Эксплуатация бронетанкового вооружения и техники

соблюдать правила хранения смазок (под действием температуры, влаги, пыли и солнечного света их свойства могут измениться);

смазки хранить в герметичной таре, не допуская их обводнения и загрязнения механическими примесями (при правильном хранении большинство пластичных смазок сохраняет свои свойства в течение нескольких лет).

19.3. Специальные жидкости

При эксплуатации машин широко применяются специальные жидкости: для охлаждения двигателей, заполнения амортизаторов, гидравлических приводов управления механизмами, гидравлического наведения пушки и башни, гидравлических противооткатных устройств идругих механизмов.

19.3.1.Охлаждающие жидкости

Впроцессе работы двигателя от сгорания топлива в его цилиндрах выделяется большое количество теплоты, часть которой превращается в механическую работу, а остальная расходуется на нагрев его деталей. При значительном нагреве металлических деталей снижаются их прочность и износостойкость. Если двигатель не охладить, то он быстро перегреется и выйдет из строя. Кроме того, при перегреве снижается мощность двигателя, в результате нарушения нормального процесса смесеобразования и сгорания топлива ухудшается экономичность работы двигателя. Поэтому в процессе работы необходимо отводить избыточную теплоту от деталей двигателя. Это делается путемего охлаждения (воздушнымилижидкостнымспособом).

Отводить теплоту от двигателя необходимо в строго определенных пределах, чтобы поддерживать номинальный температурный режим его работы. Связано это с тем, что переохлаждение двигателя не менее отрицательно сказывается на его рабочем процессе, чем перегрев. Следствием переохлаждения могут быть:

значительное увеличение потерь мощности на преодоление трения

вего узлах и механизмах;

ухудшение смесеобразования, а следовательно, и полноты сгорания топлива;

повышенное изнашивание деталей цилиндропоршневой группы из-за конденсации паров топлива из горючей смеси и смывания смазки со стенок поршней, цилиндров и других деталей, а также увеличения агрессивности органических (нафтеновых) кислот в топливе и моторном масле.

Наиболее широкое применение на двигателях внутреннего сгорания получило жидкостное охлаждение.

Всвязи с этим существуют определенные требования, предъявляемые

кохлаждающим жидкостям:

небольшая вязкость для свободной циркуляции в системе охлаждения двигателя;

340

большая теплоемкость и хорошая теплопроводность для интенсивного отвода тепла;

температура кипения выше максимально возможной в системе охлаждения, а температура замерзания ниже температуры окружающего воздуха, при которой техника эксплуатируется в реальных условиях;

жидкость не должна образовывать отложений в системе охлаждения (накипь, шлам и другие осадки), препятствующих свободной циркуляции жидкости;

не должна вызывать коррозию металлических и разрушение резиновых деталей;

возможно низкий коэффициент объемного расширения; нетоксичность и безопасность в пожарном отношении; недефицитность и низкая стоимость.

Однако ни одна жидкость, применяемая для охлаждения двигателей, не удовлетворяет всем перечисленным выше требованиям.

В качестве охлаждающей жидкости широко применяется природная вода. В холодное время года, когда она замерзает, в системе охлаждения двигателей применяют специальные низкозамерзающие охлаждающие жидкости (антифризы).

Как охлаждающая жидкость вода по своим физическим свойствам намного превосходит другие жидкости и отвечает некоторым из перечисленных требований. Она обладает:

наивысшей из всех жидкостей теплоемкостью (4,2 кДж/кг град); низкой вязкостью ( 20 = l мм2/с), обеспечивающей легкость циркуля-

ции в системе охлаждения; температурой кипения 105–108 °С при давлениях 0,11–0,12 МПа (1,1–

1,2 кгс/см2) в закрытых системах охлаждения.

Кроме того, вода не горит и безвредна для здоровья человека. Однако вода как охлаждающая жидкость обладает и существенными

недостатками, затрудняющими ее применение, например:

недостаточно высокая для современных двигателей температура кипения, которая понижается по мере повышения местности над уровнем моря; высокая температура замерзания, не удовлетворяющая зимним усло-

виям эксплуатации; способность вызывать коррозию металлов и образовывать накипь

и шлам в системе охлаждения.

Для нормальной работы современных двигателей в системе охлаждения необходимо поддерживать температуру на уровне, близком к точке кипения воды, что ведет к ее потерям от испарения. По мере повышения местности над уровнем моря барометрическое давление понижается, температура кипения воды падает, пониженное барометрическое давление способствует раннему открытию парового клапана и выходу паров из системы охлаждения. Преодоление высокогорных перевалов, требующее максимальной мощности двигателей, может сопровождаться закипанием воды

341

в системе охлаждения и большими ее потерями, что необходимо учитывать при организации марша.

В целях уменьшения потерь воды системы охлаждения двигателей герметизируют. Это позволяет увеличить давление в системе и соответственно повысить температуру кипения воды.

Относительно высокая температура замерзания воды усложняет эксплуатацию вооружения и техники зимой, вызывает дополнительный расход горючего и моторесурсов для периодического подогревания двигателей во время остановок, требует слива воды на период стоянки и заправки ее в горячем состоянии перед пуском двигателя.

Замерзание воды в системе охлаждения сопровождается разрушением (размораживанием) блоков и головок блоков двигателей, так как образующийся лед увеличивается в объеме примерно на 10 % от объема воды, при этом давление на стенки системы достигает 250 МПа (2500 кгс/см2).

Коррозионные свойства воды предопределяются растворенными в ней газами и некоторыми солями. Особой коррозионностью обладают СО2, SO2 и H2S, а также кислые соли металлов, поэтому нельзя применять воду из сернистых, углекислых и сероводородных источников. Не следует также применять воду из водоемов, в которые сливаются неочищенные сточные воды химических и других промышленных предприятий.

Накипь – твердые и прочные отложения на внутренних стенках системы охлаждения, вызванные использованием жесткой воды. Накипь образуется в результате сложного процесса формирования и выделения из воды малорастворимых солей, оседания взвешенных частиц и продуктов коррозии и цементирования их на внутренних поверхностях системы охлаждения, особенно на ее горячих стенках.

Шлам – илоподобное отложение, образуется из взвешенных в воде илистых частиц, которые по мере коагуляции оседают в застойных полостях системы охлаждения. В шлам включаются также частицы разрушенной накипи и крупные механические примеси, попавшие с водой.

Накипь и шлам обладают низкими коэффициентами теплопроводности, их появление резко снижает отвод тепла от стенок двигателя и ведет к его перегреву.

Склонность к образованию накипи определяется растворенными в воде солями, которые обусловливают ее жесткость.

Жесткость воды бывает карбонатная (временная) и некарбонатная (постоянная). В сумме они составляют общую жесткость воды. К солям карбонатной жесткости относятся бикарбонаты Са(НСОз)2 и Mg(HCO3)2. Эти соли, хорошо растворимые в холодной воде, при нагревании разлагаются с образованием нерастворимых карбонатов СаСО3 и MgCО3, которые выпадают в осадок. Чем выше температура стенок системы охлаждения, тем энергичнее идет разложение бикарбонатов и тем больше образуется накипи. При этом вода, лишившись солей карбонатной жесткости, умягчается.

342

Некарбонатная жесткость обусловлена присутствием в воде сульфатов, хлоридов и силикатов щелочно-земельных металлов. Эти соли не разлагаются при нагревании и не выпадают в осадок, если их концентрация не превосходит предела насыщения, но участвуют в образовании накипи только после испарения части воды.

Карбонатная накипь обычно рыхлая и сравнительно непрочная; присутствие гипса придает накипи прочность и плотность. Прочность создают также механические примеси и илистые взвеси, попавшие в систему охлаждения. Особенно вредны остатки нефтепродуктов, оказавшиеся в составе накипи в результате использования для налива воды тары из-под горючего и масел (накипь с маслом ухудшает теплоотвод вдвое по сравнению с обычной накипью).

За единицу жесткости воды принимают миллиграмм-эквивалент солей жесткости в 1 л воды (мг-экв/л), что соответствует содержанию в ней 20,04 мг иона кальция (Са++) или 12,16 мг иона магния (Mg++).

В зависимости от жесткости вода делится на группы:

вода с общей жесткостью до 1,5 мг-экв/л – очень мягкая, накипи не образует;

1,5–4,0 мг-экв/л – мягкая, накипи почти не образует; 4,0–8,0 мг-экв/л – среднежесткая, образует накипь, которую необхо-

димо не реже двух раз в год удалять из системы охлаждения и вести систематический контроль за состоянием этой системы;

8,0–12,0 мг-экв/л – жесткая, быстро откладывается значительная накипь. Воду не рекомендуется применять без предварительного умягчения или без использования присадок;

более 12,0 мг-экв/л – очень жесткая. Система охлаждения очень быстро забивается накипью. Вода совершенно непригодна к применению в системах охлаждения.

Жесткость воды обычно определяют в лаборатории, но есть и простой способ оценки принадлежности воды к той или иной группе:

вмягкой водепри намыливании рук легко образуется устойчивая пена;

всреднежесткой воде пена образуется только после длительного намыливания и быстро пропадает;

вжесткой воде пена не образуется, а на руках остается сальный, плохо отмываемый слой.

По происхождению вода бывает поверхностная, подземная и атмосферная (дожди, снег).

Установлено, что до 80 % поверхностных вод Беларуси (рек, озер, водохранилищ) обладают карбонатной жесткостью. Вода рек, прудов и пресных озер может быть мягкой и среднежесткой.

Вода северных водоемов мягче, чем южных. Жесткость поверхностных вод колеблется в широких пределах; она различна в разных водах,

ав одном и том же источнике воды величина ее изменяется по временам

343

года, достигая наибольшего значения в конце зимы, а наименьшего – в период паводка. Морская вода очень жесткая.

Жесткость подземных вод (родниковая, колодезная), особенно артезианских колодцев, более постоянна и мало изменяется в течение года и относится к жесткой или очень жесткой. Атмосферная вода является мягкой.

Для предупреждения образования шлама и накипи в систему охлаждения не следует заливать мутную воду. Чтобы избежать накипи, лучше пользоваться мягкой или умягченной водой. При вынужденном применении жесткой воды менять ее надо реже. В зимнее время сливаемую воду надо собирать в целях последующей заправки ею системы охлаждения.

Существуютследующиеспособысниженияжесткости(умягченияводы): перегонка, при которой растворимые соли остаются в перегонном кубе, жесткость воды равна нулю. Процесс довольно дорогой, поэтому перегнанную (дистиллированную) воду применяют при приготовлении элек-

тролита для аккумуляторных батарей; кипячение, когда в двигателе используют хорошо прокипяченную (не

менее 30–40 мин) воду; обработка умягчителями (кальцинированной содой или тринатрий-

фосфатом из расчета 53 мг соды или 55 мг тринатрийфосфата на каждую единицу жесткости воды с последующим отстаиванием или фильтрацией); фильтрация через катионитовый фильтр приводит к практически пол-

ному умягчению воды любой жесткости.

Катиониты – это природные или искусственные вещества, способные при контакте с растворенными в воде солями вступать с ними в обменную реакцию, поглощая из воды ионы кальция, магния и других щелочноземельных металлов.

Шлам и накипь из системы охлаждения двигателя удаляют промывкой струей воды и сжатого воздуха. Удаление накипи основано на разрушении и растворении нерастворимых в воде солей накипи. Карбонатную накипь удаляют кислотными растворами, а некарбонатную – щелочными или содовыми.

Для предупреждения образования накипи применяют трехкомпонентную присадку, состоящую из калиевого хромпика, нитрита натрия и тринатрийфосфата. Эта присадка уменьшает накипеобразование, частично растворяет уже образовавшиеся соли и накипь и предохраняет детали системы охлаждения от коррозии. Присадку предварительно растворяют в кипяченой воде при температуре 60–80 °С из расчета 50 г каждого компонента на 100 л воды.

Таким же раствором промывается система охлаждения раз в пять лет в случае длительной работы двигателя на повышенном температурном режиме в период зимней эксплуатации и при переводе техники на режим летней эксплуатации. В систему охлаждения заливается вода с трехкомпонентной присадкой. Двигатель пускается и прогревается до температуры охлаждающей жидкости не ниже 80 °С. После двухчасовой выдержки

344

слить охлаждающую жидкость и заправить систему свежей водой с трехкомпонентной присадкой.

С понижением температуры до 5 °С в систему охлаждения заправляется низкозамерзающая охлаждающая жидкость (антифриз). Выпускаются низкозамерзающие охлаждающие жидкости марок 40 и 65 ГОСТ 159–62 и ТОСОЛЫ (ТОСОЛ А, ТОСОЛ А-40 и ТОСОЛ А-65) по ТУ 602751–73.

Антифриз получают разбавлением технического этиленгликоля водой, т. е. стандартный антифриз является смесью двухатомного спирта-этилен- гликоля и воды с добавлением антикоррозионных присадок и красителя. Технический этиленгликоль – маслянистая желтоватая жидкость с плотностью 1109–1118 кг/м3, с температурой кипения 195–198 °С, с вязкостью 25 мм2/с при 20 °С и температурой замерзания –11…–12 °С.

Этиленгликоль в любых пропорциях смешивается с водой и спиртами. Водные растворы этиленгликоля изменяют температуру замерзания в зависимости от содержания воды (рис. 19.7). Понижение температуры

замерзания водно-гликолевых растворов объясняется образованием гидрата этиленгликоля, обладающего низкой температурой замерзания. Минимальная температура замерзания раствора –70…–75 °С при содержании 33 % воды. Дальнейшее увеличение содержания воды ведет к повышению температуры замерзания.

Рис. 19.7. Зависимость свойств этиленгликолевой охлаждающей жидкости от ее состава:

1 – плотность; 2 – температура замерзания

Этиленгликоль является коррозионно-агрессивным веществом, поэтому для защиты металлов в антифризы вводят антикоррозионныеприсадки:

345

декстрин (антикоррозионная защита алюминия, меди, свинцово-оло- вянистого припоя);

динатрийфосфат(антикоррозионнаязащитастали, чугуна, латуни, меди); молибденово-кислый натрий (антикоррозионная защитацинкаи хрома). Для предотвращения вспенивания при попадании нефтепродуктов

в ТОСОЛЫ вводят антипенные присадки.

Этиленгликолевые антифризы имеют следующие особенности: вследствие большого коэффициента объемного расширения при на-

греве до рабочей температуры объем жидкости увеличивается на 6–8 %; теплоемкость и теплопроводность антифриза ниже, чем воды, поэтому

при переходе на антифриз эффективность охлаждения снижается; при эксплуатации антифриза испаряется только вода, содержащаяся

в нем. Поэтому при уменьшении в системе охлаждения количества жидкости вследствие ее испарения необходимо добавлять воду;

антифризы обладают высокой подвижностью и проницаемостью, что обусловливает повышениетребования кгерметичности системы охлаждения; при замерзании антифризы образуют рыхлую массу, объем которой увеличивается незначительно. Это исключает механические повреждения системы охлаждения при температурах окружающей среды ниже темпера-

туры замерзания антифризов; антифризы разрушающе действуют на детали, изготовленные из неко-

торых сортов резины.

Этиленгликоль и смесь его с водой очень ядовиты, поэтому при обращении с ними следует соблюдать меры предосторожности.

При эксплуатации техники системы охлаждения заполнять на 5–6 % (для марки 40) и на 6–8 % (для марки 65) меньше номинальной емкости заправки.

Впроцессе эксплуатации антифризы изменяют внешний вид, становятся очень мутными, появляются хлопья взвесей, осадки. Первоначальный цвет переходит в зеленовато-желтый и даже светло-бурый (это вызывается образованием шлама из остатков накипи и окрашиванием этиленгликоля продуктами коррозии железа). При сильном изменении цвета

изначительном помутнении жидкость следует слить, систему охлаждения промыть водой и заправить свежей жидкостью.

19.3.2.Жидкости для гидравлических систем

Вконструкциях современных машин для приведения в действие различных механизмов широко используются системы передачи усилий к агрегатам через жидкость. Использование жидкостей в качестве рабочих тел основано на их практической несжимаемости, способности быстро передавать усилия во всех направлениях и обеспечивать плавность срабатывания рабочих органов.

Эффективность работы гидросистемы в значительной мере зависит от качества рабочей жидкости. Как правило, рабочим жидкостям продолжи-

346

тельное время приходится работать при весьма неблагоприятных условиях (широкий диапазон изменения температур, передача больших усилий, запыленность окружающего воздуха, влажность, контактирование с различными материалами и т. д.). Поэтому чтобы обеспечить надежную и долговечную работу всех гидромеханизмов, жидкости не должны заметно изменять своих первоначальных свойств независимо от продолжительности работы и должны отвечать следующим основным требованиям:

иметь оптимальную вязкость и индекс вязкости, которые обеспечивали бы хорошую прокачиваемость и надежную смазку деталей узлов и механизмов гидравлических систем при резко изменяющихся нагрузках и температурах;

иметь низкую температуру замерзания (для жидкостей нефтяного происхождения – низкую температуру застывания), которая обеспечивала бы нормальную работу жидкости при низких отрицательных температурах;

обладать высокими противокоррозионными свойствами и не вызывать разбухания или разрушения резиновых уплотнительных устройств;

обладать высокой физической и химической стабильностью (не окисляться в процессе работы и не изменять своих первоначальных характеристик);

быть свободной от механических примесей, воды и коррозионно-ак- тивных веществ, обеспечивая таким образом надежную и долговечную работу узлов и механизмов гидравлических систем.

В настоящее время промышленность выпускает гидравлические жидкости, которые в большинстве своем получают из минеральных масляных дистиллятов с добавлением различных присадок.

Гидравлическое масло МГЕ-10А ОСТ 38 01281–82 – основная марка гидравлической жидкости общего назначения, готовится загущением маловязкой нефтяной фракции виниполом; содержит антиокислительные, антикоррозионную комплексную и противоизносную присадки; обладает хорошей термоокислительной стабильностью, низкотемпературными и защитными от коррозии свойствами; она работоспособна в течение длительного времени при температурах от –55 до + 90 °С.

Масло АМГ-10 ГОСТ 6794–75 готовится загущением масловязкой нефтяной фракции виниполом, содержит антиокислительную присадку; некоррозионно-активно и нетоксично; работоспособно при температурах от –60 до + 125 °С; обладает пологой вязкостно-температурной характеристикой, низкой температурой застывания. Хорошая смазывающая способность АМГ-10 предохраняет детали от износа. Оно стабильно при хранении и применении, не вызывает коррозии металлов, но огнеопасно и вызывает набухание немаслостойкой резины.

Противооткатную жидкость ПОЖ-70 ТУ601815–75 готовят на водно-гли- колевойоснове. Она содержит антикоррозионные и антипеннуюприсадки.

Жидкость имеет хорошую вязкостно-температурную характеристику, низкую температуру замерзания, высокие антикоррозионные свойства по

347

отношению к металлам противооткатных устройств. Она обеспечивает работоспособность противооткатных устройств в интервалах температур окружающего воздуха от –60 до +50 °С, сохраняет работоспособность в устройствах при нагреве до +100 °С.

19.3.3. Тормозные жидкости

Тормозной системой с гидроприводом оборудуются все легковые автомобили, ряд грузовых автомобилей, колесные БТР и БРДМ. Тормозные жидкости работают в гидроприводе тормозов в очень сложных условиях. Температура жидкости в системе зависит от температуры окружающего воздуха и условий эксплуатации отдельных узлов и деталей системы. В общем случае она находится в интервале температур от –50 до +40 °С. В колесных цилиндрах нагревается до 60–80 °С за счет тепла от трения тормозных колодок. Тормозные жидкости подвергаются значительному давлению, которое достигает 784,1–981 кПа (80–100 кгс/см2). В процессе работы жидкости контактируют сразличными металлическимии резиновыми деталями.

В зависимости от основы тормозные жидкости выпускают на касторовой, гликолевой и нефтяной основе (АМГ-10).

Жидкость БСК ТУ 6-101553–75 – это смесь 50 % касторового масла и 50 % бутилового спирта, ярко-красного цвета, с водой БСК не смешивается, но при энергичном перемешивании образует эмульсию оранжевого цвета, непригодную в качестве тормозной жидкости. Касторовое масло придает БСК высокую маслянистость, что благоприятно сказывается на изнашивании деталей системы гидропривода. В летнее время из жидкости испаряется бутиловый спирт, вследствие чего вязкость ее несколько повышается.

Недостатком жидкости является способность касторового масла при длительном охлаждении выпадать из смеси в виде сгустков кристаллов. Кристаллизация начинается уже при –5 °С и интенсивно протекает при минус 20–25 °С.

Тормозная жидкость ГТЖ-22М ТУ 6-01787–75 – композиция гликоля (65 %) и эфиров (35 %) с добавлением антикоррозионных присадок, зеле- но-желтого или зеленого цвета. Благоприятные вязкостные, низкотемпературные и противоизносные свойства позволяют использовать ее всесезонно. Жидкость хорошо смешивается с водой и при случайном обводнении не лишается однородности и работоспособности. ГТЖ-22М ядовита, и при ее использовании нужно соблюдать меры предосторожности, как при обращении с антифризом.

Тормозная жидкость ГТЖА-2 («Нева») ТУ 6-011163–78 – композиция гликоля с вязкостной и антикоррозионной присадками, светло-коричне- вого цвета. Жидкость смешивается с водой, однородность водной смеси сохраняется до –40 °С. Она огнеопасна и токсична.

Тормозные жидкости на разных основах несовместимы, так как при смешивании происходит их расслоение, при этом смесь становится непригодной к использованию. Для восполнения убыли необходимо добавлять

348

тормозную жидкость только той же марки. Смена тормозных жидкостей обычно производится при сезонном техническом обслуживании, во время которого сливается загрязненная жидкость, гидравлическая система очищается, промывается денатурированным спиртом и просушивается продувкой сжатым воздухом.

Слитую из гидросистемы отработанную тормозную жидкость ГТЖ22М разбавляют 10–15-кратным объемом воды и сливают в глубокую яму, которую затем засыпают. Сливать жидкость в канализацию или на землю запрещается. Отработанные жидкости БСК и «Нева» сжигают.

19.3.4. Амортизационные жидкости

Срок службы машин, допустимая скорость движения и плавность хода в значительной мере зависят от работы амортизаторов, которые смягчают удары, толчки и гасят вертикальные колебания машин во время движения. В современных гидравлических амортизаторах жидкости подвергаются многократному сжатию в условиях резкого приложения усилий. Температура жидкости в амортизаторах может достигать летом 120–140 °С, а зимой

всеверных районах жидкость может охлаждаться до –50 °С и ниже.

Вгидравлических амортизаторах применяются дистиллятные масла

иих смеси, смеси трансмиссионных и моторных масел и специальные амортизаторные жидкости.

Для амортизаторов автомобилей обычно применяют всесезонно веретенное масло АУ или гидравлическое АУП. Используют также смесь турбинного 22 и трансформаторного масла в соотношении 1 : 1. Масло АУ

исмесь обладают недостаточно хорошей ВТХ. Вязкость этих жидкостей быстро возрастает при понижении температуры, в результате чего повышается жесткость работы амортизаторов. Температура застывания жидкостей соответственно равна –45 и –30 °С.

Смесь масел (1 : 1) ТСЗп-8 и МТ-16п (или М-16 ИХП-3) рекомендуется в качестве амортизаторной жидкости в лопастных амортизаторах. Работоспособность при температурах окружающего воздуха от –40 до +120 °С.

Специальные амортизационные жидкости на нефтяной основе

Жидкость АЖ-12т ГОСТ 23008–78 – основная марка амортизаторной жидкости общего назначения. Главным ее компонентом является трансформаторное масло селективной очистки в смеси с 8–10%-й этилполисилоксановой жидкостью. В нее добавляется комплекс противоизносных и антиокислительных присадок. Жидкость характеризуется незначительным изменением вязкости при изменении температуры и низкой температурой застывания, обеспечивает мягкую работу амортизаторов в любое время года. АЖ-12т работоспособна при температурах от –50 до +140 °С.

Жидкость 7-50с-3 ГОСТ 20734–75 – высокотемпературная гидравлическая жидкость, представляющая собой смесь синтетических продуктов,

349