1667

4.Антифризы по сравнению с водой обладают более высокой подвижностью и проницаемостью. Поэтому к системе охлаждения с антифризом предъявляются более высокие требования по герметичности.

5.При замерзании антифризы образуют рыхлую массу с незначительным увеличением объёма. Поэтому механические повреждения систем охлаждения при замерзании антифриза исключены.

6.Антифризы разрушают детали, изготовленные из некоторых сортов резины.

Наибольшее распространение получили низкозамерзающие жидкости 40, 65, а также тосолы А-40 и А-65. В других литературных источниках их обозначают ОЖ-40, ОЖ-65. В Российской Федерации ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Общие технические условия» нормирует основные показатели охлаждающих жидкостей на основе этиленгликоля (концентрата, ОЖ-40, ОЖ-65).

Жидкость марки 40 представляет собой смесь 53…56 % эти-

ленгликоля и 44…47 % воды и имеет температуру застывания не выше –40 0С и плотность 1 065…1 085 кг/м3. Жидкость марки 65 содер-

жит 64…66 % этиленгликоля и 34…36 % воды и имеет температуру застывания не выше –65 0С и плотность 1 085…1 100 кг/м3.

Иногда, кроме вышеназванных присадок, в жидкости добавляют молибденовокислый натрий, что улучшает их антикоррозионные свойства в отношении цинковых и хромовых покрытий. Такие антифризы имеют индексы 40М и 60М. Кроме того, выпускают «Тосол-А»

(ОЖ-К), представляющий собой концентрированный этиленгликоль с присадками и плотностью 1 100…1 150 кг/м3. Пользоваться им можно только после разведения дистиллированной водой. Смесь «Тосола-А»

иводы в соотношении 1:1 имеет температуру начала кристаллизации

–35 0С.

Кроме тосола выпускают низкозамерзающую жидкость «Лена» с такими же характеристиками. Тосол имеет голубой цвет, «Лена» – жёлто-зелёный. Смешивать их при эксплуатации можно. Плотность низкозамерзающих жидкостей измеряют гидрометром, показывающим плотность и температуру застывания.

С течением времени присадки в антифризе подвергаются распаду, вследствие чего качество антифриза ухудшается. Поэтому срок эксплуатации антифриза 2 года, или 60 тыс. км пробега, при интенсивной эксплуатации.

170

Этиленгликоль и его растворы токсичные вещества, при попадании в желудочно-кишечный тракт вызывают отравление с поражением центральной нервной системы и органов кровообращения.

Высококипящие охлаждающие жидкости. Для охлаждения вы-

сокофорсированных двигателей используют жидкости с температурами кипения выше 100 0С. Такие жидкости состоят из смеси высокомолекулярных спиртов, гликолей и эфиров, выкипающих при температуре 110…120 0С. Их применение позволяет уменьшить теплопотери в систему охлаждения и интенсифицировать процесс теплопередачи, что приводит к уменьшению поверхности радиатора и мощности, затрачиваемой на привод насоса системы охлаждения. Основные свойства этих жидкостей приведены в табл. 35.

Общепринятых классификаций охлаждающих жидкостей, как, например, у моторных или трансмиссионных масел, не существует. Официальные представления моторостроителей сильно отличаются от требований по некоторым пунктам и одним качеством для всех типов двигателей их перекрыть нельзя.

Охлаждающие жидкости можно разбить на три основные груп-

пы:

Basic – основные.

Средства, не содержащие нитритов. Кроме того, в них могут отсутствовать амины и/или фосфаты.

Средства, не содержащие силикатов. Кроме того, в них могут отсутствовать амины, и/или фосфаты, и/или нитриты.

171

Технические требования к зарубежным концентратам охлаждающих жидкостей для легковых автомобилей и лёгких грузовиков отражены в стандарте ASTM D 3306 «Технические условия для охлаждающей жидкости на основе этиленгликоля для автомобиля с лёгкими условиями эксплуатации», для грузовых автомобилей и тяжёлой техники в ASTM D 4985 «Технические условия для охлаждающей жидкости на основе этиленгликоля с низким содержанием силиката для двигателей с тяжёлыми условиями эксплуатации» и требуют начального введения дополнительной добавки к охлаждающей жидко-

сти Supplemental Coolant Additive (SCA).

Национальные стандарты на охлаждающие жидкости:ГОСТ 28084-89 (Российская Федерация);

BS 6580: 1992 (Великобритания);SAE J 1034 (США);

ASTM D 3306 (США);ONORM V5123 (Австрия);AFNOR NF R15-601 (Франция);CUNA NC956 16 (Италия);JIS K2234 (Япония).

Кроме общих стандартов, многие изготовители автомобилей применяют свои спецификации с дополнительными требованиями, например:

нормы General Motors USA Antifreeze Concentrate GM 1899- M, GM 6038-M;

система нормативов G концерна Volkswagen:

G 11 для легковых автомобилей или легких грузовиков (присадки неорганические, допускается присутствие силикатов);

G 12 для тяжелой техники или новой автотехники (присадки органические, включают карбоксилатные соединения, силикаты отсутствуют).

Антифризы по составу антикоррозионных присадок делятся на карбоксилатный, гибридный и традиционный типы. Традиционные антифризы в качестве ингибиторов коррозии содержат неорганические вещества – силикаты, фосфаты, бораты, нитриты, амины, нитраты и их комбинации. Они обозначаются терминами «Traditional coolants» или «Conventional coolants».

Тосол и его многочисленные модификации относятся к традиционному типу антифризов. Традиционные антифризы считаются мо-

172

рально устаревшими, их не применяют на первой заправке автомобилей, они в основном вышли из употребления. Это связано с тем, что неорганические ингибиторы имеют небольшой (не более 2 лет) срок службы и не выдерживают высоких (более 105 0C) температур. Силикаты в процессе эксплуатации покрывают всю внутреннюю поверхность системы охлаждения силикатным слоем, что ухудшает теплообмен и снижает эффективность охлаждения двигателя. При высокой температуре силикаты способны превращаться в гелеобразные отложения, забивающие узкие каналы системы охлаждения.

Гибридные антифризы содержат и органические, и неорганические ингибиторы (обычно силикаты или фосфаты). Обозначаются такие антифризы термином «Hybrid coolants».

Карбоксилатные антифризы содержат ингибиторы коррозии на основе органических (карбоновых) кислот. В литературе они обозна-

чаются как «OAT coolants» (Organic Acid Technology). Карбоксилат-

ные ингибиторы не образуют защитного слоя по всей поверхности системы, адсорбируются лишь в местах возникновения коррозии с образованием защитных слоёв толщиной не более 0,1 микрона. Карбоксилатный антифриз имеет больший срок службы (5 лет против 3 лет у гибридного и 2 лет у силикатного) и лучше защищает металлы от коррозии и кавитации, что обеспечивает оптимальное охлаждение двигателя.

Начиная с 2008 г. появился новый вид антифризов, в которых органическая основа сочетается с небольшим количеством минеральных ингибиторов. Для них ещё не установлено общепринятого обозначения. Разработчики называют их «Lobrid coolants» и «SOAT coolants».

Ниже приведён ассортимент некоторых зарубежных антифри-

зов:

COOLELF MDX –37°C – готовая для применения, разбавленная дистиллированной водой охлаждающая жидкость, изготовленная на основе моноэтиленгликоля и высококачественных ингибиторов коррозии. Не содержит аминов, нитритов и фосфатов. Применяется для всех систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Особенно рекомендуется для двигателей MAN, для всех двигателей MTU и Mercedes-Benz.

GLACELF MDX – охлаждающая жидкость (концентрат), изготовленная на основе моноэтиленгликоля и высококачественных ингибиторов коррозии. Не содержит аминов, нитритов и фосфатов. При-

173

меняется для всех систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Особенно рекомендуется для двигателей MAN, для всех двигате-

лей MTU и Mercedes-Benz.

TOTAL COOLELF AUTO SUPRA –37 0C – готовая к употреб-

лению «очень долговечная» на основе моноэтиленгликоля (MEG) и органических ингибиторов коррозии охлаждающая жидкость, применяемая во всех системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания легкового и грузового автотранспорта, автобусов, строительных машин и сельскохозяйственной техники.

TOTAL GLACELF AUTO SUPRA – «очень долговечный» анти-

фриз (концентрат) на основе моноэтиленгликоля (MEG) и органических ингибиторов коррозии. Его уникальная формула базируется на последних достижениях в области антикоррозионной защиты материалов (технология защищена несколькими патентами).

GLACELF PLUS – охлаждающая жидкость (концентрат) продолжительного срока службы, изготовленная на основе моноэтиленгликоля и неорганических ингибиторов (силикатов). Содержит также органические ингибиторы, благодаря чему это продукт смешанных технологий. Применяется для всех систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания легковых и грузовых автомобилей, строительной и сельскохозяйственной техники.

Нормативные документы часто запрещают вводить в антифриз ингибиторы коррозии, содержащие нитриты, нитраты, амины, фосфаты, и оговаривают предельно допустимые концентрации силикатов, буры и хлоридов. Нитрит-нитраты, взаимодействуя с аминами, образуют токсичные соединения, причём некоторые из них канцерогенные. Ограничение содержания фосфатов, силикатов, боратов уменьшает отложение накипи в системе охлаждения, увеличивает срок службы уплотнений насоса (меньше нерастворимых осадков), улучшает защиту от кавитационной коррозии.

Тормозные жидкости

Тормозные жидкости используют в тормозных системах с гидравлическим и пневмогидравлическим приводами. Они должны обладать хорошими вязкостно-температурными и смазывающими свойствами, физической и химической стабильностью, а также быть инертными по отношению к металлам, резиновым деталям гидропривода.

174

Жидкость в системе привода обычно имеет температуру окружающего воздуха. Однако в колёсных тормозных цилиндрах за счёт тепла, выделяемого при трении в тормозных механизмах, жидкость нагревается. Закипание жидкости не допускается, так как при этом нарушается главное условие работы привода – несжимаемость жидкости. Пары жидкости уменьшаются в объёме даже при небольших давлениях, и поэтому передаваемое по гидросистеме усилие не доходит до рабочих колёсных цилиндров. То же самое происходит при попадании воздуха в гидропривод. Часть системы вместо несжимаемой жидкости наполняется легко сжимаемым воздухом, и педаль тормоза проваливается.

Эксплуатационные свойства и ассортимент тормозных жидкостей

Тормозные жидкости служат для передачи энергии к исполнительным механизмам в гидроприводе тормозной системы автомобиля. При торможении кинетическая энергия при трении превращается в тепловую. Освобождается большое количество теплоты, которое зависит от массы и скорости автомобиля. В случае экстренного торможения автомобиля температура тормозных колодок может достигать 600 0С, а тормозная жидкость – нагреваться до 150 0С и выше.

Высокие температуры в тормозах и гигроскопичность жидкости приводят к её обводнению и преждевременному старению. В этих условиях жидкость может отрицательно влиять на резиновые манжетные уплотнения тормозных цилиндров, вызывать коррозию металлических деталей. Однако наибольшую опасность для работы тормозов представляет возможность образования в жидкости пузырьков газа и пара, образующихся при высокой температуре 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 объём 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.

К тормозным жидкостям предъявляются следующие основные требования.

Температура кипения – важнейший показатель, определяющий предельно допустимую рабочую температуру гидропривода тормозов.

175

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 счёт конденсации из воздуха. Поэтому наряду с температурой кипения «сухой» тормозной жидкости определяют температуру кипения «увлажнённой» жидкости, содержащей 3,5% воды. Температура кипения «увлажнённой» жидкости косвенно характеризует температуру, при которой жидкость будет закипать через 1,5…2 года её работы в гидроприводе тормозов автомобиля.

Из опыта эксплуатации известно, что температура жидкости в гидроприводе тормозов грузового автомобиля обычно не превышает 100 0С. В условиях интенсивного торможения, например на горных дорогах, температура может подняться до 120 0С и выше. В легковых автомобилях с дисковыми тормозами температура жидкости при движении по магистральным дорогам составляет 60…70 0С, в городских условиях достигает 80…100 0С, на горных дорогах – 100…120 0С, а при высоких скоростях движения, температурах воздуха и интенсивных торможениях – до 150 0С. Кроме того, начало образования паровой фазы тормозных жидкостей реально происходит ниже температуры кипения на 20…25 0С.

Согласно требованиям международных стандартов температура кипения «сухой» и «увлажненной» тормозных жидкостей должна иметь значения соответственно не менее 205 и 140 0С для автомобилей при обычных условиях эксплуатации и не менее 230 и 155 0С для автомобилей, эксплуатирующихся на режимах с повышенными скоростями или с частыми и интенсивными торможениями, например на горных дорогах.

Вязкостно-температурные свойства. Процесс торможения обычно длится несколько секунд, а в экстренных условиях – доли секунды. Поэтому необходимо, чтобы сила, прилагаемая водителем к педали тормоза, с помощью рабочей жидкости быстро передавалась на колёсные тормоза. Это условие обеспечивается необходимой текучестью жидкости и определяется максимально допустимой вязкостью при температуре –40 0С: не более 1 500 сСт для жидкостей общего назначения и не более 1 800 сСт для высокотемпературных жидкостей. Жидкости для севера должны иметь вязкость не более 1 500 сСт при температуре 55 0С.

Антикоррозионные свойства. Для предотвращения коррозии жидкости должны содержать ингибиторы, защищающие сталь, чугун,

176

белую жесть, алюминий, латунь, медь от коррозии. Эффективность ингибиторов 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 0С.

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 недопустимы как слишком сильное набухание манжет, так как может произойти их разрушение при перемещении поршней, так и усадка манжет, чтобы не допустить утечки жидкости из системы. Испытание на набухание резины осуществляется при выдерживании манжет или образцов резины в жидкости при 70 и 120 0С. Затем определяется изменение объёма, твердости и диаметра манжет.

Смазывающие свойства. Влияние жидкости на износ рабочих поверхностей тормозных поршней, цилиндров, манжетных уплотнений определяется её смазывающими свойствами, которые проверяются при стендовых испытаниях, имитирующих работу гидропривода тормозов в тяжёлых условиях эксплуатации.

Стабильность при высоких температурах. Тормозные жидко-

сти в интервале рабочих температур от –50 до 150 0С должны сохранять исходные показатели, т.е. противостоять окислению и расслаиванию при хранении и применении, образованию осадков и отложений на деталях гидропривода тормозов.

Тормозные жидкости выпускают на основе растительного масла (чаще всего касторового) или гликолей (двухатомных спиртов). Касторовое масло имеет высокие смазывающие свойства и не вызывает набухания или размягчения резины и изготовленных из неё уплотнительных деталей. Однако высокая вязкость и относительно высокая температура застывания ( 16 0С) исключают использование касторового масла в чистом виде. Поэтому тормозные жидкости готовят смешением касторового масла со спиртами: изопентанолом, бутанолом, этанолом. Попадание воды в такие смеси приводит к снижению концентрации спирта, что вызывает расслоение жидкости. Такие смеси имеют низкую температуру застывания, однако уже при –20 0С происходит интенсивная кристаллизация составляющих касторового

177

масла. Следовательно, касторовые тормозные жидкости при температурах ниже –20 0С применять не рекомендуется.

Жидкости на основе гликолей и этилкарбитола по многим свойствам превосходят спиртокасторовые смеси. Они имеют хорошие низкотемпературные свойства (не замерзают при –60 0С), низкую испаряемость и высокую температуру вспышки. Все эти смеси нейтральны по отношению к резиновым немаслостойким деталям, так что могут применяться в тормозной системе автомобилей с обычными резиновыми уплотнителями. Эти жидкости нельзя смешивать со спиртокасторовыми жидкостями, так как происходит выпадение касторового масла. Применение жидкостей на основе гликолей и этилкарбитола обеспечивает работу гидравлического привода при температурах окружающего воздуха +50…–50 0С. Все эти жидкости токсичны.

«Нева» – тормозная жидкость, состоящая из 51…59 % этилкарбитола, 31…34 % диолов, 5 % эфиров и 13,5 % смесей гликолей и полигликолей, а также вязкостной и противокоррозионной присадок. Имеет цвет от светло-жёлтого до жёлтого, прозрачная. Рекомендуется для легковых автомобилей. tкипения = +190…195 0С, tприменения = +50…–50 0С. Плотность при +20 0С 1 012…1 015 кг/м3. Жидкость огнеопасна, при попадании на кожу вызывает дерматит.

«Томь» – состоит из этилкарбитола, боратов, загущающих, антикоррозионных и противоизносных присадок. Имеет цвет от светложёлтого до жёлтого. tкипения = +205…220 0С; tприменения = +50…–50 0С. При температуре окружающего воздуха ниже –40 0С допускается добавка до 20 % этилового спирта.

«Роса» – тормозная жидкость на основе боросодержащих олигомеров алкиленоксидов, в которую введены антиокислительная и антикоррозионная присадки. tкипения = +260 0С; tприменения = +50…–50 0С. Имеет цвет от светло-жёлтого до светло-коричневого. Жидкость «Роса ДОТ-4» превосходит «Росу» по эксплуатационным свойствам.

БСК – смесь равных частей касторового масла и бутанола (50х50 %), окрашена в оранжево-красный цвет. В автомобилях ВАЗ не применяется. Рекомендуется использовать в зонах умеренного климата не ниже –20 0С из-за кристаллизации касторового масла, которая начинается уже при –5 0С. tкипения = 115 0С. Плотность при 20 0С 890…9000 кг/м3. Жидкость обладает хорошими смазывающими свойствами, не вызывает большого набухания или размягчения уплотнительных деталей тормозной системы.

178

АСК – смесь равных частей касторового масла с изопентенолом. ЭСК – смесь равных частей касторового масла с этанолом. Жидкости АСК и ЭСК рекомендуется использовать в том же температурном диапазоне, что и жидкость БСК. Эти жидкости могут давать при высоких температурах паровые пробки, так как имеют низкую темпе-

ратуру кипения (этанол кипит при 78 0С).

ГТЖ-22М – жидкость на основе двухатомных спиртов с антикоррозионной и противоизносной присадками. tкипения = +190 0С; tприменения = + 50…– 50 0С. Эти жидкости имеют зелёный цвет, застывают при температуре не выше –65 0С, ядовиты.

В области тормозных жидкостей за рубежом применяются два основных стандарта: первый – SAE J1703 и второй (США) – нормы

DOT (Departament of Transportation). В настоящее время изготовители тормозных жидкостей в рекламах, документах и на упаковке указывают, как правило, соответствие жидкости нормам DOT.

Для легковых автомобилей в зависимости от конструкции, технической характеристики и года выпуска применяют жидкости, соответствующие требованиям DOT-3, DOT-4 и DOT-5. Нормам DOT-5 отвечают наиболее современные жидкости, предназначенные для скоростных и спортивных автомобилей.

Некоторые зарубежные марки тормозных жидкостей:

«Нева» и «Томь» соответствуют международной классификации DOT-3, «Роса» – DOT-4. С 1998 г. компания «Св-ХИМ» выпускает тормозную жидкость «Тайга», которая отвечает требованиям стандарта DOT-3. При этом по такому показателю, как температура кипения «сухой» жидкости, «Тайга» отвечает требованиям DOT-4. В табл. 36 представлены основные показатели тормозных жидкостей.

179