Эксплуатационные материалы для автотранспорта

Содержание
1. Технические жидкости 3
2. Общие положения об охлаждающих жидкостях 6
3. Охлаждающие жидкости (вода, топливо и масло) 7
3.1. Охлаждающая жидкость – вода 7
3.2. Охлаждающая жидкость – топливо 8
3.3. Охлаждающая жидкость – масло 9
4. Низкозамерзающие охлаждающие жидкости для гидравлических систем 11
5. Тормозные жидкости 14
6. Амортизационные и пусковые жидкости 15
6.1. Амортизационные жидкости 15
6.2. Пусковые жидкости 16
Список литературы 19

Технические жидкости

Технические жидкости для автомобилей подразделяются на охлаждающие жидкости, тормозные жидкости, амортизаторные жидкости, жидкости для обмыва лобовых стекол, электролит для свинцовых аккумуляторных батарей и этиловый технический спирт. [2]
Охлаждающие жидкости
Жидкость для системы охлаждения двигателей должна отвечать следующим требованиям:
иметь достаточно высокие температуру кипения и теплоемкость;
обладать температурой замерзания ниже температуры окружающего воздуха;
не образовывать на водяной рубашке двигателя и деталях системы охлаждения накипи;
не вызывать коррозию металлических деталей двигателя и не разрушать резиновые детали;
не вызывать поломок деталей системы охлаждения при замерзании, незначительно изменять объем при нагревании и не вспениваться при попадании нефтепродуктов;
быть безопасной в обращении, дешевой и универсальной;
В качестве охлаждающих жидкостей для ДВС широко применяется вода и низкозамерзающие смеси (антифризы).
Тормозные жидкости
Их применяют в гидравлических или гидропневматических тормозных системах, а также в гидроприводах выключения сцепления.
Тормозные жидкости являются разновидностью гидравлических жидкостей, в соответствии с назначением к ним предъявляются следующие специфические требования:
Обладать низкой температурой замерзания.
Обладать хорошими вязкостно-температурными свойствами, обеспечивать высокую подвижность при низких температурах (до -60°С) и отсутствие подтеканий при высоких температурах (до +100-110°С).
Иметь достаточно высокую температуру кипения (не ниже 115°С для систем с барабанными тормозами и не ниже 190°С для систем с дисковыми тормозами).
Иметь хорошие смазывающие свойства.
Не вызывать коррозии металлических деталей, а также набухания, разъедания и высыхания резиновых манжет, клапанов и шлангов гидропривода тормозов.
Жидкость для обмыва лобовых стекол НИИСС-4
Это смесь изоприлового спирта (79% по массе и воды с добавкой 0,1% сульфанола (моющего средства)). В чистом виде жидкость не применяется, т.к. вредно воздействует на окрашенные поверхности автомобиля, и должна быть разбавлена водой в зависимости от температуры окружающего воздуха в определенных соотношениях. [2]
Амортизаторные жидкости
Жидкость АЖ-12Т (ГОСТ 23008-78) – смесь маловязкого минерального масла и кремнийорганической жидкости с добавлением противоизносной и антиокислительной присадок. Работоспособна в интервале температур от плюс 50 до минус 50°С. Предназначена для амортизаторов грузовых и легковых автомобилей, кроме автомобилей ВАЗ.
Внешний вид – прозрачная жидкость от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Вязкость – 12 стс при 50°С, температура застывания – минус 52°С.
Масло МГП-10. Применяется в амортизаторах автомобилей ВАЗ, а также других легковых автомобилей. Температура застывания – минус 40°С. Является смесью трансформаторного масла, кремнийорганической жидкости и животных жиров, содержит антиокислительные и противопенные присадки. [2]
Гидравлическое (веретенное) масло АУ. Может применяться в амортизаторах грузовых автомобилей как заменитель жидкости АЖ-12Т.
Смесь трансформаторного и турбинного масел – применяется в качестве амортизаторной жидкости при отсутствии специальных жидкостей (АЖ-12Т и МГП-10). Для летних условий смесь должна состоять из 40% трансформаторного и 60% турбинного масел, для зимних условий – из 60% трансформаторного и 40% турбинного масел. В случае отсутствия турбинного масла в смесь добавляется индустриальное масло небольшой вязкости.
Этиловый технический спирт
Предназначен для предотвращения замерзания конденсата в трубопроводах и приборах пневматического тормозного привода автомобилей КамАЗ, МАЗ и ЗИЛ. [2]
Заливается в предохранитель замерзания при температуре окружающего воздуха ниже плюс 5°С, периодичность замены согласно заводских инструкций по эксплуатации автомобилей (автомобили КамАЗ – емкость бака 0,2 л, смена 1 раз в неделю).
Электролит для свинцовых аккумуляторных батарей
Электролит представляет собой раствор аккумуляторной серной кислоты в дистиллированной воде. Аккумуляторная серная кислота в неразведенном состоянии – бесцветная маслянистая жидкость без запаха плотностью 1,83 г/см3. Плотность электролита в зависимости от климатической зоны находится в пределах от 1,23 до 1,31 г/см3.
Общие положения об охлаждающих жидкостяхПри сгорании топлива в двигателе часть выделяющегося тепла идет на нагревание камер сгорания. Если температура стенок камер сгорания становится очень высокой, ухудшается наполнение цилиндров, в результате двигатель теряет мощность, снижается механическая прочность деталей, нарушаются условия смазывания, появляется детонация, калильное зажигание и т. д. Чтобы предотвратить перегрев деталей двигателя, их охлаждают. [1, с.5]
Для сохранения теплового баланса (табл. 1) современных двигателей внутреннего сгорания система охлаждения должна воспринять и рассеять в пространстве примерно 1/3 тепловой энергии, выделяемой в процессе сгорания топлива. Этот поток теплоты соизмерим с потоком, уносимым отработавшими газами, и с теплотой, превращенной в рабочую энергию. Распределение теплоты в двигателе зависит как от его типа, так и от режима работы.
Таблица 1 - Тепловой баланс двигателей
Тепловой поток Бензиновый двигатель Дизель
Преобразованный в
эффективную работу 24…18 32…38
Унесенный с отрабо-
тавшими газами 34…36 27…30
Отведенный в систему
охлаждения 30…32 25…8
Прочие потери
(излучение и др.) 8 10
Всего, % 100 100
В системе охлаждения автотракторных двигателей используют воздух или жидкости. В двигателях с жидкостным охлаждением блок и головка цилиндров имеют двойные стенки, между которыми и образуется охлаждающая рубашка. Залитая в рубашку жидкость забирает тепло стенок и головки цилиндров и отдает его воздуху, который подается вентилятором через радиатор. Охлаждение основано на непрерывной циркуляции жидкости в замкнутой системе охлаждения: нагревание в блоке и головке цилиндров и охлаждение в радиаторе.
Охлаждающие жидкости (вода, топливо и масло)Охлаждающая жидкость – вода

Вода в качестве охлаждающей жидкости имеет как преимущества, так и недостатки. Она легко доступна, пожаробезопасна, безвредна для человека, имеет высокую удельную теплоемкость (1 ккал/кг · °С) – выше, чем другие известные охлаждающие жидкости. [1, с.8]
Самый существенный ее недостаток - высокая температура замерзания. Вода замерзает при температуре 0°С и при этом значительно увеличивается в объеме, что может вызвать разрушение системы охлаждения.
Сравнительно низкая температура кипения воды требует, чтобы в системе охлаждения поддерживалась температура на уровне 80…90°С, хотя в условиях жаркого климата, в частности, при эксплуатации автомобилей в южных районах страны, температура воды может увеличиваться до 95…100°С. Чтобы избежать потерь жидкости из системы, как уже отмечалось, в современных двигателях применяется герметизация системы охлаждения. Как только повышается давление в системе охлаждения, на пробке радиатора открывается клапан. Такая конструкция дает возможность несколько повысить температуру кипения воды и снизить ее потери от испарения, но одновременно может снизиться и мощность двигателя (из-за уменьшения наполнения цилиндров).
По степени пригодности для использования в системах охлаждения природные воды можно расположить следующим образом: атмосферная (дождевая, снеговая) – мягкая; речная или озерная – мягкая или средняя; колодезная, ключевая, морская – жесткая.
Среднюю и жесткую воду перед заполнением в систему охлаждения рекомендуется умягчать или смешивать со специальными добавками – антинакипинами.
Охлаждающая жидкость – топливоЯвляясь источником тепловой энергии в процессе сгорания, топливо до сгорания, благодаря теплоемкости и скрытой теплоте испарения в определенных условиях, может играть существенную роль в понижении тепловой напряженности двигателя. Эта особенность жидких топлив была замечена еще на самых ранних этапах развития двигателестроения и в ряде случаев широко использовалась для охлаждения теплонапряженных деталей и двигателя в целом. Особенно широко этой способностью топлив пользовались для понижения теплового режима высокофорсированных двигателей спортивных автомобилей и мотоциклов. [1, с.16]
В автомобильных двигателях с системой непосредственного впрыскивания топлива в цилиндры факел топлива форсункой направляют всегда в сторону головки выпускного клапана. Этим обеспечивается быстрое и полное испарение топлива и одновременно охлаждение клапана.
В карбюраторных двигателях малой и средней степени форсирования (18...40 кВт/л) охлаждающую способность топлива обычно не используют; наоборот, для интенсивного и полного его испарения впускной трубопровод имеет систему подогрева (жидкостную или газовую), которая компенсирует понижение температуры во впускной трубе двигателя подводом теплоты.
В высокофорсированных двигателях (со степенью форсирования более 45…50 кВт/л) скрытую теплоту испарения топлива часто использовали для снижения их тепловой напряженности.
Особенно эффективно действуют как охлаждающие жидкости такие топлива, как этиловый и метиловый спирты, обладающие высокой скрытой теплотой парообразования. Это свойство спиртов широко используют для снижения тепловой напряженности спортивных, автомобильных и мотоциклетных двигателей.
Снижение температуры повышает не только надежность работы двигателей, но и мощность их, так как благодаря понижению температуры горючей смеси увеличивается ее плотность на 20…25 %.
Для топлив, используемых как охлаждающие жидкости, важны такие физические свойства, как теплота испарения, теплопроводность и теплоемкость.
Охлаждающая жидкость – масло
Моторное масло в двигателе можно использовать как смазывающий и охлаждающий материал. Причем, маслом охлаждают наиболее теплонапряженные детали двигателя и, в первую очередь, поршни, система масляного охлаждения которых может быть выполнена различно.
Наиболее простой способ – подача масла под давлением на внутреннюю поверхность днища поршня. Этот способ особенно удобен для двигателей средних размеров с диаметром цилиндров 100…150 мм, так как здесь не требуется специальной усложненной конструкции поршней. Форсунки, подающие масло, могут быть установлены неподвижно на картере двигателя или на верхней головке шатуна. Установка на верхней головке шатуна требует специального канала вдоль всего шатуна или трубки, подводящей масла от нижней головки, смазываемой под давлением, к верхней, причем улучшается ее смазка. [1, с.18]
Второй способ масляного охлаждения поршня называют «взбалтыванием». Для этого в верхней внутренней полости поршня выполнена специальная чашеобразная полость, в которую через форсунку, установленную в верхней головке шатуна, подается масло. Благодаря силам инерции это масло взбалтывается и интенсивно омывает верхнюю внутреннюю поверхность поршня, охлаждая ее.
Наиболее сложны и самые эффективные – циркуляционные и смешанные системы, их применяют обычно в тепловозных и судовых двигателях большой мощности с диаметром цилиндров более 200…250 мм.
В табл. 2 приведены данные, показывающие снижение температуры поршня в двух наиболее характерных точках: в середине днища со стороны камеры сгорания и в канавке верхнего поршневого кольца.
Для предварительных расчетов систем масляного охлаждения, кроме вязкости масел, которая оказывает решающее влияние на гидродинамические течения, необходимо знать их теплоемкость и теплопроводность. [1, с.19]
Таблица 2
Способ охлаждения
поршня Среднее снижение температуры, °С
В середине днища со стороны камеры сгорания В канавке верхнего
поршневого кольца
Струйный 75 35
Взбалтывание 75 30
Циркуляционный 110 90
Смешанный 110 110
Теплоемкость масла примерно в 2 раза меньше теплоемкости воды и зависит от его плотности и температуры. Зависимость теплоемкости от температуры следует учитывать обязательно, так как в режиме охлаждающей жидкости масло может нагреваться до высоких температур (100…150 °С).
Низкозамерзающие охлаждающие жидкости для гидравлических системПри низких температурах окружающего воздуха в систему охлаждения двигателей заливают низкозамерзающие охлаждающие жидкости.
В качестве таких жидкостей могут быть использованы смеси воды со спиртами смеси воды с глицерином, смеси углеводородов и ряд других смесей. [1, с.19]
В настоящее время широко применяются в качестве охлаждающей незамерзающей жидкости при достаточно низкой температуре водные растворы этиленгликоля.
Кроме общих требований к охлаждающим жидкостям, к низкозамерзающим жидкостям предъявляются более жесткие требования к антикоррозионным свойствам, к физической и химической стабильности. Жидкости не должны вспениваться, компоненты жидкости не должны быть дефицитными. Низкозамерзающие жидкости состоят из этиленгликоля, воды и присадок.
Этиленгликоль – двухатомный спирт СН2ОН-СН2ОН – представляет собой бесцветную жидкость, кипит при +197 °С, а застывает при -11,5°С. Этиленгликоль хорошо растворим в воде.
Смеси этиленгликоля с водой имеют более низкую температуру застывания по сравнению с температурой застывания каждого компонента смеси.
Смеси этиленгликоля и воды при замерзании не расширяются и не твердеют, а образуют рыхлую массу кристаллов воды в этиленгликоле, которая не является помехой для запуска двигателя. После запуска двигателя низкозамерзающая жидкость достаточно быстро вновь переходит в жидкое состояние.
Современные автомобили предъявляют более высокие требования к охлаждающим жидкостям, в частности, по антикоррозионным характеристикам, агрессивности к резине. Антифризы этим требованиям уже не отвечали, поэтому была разработана новая жидкость – Тосол. Самая распространенная, широко используемая в системах охлаждения легковых автомобилей – Тосол А-40. [1, с.22]
Практика показала высокие эксплуатационные свойства Тосола А-40. На автомобилях марки ВАЗ при интенсивной эксплуатации автомобиля предусмотрен двухлетний срок службы этой охлаждающей жидкости, или 60 тыс. км пробега, а Тосола А-40М – трехлетний.
Более длительные сроки эксплуатации без замены антифриза способствуют возникновению дефектов на поверхности деталей системы охлаждения: очаги коррозии, прежде всего, на чугуне – на крыльчатке водяного насоса, а также на алюминии, латунных трубках радиатора, корпусе термостата и др.
Другой вид новой охлаждающей жидкости, близкой по своим свойствам к Тосолу А-40М, - Лена-40, Лена-65. Ее отличие заключается в меньшем коррозионном воздействии на чугунные и алюминиевые детали.
Для увеличения срока службы низкозамерзающих жидкостей в них добавляют также специальное средство «Отэра» (ТУ 6-15-07-112-85) – 1 л на заправку двигателя.
Mobil Frostshutz 600 – концентрированная высококачественная охлаждающая жидкость – антифриз на основе моноэтиленгликоля для транспортных машин, содержащая присадки для защиты от коррозии, образования шлама и отложений. Способствует увеличению срока службы двигателя и снижению расходов на обслуживание. [1, с.28]
Охлаждающая жидкость Mobil Frostshutz 600 обладают следующими преимуществами:
стойкая к старению, имеет долгий срок службы;
предотвращает образование ржавчины в системе охлаждения также в теплое время года;
не воздействует на используемые в современных двигателях металлы и сплавы;
предотвращает образование котельного камня.
Применяется во всех системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием и для дизельных двигателей, где требуется охлаждающая жидкость на базе этиленгликоля.
Тормозные жидкости
Тормозные жидкости, находящиеся в гидроприводе тормозной системы автомобилей, передают энергию исполнительным механизмам.
Рабочее давление в гидроприводе тормозов достигает 10 МПа и более. Развиваемое давление передается на поршни колесных цилиндров, которые прижимают тормозные накладки к тормозным дискам или барабанам. [1, с.30]
При торможении кинетическая энергия при трении превращается в тепловую. Освобождаемое при этом количество теплоты зависит от массы и скорости автомобиля.
При экстренных торможениях автомобиля температура в тормозах и гигроскопичность жидкости приводят к ее обводнению и преждевременному старению. В этих условиях жидкость может отрицательно влиять на резиновые манжетные уплотнения тормозных цилиндров, вызывать коррозию металлических деталей.
Но наибольшую опасность для работы тормозов представляет образование в жидкости пузырьков газа и пара. Это происходит при высоких температурных режимах эксплуатации 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 объем главного тормозного цилиндра невелик (5…15 мл), даже при сильном нажатии может не произойти роста необходимого тормозного давления, т. е. торможение не происходит из-за наличия в системе паровых пробок. [1, с.30]
Надежная работа тормозной системы – необходимое условие безопасной эксплуатации автомобиля. Тормозная жидкость, являясь ее функциональным элементом, должна отвечать определенным техническим требованиям. Важнейшие из них рассмотрены ниже.
Амортизационные и пусковые жидкостиАмортизационные жидкостиДля обеспечения гашения колебаний кузова автомобиля устанавливают амортизаторы.
Амортизаторы, установленные на автомобилях, смягчают толчки и удары, вызываемые неровностями дороги, повышают плавность движения автомобиля. От работы амортизаторов зависит срок службы автомобиля, допустимая скорость его движения.
Амортизаторные жидкости являются «рабочим телом» в гидравлических амортизаторах рычажно-кулачкового и телескопического типа, а также в телескопических стойках. [1, с.37]
Работа амортизатора основана на использовании свойства жидкости ее малосжимаемости и способности мгновенной и равномерной передачи нагрузки по всем направлениям. Амортизаторные жидкости должны иметь: хорошие смазывающие и антикоррозионные свойства; подвижность во всем диапазоне температур – от -50°С до 140°С; высокую термоокислительную стабильность, обеспечивающую бессменную работу до 100 тыс. км пробега; обладать хорошими вязкостно-температурными свойствами. При температуре -20°С вязкость не должна превышать 800 мм2/с.
При увеличении вязкости увеличивается жесткость работы амортизаторов, что может привести к их блокировке.
Амортизаторные жидкости не должны быть склонны к пенообразованию. Увеличение пены увеличивает сжимаемость жидкости. Причиной пенообразования является проникновение воздуха в амортизаторы и ее диспергирование в жидкости в виде мельчайших пузырьков. Кроме того, амортизаторные жидкости должны быть совместимы с резиновыми уплотнителями.
Амортизаторные жидкости представляют собой маловязкие масла, содержащие следующие присадки – вязкостную, депрессорную, антиокислительную, противоизностную, диспергирующую и антипенную.
Выпускаются несколько марок амортизаторных жидкостей – АЖ-12Т, ГРЖ-12 и МГП-12 (под торговой маркой «СлаволАЖ»).
Амортизаторная жидкость АЖ-12Т – смесь нефтяного масла глубокой селективной очистки из сернистого сырья и полиэтилсилоксановой жидкости с противоизносной и антиокислительной присадками. Применяют в качестве рабочей жидкости в амортизаторах грузовых автомобилей и специальной техники. [1, с.38]
Амортизаторная жидкость ГРЖ-12 – смесь очищенных трансформаторного и веретенного дистиллятов с добавлением депрессорной, антиокислительной, противоизносной и антипенной присадок.
Амортизаторная жидкость МГП-12 («Славол-АЖ») разработана взамен жидкости МГП-10 (ОСТ 38.1.54-74). Это маловязкая низкозастывающая нефтяная основа, в которую введены депрессорная, диспергирующая, противоизносная, антиокислительная и антипенная присадки. Применяют в качестве рабочей жидкости в телескопических стойках и амортизаторах грузовых и легковых автомобилей. Применяют в амортизаторах и телескопических стойках автомобильной техники.
Пусковые жидкости

При низкой температуре окружающего воздуха пуск дизельных и карбюраторных двигателей осложняется даже при использовании бензинов с большим числом лёгких фракций и дизельных топлив с высоким цетановым числом, а также маловязких загущённых масел. Для обеспечения пуска двигателей, в том случае, когда обычные топлива с хорошими низкотемпературными свойствами не могут обеспечить запуск двигателя, широкое применение получили специальные жидкости, с помощью которых облегчается запуск двигателя. [1, с.40]
Пусковые жидкости должны иметь: хорошую испаряемость при низкой температуре; быструю воспламеняемость от искры или самовоспламеняемость от сжатия; высокие антикоррозионные и противоизносные свойства; низкую температуру застывания; стабильность при длительном хранении.
В качестве основного компонента пусковых жидкостей используется этиловый эфир, который обеспечивает самовоспламенение горючей смеси в дизелях при 190…2200С, а в карбюраторных двигателях позволяет достичь воспламенения очень бедных смесей.
Испытания показали, что применение пусковых жидкостей не увеличивает износ двигателей, но сокращает длительность пуска и повышает надежность работы двигателя.
Для облегчения пуска двигателя в сильные морозы можно использовать пусковые жидкости импортного производства (Motor Start, Blitz Start, Starting Fluid). Их основа – эфир с добавками, испаряющийся при низких температурах лучше, чем бензин. Когда состав попадает в цилиндры, воспламенение смеси происходит буквально с первых оборотов коленчатого вала. При этом существенно облегчается работа стартера и аккумулятора, меньше вероятность загрязнения свечей, к тому же специальные присадки в препарате предотвращают задиры деталей цилиндро-поршневой группы.
KW5415 Patented Starting Fluid – пусковая жидкость для дизельных и бензиновых двигателей, содержит эфир и пропан, в результате чего в 3…4 раза эффективней обычных составов.
Пусковые жидкости безвредны для мотора, пригодны как для бензиновых, так и для дизельных двигателей. Но если распылить их через штатный воздухозаборник, эффект будет минимальным. Необходимо снять крышку с корпуса воздушного фильтра и распылить препарат прямо в диффузоры карбюратора или во впускной коллектор (на автомобилях с впрыском топлива). [1, с.41]
Необходимо помнить, что эфир – всего лишь помощник на начальной стадии пуска. Большинство негативных отзывов о пусковых жидкостях надо связывать с неисправностями в системах питания, зажигания, аккумулятора, а не с качеством препарата.
Список литературы

Лиханов В. А., Лопатин О. П. Технические жидкости: Учебное пособие для студентов инженерного факультета специальностей: 150200 – Автомобили и автомобильное хозяйство, 311300 – Механизация сельского хозяйства, 311900 – Технология обслуживания и ремонта машин в АПК, 230100 – Сервис транспортных и технологических машин в аграрном производстве. – Киров: Вятская ГСХА, 2005. – 43 с.
Интернет сайт «Автотранспорт – правила, нормы, положения» http://avtotrans-consultant.ru/4-texnicheskie-zhidkosti-dla-avtomobiley/