15.2. Технические жидкости для машин

В машинах, используемых на карьерах, применяют значительное количество технических жидкостей. Это охлаждающие жидкости, рабочие жидкости для гидросистем, тормозов, гидроусилителей, амортизаторов, вспомогательные жидкости.

Охлаждающие жидкости применяются для отвода тепла от деталей двигателей внутреннего сгорания. При этом для обеспечения нормального теплового режима работы двигателя отвод тепла должен составлять 25 – 35 % от общего количества тепла, выделяемого при сгорании рабочей смеси. Охлаждающие жидкости должны иметь низкую температуру замерзания, высокую теплоемкость, химическую стабильность, недефицитность, незначительные колебания вязкости при изменении температуры, отсутствие образования осадков, способность не разрушать резиновые детали и не вызывать коррозию металла.

Наиболее часто в качестве охлаждающих жидкостей применяют воду и специальные незамерзающие жидкости – антифризы.

Пригодность воды для использования в качестве охлаждающей жидкости определяют ее физические (цвет, прозрачность, запах) и химические (количество и вид растворенных солей, газов, органических веществ) свойства.

К достоинствам воды относят ее общедоступность, высокую теплоемкость, высокую скрытую теплоту испарения. Вода обладает самой большой среди жидкостей удельной теплоемкостью – 4,19 кДж, низкой вязкостью – 110^-6 м²/с при температуре 20 ⁰С, что обеспечивает легкость ее циркуляции в системе охлаждения.

К недостаткам воды относят довольно низкую температуру кипения, замерзание при отрицательной температуре с увеличением объема, отложнние накипи, нарушающей тепловой баланс двигателя. При слое накипи толщиной 6 мм мощность двигателя падает на 20 %, а расход топлива исмазочных материалов увеличивается соответственно на 30 и 40 %. Причиное образования накипи является содержание в воде растворенных солей кальция и магния, обусловливающих ее жесткость. Жесткость воды измеряется количеством миллграммов –эквивалентов солей кальция в 1 литре воды. За единицу жесткости принят мг-экв/л, соответствующий 20,05 мг кальция или 12,16 мг магния в 1 л воды. Вода жесткостью до 4 мг-экв/л считается мягкой (дождевая и снеговая), от 4 до 8 мг-экв/л – средней жесткости (в реках, озерах, прудах), от 9 до 12 мг-экв/л – жесткой (колодезная, родниковая), более 12 мг-экв/л – очень жесткой (морская). Для использования в системах охлаждения вода не должна иметь жесткость более 5 мг-экв/л.

Добавляя в жесткую воду противонакипные присадки - можноснизить образование накипи.

Антифризы представляют собой смесь воды с двухатомным спиртом этиленгликолем. Этиленгликоль – прозрачная, бесцветная или желтоватая жидкость без запаха, обладающая неограниченной растворимостью в воде, замеррзающая при температуре –12 ⁰С. С увеличением содержания этиленгликоля температура застывания смесионижается. Смесь, составленная из 33 % воды и 67 % этиленгликоля, имеет самую низкую температуру застывания (–75 ⁰С). Этиленгликоль и его смесь очень ядовиты и оказывают кррозрующее действие на металлы. Широкое применение получили две марки антифризов: 40 и 65. Цифры указывают содержание (в %) этиленгликоля в растворе..

Специальные жидкости применяются в гидросистемах горных машин. Условия работы жидкостей в гидросистемах очень тяжелые. Рабочее давление жидкости достигает 10 Мпа, а ее температура меняется от +60 до – 50 ⁰С. Рабочие жидкости для гидросистем должны обладать высокими смазывающими и антикоррозионными свойствами, иметь низкую температуру застывания (на 10 15 ⁰С ниже температуры окружающего воздуха), температуру кипения на 20 – 30 ⁰С выше возможных рабочих температур, обладать достаточной вязкостью и иметь пологую температурно-вязкостную характеристику в диапазоне от –50 до +50 ⁰С, обладать стабильностью химических и физических свойств (не расслаиваться, не выдавать осадков), быть долговечными, экономичными и недифицитными, обладать совместимостью с материалами гидросистемы, не вызывать коррозию металла и разрушения резиновых уплотнений. В качестве рабочих жидкостей для гидросистем широкое применение получили МГ-20, МГ-30, АМГ-10, МГ-3, ВМГЗ, АУ (И-30А), АУ. Характеристики жидкостей для гидросистем приведены в работе [3].

Срок службы жидкостей в гидросистеме при правильном ее выборе и соответствующем уходе за механизмами достигает 1200 – 1400 ч.

Тормозные жидкости, применяемые в гидравлических тормозах, должны отвечать следующим требованиям: не расслаиваться и не вызывать коррозию металлических деталей,не менять вязкость,обладать смазывающей способностью,химической и физической стабильностью,иметь температуру кипения не ниже 105 ⁰С, а также незначительную испаряемость. Наибольшее применение получили тормозные жидкости марок ЭСК, БСК,ФЭБ, ГТЖ-22М.

Амортизационные жидкости отличаются незначительным изменением вязкости при температурных колебаниях и низкой температурой застывания. Широкое применение получили всесезонные жидкости для амортизаторов АЖ-12-61, АЖ-12Т, АЖ-16, МГП-10, применяемые для автомобилей и другой техники. Они сохраняют работоспособность в диапазоне температур от –50 до +140 ⁰С и застывают при температуре –40 – +60 ⁰С. В качестве амортизационной жидкости применяют также смесь 50 % трансформаторного и 50 % турбинного масла марки Л, масло веретенное АУ и приборное.

Для гидроусилителей и гидромеханических трансмиссий применяют масла гидрол-4, гидрол-55, ВНИИ НП-1, а также заменители – индустриальные, турбинные и трансформаторные масла.

Для борьбы с обледенением стекол применяют этиловый спирт и его смеси с глицерином и водой.

Электролит для кислотных аккумуляторных батарей состоит из смеси серной кислоты с дистиллированной водой, а для железо-никелевых аккумуляторов – из раствора гидрата окиси калия (КОН) с добавкой 20  2 г/л моногидрата лития.