 |
Характеристика тормозных жидкостей
|
|
|
|
В настоящее время выпускается несколько марок тормозных жидкостей, которые разделяются на жидкости массового и специального назначения. К первым относятся БСК, «Нева», «Томь» и «Роса», ко вторым – ГТЖ-22М.
Жидкость БСК (ТУ 6-10-1533–75) представляет собой смесь бутилового спирта, рафинированного касторового масла и органического красителя красного цвета. Имеет хорошие смазывающие свойства, но невысокие вязкостно-температурные показатели, так как при –20 ºС касторовое масло выпадает в осадок, что может привести к поломке тормозной системы. Кроме того, она коррозионно-агрессивна к меди и латуни. Из-за низкой температуры кипения жидкости БСК (117 °С) в летний период эксплуатации в гидроприводе тормозов могут образоваться «паровые пробки», поэтому она может применяться только на старых моделях автомобилей и на сельскохозяйственной технике, т. е. тех, в тормозных системах которых использованы элементы из немаслостойкой резины.
Жидкость «Нева» (ТУ 6-01-1163–78) – основными компонентами являются гликолевый эфир (этилкарбитол) и полиэфир (полиоксилпропиленгликоль); содержит антикоррозионные присадки. Жидкость работоспособна при температуре до –40 ºС. Предназначена для гидропривода тормозов и сцеплений грузовых и легковых автомобилей, которые эксплуатируются в умеренной климатической зоне. При увлажнении она обладает низкой температурой кипения и коррозионно-агрессивна к металлам.
Жидкость «Томь» (ТУ 6-01-1276–82) разработана взамен жидкости «Нева». Основные компоненты – концентрированный гликолевый эфир (этилкарбитол), полиэфир, бораты (для повышения эксплуатационных свойств) с добавлением загустителей; содержит антикоррозионные присадки. Имеет лучшие эксплуатационные свойства, чем «Нева», более высокую температуру кипения (200 ºС). Совместима с «Невой» при смешивании в любых соотношениях.
|
|
|
Жидкость «Роса» (ТУ 6-05-221-569–87) разработана для новых моделей легковых и грузовых автомобилей. Основной компонент – борсодержащий полиэфир; содержит антикоррозионные и антиокислительные присадки. Жидкость имеет высокие значения температуры кипения (260 ºС) и температуры кипения ''увлажненной'' жидкости (165 ºС). Это обеспечивает надежную работу тормозной системы при тяжелых эксплуатационных режимах и позволяет увеличить срок службы жидкости. Тормозная жидкость «Роса» совместима с жидкостями «Томь» и «Нева».
Жидкость ГТЖ-22М (ТУ 6-01-787–75) состоит из смеси гликолей (диэтиленгликоль и этилцеллозольв), воды и антикоррозионных присадок. Окрашена в зеленый цвет. По показателям близка к «Неве», но обладает худшими антикоррозионными и вязкостно-температурными свойствами (при 50 ºС вязкость колеблется в пределах от 7,9 до 8,3 мм2/с. Подвижность теряет при –50 ºС). Рекомендуется для применения во всех климатических зонах, кроме районов Крайнего Севера всесезонно.
Жидкости «Нева», «Томь», «Роса» совместимы, их смешивание между собой возможно в любых соотношениях. Смешивание указанных жидкостей с БСК недопустимо, так как приведет к расслоению смеси и потере необходимых эксплуатационных свойств.
За рубежом на тормозные жидкости распространяется ряд нормативных документов, а именно: стандарты SAE J 1703 (разработанные Международным объединением инженеров транспорта), FMVSS 116 (разработанные Федеральным обществом по безопасности транспортных средств США), ISO 4925. Среди них наиболее широкое распространение получили нормы DOT (Departament of Transportation), которые представлены в таблице 3.7.
Таблица 3.7 – Характеристики тормозных жидкостей
| Нормативные стандарты | FMVSS 116 | SAE J 1703 | ||
| Тип и время действия | DOT 3 | DOT 4 | DOT 5 | 1983 г. |
| Наименьшая установившаяся температура кипения, ºС Наименьшая влажностная температура кипения, ºС Вязкость кинематическая при температуре –40 ºС, мм2/с, не более Вязкость кинематическая при температуре +100 ºС, мм2/с, не менее | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
|
|
|
Для легковых автомобилей в зависимости от конструкции, технических характеристик и года выпуска применяются жидкости, соответствующие требованиям DOT-3, DOT-4 и DOT-5. Нормам DOT-5 отвечают наиболее современные жидкости, предназначенные для скоростных и спортивных автомобилей.
В таблице 3.8 приведены показатели основных марок жидкостей для тормозных систем автомобилей.
Помимо стандартных гликолевых жидкостей предусмотрен выпуск жидкостей на основе минеральных масел (ISO 7308) и силиконовых жидкостей (SAE J 1705).
Использование жидкостей, созданных на основе минеральных масел, позволяет не снижать температуру кипения, так как они не обладают гигроскопичностью. Для обеспечения как можно меньшей зависимости вязкости от температуры в тормозную жидкость добавляются специальные присадки.
Силиконовые жидкости также не абсорбируют влагу, однако их недостатком является высокая сжимаемость и худшие смазывающие свойства, что и ограничивает их применение. К нежелательным последствиям применения силиконовых жидкостей и минеральных масел является накопление воды в свободном виде, которая выпаривается при нагревании жидкости свыше 100 ºС и замерзает при охлаждении ее ниже 0 ºС, с последующим образованием пузырьков, препятствующих нормальной работе тормозной системы.
Таблица 3.8 – Характеристика основных марок тормозных жидкостей
| Показатель | БСК | ''Нева'' | ''Томь'' | ''Роса'' |
| Внешний вид | Прозрачная однородная жидкость | |||
| красного цвета без осадка и механических примесей | от светло-желтого до темно-желтого цвета без осадка, допускается слабая опалесценция | от светло-желтого до светло-коричневого цвета без осадка | ||
| Вязкость кинема-тическая, мм2/с: –40 ºС, не более 50 ºС, не менее 100 ºС, не менее | 2500* (130 (0 ºС)) 9,4–13 5,5 (70 ºС) | |||
| Температура кипе-ния, ºС, не ниже | ||||
| Температура кипения ''увлажненной'' жидкости, ºС, не ниже | – | 138* | 165* | |
| Стабильность при высокой темпера-туре, ºС, не более | – | |||
| Изменение объема резины после старения в тормозной жидкости, %: 51-1524 7-2462 | – 5–10 | 2–10 2–10 | 2–10 2–10 | 3–12 2–8 |
| Изменение массы пластинок, мг/см2, не более: белая жесть сталь алюминиевый сплав чугун латунь, медь | 0,2 0,2 0,1 0,2 0,4 | 0,2 0,2 0,1 0,2 0,5 | 0,1 0,1 0,1 0,1 0,4 | 0,2 0,2 0,1 0,2 0,4 |
| Температура засты-вания, ºС (потеря подвижности) | –20 | –60 (не теряет) | –60 (не теряет) | –60 |
| Концентрация водородных ионов рН | 6,0 | 7,0–11,5 | 7,0–11,5 | 7,0–11,5 |
| * Фактические данные. |
|
|
|
Зарубежными аналогами жидкостей «Томь» и «Нева» являются жидкости, соответствующие международной классификации ДОТ-3, которые имеют температуру кипения более 205 ºС, а для жидкости «Роса» – жидкости ДОТ-4 с температурой кипения более 230 ºС.
Жидкости типа БСК на современных моделях автомобилей за рубежом не применяются.
Используя тормозные жидкости, необходимо принимать во внимание следующие факторы:
- тормозную жидкость необходимо периодически менять через каждые 1,5–2 года;
- хранить жидкость необходимо только в герметичной таре, из-за ее ядовитости;
- все тормозные жидкости (за исключением БСК) агрессивны к лакокрасочным покрытиям [1, 3, 5, 7, 8, 11, 12, 16].
Гидравлические жидкости
В легковых автомобилях широко нашли применение гидравлические амортизаторы телескопического типа, а в последнее время – телескопические стойки, предназначенные для гашения колебаний кузова на упругих элементах подвески. Рабочим телом в гидравлических амортизаторах служат маловязкие жидкости, обычно на нефтяной основе. При работе амортизаторов жидкость под давлением с огромной скоростью перетекает через узкие отверстия из одной полости в другую, поглощая при этом кинетическую энергию колебаний кузова, что делает ход автомобиля плавным даже при движении по бездорожью.
|
|
|
Температура жидкости в амортизаторах может изменяться от –50 °С в зимнее время в северных районах до 120–140 °С летом в южных районах, за счет превращения кинетической энергии в тепловую. Давление жидкости в амортизаторах достигает 8–12 МПа.
В связи с этим требования, предъявляемые к амортизаторным жидкостям многообразны. Основным показателем является вязкость и соответствующие им вязкостно-температурные свойства. Большинство рабочих жидкостей, применяемых в телескопических амортизаторах, характеризуются следующими значениями вязкости: при 20 ºС – 30–60; при 50 ºС – 10–16; при 100 ºС – 3,5–6 мм2/с, а при –20 ºС вязкость не должна превышать 800 мм2/с. Желательно, чтобы во всем интервале встречающихся на практике отрицательных температур вязкость амортизаторной жидкости не превышала 2000 мм2/с. При более высокой вязкости работа амортизаторов резко ухудшается (увеличивается жесткость их работы) и происходит блокировка подвески. С этим часто встречаются на практике. Уже при –30 ºС вязкость товарных амортизаторных жидкостей превышает 2000 мм2/с и при –40 ºС достигает 5000–10000 мм2/с. Обеспечить требуемую вязкость (при температурах ниже –30 ºС) могут амортизаторные жидкости на синтетической основе.
Рабочая амортизаторная жидкость должна обладать определенной теплоемкостью и теплопроводностью. Важным ее показателем являются смазывающие свойства жидкостей, которые определяются обычно при испытании на машинах трения или при испытании самих амортизаторов на стенде. Амортизаторные жидкости не должны быть склонны к пенообразованию, так как это снижает энергоемкость амортизатора и нарушает условия смазки трущихся пар, а вызвано это проникновением воздуха в гидросистему и его диспергированием в жидкости в виде мельчайших пузырьков. Важными характеристиками амортизаторных жидкостей являются такие, как стабильность против окисления, механическая стабильность, испаряемость и совместимость с конструкционными материалами, особенно резиновыми уплотнениями. В их состав, как правило, вводят различные добавки, улучшающие свойства жидкости. Это высокомолекулярные присадки для улучшения температурных характеристик вязкости, антиокислительные и противопенные присадки, а также для повышения смазывающих свойств, температуры застывания и др. Ассортимент основных амортизаторных жидкостей представлен в таблице 3.9.
|
|
|
В качестве жидкости для амортизаторов наибольшее распространение получили маловязкие масла или чаще их смеси (АЖ-12т, МГП-10, МГЕ-10А), которые являются всесезонными и обладают лучшими эксплуатационными показателями. В качестве заменителей применяют масло веретенное АУ или АУП как зимний сорт либо смесь трансформаторного и турбинного масла марки 22 в соотношении 1:1 как летний сорт. Однако эти масла имеют недостаточно хорошую вязкостно-температурную характеристику: при понижении температуры их вязкость значительно возрастает.
Таблица 3.9 – Свойства основных марок амортизаторных жидкостей
| Показатель | МГП-10 (ОСТ 38-154-74) | АЖ-12Т (ГОСТ 23008-75) | МГП-12 (ТУ 38.201465-88) |
| Плотность при 20 ºС, кг/м3 | – | ||
| Вязкость, мм2/с, при температуре –40 ºС, не более –20 ºС, не более 50 ºС, не менее 100 ºС, не менее | – 3,6 | – 3,6 | – 3,9 |
| Температура застывания, ºС, не выше | –40 | –52 | –43 |
| Вспышка в закрытом тигле, ºС, не ниже |
Зарубежными аналогами отечественных амортизаторных жидкостей могут быть следующие жидкости: фирмы Shell – Aeroshell Fluid 1, фирмы ВР – ВР Aero Hydraulic 2, Esso – Aviation Utility Oil, DEF2901А, при этом они должны соответствовать классификации ISO 6074-НМ-22 либо ISO 6074-НН-22.
Помимо работы в гидравлических амортизаторах, жидкостям приходится передавать мощность и приводить в действие различные агрегаты и механизмы, т. е. работать в гидроподъемниках, гидроусилителях рулей и др.
В связи с этим жидкости должны иметь хорошие низкотемпературные свойства (температура застывания должна быть ниже на 5–10 ºС температуры окружающего воздуха в начальный период работы гидравлической системы); хорошие вязкостно-температурные свойства (вязкость не должна быть высокой) для обеспечения плавности хода и предотвращения износа; хорошие смазывающие свойства и свойства, не допускающие коррозии металлов и сплавов, а также разрушения уплотнений; хорошие антипенные свойства (способность жидкости выделять воздух без образования пены); хорошую стабильность при эксплуатации и хранении, отсутствие воды и механических примесей.
Это вызвано тем, что жидкости работают при температурах от –40 °С до +80 °С, давлении до 15 МПа, скоростях скольжения до 20 м/с, контакте с черными и цветными металлами, резиновыми и полимерными уплотнениями и шлангами.
Данные жидкости делятся на 10 классов в зависимости от кинематической вязкости (таблица 3.10) и 3 группы в зависимости от эксплуатационных свойств (таблица 3.11).
Таблица 3.10 – Классы вязкости гидравлических масел
| Класс вязкости | Кинематическая вязкость, мм2/с, при +40 ºС | Класс вязкости | Кинематическая вязкость, мм2/с, при +40 ºС |
| 4,14–5,06 | 28,80–35,20 | ||
| 6,12–7,48 | 41,40–50,60 | ||
| 9,00–11,00 | 61,20–74,80 | ||
| 13,50–16,50 | 90,00–110,00 | ||
| 19,80–24,20 | 135,00–165,00 |
Таблица 3.11 – Группы эксплуатационных свойств гидравлических масел
| Группа масел | Состав масел | Область применения |
| А | Минеральные масла без присадок | Гидросистемы с шестеренными поршневыми насосами, работающими при давлении до 15 МПа и температуре масла в объеме до 80 °С |
| Б | Минеральные масла с анти-окислительными, антипенными и противокоррозионными присадками | Гидросистемы с насосами всех типов, работающие при давлении до 25 МПа и температуре масла в объеме более 80 °С |
| В | То же, что и Б, но с противоизносными присадками | То же при 90 °С |
В настоящее время система обозначения гидравлических масел состоит из трех групп знаков: букв МГ – минеральное гидравлическое масло; цифр, характеризующих класс вязкости; буквы, указывающей на принадлежность масла к группе по эксплуатационным свойствам.
Отечественная классификация гидравлических масел по группам в зависимости от эксплуатационных свойств имеет соответствие зарубежным аналогам, что представлено в таблице 3.12.
Таблица 3.12 – Соответствие групп масел
| Группа масел по ГОСТ 17479.3-85 | А | Б | В |
| Группа масел по ISO 6474/4-1982/Е/ | НН | Н | НМ |
Масла по новой маркировке и старой имеют следующую зависимость: МГ-22 (старое обозначение – веретенное АУ), МГ-15В (ВМГЗ), МГ-22Б (МГП-10), МГ-46-В (марка А для ГМКП) и т. д. Показатели качества гидравлических масел отражены в таблице 3.13.
Таблица 3.13 – Характеристика гидравлических масел
| Показатель | МГ-15-Б | МГ-15-В | МГ-22-А | МГ-22-Б | МГ-46-Б | МГ-46-В |
| Плотность при 20 ºС, кг/м3,не более | – | – | ||||
| Вязкость, мм2/с, при температуре –40 ºС +50 ºС | ≥10 | 12–14 | – 11–14 | (–15 °С) 27–33 | (–15 °С) 41,4–50,6 (40 °С) | |
| Температура застывания, ºС, не выше | –70 | –60 | –45 | –45 | –30 | –30 |
| Вспышка в закрытом тигле, ºС, не ниже | ||||||
| Индекс вязкости | – | – | ||||
| Кислотное число, мг КОН/г масла | 0,05 | 0,05 | 0,07 | 0,3–0,6 | 0,06 | – |
Пусковые жидкости
В условиях низких температур для пуска холодного двигателя необходимо, чтобы в цилиндр поступала топливовоздушная смесь, воспламеняющаяся от искры зажигания (самовоспламеняться от сжатия – для дизелей) при небольшой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Однако при значительных отрицательных температурах пусковых свойств бензина либо дизельного топлива недостаточно. В этих случаях для пуска двигателей применяют специальные хорошо испаряющиеся и легко воспламеняющиеся жидкости.
В связи с режимом работы пусковые жидкости должны обладать рядом эксплуатационных свойств, а именно:
- хорошей испаряемостью при низкой температуре;
- быстрой воспламеняемостью от искры либо самовоспламеняемостью от сжатия;
- высокой противокоррозионной и противоизносной способностью;
- низкой температурой застывания;
- стабильностью при длительном хранении.
Основным компонентом любой пусковой жидкости является этиловый эфир, который обеспечивает высокую эффективность независимо от типа двигателя и способа его пуска. Помимо этилового эфира в состав жидкостей входят:
- изопропилнитрат, который способствует плавной работе дизельных и бензиновых двигателей;
- масло для судовых газовых турбин, которое обеспечивает хорошие противоизносные и противоокислительные свойства и застывает при температуре ниже –60 ºС.
Характеристика пусковых жидкостей, применяемых на транспорте, приведена в таблице 3.14.
Таблица 3.14 – Характеристика пусковых жидкостей
| Показатель | Наименование пусковых жидкостей для двигателей | |||
| бензиновых | дизельных | |||
| ''Арктика'' | диэтиловый эфир | жидкость НАМИ | ''Холод Д-40'' | |
| Цвет | прозрачный или светло-желтый | прозрачный или светло-голубой | – | – |
| Состав (по массе), %: диэтиловый спирт (эфир) петройлевый эфир турбинное масло изопропилнитрат противоизносная и противозадирная при-садка противоокислитель-ная присадка | 45–60 38–43 1,5–2,5 2–4 До 2 До 0,5 | – – – – – | 0,2 | 58–62 13–17 9–11 13–17 – – |
| Минимальная температура надежного пуска без подогрева, ºС | –35 | –35 | – | – |
Жидкости ''Арктика'' и НАМИ выпускают в запаянных баллонах одноразового использования объемом 20 мл, а ''Холод Д-40'' – в баллонах объемом 20, 50 либо 100 мл.
Для впрыска данных жидкостей используют специальные пусковые приспособления моделей 5ПП-40 и 6ПП-40, которые легко монтируются на двигателе и позволяют подавать жидкости во впускной трубопровод.
Диэтиловый эфир подается в виде 5–8 капель в воздушный трубопровод при снятом воздухоочистителе в момент проворачивания коленчатого вала двигателя [3, 6, 16].
Контрольные вопросы
1 В чем заключаются достоинства и недостатки воды как охлаждающей жидкости?
2 Что представляют собой антифризы, какими свойствами они обладают?
3 Какие свойства тормозных жидкостей обеспечивают надежную работу тормозной системы?
4 Перечислите марки тормозных и амортизаторных жидкостей и дайте им краткую характеристику.
5 Каковы назначение и основные требования, предъявляемые к пластичным смазкам?
6 Перечислите основные физико-химические свойства пластичных смазок.
7 Приведите маркировку пластичных смазок и укажите области их применения.
8 Укажите способ определения качества пластичных смазок и их марок.
9 Дайте характеристику пусковым жидкостям.
|
|
|
