книги из ГПНТБ / Гуреев, А. А. Автомобильные эксплуатационные материалы учебник

Определить марку Тосола можно, замерив плотность. Тосол А име­ ет плотность в пределах 1,12—1,14; Тосол А-40 — 1,075—1,085 и То­ сол А-65 — 1,085—1,095 г/см3.

§3. ЖИДКОСТИ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ

Всовременных автомобилях для приведения в действие различных механизмов широко используют передачу усилий через жидкость. Гидравлические передачи (приводы) имеют ряд преимуществ перед ме­ ханическими и пневматическими, чем и обусловлено их широкое распространение. Привод тормозов, амортизаторы, усилители, подъ­ емные устройства автомобилей-самосвалов — вот далеко не полный перечень использования гидравлических систем.

Несколько особое положение занимают жидкости, обеспечивающие работу автоматической коробки передач (автомобиля ГАЗ-13 «Чайка», ЗИЛ-111, ЗИЛ-114, частично ГАЗ-21 «Волга» и др.). В этом случае жидкость является и рабочим телом, и смазочным материалом. Поэ­ тому масла для гидромеханических передач можно рассматривать и как рабочие жидкости, и как трансмиссионные масла. В данном учеб­ нике они рассмотрены выше в трансмиссионных маслах.

Эффективность работы гидравлического привода в значительной мере зависит от качества применяемых жидкостей. К жидкостям предъявляют определенные требования. Одно из основных требова­ ний—оптимальная вязкость и пологая вязкостно-температурная кри­ вая. Гидравлическая система работает надежно, если вязкость жид­ кости при максимально возможной температуре оказывается не ниже 7—8, а при отрицательной температуре — не выше 1000—1100 сст.

Жидкости с вязкостью менее 7—8 сст при высоких температурах мо­ гут подтекать через неплотности различных сальниковых соединений. Повышенная вязкость жидкости также нежелательна, так как появ­ ляются большие гидравлические потери, уменьшается скорость сра­ батывания гидравлического привода, повышаются необходимые уси­ лия для привода системы.

Жидкости для передач обычно обеспечивают и смазку деталей привода при их взаимном перемещении. В связи с этим требованием оценивают смазывающие свойства жидкостей.

Крабочим жидкостям для передач предъявляют и ряд общих тре­ бований, таких, как отсутствие коррозионного действия на материалы гидравлической системы, совместимость с резиновыми и кожаными уплотнениями, малую вспениваемость, стабильность при хранении и применении, недефицитность, малую пожарную опасность и др.

Котдельным жидкостям предъявляют дополнительные требования, которые зависят от специфических условий работы в той или иной си­ стеме.

Тормозные жидкости

Тормозная система с гидравлическим приводом устанавливается на всех легковых автомобилях и на ряде грузовых автомобилей. Ги­ дравлический привод тормозов автомобиля действует следующим об­ разом. При нажатии на педаль тормоза усилие через систему рычагов

223

и шток передается на поршень главного тормозного цилиндра. Пор­

передают усилие на тормозные колодки.

После прекращения нажатия на педаль тормоза поршни колесных цилиндров под действием стяжных пружин тормозных колодок воз­ вращаются в исходное положение, вытесняя жидкость в главный тор­ мозной цилиндр.

Жидкость в системе привода тормозов обычно имеет температуру окружающего воздуха. Однако в главном тормозном цилиндре вслед­ ствие обдува воздухом от работающего двигателя температура жид­ кости несколько повышается. Более интенсивный нагрев жидкости (до 60—80° С) происходит в колесных тормозных цилиндрах за счет тепла от трения тормозных колодок.

При работе гидравлического привода тормозной системы автомо­ биля давление жидкости в системе достигает 100—120 кгс/см2. В при­ воде расторможенной системы поддерживается избыточное давление 0,4—0,5 кгс/см2, что препятствует проникновению воздуха внутрь системы. Попадание воздуха ведет к нарушению работы гидравличес­ кого привода, так как часть системы вместо практически несжимаемой жидкости становится заполненной легко сжимаемым воздухом и пе­ даль тормоза «проваливается».

Тормозные жидкости производят на касторовой или на гликолевой основе. Разработана и испытана хорошая тормозная жидкость на неф­ тяной основе (жидкость ГТН по ГОСТ 8621—57). Однако эта жидкость пока не нашла применения, так как резиновые детали автомобильных тормозных систем делают из обычной немаслостойкой резины. Такие детали при контакте с нефтяной жидкостью быстро набухают и стано­ вятся непригодными к дальнейшей эксплуатации.

Проходят испытания тормозные жидкости на ксилитановой основе (отходы белкового производства).

Тормозные жидкости на касторовой основе. Касторовое масло имеет хорошие смазывающие свойства и не вызывает набухания или размяг­ чения натуральной резины и изготовленных из нее уплотнительных деталей тормозной системы автомобилей. Однако высокая вязкость и относительно высокая температура застывания (—16° С) исключают возможность применения касторового масла в чистом виде как тормоз­ ной жидкости. Поэтому тормозные жидкости готовят смешением кас­ торового масла со спиртами. Лучшими спиртами для этой цели ока­ зались изоамиловый, бутиловый и этиловый.

При смешивании 60% изоамилового спирта и 40% касторового масла получают тормозную жидкость АСК, при смешивании 50% бутилового спирта и 50% касторового масла — тормозную жидкость БСК и при смешивании 40% этилового спирта и 60% касторового мас­ ла —тормозную жидкость ЭСК.

Основной жидкостью для большинства отечественных автомобилей является жидкость БСК. Жидкость же ЭСК имеет ряд недостатков, поэтому ее производят и применяют в ограниченном количестве. Эти-

224

.новый спирт кипит при температуре 78° С и при высоких температурах может давать паровые пробки в тормозной системе. При обычных тем­ пературах этиловый спирт испаряется и состав жидкости изменяется.

Все касторовые тормозные жидкости готовят смешением только

сконцентрированными спиртами. Попадание в жидкость воды приводит

кснижению крепости спирта и может вызвать расслоение жидкости. Касторовое масло в разбавленных спиртах не растворяется. Поэтому все касторовые тормозные жидкости следует оберегать от попадания влаги.

Спиртокасторовые смеси имеют довольно низкую температуру за­ стывания, однако уже при температуре минус 20°С происходит интен­ сивная кристаллизация составляющих касторового масла. Поэтому касторовые тормозные жидкости при температурах ниже минус 20° С применять не рекомендуется.

Тормозные жидкости на гликолевой основе. Различные смеси гликолей (двухатомных спиртов) находят все большее применение в ка­ честве тормозных жидкостей. Смесь гликолей с антикоррозионной присадкой вырабатывают и применяют под маркой гидротормозной жидкости ГТЖ-22. В чистом виде гликоли обладают повышенной коррозионной агрессивностью по отношению к чугуну. Антикорро­ зионная присадка ТАФ защищает чугун и придает жидкости слабоще­ лочную реакцию.

Жидкость ГТЖ-22 по многим свойствам превосходит спиртокасто­ ровые смеси. Она имеет хорошие низкотемпературные свойства (не замерзает при температуре минус 60°С), низкую испаряемость и вы­ сокую температуру вспышки. Жидкость ГТЖ-22 нейтральная по отно­ шению к резиновым немаслостойким деталям, так что может заливать­ ся в тормозную систему автомобилей с обычными резиновыми уплотне­ ниями. Однако эта жидкость имеет плохие смазывающие свойства и поэтому, прежде чем заливать ее в тормозную систему, рекомендуют подвижные детали смазать касторовым маслом. Жидкость ГТЖ-22 нельзя смешивать со спиртокасторовыми жидкостями, так как про­ исходит расслоение и выпадение касторового масла. Дело в том что в гликолевых жидкостях есть некоторое количество воды, которая при смешении снижает концентрацию спирта, и происходит расслоение.

Разработана рецептура и организовано промышленное производ­ ство тормозной жидкости «Нева» для автомобилей Волжского автомо­ бильного завода. Жидкость «Нева» представляет собой сложную смесь гликолей различного молекулярного веса с присадками, улучшающими эксплуатационные свойства. Жидкость имеет высокую температуру начала кипения (не ниже 190°С) и вспышки (не ниже 85°С). Применение жидкостей «Нева» обеспечивает работу гидравлического привода тор­ мозов при температурах окружающего воздуха от +50 до —50е С.

Амортизаторные жидкости

Все современные автомобили оборудуют гидравлическими аморти­ заторами. От работы амортизаторов зависят: срок службы автомобиля, плавность хода и допустимая скорость. Наиболее эффективны жидкост­ ные амортизаторы телескопического типа.

225

При работе амортизаторов жидкость под давлением с огромной скоростью перетекает через узкие отверстия из одной полости в дру­ гую, поглощая при этом кинетическую энергию колебаний кузова.

Температура жидкости в амортизаторах может изменяться от ми­ нус 50 в зимнее время в северных районах до 120—140° С при работе амортизатора летом в южных районах. Давление жидкости в аморти­ заторах достигает 80—120 кгс/см2.

Основное требование к амортизаторным жидкостям — оптимальная вязкость с минимальными изменениями во всем рабочем диапазоне температур.

В качестве жидкостей для амортизаторов наибольшее распростра­ нение получили маловязкие масла нефтяного происхождения (вере­ тенное АУ, турбинное 22, трансформаторное), поэтому все резиновые уплотнения амортизаторов изготовляют из маслостойкой резины.

В качестве летних сортов амортизаторных жидкостей используют смеси масел: 50—60% турбинного 22 и 40—50% трансформаторного. Зимним сортом служит веретенное масло АУ. Основной недостаток указанных выше масел и их смесей — значительное повышение вяз­ кости при охлаждении и довольно высокая температура застывания.

Для амортизаторов разработано также масло АЖ-12т. Эта жидкость представляет собой фракцию трансформаторного масла, загущенную этилполисилоксановой жидкостью. Такой состав масла обусловливает пологую вязкостно-температурную кривую и низкую температуру застывания. Присутствие в жидкости АЖ-12т антиокислительной и противоизносной присадок обеспечивает высокие эксплуатационные свойства.

Для автомобилей Волжского автомобильного завода промышлен­ ность вырабатывает амортизационное масло МГП-10, которое предна­ значено для применения в качестве рабочей жидкости в гидравли­ ческих амортизаторах автомобилей. Его изготавливают из высокоочи-

Жидкости для приводов автомобилей специального назначения

В автомобилях специального назначения широко используют гид­ равлический привод для различных подъемных механизмов. В каче­ стве рабочих жидкостей для гидравлических подъемных механизмов используют маловязкие масла типа веретенного, трансформаторного, турбинного и их смеси. Кроме того, промышленность выпускает ряд специальных масел.

Масло всесезонное гидравлическое ВМГЗ представляет собой загу­ щенную, глубоко очищенную низкозастывающую фракцию сернистых нефтей с присадками. Применяется в качестве всесезонной рабочей жидкости для гидроприводов и гидроуправления строительных, дорож­ ных, лесозаготовительных подъемно-транспортных и других машин.

226

Масло гидравлическое единое МГЕ-10А — низкозастывающая фракция отборной нефти, загущенная виниполом. Введение присадок (МНИ-5 и ионол) придает жидкости хорошие эксплуатационные свой­ ства.

Для отдельных гидравлических передач вырабатывают и применя­ ют такие масла, как МВП, АМГ-10, гидравлическое АУП, для опроки­ дывания вагонов-самосвалов, ЭШ и др. При необходимости времен­ ной замены одного гидравлического масла другим следует основное внимание уделить уровню вязкости при положительных и отрица­ тельных температурах.

Гла ва IX

ОСОБЕННОСТИ ХРАНЕНИЯ И ПУТИ ЭКОНОМИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ТОПЛИВ, СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЖИДКОСТЕЙ

§1. ИЗМЕНЕНИЕ КАЧЕСТВА ТОПЛИВ, СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ИЖИДКОСТЕЙ ПРИ ХРАНЕНИИ, ЗАПРАВКЕ И ПРИМЕНЕНИИ

Все автомобильные эксплуатационные материалы вырабатывают на заводах систематически в течение всего года, а потребность в них, их расход в течение года неодинаков. В зимнее время сокращается расход топлив и масел в сельском хозяйстве, для автомобилей индиви­ дуального пользования и т. д. Это приводит к необходимости хранить топлива и масла в течение какого-то срока.

Все операции по транспортировке и хранению топлив и масел со­ провождаются изменением свойств, иногда приводящим к ухудшению эксплуатационных показателей.

Все изменения качеств топлив, смазочных материалов и жидкостей при хранении, заправке и применении можно условно подразделить на три основные группы: связанные с химическими процессами в про­ дуктах, являющиеся следствием испарения низкокипящих углеводо­ родов и вызванные появлением в продуктах посторонних веществ (обводнение, попадание механических примесей и т. д.).

Обычно изменение качества автомобильных эксплуатационных ма­ териалов происходит вследствие одновременного действия всех трех факторов. Однако преобладание того или иного фактора зависит как от вида продукта, так и от условий его применения.

Химические изменения

Автомобильные эксплуатационные материалы имеют высокую хими­ ческую стабильность и при хранении в течение нескольких месяцев (бензины) или лет (дизельные топлива, масла и жидкости) не ухуд­ шают своих эксплуатационных свойств.

Автомобильные эксплуатационные материалы выпускают с заводов промышленности с некоторым запасом качества. По некоторым же

2 2 7

показателям, наиболее значительно изменяющимся при хранении, та­ кой запас качества предусмотрен техническими условиями на тот или иной продукт. Так, по ГОСТ 2084—67 предусмотрена норма на со­ держание фактических смол в бензине на месте производства и более высокая норма — на месте его потребления.

Запас качества топлив и масел по основным изменяющимся пока­ зателям и скорость изменения этих показателей определяют допусти­ мый срок их хранения.

Рассмотрим изменения основных показателей, связанные с хими­ ческими превращениями компонентов автомобильных эксплуатацион­ ных материалов.

Детонационная стойкость автомобильных бензинов при хранении изменяется мало. При длительном хранении наблюдается уменьшение октанового числа на 1—2 ед. Это снижение обусловлено образующими­ ся в бензине перекисными соединениями. Несмотря на небольшие из­ менения октанового числа, при хранении бензин по этому показателю может оказаться некондиционным, так как автомобильные бензины выпускаются с заводов, как правило, без запаса качества по детона­ ционной стойкости.

В этилированных бензинах снижение детонационной стойкости про­ исходит, в первую очередь, вследствие разложения тетраэтилсвинца. Однако современные отечественные этилированные автомобильные бензины обычно содержат антиокислительную присадку, и разложе­ ние тетраэтилсвинца в них наблюдается довольно редко.

Содержание фактических смол в автомобильных бензинах меняется наиболее быстро, и именно этот показатель обычно обусловливает до­ пустимый срок хранения.

Бензин А-66 содержит большое количество соединений, склонных к окислению, имеет наиболее низкую длительность индукционного периода окисления и поэтому для него установлены наиболее высокие нормы по содержанию фактических смол — 7 мг/100 мл на месте про­ изводства и 15 мг/100 мл на месте применения. Следует отметить, что для этого бензина и разность в нормах на месте применения и на месте производства также наибольшая —8 мг/100 мл, что объясняется меньшей химической стабильностью бензина А-66 по сравнению с дру­ гими марками (для А-72 и А-76 эта разность составляет 5 мг/100 мл,

а для АИ-93 и АИ-98 — 2 мг/100 мл).

Одновременно с повышением содержания фактических смол в бен­ зине начинает увеличиваться кислотность. Однако предельная кислот­ ность (3 мг КОН/100 мл) достигается обычно тогда, когда бензин ста­ новится некондиционным по содержанию фактических смол.

Рост кислотности является основным направлением изменения ка­ чества дизельных топлив при хранении. Образование кислых про­ дуктов в дизельных топливах является следствием окисления неугле­ водородных примесей или тех непредельных углеводородов, которые попадают в топливо при добавлении в него каталитического га­ зойля.

Одновременно с ростом кислотности увеличивается и содержание фактических смол в дизельном топливе. Однако этот показатель для

Ш

дизельных топлив имеет меньшее значение, так как содержание смо­ листых веществ в свежих топливах может сильно различаться в зави­ симости от содержания смол в нефтяном сырье.

Скорость химических изменений автомобильных эксплуатационных материалов зависит от температуры, наличия цветных металлов в кон­ такте с продуктом, степени заполнения тары и т. д.

Наибольшее ускоряющее действие оказывает температура хране­ ния. Установлено, что при повышении температуры хранения на 10° С скорость окисления и смолообразования возрастает в 2,4—2,8 раза. Поэтому топливо лучше всего хранить в полуподземных и подземных резервуарах. Даже в самые жаркие дни температура топлива в таких резервуарах остается значительно ниже температуры окружающего воздуха.

При хранении топлива в наземных резервуарах температура его за­ висит от емкости резервуара и его окраски. Наземные резервуары ма­ лой емкости, подверженные воздействию солнечных лучей, прогревают­ ся быстрее, чем большие емкости, и средняя температура топлива в них обычно более высокая и смолообразование идет быстрее.

Для снижения температуры топлива наземные резервуары окраши­

Исследования показали, что все наиболее употребительные метал­ лы, находясь в контакте с топливом, ускоряют его окисление и обра­ зование смолистых веществ. Наибольшее ускоряющее действие оказы­ вают медь и ее сплавы. Поэтому при хранении бензина в баках автомо­ билей, где он соприкасается с латунной заборной трубкой и латун­ ной сеткой фильтра, смолообразование происходит быстрей, чем в боч­ ках такой же емкости.

Ускоренному смолообразованию при хранении способствует свобод­ ный доступ кислорода воздуха к поверхности топлива. В герметичной таре бензин окисляется значительно медленнее (табл. 75).

229

Т а б л и ц а 75

Влияние герметизации бака автомобиля на процесс смолообразования в бензине

При хранении топлива в таре, при неполном ее заполнении на еди­ ницу веса топлива приходится большая поверхность соприкоснове­ ния с воздухом и тем самым обеспечивается более свободный доступ кислорода к топливу и смолообразование ускоряется (табл. 76).

Сроки хранения автомобильных эксплуатационных материалов (в годах)

230

О0,03 0,06 0,09 ОД 0,15 0,18 0,21 0,24 0.27 0,300,330,36 0,39 0,02 0,05

Испаряемость по ГОСТ 6369при 20°сил-1,бес %

резервуара, окраска его в белый цвет, орошение и т. д.) ведет к сни­ жению потерь.

Бензины в зависимости от их составов имеют различную склонность к потерям от испарения. Для оценки этого показателя разработан спе-

232