свойства. В гидроприводе тормозов детали из различных металлов соединяются между собой, что создает условия для протекания электрохимической коррозии. Для предотвращения коррозии жидкости должны содержать ингибиторы, защищающие сталь, чугун, белую жесть, алюминий, латунь, медь от коррозии. Их эффективность оценивается по изменению массы и состоянию поверхности пластин из указанных металлов после их выдерживания в тормозной жидкости, содержащей 3,5% воды, в течение 120 ч при 100 “С.

Совместимость с резиновыми уплотнениями. Для обеспечения герметичности гидросистемы на поршни и цилиндры ставят резиновые уплотнительные манжеты. Необходимое уплотнение обеспечивается, когда под воздействием тормозной жидкости манжеты несколько набухают и их уплотнительные кромки плотно прилегают к стенкам цилиндра. При этом недопустимо как слишком сильное набухание манжет, так как может произойти их разрушение при перемещение поршней, так и усадка манжет, чтобы не допустить утечки из системы.

Испытание на набухание резины осуществляется при выдерживании манжет или образцов резины в жидкости при 70 и 120 °С. Затем определяется изменение объема, твердости и диаметра манжет.

Смазывающие свойства. Влияние жидкости на износ рабочих поверхностей тормозных поршней, цилиндров, манжетных уплотнений проверяется  при  стендовых  испытаниях,  имитирующих работу гидропривода тормозов в тяжелых условиях эксплуатации.

Стабильность при высоких и низких температурах. Тормозные жидкости в интервале рабочих температур от —50 до 150 С должны сохранять исходные показатели, т.е. противостоять окислению и расслаиванию при хранении и применении, образованию осадков и отложении на деталях гидропривода тормозов.

Ассортимент и эксплуатационные свойства. В настоящее время выпускается несколько марок тормозных жидкостей.

ЖидкостьБСК (ТУ 6-10-1533-75) представляет собой смесь бутилового спирта и касторового масла, имеет хорошие смазывающие свойства,   но   невысокие   вязкостно-температурные   показатели, используются в основном на старых моделях автомобилей.

Жидкость»Нева" (ТУ 6-01-1163-78) — основными компонентами являются гликолевый эфир и полиэфир, содержат антикоррозионные присадки. Работоспособна при температуре до —40...—45 С. Применяется в гидроприводе тормозов и сцеплений грузовых и легковых автомобилей.

ЖидкостьГТЖ-22м (ТУ 6-01-787-75) — на гликолевой основе. По показателям близка к «Неве», он обладает худшими антикоррозионными и вязкостно-температурными свойствами. Рекомендуется для применения лишь на отдельных моделях грузовых автомобилей.

Жидкость«Томь» (ТУ 6-01-1276-82) разработана взамен жидкости «Нева». Основные компоненты — концентрированный гликолевый эфир, полиэфир, бораты; содержит антикоррозионные присадки. Имеет лучшие эксплуатационные свойства, чем «Нева», более высокую температуру кипения. Совместима с «Невой» при смешивании в любых соотношениях.

Жидкость«Роса» (ТУ 6-05-221-564-84) разработана для новых моделей легковых автомобилей, в первую очередь ВАЗ-2108. Основной компонент — боросодержащий полиэфир; содержит антикоррозионные присадки. Она имеет высокие значения температуры кипения (260 °С) и температуры кипения «увлажненной» жидкости (165 °С). Это обеспечивает надежную работу тормозной системы при тяжелых эксплуатационных режимах и позволяет увеличить срок службы жидкости.

Чтобы исключить возможность образования паровых пробок, жидкость «Нева» в зависимости от условий эксплуатации автомобилей рекомендуется заменять через 1...2 года; срок службы жидкостей «Томь» и «Роса» может быть более двух лет.

Низкотемпературные показатели неудовлетворительны у БСК. Уже при температуре —15...—17 °С образуются кристаллы касторового масла. С дальнейшим понижением температуры происходит потеря подвижности;

при температуре ниже -20 °С жидкость БСК неработоспособна.

Жидкости «Нева», «Томь», «Роса» работоспособны до -40...-45 °С.

Для автомобилей, эксплуатирующихся в районах Крайнего Севера, необходима специальная жидкость, у которой вязкость при -55°С должна быть не более 1500 мм"/с. При отсутствии такой жидкости практикуется разбавление жидкости «Нева» и «Томь» 18...20% этилового спирта. Такая смесь работоспособна при температуре до -60 ^С, однако имеет низкую температуру кипения и не обеспечивает герметичности резиновых манжетных уплотнений. Поэтому разбавление жидкости спиртом -вынужденная мера, и по окончании зимней эксплуатации смесь следует заменить.

Жидкости «Нева», «Томь», «Роса» совместимы, их смешивание между собой возможно в любых соотношениях. Смешивание указанных жидкостей с БСК недопустимо, так как приведет к расслоению смеси и потере необходимых эксплуатационных свойств.

Зарубежными аналогами жидкостей «Нева» и «Томь» являются жидкости соответствующие международной классификации ДОТ-3, которые имеют температуру кипения более 205 'С, а для жидкости «Роса» -жидкости ДОТ-4 с температурой кипения более 230 °С.

Жидкости типа БСК на современных моделях автомобилей за рубежом не применяются.

3.3.  Охлаждающие жидкости

Требования, предъявляемые к жидкости для систем охлаждения двигателей, весьма разнообразны. Такая жидкость не должна замерзать и кипеть во всем рабочем диапазоне^ температур двигателя, легко прокачиваться  при  этих температурах,  не  воспламеняться,  не вспениваться, не воздействовать на материалы системы охлаждения, быть стабильной в эксплуатации и при    хранении, иметь высокую теплопроводность и теплоемкость.

В наибольшей степени этим требованиям отвечает вода и водные растворы некоторых веществ.

Вода имеет целый ряд положительных свойств: доступность, высокую теплоемкость, пожаробезопастность, нетоксичность, хорошую прокачиваемость при положительных температурах.

К недостаткам воды следует отнести: неприемлемо высокую температуру замерзания и увеличение объема при    замерзании, недостаточно высокую температуру кипения и склонность к образованию накипи. Эти недостатки ограничивают применение воды в качестве охлаждающей жидкости. Однако в тех климатических зонах, где не бывает низких температур или автомобили эксплуатируются только в летний период, вода может применятся в системах охлаждения автомобилей. В этом случае важно знать ее свойства, чтобы избежать нежелательных последствий от эксплуатации двигателей на воде.

В первую очередь это относится к накипи — твердым и прочным отложениям на горячих стенках системы охлаждения, образующимся в результате оседания на стенках бикарбонатов, сульфатов и хлоридов кальция и магния, содержащихся в воде.

Образование накипи кроме ухудшения теплоотвода приводит к увеличению расхода топлива. Так, при толщине накипи 1,5...2 мм расход топлива может возрасти на 8...10 %. Это происходит вследствие

недопустимого повышения температурного режима цилиндропоршневой группы из-за термического сопротивления слоя накипи.

Для предупреждения образования накипи в системе охлаждения используется два способа:

•введение антинакипинов (хромпик КзСг207, нитрат аммония NH4N0.3);

•умягчение воды перед заливкой в систему (кипячением, перегонкой или обработкой кальцинированной содой МазСОз).

Наличие у современных двигателей двухконтурной системы охлаждения с термостатом исключает возможность применения воды в зимнее время. Это связано с тем, что после пуска охлаждающая жидкость для более быстрого прогрева двигателя циркулирует только по малому контуру, минуя радиатор. Время открытия термостата и циркуляции по большому контуру может быть достаточно большим, особенно при низких температурах. В течение -этого времени вода в радиаторе без циркуляции может замерзнуть, что приведет к его размораживанию.

При определенных условиях эксплуатации автомобилей: высокой температуре окружающего воздуха, буксировке прицепа, движении по бездорожью на пониженных передачах и т. д. — охлаждающая жидкость может нагреться до температуры кипения. Эффективность охлаждения в этом случае резко падает, двигатель перегревается, возможен его выход из строя. Для устранения этого необходимо применять охлаждающую жидкость с повышенной температурой кипения и герметизировать систему охлаждения.

Системы охлаждения современных двигателей герметичны, и жидкость в них находится под небольшим давлением, обычно около 0,05 МПа, которое поддерживается клапаном радиатора. В новых моделях автомобилей давление в системе охлаждения еще выше (0,12 МПа) и поддерживается клапаном в расширительном бачке. При давлении 0,05 МПа вода кипит при 1 12 °С, а при 0,12 Мпа — при 124 °С.

В последние десятилетия получили широкое распространение низкозамерзающие охлаждающие жидкости — антифризы на основе водных растворов этиленгликоля (СН^ОН-СНзОН) с температурой кипения 197 °С. В отличие от воды при замерзании антифризы не расширяются и не образуют твердой сплошной массы. Образуется рыхлая масса кристаллов воды в среде этиленгликоля. Такая масса не приводит к размораживанию блока и не препятствует запуску двигателя. Антифриз после пуска двигателя довольно быстро переходит в жидкое состояние. Однако прогрев отопителя салона затрудняется, поэтому необходимо поддерживать такую концентрацию антифриза, чтобы он не замерзал до температуры —40...—35 °С.

Антифризам   присущи   некоторые   недостатки.   Так,   их теплопроводность и теплоемкость ниже, чем у воды, что несколько снижает эффективность систем охлаждения.

При нагреве антифризы увеличивают объем, ввиду чего в системе охлаждения устанавливается расширительный бачок. Этиленгликоль коррозионно агрессивен по отношению к металлам, поэтому в антифризы при  изготовлении  добавляют специальные  антикоррозионные и противопенные присадки. Общее содержание присадок составляет 3...5%.

Температура кипения антифриза достаточно высока и составляет 120...132 «С. Поэтому в герметичной системе охлаждения современного автомобиля при нормальных условиях эксплуатации (без перегрева двигателя) потери антифриза происходят преимущественно из-за утечек (микрощели в радиаторе, ослабление креплений хомутов на шлангах и другие неисправности).

Восполнять уровень антифриза в системе охлаждения водой нежелательно, так как при этом снижается концентрация этиленгликоля в смеси, что ведет к повышению температуры замерзания.

В табл. 19.2 приведены основные характеристики антифризов, выпускаемых в нашей стране.

Наиболее широко на автомобилях применяется антифризТосол А40-М.

Допустимый срок службы антифриза „Тосол А40-М“ составляет до 3 лет эксплуатации автомобилей или 60 тыс. км пробега.

При более длительных сроках эксплуатации на некоторых деталях системы охлаждения начинают появляться очаги коррозии, в первую очередь на крыльчатке водяного насоса, т.е. на чугуне. Корродируют также детали из алюминия, припой в радиаторе, латунные трубки радиатора и корпус термостата.

Антифриз в процессе эксплуатации изменяет свои характеристики:

снимается   запас   щелочности,   увеличивается   склонность   к ценообразованию, возрастает агрессивность к резине и увеличивается способность вызывать коррозию металлов. Интенсивность изменения характеристик антифриза зависит от средней рабочей температуры в двигателе, В южных районах, где эти температуры обычно более высокие, антифриз стареет интенсивнее. В северных же районах страны антифриз может служить и более -грех лет.

Таблица 19.2 Основные характеристики антифризов

Показатели



Тосолы (ТУ 6-02-751-78)



Концентрированный •этиленгли-коль



Антис^ризы (ГОСТ 1 59-52)





--PAGE_BREAK--