Васильева Л.С. Автомобильные эксплуатационные материалы

Подождите немного. Документ загружается.

влении 0,05

МПа

закипает при температуре

112

°С, а при давле-

нии

0,12

МПа - 124 °С. Следовательно охлаждающие жидкости

должны иметь температуру кипения не ниже 120°.

В воде недопустимо содержание солей, вызывающих накипь,

которая уменьшает теплопередачу и может привести к перегре-

ву двигателя. Поэтому лучше всего применять дистиллирован-

ную воду, либо снеговую или дождевую.

Если увеличивается теплоемкость, то можно уменьшить объ-

ем воды в системе охлаждения; если же увеличивается теплопро-

водность, то уменьшают скорость циркуляции жидкости и тем

самым достигают более равномерной ее температуры.

Охлаждающая жидкость должна быть пожаробезопасной и

химически нейтральной. Она не должна разрушать металлы, из

которых изготовлены блок и головка цилиндров, отопитель, ра-

диатор, предпусковой подогреватель, резиновые шланги и дру-

гие материалы, с которыми она соприкасается; не должна обра-

зовывать отложения на внутренних поверхностях системы. Вме-

сте с тем ее себестоимость (стоимость сырья и производства)

должна быть минимальной.

Кроме того, охлаждающая жидкость должна иметь опти-

мальную вязкость. Это обусловлено тем, что при очень высокой

вязкости циркуляция жидкости в системе (как принудительная,

так и термосифонная) затруднена, а также увеличиваются затра-

ты мощности на привод насоса. При очень низкой вязкости суще-

ственно трудно не допустить подтекания жидкости через уплот-

нения насоса, на стыках патрубков и шлангов. Опыт показал, что

вязкость жидкости должна быть близка к кинематической вязко-

сти воды, т.е.

0,9-1,1

мм

/с

при 20 °С.

Высокая температура замерзания охлаждающей жидкости

(например, воды) приводит к неудобствам эксплуатации в зимнее

время. При длительных перерывах в работе двигателя воду при-

ходится сливать или содержать автомобили в теплых гаражах.

Поэтому желательно, чтобы температура замерзания охлаждаю-

щей жидкости была как можно ниже (например, не более

-60

°С). Поэтому в жидкостных системах охлаждения современ-

ных двигателей внутреннего сгорания наряду с водой используют

низкозамерзающие жидкости.

Надо отметить, что в последнее время вода все меньше ис-

пользуется в системах охлаждения автомобильных двигателей.

Ее заменяют специальными жидкостями, имеющими низкую

точку замерзания. Если раньше их использовали только зимой,

320

то с разработкой герметичных систем охлаждения это делают в

любое время года. Жидкость заливают в систему охлаждения не-

посредственно на заводе-изготовителе и не меняют ь течение

всего срока эксплуатации (по крайней мере до капитального ре-

монта). Как отмечалось, жидкость должна иметь низкую стои-

мость, легко транспортироваться и храниться.

В то же время самой простой и легкодоступной охлаждаю-

щей жидкостью, достаточно полно удовлетворяющей основным

требованиям, по-прежнему остается вода.

8.1.2. Охлаждающая жидкость

вода

Вода в качестве охлаждающей жидкости имеет как преиму-

щества, так и недостатки. Она легко доступна, пожаробезопасна,

безвредна для человека, имеет высокую удельную теплоемкость

ккал/кг

• °С) - выше, чем другие известные охлаждающие жид-

кости. Самый существенный ее недостаток - высокая температу-

ра замерзания. Вода замерзает при температуре О °С и при этом

значительно увеличивается в объеме, что может вызвать разру-

шение системы охлаждения.

Сравнительно низкая температура кипения воды требует,

чтобы в системе охлаждения поддерживалась температура на

уровне

80-90

°С,

хотя в условиях жаркого климата, в частности

при эксплуатации автомобилей в южных районах страны, темпе-

ратура воды может увеличиваться до

95-100

°С. Чтобы избежать

потерь жидкости из системы, как уже отмечалось, в современных

двигателях применяется герметизация системы охлаждения. Как

только повышается давление в системе охлаждения, на пробке

радиатора открывается клапан. Такая конструкция дает возмож-

ность несколько повысить температуру кипения воды и снизить

ее потери от испарения, но одновременно может снизиться и

мощность двигателя (из-за уменьшения наполнения цилиндров).

При этом увеличивается склонность топлива к детонации.

На температурный режим системы водяного охлаждения

оказывает влияние и барометрическое давление окружающей

среды. Так, в горах, где воздух разрежен, температура кипения

воды снижается и увеличивается вероятность ее закипания, осо-

бенно на крутых подъемах, когда двигатель испытывает боль-

шие перегрузки и возрастает отдача теплоты в воду.

Минеральные соли, содержащиеся в воде, образуют на внут-

ренней поверхности деталей системы охлаждения накипь, кото-

'/2

Васильева

Л.С

321

Перерасход топлива,

С*

00 О

Вес

накипи

на

одной радиа-

торной трубке,

мг

—

— —

^2j_

12345

Толщина слоя накипи, мм

О 60 120 180 240 300

Время работы двигателя, ч

Рис. 8.1. Зависимость перерасхода топлива от толщины слоя накипи

Рис. 8.2. Изменения количества накипи в системе охлаждения, заправленной

водой (кривая /), водой с антинакипином (кривая 2)

рая снижает теплопроводность и, как следствие, эффективность

охлаждения (рис. 8.1).

Жесткость воде придают соли кальция и магния, растворен-

ные в ней. С их увеличением жесткость воды повышается. В ка-

честве единицы измерения жесткости принимают

милиграмм-эк-

вивалент солей на 1 л воды. Иными словами, при жесткости, рав-

ной 1 мг-экв в литре воды содержится 20,04 мг ионов кальция или

12,16 мг ионов магния. Различают временную, постоянную и об-

щую жесткость воды.

Бикарбонаты кальция -

Са(НСО

)

- и магния -

М(НСО

на-

ходятся в растворенном состоянии только при наличии в воде не-

которого количества свободной углекислоты. При кипячении

свободная углекислота удаляется из воды, а соли распадаются на

карбонаты, которые выпадают в осадок, и углекислый газ, уле-

тучивающийся в воздух:

Са(НСО

)

->СаСО

+СО

О;

Mg(HCO

)

-»

MgCO

+СО

О.

В результате вышеприведенных химических преобразований

вода теряет жесткость. Вот почему жесткость, обусловленную

присутствием в воде бикарбонатов, называют временной или

устранимой.

322

Более стойкие соли

(CaSO

СаС1

MgSO

MgCl

CaSiO

MgSiO

и др.) при кипячении не разлагаются и не выпадают в оса-

док, если, конечно, их концентрация не превышает предела насы-

щения. Такие соединения придают воде постоянную жесткость.

Соли, растворенные в воде, циркулирующей в системе охла-

ждения, по-разному участвуют в образовании накипи на внутрен-

них стенках системы. Соли временной жесткости при закипании

воды в системе образуют карбонаты и оседают на стенках, нано-

ся тем самым наибольший вред.

Соли постоянной жесткости при отсутствии перенасыщения

в образовании накипи не участвуют. И только после испарения

части воды, когда их концентрация повышается и достигает пре-

дела насыщения, выпадают частично в осадок, прикипая к пере-

гретой поверхности.

Совокупность временной и постоянной

жесткостей

образуют

общую жесткость воды. Если вода содержит не более 3 мг-экв/л,

она считается мягкой,

3-6

- средней, более 6 мг-экв/л - жесткой

(табл. 8.2).

Таблица

8.2

Классификация воды по жесткости

Группа жесткости

Общая

жесткость,

мг-экв/л

Влияние на накипеобразование

Очень мягкая

<\£

Накипи не образует

Мягкая

,5-4,0

Накипи

почти

не

образует

Среднежесткая

4,0-8,0

Образует

накипь.

Необходимо

не

Жесткая

Очень жесткая

реже 2 раз в год удалять из систе-

мы охлаждения

8,0-12,0

Быстро откладывается значитель-

ная накипь. Не рекомендуется

применять воду без предваритель-

ного умягчения или использования

присадок

12,0

Система охлаждения очень

быстро забивается накипью. Воду

применять

без умягчения нельзя

По степени пригодности для использования в системах охлаж-

дения природные воды можно расположить следующим образом:

атмосферная (дождевая, снеговая) - мягкая; речная или озерная -

мягкая или средняя; колодезная, ключевая, морская - жесткая.

1Г

323

Среднюю и жесткую воду перед заполнением в систему охла-

ждения рекомендуется умягчать или смешивать со специальны-

ми добавками -

антинакипинами.

Кипячение, как показано выше - простейший способ умягче-

ния воды. При этом бикарбонаты разлагаются и углекислые со-

ли выпадают в виде осадка. После фильтрации воду можно зали-

вать в систему охлаждения.

Умягчения воды можно достичь и более эффективным мето-

дом, чем кипячение, - путем химической обработки. Так, добав-

ление соды и извести (гашеной) приводит к выпадению соедине-

ний кальция и магния в осадок.

Достаточно простой и эффективный способ умягчения во-

ды - фильтрация через катионы - природные или искусственные

мелкопористые алюмосиликаты натрия (глауконит,

пермутит

и т.д.) или другие соединения. Вступая в обменную реакцию, эти

соединения удаляют из воды ионы кальция и магния. Для умягче-

ния воды с помощью

катионитовых

фильтров используются ти-

повые установки промышленного производства.

Антинакипины

- это вещества, которые используются для

обработки воды с целью предупреждения накипи и вводятся не-

посредственно в систему охлаждения (рис. 8.2). Это особенно

удобно в полевых условиях, когда нельзя использовать другие

способы умягчения воды. Антинакипины превращают соли, даю-

щие накипь, в рыхлое состояние и удерживают их в воде в виде

перенасыщенного раствора. Таким способом можно предотвра-

тить накипь при помощи следующих препаратов - гексаметофос-

фат натрия

(NaPO

)

хромник

Сг

ортофосфат натрия

•

12Н

(тринатрийфосфат)

и др.

В предназначенную для использования в системах охлажде-

ния воду недопустимо попадание нефтепродуктов, ибо в системе

охлаждения топлива и масла образуют соединения, которые лег-

ко входят в состав образующейся накипи, что приводит к сниже-

нию теплопроводности. Кроме того, попадание топлив и масел в

воду сопровождается вспениванием и выбросом ее из охлаждаю-

щей системы.

8.13.

Низкозамерзающие охлаждающие жидкости

При низких температурах окружающего воздуха в систему

охлаждения двигателей заливают низкозамерзающие охлаждаю-

щие жидкости.

324

В качестве таких жидкостей могут быть использованы смеси

воды со спиртами смеси воды с глицерином, смеси углеводородов

и ряд других смесей.

В настоящее время широко применяются в качестве охлаж-

дающей незамерзающей жидкости при достаточно низкой тем-

пературе - это водные растворы этиленгликоля. Основные дан-

ные воды и этиленгликоля приведены в табл. 8.3.

Таблица 8.3

Основные данные воды и этиленгликоля

Показатели

Формула

Молекулярная масса

Плотность при 20

°С,

кг/м

Температура замерзания, °С

Температура кипения при 0,1

МПа,

°С

Теплоемкость при 20 °С,

кДжДкг

• °С)

То же, при 0

°С

Удельная теплопроводность

кДжДч

• м • °С)

Вязкость при 20

°С,

мм

/с

Теплота испарения,

Дж/кг

Коэффициент объемного расширения

(в пределах от 4 до

100

°С)

Температура вспышки (прибор с открытым

тиглем), °С

Вода

18,01

998,2

100

4,184

2,04

2,179

1,0

2258

0,00046

Этиленгликоль

технический

(ОН)

62,07

1113

-11,5

197,7

2,422

0,955

19-20

800

0,00062

122

Кроме общих требований к охлаждающим

жидкостям,

низкозамерзающим жидкостям, предъявляются более жест-

кие требования к антикоррозионным свойствам, к физической

и химической стабильности. Жидкости не должны вспенивать-

ся, компоненты жидкости не должны быть дефицитными.

Низкозамерзающие жидкости состоят из этиленгликоля, воды

и присадок.

Этиленгликоль - двухатомный спирт

СН

ОН-СН

ОН

- пред-

ставляет собой бесцветную жидкость, кипит при +197 °С, а за-

стывает при

-11,5

°С. Этиленгликоль хорошо растворим в воде.

Смеси этиленгликоля с водой имеют более низкую температуру

застывания по сравнению с температурой застывания каждого

компонента смеси. Так как компоненты смеси имеют разную

плотность, а при смешивании плотность изменяется аддитивно,

325

Таблица 8.4

Плотность

и температура

замерзания

смеси технического

этиленгликоля

и воды

Концент-

рация эти-

ленглико-

ля,

26,4

27,2

29,6

32,0

34,2

36,4

38,4

40,4

42,2

44,0

45,6

47,0

48,2

49,6

51,0

52,6

53,6

54,6

55,6

56,8

58,0

59,1

60,2

61,2

62,2

63,1

64,0

64,8

Плотность

смеси,

г/см

,0340

,0376

,0410

,0443

,0480

,0506

,0533

,0560

,0586

,0606

,0627

,0643

,0663

,0680

,0696

,0713

,0726

,0740

,0753

,0766

,0780

,0790

,0803

,0813

,0823

,0833

,0843

,0850

Температу-

ра замерза-

ния,

°С

-10

-12

-14

-16

-18

-20

-22

-24

-26

-28

-30

-32

-34

-36

-38

-40

-42

-М

-46

-48

-50

-52

-54

-56

-58

-60

-62

-64

Концентра-

ция

эпгиленг-

ликоля, %

65,3

65,6

66,0

66,3

68,5

69,6

70,8

72,1

73,3

74,5

75,8

77,0

78,4

79,6

81,2

82,5

83,9

85,4

86,9

88,4

90,0

91,5

93,0

94,4

95,0

95,5

96,5

Плотность

смеси, г/см

,0855

,0860

,0863

,0866

,0888

,0900

,0910

,0923

,0937

,0947

,0960

,0973

,0983

,0997

,0007

,1023

,1033

,1043

,1054

,1660

,1077

,1087

,1096

,1103

,1105

,1107

,1110

,1116

Температу-

ра замерза-

ния,

°С

-65

-66

-67

-68

-66

-64

-62

-60

-58

-56

-54

-52

-50

-ЛЪ

-44

-42

-40

-38

-36

-30

-36

-34

-32

-28

-27

-24

-22

то по плотности смеси возможно установить температуру засты-

вания смеси - этиленгликоля и воды - (табл. 8.4).

На рис. 8.3 показана диаграмма изменения температуры за-

стывания для различных смесей воды и этиленгликоля.

В связи с тем что

этиленгликоль

оказывает коррозионное

действие на металлы, в состав низкозамерзающих жидкостей

вводят антикоррозионные присадки. Для предотвращения

/з.

_ол

•sn

-А£\

<\П

—

ЛП

1(\

-ЙП

г/

•""/

р.

1ЛЛ

1ПЯЛ

IfWl

\f\Af\

iron

1ПЛП

102030405060708090

Содержание

Этиленгликоля, % (масс.)

Рис.

8.3. Зависимость температуры

застывания смесей этиленгликоля

и воды от ее состава и плотности

/ - кривая плотности; 2 - кривая

температуры застывания

вспенивания в них иногда

добавляют антипенные при-

садки. Общее содержание

присадок 3-5%.

Смеси этиленгликоля и

воды при замерзании не рас-

ширяются и не твердеют, а образуют рыхлую массу кристал-

лов воды в этиленгликоле, которая не является помехой для

запуска двигателя. После запуска двигателя низкозамерзаю-

щая жидкость достаточно быстро вновь переходит в жидкое

состояние.

Вместе с тем теплопроводность и теплоемкость низкоза-

мерзающих жидкостей ниже, чем у воды, а это уменьшает эф-

фективность охлаждения. Кроме того, объем таких жидко-

стей при нагреве увеличивается сильнее, поэтому приходится

дополнять систему охлаждения специальным расширитель-

ным бачком.

Достаточно высокая точка кипения низкозамерзающих жид-

костей (в пределах

120-132

°С) при герметичной системе охлаж-

дения и нормальных условиях эксплуатации (без перегрева двига-

теля) обеспечивает достаточно высокую стабильность объема

жидкости. Потери происходят преимущественно из-за утечек (ми-

крощелей в радиаторе, ослабленного крепления хомутов на шлан-

гах и других неисправностях). Восполнять уровень, добавляя воду

в низкозамерзающие жидкости, используемые в системе охлажде-

ния, т.е. менять концентрацию этиленгликоля в смеси, не реко-

мендуется.

Это может снизить температуру замерзания и привес-

ти к другим нежелательным последствиям.

Основные характеристики низкозамерзающих жидкостей,

выпускаемых отечественной промышленностью, представлены

в табл. 8.5.

Современные автомобили предъявляют более высокие тре-

бования к охлаждающим жидкостям, в частности по антикорро-

зионным характеристикам, агрессивности к резине. Антифризы,

выпускаемые по ГОСТ 159-52, этим требованиям уже не отвеча-

ли, поэтому была разработана новая жидкость - Тосол. Самая

326

327

Таблица

S_5

Низкозамерзающие охлаждающие жидкости

Показатель

Внешний вид

Антифриз ГОСТ 159-52

Концентрат

Слабо-мутная,

бесцветная

или

желтова-

тая жидкость

Марки 40

Слабо-мутная

желтоватая

жидкость

Марки 65

Слабо-мутная

оранжевая

жидкость

Плотность,

кг/м

при 20 °С

Температура замерзания, °С,

не выше

Температура кипения,

°С

Вязкость кинематическая,

мм

/с,

при температуре:

-30 °С

-20 °С

+50 °С

Состав, %

Этиленгликоль

Вода

Присадки (сверх 100%)

1100-1116

-11,5

М4

6-8

1067-1072

-40

+100

4,4

1,9

3,5-4,5

1085-1090

-65

+ 100

100

5,2

2,2

4-4,5

распространенная, широко используемая в системах охлаждения

легковых автомобилей - Тосол

А-40

(с 1985 г. - Тосол

А-40М).

Практика показала высокие эксплуатационные свойства То-

сола А-40. На машинах ВАЗ при интенсивной эксплуатации ав-

томобиля предусмотрен двухлетний срок службы этой охлажда-

ющей жидкости, или 60 тыс. км пробега, а Тосола А-40М - трех-

летний.

Более длительные сроки эксплуатации без замены антифри-

за способствуют возникновению дефектов на поверхности дета-

лей системы охлаждения: очаги коррозии, прежде всего на

чугу-

не - на крыльчатке водяного насоса, а также на алюминии, ла-

тунных трубках радиатора, корпусе термостата и др.

Низкотемпературные жидкости в процессе эксплуатации

изменяют свои характеристики: увеличиваются корродирую-

щие свойства, снижается уровень щелочности, возрастает аг-

рессивность к резине, склонность к

пенообразованию

и др.

Причем чем выше средние рабочие температуры в двигателе,

тем интенсивнее изменяются свойства антифриза. Так, в юж-

ных районах эти процессы происходят быстрее, в северных они

328

Концентрат Ам

А-40М

Голубая жидкость бех меха-

нических примесей

А-65М

Красная

жидкость

без меха-

нических

примесей

Концентрат "Лен

а-40"

"Лена-65"

Желто-зеленого

цвета без механических

примесей

1120-1140

-11,5

+170

1078-1085

1085-1095

1120-1150

1075-1085

1085-1095

-40

-65

-35

-40

-65

108

115

160

100

6-7

56,5

4,3

1.9

58-66

3-3,5

96,3

6,2

2,5

60-64

3,5-4

- -

- _

- -

более заторможены. Уже отмечалось, что свойства охлаждаю-

щих жидкостей могут меняться при добавлении в систему воды

для восстановления ее уровня. Наиболее часто к этому прибега-

ют владельцы машин южных районов страны. Исследования

показали, что при сильном разбавлении жидкости водой уже че-

рез два-три года эксплуатации появляются очаги коррозии в си-

стеме охлаждения. Чтобы

Тосол

А-40М выдержал трехлетний

гарантийный срок, необходимо плотность жидкости поддержи-

вать на уровне 1075

кг/м

для чего используют концентраты

Тосола

AM (см. табл. 8.6). Если добавить более одного литра

свежего концентрата, срок службы охлаждающей

жидкости

увеличивается примерно на год.

Другой вид новой охлаждающей жидкости, близкой по своим

свойствам к

Тосолу

А-40М,

- Лена-40, Лена-65. Ее отличие за-

ключается в меньшем коррозионном воздействии на чугунные и

алюминиевые детали.

Для увеличения срока службы низкозамерзающих жидко-

стей в них добавляют также специальное средство

"Отэра"

(ТУ

6-15-07-112-85)

- 1 л на заправку двигателя. Однако это допу-

329

Таблица 8.6

Способы восстановления низкозамерзающих

жидкостей

Плотность

низкозамер-

зающей

жидкости

при

20 °С.

г/см

Массовая

доля

Тосо-

ла, %

Количество

добавляемо-

го концент-

рата

Тосола,

Плотность

низкозамер-

зающей

жидкости

при

20 °С,

г/см

Массовая

доля Тосо-

ла, %

Количество

добавляемо-

го концент-

рата Тосола,

,054

,055

,057

,059

,060

,061

,062

,064

,065

3,30

3,12

3,00

2,90

2,79

2,66

2,54

2,41

2,28

1,067

1,068

1,071

1,074

1,076

1,078

1,081

1,082

2,15

2,00

1,70

1,40

1,00

0,64

0,25

Примечание.

Перед добавлением концентрата в систему охлаждения из нее сле-

дует слить такое же количество находятся в охлаждающей системе низкозамер-

зающей жидкости.

стимо

лишь в том случае, если жидкость после 3 лет службы со-

хранила свои свойства: имеет нормальную плотность, не содержит

загрязнений, а также если система охлаждения в исправном состо-

янии. Препарат

"Отэра"

водогликолевый

концентрат, содержа-

щий комплекс эффективных ингибиторов и

пеногаситель.

Он спо-

собен продлить срок службы, по меньшей мере, на год.

8.2. ЖИДКОСТИ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ

СИСТЕМ АВТОМОБИЛЕЙ

Чтобы привести в действие отдельные механизмы автомобиля,

для передачи усилий можно использовать жидкость. Гидравличе-

ские передачи (приводы) имеют некоторые преимущества перед

механическими

пневманическими.

Именно этим и объясняется их

широкое применение: привод тормозов, амортизаторы, усилители,

подъемные устройства автомобилей-самосвалов и многое другое.

Эффективность работы гидравлического привода в в первую

очередь определяется качеством применяемых жидкостей, кото-

рые соответственно должны отвечать определенным требованиям.

Общими требованиями для всех жидкостей являются отсутст-

вие коррозионного действия на внутренние поверхности гидравли-

ческой системы, совместимость с резиновыми и кожаными уплот-

нениями, незначительная

вспениваемость,

стабильность при хране-

нии и применении, недефицитность, низкая

пожароопасность

и др.

Кроме того, в зависимости от типа гидравлических систем, в

которых используются жидкости, к ним предъявляют дополни-

тельные требования.

8.2.1.

Тормозные

жидкости

Тормозные жидкости, находящиеся в гидроприводе тормоз-

ной системы автомобилей, передают энергию исполнительным

механизмам.

Рабочее давление в гидроприводе тормозов достигает

10 МПа и более. Развиваемое давление передается на поршни ко-

лесных цилиндров, которые прижимают тормозные накладки к

тормозным дискам или барабанам. При торможении кинетиче-

ская энергия при трении превращается в тепловую. Освобождае-

мое при этом количество теплоты зависит от массы и скорости

автомобиля. При экстренных торможениях автомобиля темпера-

тура в тормозах и гигроскопичность жидкости приводят к ее об-

воднению и преждевременному старению. В этих условиях жид-

кость может отрицательно влиять на резиновые манжетные уп-

лотнения тормозных цилиндров, вызывать коррозию металличе-

ских деталей. Но наибольшую опасность для работы тормозов

представляет образование в жидкости пузырьков газа и пара.

Это происходит при высоких температурных режимах эксплуа-

тации из-за низкой температуры кипения самой жидкости, а так-

же при наличии в ней воды. При нажатии на педаль тормоза пу-

зырьки газа сжимаются, и так как объем главного тормозного

цилиндра невелик (5-15 мл), даже при сильном нажатии может

не произойти роста необходимого тормозного давления, т.е. тор-

можение не происходит из-за наличия в системе паровых пробок.

Надежная работа тормозной системы - необходимое условие

безопасной эксплуатации автомобиля. Тормозная жидкость, яв-

ляясь ее функциональным элементом, должна отвечать опреде-

ленным техническим требованиям. Важнейшие из них рассмот-

рены ниже.

8.2.1.1.

Основные требования

Температура кипения. Это важнейший показатель, определя-

ющий предельно-допустимую рабочую температуру гидроприво-

да тормозов. Температура кипения большей части современных

тормозных жидкостей в процессе эксплуатации снижается из-за

их высокой гигроскопичности. Это происходит в результате по-

падания воды, главным образом за счет конденсации из воздуха.

Поэтому наряду с температурой кипения "сухой" тормозной жид-

кости определяют температуру кипения "увлажненной" жидко-

сти, содержащей 3,5% воды.

Температура кипения "увлажненной" жидкости косвенно ха-

рактеризует температуру, при которой жидкость будет "заки-

пать" через

1,5-2

года ее работы в гидроприводе тормозов авто-

мобиля. Для обеспечения надежности работы тормозов необхо-

димо, чтобы рабочая температура жидкости в гидроприводе бы-

ла выше, чем в тормозной системе.

Многолетние эксплуатационные наблюдения показывают

что температура жидкости в гидроприводе тормозов грузовых

автомобилей обычно не превышает 100 °С. В условиях интенсив-

ного торможения, например на горных дорогах, температура мо-

жет подняться до

120

°С и более.

Температура жидкости в легковых автомобилях с дисковыми

тормозами при движении по магистральным автострадам состав-

ляет

60-70

°С,

в городских условиях достигает

80-100

°С, на гор-

ных дорогах

100-120

°С, а в экстремальных ситуациях (при высо-

ких скоростях движения, высокой температуре воздуха и интен-

сивном торможении) - до 150

°С.

В некоторых случаях (спецма-

шины, спортивные автомобили и т.д.) температура жидкости мо-

жет превышать указанные значения.

Следует подчеркнуть, 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 обстоя-

тельство принимается во внимание при установлении показате-

лей качества тормозных жидкостей.

Согласно требованиям международных стандартов темпе-

ратура 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 интен-

сивными торможениями, например на горных дорогах. Следует

иметь в виду, что на автомобиле, остановившемся после интен-

сивных торможений, температура жидкости может некоторое

время повышаться за счет теплоты тормозных колодок, так как

их охлаждение прекращается из-за отсутствия встречного пото-

ка воздуха.

Вязкостно-температурные

свойства. Процесс торможения

обычно длится несколько секунд, а в

экстренных

условиях доли

секунды. Поэтому необходимо, чтобы сила, прилагаемая водите-

лем к педали тормоза, с помощью рабочей жидкости быстро пе-

редавалась на колесные тормоза. Для этого жидкость должна об-

ладать необходимой текучестью, которая определяется макси-

мально 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 в

автомобилях, эксплуатируемых в северных районах, должны

иметь вязкость не более 1500

мм

/с

при температуре -55 °С. Вяз-

кость при температуре +50 °С должна быть не менее 5,0

мм

/с.

Антикоррозионные свойства. В гидроприводе тормозов дета-

ли из различных металлов соединяются между собой, что созда-

ет условия для возникновения электрохимической коррозии. Для

ее предотвращения жидкости должны содержать ингибиторы

коррозии.

Эффективность ингибиторов коррозии оценивается по изме-

нению массы и состоянию поверхности пластин из стали, чугуна,

белой жести, алюминия, латуни, меди после их выдерживания в

тормозной жидкости, содержащей 3,5% воды, в течение 120 ч

при 100 °С.

Совместимость с резиновыми уплотнениями. Герметичность

тормозной системы достигается путем использования резиновых

уплотнительных

манжет.

В результате небольшого набухания манжет под воздействи-

ем тормозной жидкости их

уплотнительные

кромки плотно при-

легают к стенкам цилиндров.

Однако излишнее набухание манжет недопустимо, так как

может произойти их разрушение при перемещении поршней, а

чрезмерное уплотнение манжет может вызвать утечку жидкости

из тормозной системы.

Чтобы определить, как манжеты проявят себя в эксплуатации,

проводят испытание на набухание резины. Для этого манжеты или

образцы резины, из которой выполнены манжеты, выдерживают в

тормозной жидкости при температурах 70° и 120 °С. После этого

определяют изменение объема, твердость и диаметр манжет.

Смазывающие свойства. Влияние жидкости на износ рабочих

поверхностей тормозных поршней, цилиндров, манжетных уп-

332

333

лотнений зависит от ее смазывающих свойств, которые проверя-

ются при стендовых испытаниях, имитирующих работу гидро-

привода тормозов в тяжелых условиях эксплуатации.

Стабильность при высоких и

низких

температурах. Тормозные

жидкости должны сохранять исходные показатели в интервале ра-

бочих температур от -50 до 150

°С

При хранении и применении

они должны противостоять окислению и расслаиванию, образова-

нию осадков и отложений на деталях гидропривода тормозов.

Качество тормозных жидкостей оценивается по результатам

лабораторных, стендовых и эксплуатационных испытаний.

8.2.1.2. Ассортимент и эксплуатационные свойства

В настоящее время выпускаются следующие марки тормоз-

ных жидкостей (в табл. 8.7 приведены показатели основных ма-

рок тормозных жидкостей):

Жидкость

БСК

- смесь 50% бутилового спирта и 50% касто-

рового масла с добавлением красителя, который придает ей

оранжево-красный цвет. БСК обладает хорошими смазывающи-

ми свойствами, но неудовлетворительными низкотемпературны-

ми свойствами (при понижении температуры касторовое масло

выпадает из смеси в виде кристаллов.) Жидкость работоспособна

при температуре окружающего воздуха от -20 до

30 °С. Кроме

того, БСК имеет низкую температуру кипения

(115°)

поэтому

она не в состоянии обеспечить надежную работу тормозов авто-

мобилей на режимах с интенсивным движением. В летний пери-

од эксплуатации возможно образование паровых пробок. Попа-

дание воды в систему нарушает однородность жидкости и делает

ее непригодной к применению. Применяют БСК в гидроприводе

тормозов и сцеплений старых моделей автомобилей, за исключе-

нием автомобилей ВАЗ.

Жидкость "Нева" изготавливается на основе

этилкарбитола

с добавлением вязкостной и противокоррозионных присадок.

Она обеспечивает надежную работу в температурном интервале

от +45 до

-45

°С. При увлажнении снижается температура кипе-

ния и увеличивается вероятность образования паровых пробок,

повышается коррозионная агрессивность к металлам. Жидкость

применяют

всесезонно

во всех климатических зонах, кроме рай-

онов Крайнего Севера, в гидроприводах тормозов и сцепления

старых моделей грузовых и легковых автомобилей (кроме ГАЗ-

24 выпуска до 1985 г. из-за несовместимости с резиновыми

уп-

ос

-«-

'С

р^

мм

ее

•

•-

нш

из

. *

Т-

о.

"л

Показател

tf^

Г~|-

«/^

ТУ

2451-

1048805

Г~

СЧ

^г

г_^

Ь"

0 0

JJ.

о-желтого

идкость

•садка

<и

«J

5о

ачная

•желтог

СХ

Внешний

вид

А 2

°-

| S

СО

8 8

х о

О.

о х

оо^

«о

•^

00,8

«О

«N

«О

о.о.8

•/^

СЧ

<О

р'

Кинематическая

вязк<

при

50 °С, не

менее

°С, не

менее

^Ш

°С,

не

более

ос

расслоени

С9

Низкотемпературные

внешний

вид

после

вы

(6ч,-50°С)

«п

1^,

з:

Температура

кипения,

w-,

>^,

ос

•^

со

Температура

кипения

ной"

жидкости,

не мен

'-)

Содержание

механиче

примесей,

>с

Л1

V-,

г-'

г-

г-'

о.

334

об

"Ь

из

г™*

:-§

Ь ft

: с

'л

Показатели

Взаимодействие

металлами:

изменение

массы

пластинок,

«N

•—

(М

ч*

^Г

0 О О О 0 О

»—

^м

^и

о*

о'

о* о о о

-~.~£-<ч

о о о

о о

—

-г

-с

о о о о о о

мг/см

не

более:

белая жесть

сталь

алюминиевый

сплав

Д-16

чугун

СЧ 18

латунь

Л62

медь

' '

0 О

е4

2оо

rl,"

4>о

сч

£.8

Воздействие

на

резину,

изменение

объема

резины

мар

7-2462

при 70 °С

то же,

марки

51-1524

при

120 °

изменение

предела прочности

зины

марки

51-1524,

не

бол

«В

4Д

совместимы,

ил

«W

о.

'si

5 X

"«

Примечание.

Жидкости

"Нев

соотношениях.

Смешивание

указа

лотнениями гидропривода тормозов). Срок службы - не более

одного года.

Жидкость

"Томь"

изготавливается на основе

этилкарбитола

борсодержащего

полиэфира с добавлением вязкостной и анти-

коррозионной присадок. Имеет лучшие эксплуатационные свой-

ства чем "Нева" и более высокую температуру кипения. Работо-

способна при температуре окружающего воздуха от

-40

до

+45

°С. Совместима с "Невой" при смешивании в любых соотно-

шениях. Смешение с БСК не допускается. Применяется

всесезон-

но на всех моделях автомобилей, за исключением переднепри-

водных автомобилей ВАЗ, во всех климатических зонах, за ис-

ключением районов Крайнего Севера. Срок службы

жидкости

"Томь" - 2 года.

Жидкости

"Роса

ДОТ-4",

"Роса-3",

"Роса" изготавливают-

ся на основе борсодержащего полиэфира, содержат антиокисли-

тельные и антикоррозионные присадки.

Жидкости "Роса" и "Роса-3" отличаются от жидкости "Роса

ДОТ-4"

тем, что они содержат в своем составе различные пла-

стификаторы, из-за отсутствия сырья они практически не выпу-

скаются. Жидкости имеют хорошие высокотемпературные свой-

ства - температура кипения 260

°С,

а температура кипения "ув-

лажненной" жидкости 165 °С. Это обеспечивает надежную рабо-

ту тормозной системы при тяжелых эксплуатационных режимах.

Жидкости работоспособны при температуре окружающего воз-

духа от

-40

до +45 °С. Применяется в тормозных системах совре-

менных грузовых и легковых автомобилей, в том числе и в пе-

реднеприводных автомобилях ВАЗ. Совместимы с тормозными

жидкостями "Томь" и "Нева". Несовместимы с БСК. Срок служ-

бы - 3 года.

Тормозные жидкости предназначенные для районов Крайне-

го Севера в России не вырабатываются. Такая жидкость должна

иметь вязкость при -55

°С

не менее 1500

мм

/с.

Поэтому практи-

куется разбавление жидкостей "Нева" и "Томь"

18-20%

(мае.

до-

ля) этилового спирта. Такую смесь возможно применять до тем-

пературы окружающего воздуха не менее

-60

°С.

При этом тем-

пература кипения смеси снижается по сравнению с жидкостями

"Нева" и "Томь", но при этом ухудшается герметичность резино-

вых уплотнений. Поэтому по окончании зимнего сезона такую

смесь необходимо заменить.

Зарубежными аналогами жидкостей "Нева" и "Томь" явля-

ются жидкости, соответствующие международной классифика-

337

ции ДОТ-3 с температурой кипения более 205

°С,

а аналогом

жидкости "Роса" - является жидкость

ДОТ-4

с температурой ки-

пения более 230 °С.

8.2.2.

Амортизаторные

жидкости

Для обеспечения гашения колебаний кузова автомобиля ус-

танавливают амортизаторы. Амортизаторы, установленные на

автомобилях, смягчают толчки и удары, вызываемые неровно-

стями дороги, повышают плавность движения автомобиля. От

работы амортизаторов зависит срок службы автомобиля, допус-

тимая скорость его движения. Амортизаторные жидкости явля-

ются "рабочим телом" в гидравлических амортизаторах

рычаж-

но-кулачкового и телескопического типа, а также в телескопи-

ческих стойках.

Работа амортизатора основана на использовании свойства

жидкости ее несжимаемости и способности мгновенной и равно-

мерной передачи нагрузки по всем направлениям. Амортизатор-

ные жидкости должны иметь: хорошие смазывающие и антикор-

розионные свойства; подвижность во всем диапазоне темпера-

тур - от -50 °С до 140

°С;

высокую термоокислительную ста-

бильность, обеспечивающую бессменную работу до 100 тыс. км

пробега; обладать хорошими вязкостно-температурными свойст-

вами. При температуре -20 °С вязкость не должна превышать

800 MMVc.

При увеличении вязкости увеличивается жесткость работы

амортизаторов, что может привести к их блокировке.

Амортизаторные жидкости не должны быть склонны к пено-

образованию. Увеличение

пег:ы

увеличивает сжимаемость жид-

кости. Причиной

ценообразования

является проникновение воз-

духа в амортизаторы и ее диспергирование в жидкости в виде

мельчайших пузырьков.

Кроме того,

амортизаторные

жидкости должны быть совме-

стимы с резиновыми уплотнителями.

Амортизаторные жидкости представляют собой маловязкие

масла, содержащие следующие присадки - вязкостную, депре-

ссорную, антиокислительную,

противоизностную,

диспергирую-

щую и антипенную.

Выпускаются несколько марок

амортизаторных

жидко-

стей -

АЖ-12Т,

ГРЖ-12

МГП-12

(под торговой маркой

"Славол-АЖ").

338

Таблица 8.8

Характеристика

амортизаторных жидкостей

Показатели

ГОСТ. ТУ

АЖ-12Т

ГОСТ-23008-78

МГП-12

("Славол-АЖ")

ТУ 38.301-29-40-97

ГРЖ-12

ТУ 0253-048-

05767-924-96

Кинематическая вяз-

кость,

мм

/с,

при темпе-

ратуре:

40 °С, не менее

°С,

не менее 12,0

100

°С, не менее 3,6

-20

°С,

не более

-40

°С, не более 6500

Температура, °С:

вспышки, не ниже

165

застывания, не выше -52

Плотность при 20 °С,

кг/м

не более

Стабильность против

окисления:

осадок после окисления, Отсутствие

кислотное число до

0,04(0,1)

(после) окисления, мг

КОН/г, не более

Содержание механиче-

ских примесей и воды,

Испытание на корро-

зию

12,0

3,8

800

140

-50

917

16-20

3,9

800

140

-50

917

Выдерживает

Основные показатели качества амортизаторных жидкостей

представлены в табл. 8.8.

Амортизаторная

жидкость

АЖ-12Т

- смесь нефтяного масла

глубокой селективной очистки из сернистого сырья и

полиэтил-

силоксановой

жидкости с

противоизносной

и антиокислительной

присадками. Применяют в качестве рабочей жидкости в аморти-

заторах грузовых автомобилей и специальной техники.

Амортизаторная жидкость

ГРЖ-12

-- смесь очищенных

трансформаторного и веретенного дистиллятов с добавлением

339