3. Асортимент пластичних мастил і їх застосування (гост23258-78)

Мастила розділені на чотири групи: антифрикційні, консерваційні, ущільнуючі і канатні. Антифрикційні мастила (найбільш обширна група) призначені для зниження зносу і тертя ковзання спряжених деталей. Вони діляться на групи, підгрупи, які позначаються індексами: С – загального призначення для звичайної температури (до 70⁰С); О – для підвищеної температури (до 110⁰С); М- багатоцільові, працюючі від – 30⁰ до 130⁰С в умовах підвищеної вологості; Ж – термостійкі (150⁰С і вище); Н – морозостійкі (нижче -40⁰С); И – протизадирні і протизносні; П – для приладів; Д – для припрацювання (вміщують дісульфід молібдена); Х – хімічно стійкі (для поверхонь тертя, що мають контакт з агресивним середовищем). Консерваційні (захисні) мастила призначені для запобігання корозії металічних поверхонь при збереженні і експлуатації механізмів, позначаються індексом З; канатні- індексом К. Ущільнюючі мастила діляться на три групи: арматурні – А, різьбові – Р, вакуумні- В.

Крім цього, в класифікаційному позначенні вказують:

• тип загусника;

• рекомендований температурний діапазон застосування;

• дисперсійне середовище;

• консистенцію (густоту).

Загусник позначають першими двома буквами, що входять в склад мила метала: Ка – кальцієве; На – натрієве; Ли – літієве; Ли-Ка – змішане (літій - кальцієве).

Рекомендований температурний діапазон застосування вказують дробом: в чисельнику – зменшена в 10 разів без знаку мінус мінімальна температура; в знаменнику – зменшена в 10 разів максимальна температура застосування. Температурний діапазон має орієнтивні значення, так як він залежить від конструкції спряжень і умов роботи. Тип дисперсійного середовища і присутність твердих добавок позначають строчними буквами: у – синтетичні вуглеводні; к – кремнійоорганічні рідини; д – добавка дісульфіда молібдена. Мастила на нафтовій основі індекса не мають.

Консистенцію мастила позначають умовним числом від 0 до 7.

Приклад (Литол - 24): МЛи 4/13-3. М – багатоцільова, антифрикційна, працездатна в умовах підвищеної вологості; Ли – загущена літієвими милами; 4/13 – працездатна в інтервалі від – 40⁰ до 130⁰С; відсутність індекса дисперсійного середовища – приготовлена на нафтовому маслі; 3 – умовна характеристика густоти мастила.

Автомобільний транспорт споживає 25% вироблених мастил, особливо антифрикційних.

14. Технічні рідини

Технічні рідини застосовуються для різних цілей: охолодження двигунів, гальмування і амортизації автомобілів під час їх руху, приведення в дію механізмів, силових агрегатів і інш.

Вимоги до якості рідин жорсткі, різноманітні і специфічні; для їх виготовлення використовують багаточисельні хімічні синтетичні сполуки: гліколі, вуглеводні, спирти, гліцерин, ефіри та інш. В певних комбінаціях або чистому виді ці речовини і складають технічні рідини, які володіють відповідними фізико – хімічними і експлуатаційними властивостями. В залежності від призначення і властивостей рідини можна розділити на охолоджуючі, для гідрогальмівних систем автомобілів, гідравлічні, які застосовуються в гідропідйомних системах автомобілів, амортизаторні і пускові.

1. Охолоджуючі рідини

Деталі ДВЗ, наприклад, поршні, гільзи циліндрів, головка блока безпосередньо контактують з продуктами згоряння і сильно нагріваються.

Тому для забезпечення нормальної роботи двигуна необхідно його охолоджувати. Через систему охолодження відводиться 25 – 35% від загальної кількості тепла, яке виділяється при згорянні палива. Ефективність і надійність роботи системи охолодження двигунів в значній степені залежить від якості застосовуваної рідини.

1.1 Умови застосування і вимоги до якості

Охолоджуючі рідини в системі охолодження двигунів в процесі роботи нагріваються до 80 – 90⁰С, а при форсованому режимові роботи і до 100⁰С. При тривалих зупинках вони охолоджуються до температури оточуючого повітря. Тиск в системі охолодження двигунів дуже близький до атмосферного. Це сприяє випаровуванню і збільшенню втрат охолоджуючих рідин.

Деталі двигунів і агрегати системи охолодження (радіатори, водяні насоси та інш.) виготовляють з чорних і кольорових металів і їх сплавів (алюміній, мідь, латунь та інш.). В системі охолодження використовують також гумові з’єднання і ущільнюючі деталі.

Охолоджуючі рідини повинні задовольняти слідуючим основним вимогам, які виходять з їх призначення і умов застосування:

• ефективно відводити тепло, для чого мати велику теплоємність, добру теплопровідність і невелику в’язкість;

• мати високу температуру кипіння і теплоту випаровування;

• володіти низькою температурою кристалізації;

• не утворювати відкладень в системі охолодження;

• не викликати корозії металічних деталей і не руйнувати гумові деталі системи охолодження;

• бути дешевими, не дефіцитними, безпечними в пожежному відношенні і не шкідливими для здоров’я.

Для охолодження двигунів застосовують різні рідини. В теплу пору, коли температура повітря вище 0⁰С, можливе застосування в якості охолоджуючої рідини чистої води. При температурі нижче 0⁰С застосовують рідину, яка має низьку температуру замерзання.

1.2 Вода як охолоджуюча рідина

Вода володіє найбільшою охолоджуючою здатністю, має саму високу теплоємність (4,19 кДж/(кг*⁰С), велику теплопровідність, невелику в’язкість ( )), велику теплоту випаровування.

Недоліки:

• замерзає при 0⁰С із збільшенням об’єму на 10%, що викликає руйнування системи охолодження, оскільки при цьому діє тиск на стінки системи до 2500 МПа;

• має низьку температуру кипіння, тому робоча температура її у відкритій системі охолодження не повинна перевищувати 90⁰С з метою запобігання випаровування;

• в гірській місцевості (у розрідженій атмосфері температура кипіння води знижується) із збільшенням висоти знижується гранична температура води в радіаторі;

• розчинені у воді солі утворюють в системі відкладення (накип), теплопровідність якої в 100 разів менша, ніж сталі.

Про наявність солей у воді свідчить її жорсткість – тимчасова, постійна і загальна.

Тимчасова жорсткість обумовлена бікарбонатами кальцію і магнію, які при нагріві розкладаються з утворенням нерозчинних у воді карбонатівь, які випадають в осад на теплообмінних стінках.

Постійну жорсткість спричиняють солі CaSO₄, MgSO₄, MgSiO₃, CaCl₂, MgCl₂, які випадають в осад тільки при досягненні границі насичення.

Загальна жорсткість води складається із суми тимчасової і постійної жорсткості.

За одиницю жорсткості приймають міліграм – еквівалент (мг-екв.). 1 мг-екв. відповідає такому вмісту солей, коли в 1 л води вміщається 20,04 мг іонів Са або 12,16 іонів Mg.

Вода в залежності від вмісту розчинених солей може бути м’якою, середньої жорсткості або жорсткою. М’яка вода утримує до 3 мг-екв солей в 1 л, вода середньої жорсткості – від 3 до 6 і жорстка – більше 6 мг-екв в 1 л.

Виходячи з цього, воду перед вживанням обробляють реагентами (тринатрійфосфатом Na₃PO₄, кальцінірованою содою Na₂CO₃ та інш. – попередня обробка), пом’якшують за допомогою катіонітових і аніонітових фільтрів, які видаляють з води іони.

Застосування води в системі охолодження зимою ускладнює експлуатацію автомобільної техніки. Витрачається додатково паливо для періодичного прогріву двигунів під час зупинок; зливається вода при збереженні на відкритих площадках і знову заливають її при пусках.

1.3 Низькозамерзаючі охолоджуючі рідини

Найбільше розповсюдження отримали гліколеві низькозамерзаючі рідини – суміші етиленгліколя (CH₂ОН – СН₂ОН, двохатомний спирт) з водою. Етилен- гліколь – масляниста жовтувата рідина без запаху, має температуру кипіння 197⁰С і температуру кристалізації – 11,5⁰С. Суміш етиленгліколю з водою має значно нижчі температуру кристалізації (рис. 1) і при нагріванні сильно розширяються, тому систему заповнюють на 6 – 8% менше загального об’єму.

Рис. 1. Залежність густини (1) і температури замерзання (2) водно – етиленгліколевої охолоджуючої рідини від її складу.

Температуру кристалізації і склад низькозамерзаючих етиленгліколевих охолоджуючих рідин визначають за допомогою гідромегра або по значенням густини, яка залежить від співвідношеня в рідині етиленгліколя і води.

Етиленгліколеві антифризи мають підвищену корозійність по відношенню до металів і руйнують гуму, що викликає необхідність застосування з'єднувальних шлангів із спеціальної гуми.

Для її зменшення в склад антифризу вводять протикорозійні присадки: декстрин (вуглеводень типу крохмалу – 1 г/л), який запобігає руйнуванню свинцево – олов’янистого припою, алюмінію і міді; дінатрійфосфат Na₂HPO₄ – 2,5 – 3,5 г/л, який захищає чорні метали, мідь і латунь; іноді вводять Тосол А – концентрований етиленгліколь з присадками, Тосол А-40 – водний розчин Тосола А з температурою замерзання не вище – 40⁰С, а також Тосол А-65 – не вище – 65⁰С. В процесі експлуатації контролюється якість антифризу по густині: Тосол А – густина 1120 – 1140 кг/м³, Тосол А-40 – 1075 – 1085 кг/м³ і Тосол А-65 – 1085 – 1095 кг/м³.

В антифризи вводять нейтральний барвник: Тосол А і А-40 – голубий, а Тосол А-65 – червоний. Антифризи розрізняються по рецептурі, їх не можна змішувати, а при заміні простого антифризу 40 і 65 тосолом необхідно помити систему охолодження.

В процесі експлуатації автомобілів слід мати на увазі деякі особливості:

• із етиленгліколевих рідин в першу чергу випаровується вода, яку періодично доливають в радіатор (дистильовану);

• при попаданні бензину чи інших нафтопродуктів в рідину утворюється піна і викид рідини через пробку радіатора;

• зовнішній вид рідини стає каламутним; іноді вводять у простий антифриз молібденовокислий натрій, запобігаючий корозії цинкових і хромових покриттів на деталях системи охолодження – 7,5 - 8,0 г/л, який при цьому отримує індекс М.

Випускаються низькозамерзаючі рідини декількох марок: багатокомпонентний Тосол і більш простий і дешевий антифриз марок 40 і 65.

Антифризи:

• марки 40 – 53% етиленгліколя і 47% води, температура замерзання не вище – 40⁰С;

• марки 65 – 66% етиленгліколю і 34% води, температура замерзання не вище – 65⁰С.

В склад всіх антифризів вводять протикорозійні присадки. В Тосол вводять ще антипінну присадку і композицію антифрикційних присадок. Для легкових автомобілів випускають три марки Тосола. Строк служби Тосола обмежується, так як присадки в процесі експлуатації розкладаються, погіршуючи якість рідини: появляється осад, початковий колір змінюється. Це викликається утворенням шлаку із залишків накипу і забарвленням етиленгліколю продуктами корозії. При сильній зміні кольору і каламутному виді рідину необхідно злити, промити систему охолодження водою і залити свіжу рідину.

Дослідним шляхом встановлено, що Тосол надійно працює два роки, а при інтенсивній експлуатації – на протязі 60 тис. км пробігу.

Етиленгліколь – сильна харчова отрута, після контакту з ним необхідно ретельно мити руки з милом. Спеціальних заходів по захисту шкіри і дихальних шляхів при роботі з низькозамерзаючими рідинами не вимагається.

2. Гальмівні рідини

Гальмівні рідини виробляють на касторовій або гліколевій основах. Властивості рідин покращуються добавкою присадок; змішувати їх між собою не можна. Гальмівні рідини на касторовій основі мають добрі мастильні властивості і не викликають набрякання або роз’їдання гумових деталей гальмівної системи автомобілів.

Рідина БСК – суміш 50% бутилового спирту і 50% касторового масла, зафарбована у яскраво – червоний, а іноді в яскраво – зелений колір. Має добрі мастильні властивості і є широко розповсюдженою рідиною для більшості вітчизняних автомобілів. З водою не змішується, в літній час з неї випаровується бутиловий спирт, внаслідок цього в’язкість рідини дещо підвищується.

Недоліком спиртокасторових рідин є здатність касторового масла при зниженні температури випадати із суміші у виді кристалів, тому не рекомендується застосовувати їх нижче мінус 20⁰С. Спиртокасторові рідини ЕСК (40% етилового спирту і 60% касторового масла) і АСК (60% ізоамілового спирту і 40% касторового масла) мають ряд недоліків, широкого застосування не знайшли.

Гальмівна рідина ГТЖ-22М із суміші гліколів з протикорозійною присадкою, має зелено – жовтий колір. Рідина має добрі низькотемпературні властивості (застигає при температурі нижче – 60%), добре змішується з водою, тому при випадковому обводненні не втрачає працездатності. Однак ця рідина має погані мастильні властивості. Гальмівна рідина “Нева” багатокомпонентна, також на гліколевій основі з в’язкістною і антикорозійною присадками, має жовтий або світло – коричневий колір. Працездатна в широкому діапазоні температур від +50⁰ до –50⁰С. Слід мати на увазі, що рідини на гліколевій основі ГТЖ-22М і “Нева” вогненебезпечні і токсичні. Гальмівні рідини різних марок не змішуються, оскільки відбувається їх розшарування.

83