ТЕХНИЧЕСКИЕ ЖИДКОСТИ

 

Охлаждающие жидкости

 

Часть тепла, выделяющегося в процессе сгорания топлива в двигателе, идёт на нагревание деталей двигателя. При этом из-за очень высоких температур стенок камеры сгорания теряется мощность двигателя, так как ухудшается наполнение цилиндров. Кроме того, ухудшаются условия смазывания, появляется детонация, калильное зажигание, усиленное нагаро- и лакообразование, повышенное трение и изнашивание деталей и т.д. Чтобы предотвратить перегрев деталей, их охлаждают. Система охлаждения двигателя в зависимости от его быстроходности и мощности отводит 15…35 % теплоты, образующейся при сгорании топлива. В бензиновых и газовых двигателях доля отводимой теплоты больше, чем в дизелях. Система охлаждения может быть воздушной или жидкостной. Наибольшее распространение на автомобильных двигателях получили жидкостные системы охлаждения.

В двигателях внутреннего сгорания в блоке и головке блока цилиндров между двойными стенками находится рубашка системы охлаждения, заполняемая жидкостью. Охлаждающая жидкость отводит тепло от стенок и отдаёт тепло воздуху, проходящему через радиатор. При этом охлаждающая жидкость циркулирует в замкнутом пространстве системы охлаждения, нагреваясь в блоке и головке цилиндров и охлаждаясь в радиаторе. Для обеспечения нормальной работы двигателя охлаждающая жидкость должна удовлетворять определённым требованиям.

Основными являются следующие требования:

•     Минимальная температура замерзания;
•     Максимальная температура кипения;
•     Минимальный коэффициент объёмного расширения;
•     Минимальная вязкость;
•     Отсутствие воспламеняемости;
•     Отсутствие вспенивания;
•     Физическая и химическая стабильность;
•     Не вызывать изменения свойств конструкционных материалов;
•     Высокая теплоёмкость и теплопроводность.

Жидкостей удовлетворяющих всем этим условиям одновременно нет. Наибольшее распространение получили вода и антифризы.

Вода. Достоинства воды:

•     доступность;
•     безопасность (пожарная и взрывная);
•     безвредность (отсутствие токсичности);
•     высокая удельная теплоёмкость 4,19 кДж/(кг*К).

Недостатки воды:

•     высокая температура замерзания ( около 0⁰ С);

•     увеличение объёма образующегося льда по сравнению с объёмом жидкости на 10 % при замерзании;

•     низкая температура кипения (100⁰ С);

•     способность образования отложений.

В результате второго недостатка при низких температурах окружающего воздуха давление на стенки может возрасти до 250 МПа, что приводит к разрушению элементов системы охлаждения.

Для частичного устранения третьего недостатка систему охлаждения герметизируют, устанавливая на пробке радиатора два клапана: воздушный и паровой. Благодаря этому температура кипения воды в системе охлаждения несколько увеличивается (до 119⁰ С). Это, кроме того, позволяет увеличить температурный перепад в системе охлаждения и тем самым повысить эффективность теплообменных процессов. В результате можно снизить количество охлаждающей жидкости, уменьшить потребную поверхность радиатора, и сократить теплопотери в охлаждающую жидкость.

Накипью называют плотные отложения, образующиеся на нагретых стенках системы охлаждения. Накипь состоит из выделившихся из воды солей калия и магния, взвешенных продуктов коррозии и механических загрязнений. Шламом называют илоподобные частицы и элементы разрушения накипи минерального или органического происхождения, скапливающиеся в застойных полостях рубашки охлаждения и в нижнем бачке радиатора.

Образование отложений в системе охлаждения ухудшает теплоотдачу стенок рубашки системы охлаждения на 40 %, так как накипь имеет низкую теплопроводность, и уменьшает сечение трубок радиатора и всех проходных сечений. Как следствие двигатель перегревается, что ведёт к увеличению расхода топлива. Отложения в системе охлаждения образуются в виде накипи и шлама.

Соли кальция и магния придают воде свойство, называемое жёсткостью воды, которое измеряется  в мг-эквивалентах солей на 1 л воды. Жёсткость воды 1 мг-экв/л означает, что вы воде содержится 20,04 мг/л ионов кальция или 12,16 мг/л ионов магния. Мягкой вода считается при содержании в ней солей до 4 мг-экв/л (< 3 моль/м³), средней – при 8 мг-экв/л (3…6 моль/м³), жёсткой – при 8 мг-экв/л (> 6 моль/м³). Принято считать мягкой атмосферную воду (дождь, снег) мягкой, речную и озёрную – средней, колодезную и ключевую – жёсткой. Различают жёсткость временную, постоянную и общую.

Временная жёсткость характеризует содержание в воде в основном двух соединений – бикарбоната кальция Ca(HCO₃)₂ и бикарбоната магния Mg(HCO₃)₂.   Эти соли находятся в воде только при наличии в ней некоторого количества свободной углекислоты. При кипячении свободная углекислота удаляется, и соли временной жёсткости распадаются на карбонаты, выпадающие в осадок, и диоксид углерода, уходящий в атмосферу:

 

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ +H₂O

↓

Mg(HCO₃)₂ → MgCO₃ + CO₂ +H₂O

↓

Таким образом, при кипячении бикарбонаты удаляются из воды, поэтому обусловленную их присутствием жёсткость называют временной, то есть устранимой. Перед заливкой воду можно прокипятить и заливать в радиатор после фильтрования. При отсутствии такой обработки соли временной жёсткости выпадают в накипь при первом же закипании в радиаторе. При этом происходит снижение временной жёсткости. Поэтому не следует часто менять воду в системе охлаждения.

Постоянная жёсткость определяется присутствием в воде более стойких солей: сульфаты (гипс CaSO₄, MgSO₄), хлориды (CaCl₂, MgCl₂), силикаты CaSiO₃, Mg SiO₃ и др. Эти соединения при кипячении не разлагаются  и не выпадают в осадок, если их концентрация не превосходит предел насыщения. Такие условия создаются при испарении части воды. Гипс, в отличии от большинства минеральных солей, обладает отрицательной растворимостью при повышении температуры растворимость гипса в воде уменьшается и его избыток выпадает в виде накипи. Присутствие гипса в накипи придаёт ей прочность и жёсткость.

Общей жёсткостью называют сумму временной и постоянной жёсткости.

Воду средней и высокой жёсткости перед использованием в системах охлаждения рекомендуется «умягчать».

Простейший способ умягчения – кипячение воды с последующей фильтрацией.

Другой способ – добавление соды и гашёной извести, что приводит к выпадению в осадок соединений кальция и магния, с последующей фильтрацией.

Наиболее эффективный способ- фильтрация воды через катионитовые фильтры. Катиониты – это вещества, способные вступать в ионообменную реакцию с растворёнными в воде солями. Они поглощают из воды ионы щелочноземельных элементов.

Снизить жёсткость воды можно так же путём её магнитной обработки. При прохождении воды через магнитное поле, растворённые в ней соли выделяются в виде хлопьев. Затем воду фильтруют.

Вещества, называемые антинакипинами, позволяют предотвратить образование накипи обработкой воды непосредственно в системе охлаждения. Их особенно необходимо добавлять в полевых условиях при отсутствии «мягкой» воды. Соли, находящиеся в воде, при добавлении антинакипинов, переходят в рыхлое состояние или удерживаются в виде перенасыщенного раствора. К антинакипинам относятся гексаметафосфат натрия (NaPO₃)₆, хромпик K₂Cr₂O₇, ортофосфат натрия Na₃PO₄*12H₂O и др.

Воду, предназначенную для системы охлаждения, необходимо предохранять от попадания в неё нефтепродуктов. Эти вещества уменьшают теплопроводность накипи и, следовательно, усугубляют её вред. Кроме того, они вызывают вспенивание воды и её выброс из системы охлаждения.

Из системы охлаждения шлам можно удалить многократной поочерёдной промывкой водой и продувкой сжатым воздухом. Для удаления накипи используют растворы веществ, обеспечивающих разрушение нерастворимых в воде солей накипи. Соли временной жёсткости удаляют кислыми растворами, постоянной – щелочными.

Все составы для удаления накипи, как и вода, оказывают коррозионное воздействие на металлы, особенно цветные.

Отложение накипи герметизирует систему охлаждения. Поэтому после её удаления, как правило, появляется течь в системе охлаждения.

При удалении накипи из системы охлаждения удаляют термостат, затем заливают раствор и выдерживают его в соответствии с инструкцией. После этого двигатель запускают и дают поработать 10…20 минут. После остановки двигателя раствор из него сливают и промывают систему охлаждения 2…3 раза водой. Для предотвращения коррозии промывку рекомендуется проводить 1 % раствором хромпика.

Антифризы. Антифризы необходимо заливать в систему охлаждения двигателя при температурах окружающего воздуха ниже 0⁰ С, так как вода при низких температурах замерзает и в значительной степени увеличивает объём. В качестве антифризов используют смеси воды со спиртами, воды с глицерином, смеси углеводородов. Наибольшее распространение получили смеси на основе двухатомного спирта-этиленгликоля (СН₂ОН-СН₂ОН). Этиленгликоль – это прозрачная бесцветная вязкая жидкость без запаха. Кипит этиленгликоль при 197⁰ С, застывает – при – 11,5⁰ С. Однако смеси этиленгликоля с водой застывают при более низких температурах. Меняя соотношение воды и этиленгликоля, можно получить смеси с температурой застывания от 0 до – 70⁰ С. Понижение температуры замерзания водно-этиленгликолевого при увеличения количества воды объясняется появлением гидрата этиленгликоля, обладающего низкой температурой застывания. Минимальная температура замерзания раствора – 73⁰ С при содержании 33 % воды. Дальнейшее увеличение количества воды ведёт к росту температуры замерзания.

Поскольку вода и этиленгликоль имеют разную плотность, а при их смешении плотность изменяется аддитивно, оказалось возможным по плотности предсказать температуру застывания антифриза.

В связи с тем, что этиленгликоль оказывает коррозионное действие на металлы, в состав антифризов вводят антикоррозионные присадки: 1г/л декстрина (для защиты алюминия, меди, свинцово-олового припоя), 2,5…3,5 г/л динатрийфосфата (для защиты стали, чугуна, латуни, меди). Для предотвращения вспенивания в состав антифриза вводят антипенные присадки.

При испарении водных растворов этиленгликоля пар содержат значительно больше воды, чем этиленгликоля. Поэтому в условиях эксплуатации от испарения теряется практически только вода.

Из-за большого коэффициента объёмного расширения, при нагревании до рабочей температуры объём этиленгликолевых жидкостей увеличивается на 6…8 %. При застывании объём образующейся кашеобразной массы увеличивается очень незначительно и размораживания системы охлаждения не происходит.

Характерные особенности этиленгликолевых антифризов:

1.  Увеличение на 6…8 % объёма при рабочей температуре.

2.  Теплопроводность, теплоёмкость и плотность антифризов при равных температурах примерно на 15 % ниже этих показателей для воды. Отсюда температурный режим двигателя, охлаждаемого антифризом, выше, чем при охлаждении водой. Например, температура поршня возрастает на 10…15⁰ С. Это может привести к некоторому снижению мощности, экономичности и детонации при высоких температурах окружающего воздуха.

3.  Из-за более высокой температуры кипения и низкого давления насыщенных паров этиленгликоля по сравнению с водой при эксплуатации двигателя выкипает прежде всего вода. Поэтому при уменьшении жидкости в системе охлаждения из-за испарения необходимо добавлять воду.

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 так же тосолы А-40 и А-65. В других литературных источниках их обозначают ОЖ-40, ОЖ-65.

Жидкость марки 40 представляет собой смесь 53…56 % этиленгликоля и 44…47% воды и имеет температуру застывание не выше – 40⁰ С и плотность 1065…1085 кг/м³. Жидкость марки 65 содержит 64…66 % этиленгликоля и 34…36 % воды и имеет температуру застывание не выше – 65⁰ С и плотность 1085…1100кг/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 1100…1150 кг/м³. Пользоваться им можно только после разведения дистиллированной водой. Смесь «Тосола-А» и воды в соотношении 1:1 имеет температуру начала кристаллизации – 35⁰ С.

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/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.

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 высокофорсированных двигателей используют жидкости, с температурами кипения выше 100⁰ С. Такие жидкости состоят из смеси высокомолекулярных спиртов, гликолей и эфиров, выкипающих при температуре 110…120⁰ С. 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 таблице 21.

 

Таблица 21 – Свойства охлаждающих жидкостей  

 

 

Тормозные жидкости

 

Тормозные жидкости используют в тормозных системах с гидравлическим и пневмогидравлическим приводом.

Они должны обладать хорошими вязкостно-температурными и смазывающими свойствами, физической и химической стабильностью, а так же быть инертными по отношению к металлам, резиновым деталям гидропривода.

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.

Ассортимент тормозных жидкостей. 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 (– 16⁰ С) исключает использование касторового масла в чистом виде. Поэтому тормозные жидкости готовят смешением касторового масла со спиртами – изопентанол, бутанол, этанол. Попадание воды в такие смеси приводит к снижению концентрации спирта, что вызывает расслоение жидкости. Такие смеси имеют низкую температуру застывания, однако уже при – 20⁰ С происходит интенсивная кристаллизация составляющих касторового масла. Поэтому касторовые тормозные жидкости при температурах ниже – 20⁰ С применять не рекомендуется.

Жидкости на основе гликолей и этилкарбитола по многим свойствам превосходят спиртокасторовые смеси. Они имеют хорошие низкотемпературные свойства (не замерзают при – 60⁰ С), 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…–  50⁰ С. Все эти жидкости токсичны.

«Нева» – тормозная жидкость на основе 51…59 % этилкарбитола, 31…34 % диолов, 5 % эфиров и 13,5 % смесей гликолей и полигликолей, а также вязкостная и противокоррозионная присадки. Имеет цвет от светло-жёлтого до жёлтого, прозрачная. Она рекомендуется для легковых автомобилей. t_{кипения} = 190…195⁰ С,

t_{применения} = +50…–50⁰ С. Плотность при 20⁰ С 1012…1015 кг/м³. Жидкость

огнеопасна, при попадании на кожу вызывает дерматит.

«Томь» – состоит из этилкарбитола, боратов, загущающих, антикоррозионных и противоизносных присадок. Имеет цвет от светло-жёлтого до жёлтого.

t_{кипения} = 205…220⁰ С, t_{применения} = + 50…–  50⁰ С. При t_{окружающего воздуха} ниже – 40⁰

С допускается добавка до 20 % этилового спирта.

«Роса» – тормозная жидкость на основе боросодерожащих олигомеров алкиленоксидов, в которую введены антиокислительная и антикоррозионная присадки. t_{кипения} = 260⁰ С, t_{применения} = + 50…–  50⁰ С. 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 – 20⁰ С из-за кристаллизации касторового масла, которая уже начинается при – 5⁰ С. t_{кипения} = 115⁰ С. Плотность при 20⁰ С 890…9000 кг/м³. Жидкость обладает хорошими смазывающими свойствами, не вызывает большого набухания или размягчения уплотнительных деталей тормозной системы.

АСК – смесь равных частей касторового масла и с изопентенолом.

ЭСК – смесь равных частей касторового масла и 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 температуру кипения (этанол кипит при 78⁰ С).

ГТЖ-22 – жидкость на основе двухатомных спиртов.

ГТЖ-22 – так же жидкость на основе двухатомных спиртов с антикоррозионной и противоизносной присадками. Эти жидкости имеют зелёный цвет, застывают при температуре не выше – 65⁰ С., ядовиты.

 

Амортизаторные жидкости

 

Амортизаторные жидкости используют в качестве жидкой среды в телескопических и рычажно-кулачковых амортизаторах автомобилей и других машин. Работа амортизатора основана на поглощении кинетической энергии колебания подрессоренных масс при протекании под давлением жидкости через узкие отверстия из одной полости в другую. Эти жидкости должны иметь пологую вязкостно-температурную характеристику, низкую температуру застывания (коротко: замёрзнет – амортизатор не работает – устойчивость движения и комфортабельность езды ухудшаются, но главное устойчивость, так как связано с безопасностью), необходимую вязкость.

Температура амортизаторных жидкостей может изменятся от температуры окружающего воздуха, например, – 50⁰ С в северных районах, до + 120…140⁰ С при работе. Давление жидкости в амортизаторах достигает 8…12 МПа. Основное требование к амортизаторным жидкостям – оптимальная вязкость с минимальными изменениями во всём рабочем диапазоне температур.

АЖ-170 – смесь полиэтилсилоксанов с очищенным нефтяным маслом. Применяют в интервале температур – 60…+ 130⁰ С, t_{вспышки} = 245⁰ С.

МГП-10 – смесь маловязкого трансформаторного масла и синтетической полиэтилсилоксановой жидкости, в которую для улучшения эксплуатационных свойств введены: осернённый кашалотовый жир, полимерная депрессорная, а также антиокислительная и антипенная присадки. Застывает жидкость при – 40⁰ С,
t_{вспышки}  = + 150⁰ С, t_{застывания} = - 40⁰ С.

МГП-12. В состав её входят антиокислительные и противопенные присадки. Кинематическая вязкость при 50⁰ С 12 мм²,с.

АЖ-12Т – фракция трансформаторного масла, загущена полиэтилсилоксановой жидкостью с добавлением противоизносной и антиокислительной присадок. Кинематическая вязкость при 50⁰ C 10 мм²/с, t_{застывания} = - 55⁰ С, что обеспечивает

мягкую работу амортизаторов в любое время года. Это прозрачная жидкость от светло-жёлтого до светло-коричневого цвета.

Широко используют заменители амортизаторных жидкостей:

АУ (МГ-22-А) и АУП (МГ-22-Б). Однако у них высокая температура застывания и неудовлетворительная вязкостно-температурная характеристика. Их вязкость быстро возрастает при понижении температуры окружающего воздуха. В связи с этим увеличивается жёсткость работы амортизаторов.

Смесь турбинного и трансформаторного масел в соотношении примерно 1:1. Однако эта смесь не в полной мере отвечает требованиям, так как имеет недостаточно хорошую вязкостно-температурную характеристику и высокую температуру застывания – 30⁰ С.

 

Гидравлические масла

 

В некоторых вспомогательных механизмах автомобилей могут использоваться гидравлические масла. Они должны обладать хорошими смазывающими свойствами, химической стабильностью, не разлагаться и не расслаиваться, не разъедать цветные и чёрные металлы, резину и кожу.

Обозначение гидравлических масел производится в соответствии с ГОСТ 17479.3-85 «Обозначение нефтепродуктов. Масла гидравлические». Обозначение состоит из группы знаков, первая из которых обозначается буквами МГ (минеральное гидравлическое); вторая группа знаков обозначается цифрами и характеризует класс кинематической вязкости при 40⁰ С (таблица 22); третья – обозначается буквами и указывает на принадлежность масла к группе по эксплуатационным свойствам (таблица 23).

Схема маркировки гидравлических масел представлена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 – Схема маркировки гидравлических масел по ГОСТ 17479.3–85

Пояснение к рисунку 6.1:
1 – назначение (МГ – минеральное гидравлическое);
2 – класс вязкости (средняя кинематическая вязкость в сантистоксах (сСт) при 40°С);
3 – эксплуатационная группа (А – без присадок, Б – с антикоррозионными и антиокислительными присадками, В – высокоочищенные масла с антикоррозионными, антиокислительными и противоизносными присадками).
Пример маркировки: МГ-15-В – МГ – минеральное гидравлическое масло, 15 – класс вязкости (средняя кинематическая вязкость в сантистоксах (сСт) при 40°С), В – группа масла по эксплуатационным свойствам (высокоочищенные масла с антикоррозионными, антиокислительными и противоизносными присадками).

 

Таблица 22 – Класс вязкости гидравлических масел

 

Класс вязкости	Кинематическая вязкость при 400 С, мм2/с
5 7 10 15 22 32 46 68 100 150	4,14…5,06 6,12…7,48 9,00…11.00 13,50…16,50 19,80…24,20 28,80…35,20 41,40…50,60 61,20…74,80 90,00…110,00 135,00…165,00

 

Наибольшее распространение получили следующие гидравлические масла:

Масло веретённое АУ (МГ-22-А) используют в различных гидравлических передачах, амортизаторах, гидроусилителях руля, для смазывания узлов и механизмов, работающих в условиях низких температур, а также в станках, работающих при частоте вращения до 160 мин^-1.

Плотность масла 886…896 кг/м³, t_{застывания} = – 45⁰ С. Обеспечивает пуск

механизма при температуре выше – 35⁰ С. Кратковременный верхний предел температуры 90⁰ С, оптимальная рабочая температура 50…60⁰ С. Вырабатывается из низкозастывающих нефтей, подвергающихся очистке.

Масло гидравлическое АУП (МГ-22-Б) обладает хорошими противокоррозионными и антиокислительными свойствами, содержит до 2 % присадок. Обеспечивает пуск гидросистемы без предварительного прогрева при температурах выше – 35⁰ С. Максимальная кратковременно допустимая температура масла при эксплуатации 125⁰ С, оптимальная рабочая температура 50…60⁰ С,
t_{застывания} = – 45⁰ С. Масло получают из низкозастывающих нефтей с добавлением антиокислительной, антикоррозионной, противоизносной и противопенной присадок.

Масло гидравлическое ВМГЗ (МГ-15-В) используют в средней полосе нашей страны в летний и зимний период в качестве рабочей жидкости для гидравлических систем авто-мототехники при температуре масла в системе от – 70 до +50⁰ С. Максимальная кратковременно допустимая температура масла при эксплуатации 90⁰ С, оптимальный температурный режим 35…40⁰С, t_{застывания}= –60⁰ С. Вырабатывается из низкозастывающих нефтей с добавление антиокислительной, антикоррозионной, противоизносной и противопенной присадок.

Таблица 23 – Группы гидравлических масел по эксплуатационным свойствам

Группа масла	Состав масла	Рекомендуемая область применения
А	Минеральные масла без присадок	Гидросистемы с шестерёночными, поршневыми насосами, работающие при давлении до 15*103 МПа и температуре масла в объёме до 800 С
Б	Минеральные масла с антиокислительными и антикоррозионными присадками	Гидросистемы с насосами всех типов, работающие при давлении до 25*103 МПа и температуре масла в объёме более 800 С.
В	Минеральные масла с антиокислительными, антикоррозионными и противоизносными присадками	Гидросистемы с насосами всех типов, работающие при давлении свыше 25*103 МПа и температуре масла в объёме более 900 С.

 

Масло МГ-30У получают из гидравлического масла МГ-30 (МГ-46-В), в которое добавляют 1,5 % присадки ДФ-11, и применяют в объёмных гидроприводах ведущих колёс сельскохозяйственной техники. Масло имеет высокие противоизносные, противозадирные, вязкостные свойства, которые не изменяются в процессе длительной работы на максимальных нагрузочных режимах.

Масло Р (МГ-22-В) для гидрообъёмных систем автомобилей производят на основе веретённого масла АУ, в которое добавляют моющую, противоизносную,  антиокислительную и противопенную присадки. Масло обеспечивает запуск систем при температурах выше – 35⁰ С без специального подогрева. Максимальная кратковременно допустимая при эксплуатации температура масла 125⁰ С, оптимальная рабочая температура 50…60⁰ С, t_{застывания} = – 45⁰ С.

Индустриальное масло И-ЛГ-А-15 (И-12А) применяют для гидроусилителя руля и других систем автомобилей в зимний период, а масло И-Г-А-32 (И-20А) – в летний период.

  Схема маркировки индустриальных масел представлена на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 – Схема маркировки индустриальных масел по ГОСТ 17479.4–87

Пояснение к рисунку 6.2:
1 – назначение (И – индустриальное);
2 – эксплуатационная группа по назначению (Л – легконагруженные узлы, Г – гидравлические системы, Н – направляюще скольжения, Т – тяжелонагруженные узлы (зубчатые передачи));
3 – подгруппа по эксплуатационным свойствам (А – без присадок, В – масла А с антикоррозионными и антиокислительными присадками, С – масла В с противоизносными присадками, D – масла С с противозадирными присадками, Е – масла D с противоскачковыми присадками);
4 – класс вязкости (средняя кинематическая вязкость в сантистоксах (сСт) при 40°С).
Пример маркировки: И-ЛГ-А-15 – И – индустриальное масло, ЛГ – для легконагруженных механизмов и гидросистем (гидросистемы сельхозмашин, гидроусилители руля автомобилей, подшипники маломощных электродвигателей, шпиндели металлорежущих станков с частотой вращения до 10000 мин-1), А – без присадок, 15 – класс вязкости (средняя кинематическая вязкость в сантистоксах (сСт) при 40°С).

 

 

Пусковые жидкости

 

Пусковые свойства двигателей зависят от качества применяемых топлив и масел. Пуск двигателей при низких температурах облегчается при использовании бензинов с большим количеством лёгких фракций, дизельных топлив с высоким цетановым числом и масел с небольшой вязкостью при низких температурах. Однако даже очень хорошие топлива не могут обеспечить одновременно и пуск двигателя при низких температурах, и бесперебойную работу прогретого двигателя. В связи с этим широкое распространение получают специальные жидкости, с помощью которых осуществляется запуск двигателя при низких температурах.

В нашей стране применяют две жидкости: «Холод Д-40» для дизелей и «Арктика» для бензиновых двигателей.

Обязательным компонентом пусковых жидкостей является этиловый эфир С₂Н₅-О-С₂Н₅. У него низкая температура самовоспламенения, высокое давление насыщенных паров и широкие пределы воспламеняемости.

При пуске холодного двигателя повышается теплоотдача в стенки цилиндра и также вследствие других причин понижается температура воздуха в конце такта сжатия. В этом состоянии этиловый эфир позволяет обеспечить самовоспламенения горючей смеси при относительно невысоких температурах 190…220⁰ С. При этом наиболее эффективно применять этиловый эфир в чистом виде. Однако в этом случае происходит очень резкое повышение давления в цилиндре двигателя, что может привести к поломке деталей. Чтобы избежать этого содержание этилового эфира в пусковых жидкостях для дизелей обычно доводят до 60…75 %.

В бензиновых двигателях при пуске используют свойство этилового эфира воспламеняться в смеси с воздухом в широких концентрационных пределах. Это позволяет достичь воспламенения с помощью искры очень бедных смесей. Но содержание этилового эфира в пусковых жидкостях для бензиновых двигателей может быть меньшим, чем в жидкостях для дизелей.

При использовании пусковой жидкости в дизеле воспламенение начинается с воспламенения этилового эфира и в последнюю очередь воспламеняется само топливо. Для обеспечения постепенного и последовательного воспламенения в состав пусковых жидкостей вводят изопропилнитрат и смесь низкокипящих углеводородов.

Изопропилнитрат воспламеняется несколько позже этилового эфира, но раньше основного топлива. Смесь низко кипящих углеводородов, целиком испаряясь в цилиндре, воспламеняется несколько позже изопропилнитрата, но так же раньше основного топлива. Наличие такой последовательной цепочки обеспечивает хорошую подготовку основного топлива к воспламенению и началу видимого сгорания, что существенно снижает скорость нарастания давления. Оптимальное содержание изопропилнитрата и смеси низкокипящих углеводородов в жидкостях для дизелей составляет 15 %.

В жидкостях для бензиновых двигателей смесь низкокипящих углеводородов обеспечивает образование горючей смеси, способной воспламеняться от искры. Учитывая необходимость подготовки горючей смеси при довольно низких температурах, в жидкость для бензиновых двигателей добавляют смесь самых низкокипящих углеводородов в большем количестве, чем в жидкость для дизелей. Надёжной подготовке топливовоздушной смеси к воспламенению от искры способствует введение в состав жидкости для бензиновых двигателей небольшого количества изопропилнитрата.

Снижение износа трущихся деталей в первый период пуска двигателей достигается введением в состав пусковых жидкостей масла, содержащего противоизносные или противозадирные присадки. В дизелях в период пуска возникают более высокие нагрузки на трущиеся пары, чем в бензиновых двигателях. Исследованиями установлено, что для снижения пускового износа в составе дизельной пусковой жидкости должно быть не менее 10 % масла. Применение такой жидкости в бензиновых двигателях приводит к «замасливанию» свечей зажигания, к перебоям к появлению искры. В связи с этим в пусковых жидкостях для бензиновых двигателей содержание масла не должно превышать 2 %. Такое количество масла обеспечивает смазку трущихся деталей в первый период пуска менее напряжённого бензинового двигателя и в то же время не вызывает нарушений в работе свечей зажигания.

Кроме указанных основных компонентов в пусковые жидкости добавляют в небольшой концентрации некоторые присадки, улучшающие те или иные эксплуатационные свойства.

Применение пусковых жидкостей позволяет уменьшить минимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя при пуске в несколько раз.

Пусковые жидкости «Арктика» и «Холод Д-40» позволяют запускать холодные двигатели без подогрева при температуре окружающего воздуха до – 40⁰ С. При этом необходимо применять загущенные или маловязкие моторные масла и заряженный аккумулятор. При температурах воздуха ниже – 40⁰ С двигатели можно пустить только после предварительного разогрева. Однако и в этом случае применение пусковых жидкостей позволяет сократить длительность разогрева двигателя и повысить надёжность его пуска.

Долгое время считали, что пуск холодного двигателя сопровождается резким увеличением износа трущихся деталей. Повышение износостойкости металлов и применение эффективных присадок к моторным маслам позволило резко уменьшить пусковые износы двигателей. В состав отечественных пусковых жидкостей «Арктика» и «Холод Д-40» входит масло с необходимыми присадками.

Таким образом, применение пусковых жидкостей является эффективным средством сокращения сроков пуска двигателей и повышения его надёжности при любых отрицательных температурах.

 

Таблица 24 – Состав отечественных пусковых жидкостей

 

Компонент	Содержание компонента, %
	Арктика	Холод Д-40
Этиловый эфир Изопропилнитрат Смесь низкокипящих углеводородов Масло	45…60 1…5 35…55 2	58…62 13…17 13…17 8…12