Противопенные свойства масел. 4 страница

ветствующие им температурные нормативы приведены в табл. 7.15.

Таблица 7.15.

Нормы вязкости трансмиссионных масел по системе SАЕ

Качественные, то есть эксплуатационно-потребительские, свой-

ства указываются по шкале API. На сегодня в ней предусмотрены

шесть ступеней, из которых первые три в современных машинах уже

не применяются. Обозначения последующих групп и рекомендации

по их применению таковы:

GL-4 – для коробок передач, а также главных передач без гипо-

идного зацепления;

GL-5 – для коробок передач и редукторов с гипоидным зацепле-

нием;

GL-6 – то же, что и GL-5, но с улучшенными противозадирными

свойствами и повышенной долговечностью.

Ориентировочное соответствие классов вязкости и групп каче-

ства, предусмотренных ГОСТ 17.479.2–85 и классификациями

SАЕ J 306 и API, приведено в табл. 7.16.

Таблица 7.16

Соответствие классов вязкости и групп качества трансмиссионных масел

Наиме- нование (марка) ГОСТ, ТУ Вязк. класс по SAE Экспл. класс по API Экспл. класс по ГОСТ 17479.1 Вяз- кость при о 100 С min Ин- декс вязко- сти min Темпе- ратура вспыш- о ки, С min Темпе- ратура засты- вания, оС min Содержа- ние эле- ментов min S P Лукойл ТМ-5 ТУ 38.301- 29-75-97 85W-90 GL-5 ТМ-5-18 16,5     -25 1,4 0,10 Лукойл ТМ-5 ТУ 38.301- 29-91-97 85W-90 GL-5 ТМ-5-18 16,5     -25 1,2 0,05 Лукойл ТМ-5 ТУ 38.301- 29-86-97 85W-90 GL-5 ТМ-5-18 16,5     -25 1,7 0,1 Лукойл ТМ-4-18 ТУ 38.301- 29-90-97 80W-90 GL-4 ТМ-4-18 13,5     -30 0,7 0,03 Лукойл ТМ-5-12 ТУ 38.401179- 80W-85 GL-5 ТМ5-12 11,0     -25     Лукойл ТМ (велс- транс ТМ) ТУ38-401- 58-70-93 85W-90 80W-90 GL-5 GL-5 ТМ5 ТМ5 16,5 13,5     -25 -30 1,4 1,4 0,1 0,1 Лукойл ТМ- 5(велс- транс 5) ТУ 0253- 071- 00148636- 85W-90 GL-5 ТМ5 16,5     -25 1,3 0,05

∗) редукторные масла повышенной вязкости для открытых и негерметич-

ных коробок передач. В Российской Федерации не выпускаются, поскольку в

этом случае рекомендуется применение пластичных полужидких смазок.

7.8.3. Ассортимент трансмиссионных масел

Ассортимент трансмиссионных масел будет приведен на приме-

ре компании "ЛУКОЙЛ". Всесезонные минеральные масла с много-

функциональным пакетом отечественных и импортных присадок

(табл. 7.17).

Таблица 7.17

Масла трансмиссионные

ЛУКОЙЛ-ТМ-5 применяют для смазывания агрегатов трансмиссии оте-

чественных легковых автомобилей взамен и наравне с маслом ТАД-17и по

ГОСТ 23652-79.

ЛУКОЙЛ-ТМ-4-18 предназначено для автомобилей семейства ВАЗ 2110,

в коробки передач которых заливаются только трансмиссионные масла, а также

коробок передач автомобилей ВАЗ 2108 и ВАЗ 1111.

ЛУКОЙЛ-ТМ-5-12 дополнительно имеет присадки, улучшающие трибо-

логические характеристики, антиокислительные, антикоррозийные, депрессор-

ные и антипенные свойства. Предназначено для первой заправки агрегатов

трансмиссии всех моделей автомобилей ВАЗ, а также при эксплуатации и тех-

ническом обслуживании коробок передач переднеприводных моделей автомо-

билей ВАЗ.

ЛУКОЙЛ-ТМ (ВЕЛС-ТМ) – с пакетом присадок фирмы "Этил", ЛУ-

КОЙЛ-ТМ-5 (ВЕЛС транс 5) – с пакетом присадок фирмы "Лубризол". Всесе-

зонные минеральные масла для северных и средних климатических условий,

применяют для смазывания агрегатов трансмиссий с гипоидными передачами и

коробок передач легковых и грузовых автомобилей малой грузоподъемности.

Обладают высоким уровнем противозадирных, противокоррозионных и анти-

ржавийных свойств, снижают износ и предотвращают поломку зубьев. Масла

стабильны к окислению и вспениванию, совместимы с материалами уплотне-

ний и прокладок.

ЛУКОЙЛ-ТМ-5 применяют для смазывания агрегатов трансмиссии оте-

чественных легковых автомобилей взамен и наравне с маслом ТАД-17и по

ГОСТ 23652-79.

ЛУКОЙЛ-ТМ-4-18 предназначено для автомобилей семейства ВАЗ 2110,

в коробки передач которых заливают только трансмиссионные масла, а также

коробок передач автомобилей ВАЗ 2108 и ВАЗ 1111.

ЛУКОЙЛ-ТМ-5-12 дополнительно имеет присадки, улучшающие трибо-

логические характеристики, антиокислительные, антикоррозийные, депрессор-

ные и антипенные свойства. Предназначено для первой заправки агрегатов транс-

миссии всех моделей автомобилей ВАЗ, а также при эксплуатации и техническом

обслуживании коробок передач переднеприводных моделей автомобилей ВАЗ.

ЛУКОЙЛ-ТМ (ВЕЛС-ТМ) – с пакетом присадок фирмы "Этил", ЛУ-

КОЙЛ-ТМ-5 (ВЕЛС транс 5) – с пакетом присадок фирмы "Лубризол". Все-

сезонные минеральные масла для северных и средних климатических условий,

применяют для смазывания агрегатов трансмиссий с гипоидными передачами и

коробок передач легковых и грузовых автомобилей малой грузоподъемности.

Обладают высоким уровнем противозадирных, противокоррозионных и анти-

ржавийных свойств, снижают износ и предотвращают поломку зубьев. Масла

стабильны к окислению и вспениванию, совместимы с материалами уплотне-

ний и прокладок.

ТЭп-15 – применяют для смазывания цилиндрических, конических и спи-

рально-конических передач.

ТАп-15В – применяют для смазывания тяжело нагруженных цилиндри-

ческих, конических и спирально-конических передач.

ТЭп-15М – применяют для смазывания редукторов оборудования уголь-

ных и сланцевых шахт, а также для смазывания цилиндрических, конических и

спирально-конических передач редукторов оборудования разрезов, обогати-

тельных фабрик и различной техники (тракторов и др.) по согласованию с изго-

товителем техники.

ЛУКОЙЛ-ТМ-3 – предназначено для смазки агрегатов трансмиссий оте-

чественных грузовых автомобилей взамен и наравне маслам ТСп-15к и Тап-

15В, Омскойл К, Велстранс 3, Новойл ТМ3-18. Оно несовместимо, но взаимо-

заменяемо с маслами ТСп-15к и Тап-15В и совместимо с маслами Омскойл К,

Велстранс 3, Новойл ТМ3-18.

Наиме- нова- ние (марка) ГОСТ, ТУ Класс вязк по SAE Экспл класс по API Экспл. класс по ГОСТ 17479.1 Вяз- кость при о 100 С min Индекс вязко- сти min Темпе- ратура вспыш- о ки, С min Темпе- ратура застыва- о ния, С min Содержание элементов min S Cu P Тэп-15 ГОСТ 23652-79   GL-2 ТМ-2-18 14,0- 16,0 ---   -18 3,0   0,06 ТАп- 15В ГОСТ 23652-79   GL-3 ТМ-3-18 14,0- 16,0 ---   -20 1,2     Тэп- 15М ТУ 38,301-29- 62-95   GL-2 ТМ-2-18   ---   -18 3,0 0,02 0,06 Лу- койл- ТМ-3 ТУ 38.301-29- 83-97 80W-90 GL-3 ТМ-3-18 14,0- 16,0     -30 0,43   0,02

Всесезонные минеральные масла с применением только отече-

ственных присадок (табл. 7.18).

Таблица 7.18

Масла трансмиссионные

8. Технические жидкости

В современных автомобилях кроме топлива, масел и смазок ши-

роко используют технические жидкости. Они используются для ох-

лаждения и запуска двигателя, торможения и амортизации автомоби-

ля во время движения, управления и приведения в действие механиз-

мов, силовых агрегатов и т.п. Жидкости получили значительное рас-

пространение благодаря быстрому развитию химии, техники, а также

в связи с расширяющимся применением автомобилей в северных,

арктических и южных районах, где к ним предъявляются противоре-

чивые требования. Причем эти требования к качеству жидкостей на-

столько жестки, многообразны и специфичны, что для их приготов-

ления вынуждены использовать многочисленные химические соеди-

нения: гликоли, углеводороды, спирты, глицериды, эфиры и другие.

Эти соединения как в чистом виде, так и в композициях с водой и

нефтепродуктами и представляют собой технические жидкости.

8.1. Охлаждающие жидкости

При сгорании топлива не вся тепловая энергия переходит в по-

лезную работу, значительная часть тепла идет на нагревание деталей

двигателя. При этом снижается их механическая прочность, увеличи-

вается износ. Поэтому для обеспечения нормальной работы двигателя

необходимо его охлаждать.

Через систему охлаждения отводится 25–35 % общего количест-

ва тепла, выделяющегося при сгорании топлива. Нежелательно и из-

лишнее охлаждение, т.к. падает мощность, возрастают износ двигате-

ля и потери на преодоление внутреннего трения смазочных материа-

лов. Несмотря на разнообразные условия работы двигателя, в нем

должен поддерживаться оптимальный тепловой режим 90–97°С. При

перегрузках допускается 100°С и более.

В качестве охлаждающих агентов в автомобильных двигателях

используется воздух или жидкости. Наибольшее распространение по-

лучили жидкостные системы охлаждения.

Детали двигателя и элементы жидкостной системы охлаждения

– радиаторы, водяные насосы, термостаты, гильзы цилиндров – изго-

тавливают из черных и цветных металлов или их сплава. В системе

охлаждения используют пластмассовые, резиновые соединительные и

уплотнительные детали.

Для обеспечения нормальной работы двигателей к охлаждаю-

щим жидкостям предъявляется ряд требований.

Жидкость должна иметь высокую теплоемкость, теплопровод-

ность, не замерзать, не кипеть при всех рабочих температурах двига-

теля, не воспламеняться, не вспениваться, не вызывать коррозию, не

разъедать резиновых соединений и уплотнений.

Жидкости, которые бы полностью отвечали этим требованиям,

пока не созданы. При положительных температурах воздуха этим

требованиям наиболее полно соответствует вода. Во избежание замо-

раживания воды зимой в ней растворяют или готовят смеси ее с раз-

личными веществами, снижающими температуру застывания.

Такие смеси-растворы получили название антифризов.

8.1.1. Вода как охлаждающая жидкость

Вода как охлаждающая жидкость имеет ряд достоинств и недос-

татков. Прежде всего, вода доступна, безопасна в пожарном отноше-

нии, безвредна для человека. Она обладает наибольшей охлаждающей

способностью, имеет самую высокую теплоемкость – 4,19 кДж/(кг⋅К),

большую теплопроводимость, вязкость í20 = 1 мм2/с, высокую теплоту

испарения.

Как охлаждающая жидкость вода обладает и существенными

недостатками, затрудняющими ее применение. Так при 0°С она за-

мерзает со значительным увеличением объема, равным примерно

10 %. Это приводит к разрушению – размораживанию системы охла-

ждения, так как при этом возникают громадные усилия, доходящие

до 2500 МПа, разрушающие двигатель. Вода имеет относительно низ-

кую температуру кипения, что в открытой системе охлаждения при-

водит к ее интенсивному испарению. Для предотвращения интенсив-

ного испарения воды радиатор закрывается пробкой, в которой есть

подпружиненный клапан, создающий в закрытой системе охлаждения

избыточное давление до 0,12–0,13 МПа, вследствие чего температура

кипения охлаждающей жидкости может достигать 120°С.

Существенным недостатком воды как охлаждающей жидкости

является способность образовывать в системе охлаждения накипь и

шлам. Накипь образуется на горячих стенках системы охлаждения за

счет выпадения ряда солей из водного раствора. Под шламом пони-

мают иглистые отложения в системе охлаждения двигателя мине-

рального или органического происхождения.

Слой накипи имеет очень малую теплопроводность, приблизи-

тельно в 100 раз меньше чем у стали, что ухудшает отвод тепла сис-

темой охлаждения. Одновременно уменьшаются сечения трубок ра-

диатора, что также ведет к перегреву двигателя и, как следствие, к

увеличению расхода топлива (рис. 8.1).

Качество воды зависит от

состава и количества при-

месей, которые могут нахо-

диться в виде взвесей, кол-

лоидных частиц или в рас-

творенном состоянии. Одни

соединения безвредны, дру-

гие вызывают образование

накипи, корродируют ме-

таллы. Размеры механиче-

ских примесей бывают от

долей до сотен микрон. Ча-

ще всего это песчинки, пы-

0 1 2 3 4 5

Толщина накипи, мм

линки, ил, органические со-

единения. Обычно механи-

ческие взвеси легко удалить

отстоем или фильтрацией.

Рис. 8.1. Зависимость перерасхода топ- Если же после фильтрации

лива от толщины слоя накипи вода остается мутной, зна-

чит, в ней содержатся очень

мелкие частицы, размером в десятые доли микрона. Чтобы очистить

такую воду, в нее добавляют коагулянты – вещества типа: хлорное

железо, сернокислый алюминий и др., под действием которых мелкие

частицы соединяются, образуя хлопья. Они легко отделяются отстаи-

ванием или фильтрацией.

О качестве растворенных примесей – солей в воде судят по ее

жесткости. Различают временную, постоянную и общую жесткость

воды. Особенно вредна временная жесткость воды, обусловленная

наличием в ней бикарбонатов кальция Са(НСО3)2 и магния

Мq(НСО3)2, которые термически нестойки и при нагревании до 85°С

разлагаются. Процесс протекает по уравнению:

Са(НСО3)2 → СаСО3 + СО2 + Н2О;

Мq(НСО3)2 → МqСО3 + СО2 + Н2О.

Образующиеся карбонаты кальция и магния практически нерас-

творимы в воде, выпадают в осадок и образуют накипь на внутренних

поверхностях системы охлаждения.

Постоянная жесткость связана с наличием солей СаSО4, МqSО4,

МqSiО3, СаSiО3, СаСl2, МqСl2.

Эти соли не выпадают в осадок и при кипении, если их концен-

трация не превышает предела насыщения. Но в случае сильного ис-

парения воды особенно при перегрузке двигателя, концентрация со-

лей повышается, и они часто выпадают в осадок, образуя накипь. Из

них особенно большой вред приносит гипс СаSО4, дающий исключи-

тельно твердую накипь, и МqСl2, гидролизирующийся при повышен-

ных температурах с образованием НСl. Чем больше, плотнее и тверже

слой накипи, тем хуже теплообмен, выше расход топлива и смазоч-

ных материалов.

За единицу жесткости принимают миллиграмм-эквивалент (мг-

экв). Одному миллиграмм-эквиваленту соответствует такое содержа-

ние солей, когда в 1 дм3 воды содержится 20,04 мг ионов Са или 12,16

мг ионов Мg. Воду принято считать мягкой, если в ней общее содер-

жание солей не превышает 3 мг-экв/дм3. При содержании солей от 3

до 6 мг-экв/дм3 воду принято считать средней жесткости, а при более

6 мг-экв/дм3 – жесткой.

Для уменьшения образования накипи в системе охлаждения пред-

почтительно применять атмосферную – дождевую, снеговую воду, кото-

рая является мягкой. Речная или озерная вода могут быть мягкой или

средней жесткости, а колодезная, ключевая, морская вода – жесткой.

Воду средней или высокой жесткости перед использованием в

системе охлаждения рекомендуется умягчать или смешивать со спе-

циальными добавками – антинакипинами.

Простейшим способом умягчения воды является кипячение в те-

чение 15–20 мин. После фильтрации воду можно использовать для сис-

темы охлаждения. Такой способ наиболее пригоден для индивидуаль-

ного использования или при небольшом числе машин в южных районах

страны или в летний период. Заправлять же значительную группу ав-

томобилей или тракторов кипяченой водой, при ежедневном сливании

ее при остановке двигателя, практически невозможно.

Достаточно распространены различные химические способы об-

работки воды, сущность которых сводится к следующему. Выбирают

доступное химическое вещество, под действием которого все или

большая часть солей выпадают в осадок. Добавление соды и извести

(гашеной) приводит к выпадению соединений кальция и магния в

осадок. Известково-содовый способ умягчения воды эффективнее ки-

пячения. Их добавляют в количестве 50–55 мг на 1 мг-экв/дм3 жест-

кости. Остаточная общая жесткость после химической обработки со-

ставляет 0,5–1 мг-экв/дм3.

Удобны и различные физико-химические

способы умягчения воды с помощью искусст-

венных ионообменных смол – катионов и

анионитов. Если последовательно пропустить

жесткую воду через такие фильтры, то после

обработки можно получить воду, близкую к

дистиллированной или очень мягкой. В произ-

водственных условиях распространена обра-

тральная труба; 3- отвер- ралами, называемые глауконитовыми

нита; 4 – бачок для умяг- фильтрами, представляющие собой емкость,

ботка воды природными минералами глауко-

нитом, пермутитом и цеолитом, которые

вступают в обменную реакцию с солями жест-

кости и заменяют в них ионы кальция и магния

на натрий. (кстати, цеолит добывается в Кеме-

Рис. 8.2. Глауконитовый ровской области).

фильтр для умягчения во- Промышленность выпускает типовые

ды: 1 – глауконит; 2 – цен- установки для умягчения воды этими мине-

стие для загрузки глауко-

чаемой воды; 5 – трубка в которую помещено примерно около 40 кг

для выхода умягченной минерала (рис. 8.2).

воды

Высота слоя минерала примерно 350–370 мм. Производитель-

ность такого аппарата составляет 250–300 л/ч умягченной воды при

ее начальной жесткости не более 13 мг-экв/дм3. После длительной ра-

боты фильтр срабатывается. Для восстановления первоначальных

свойств его на 10 часов заливают 10 % раствором поваренной соли.

На одну регенерацию расходуется 0,5 кг NаCl, после выдержки

фильтр промывают водой, и он вновь становится пригодным для

умягчения воды.

Перспективной является магнитная обработка воды. Сущность

метода сводится к пропуску жесткой воды между полюсами постоян-

ного или электрического магнитов. Первые конструктивно проще, не

требуют источника тока и постоянного наблюдения во время экс-

плуатации. При пересечении магнитно-силовых полей соли жестко-

сти разлагаются и выделяются в виде шлама, который легко удаляет-

ся из воды фильтрацией или отстаиванием (рис. 8.3).

1 2 3 4 5 6 1

7 8

Целесообразно введе-

ние в воду специальных ве-

носят гексаметафосфат

(NaPO3)6 – 3–6 мг/дм, тринатрийфосфат – 2–3 мг/дм3, ортофосфаты

ществ – антинакипинов и

антикоррозионных присадок,

которые или переводят на-

кипь в растворенное состоя-

ние, или не позволяют части-

Рис. 8.3. Магнитный фильтр для умягчения воды: цам оседать на поверхности

1 – фланец; 2 – крышка; 3 – шнековая навивка; деталей (рис. 9. 4).

4 – магнит; 5 – полюсный наконечник; К таким веществам от-

6 – винт; 7 – упор; 8 – болт

натрия и кальция. Они особенно удобны, когда нужно заправить сис-

тему охлаждения водой из естественных источников при работе ав-

томобилей в полевых условиях. Тринатрийфосфат (ортофосфат на-

трия) действует так, что вместо солей, дающих твердую накипь, обра-

зуются рыхлые соли – мягкий шлам, который находится в воде во

взвешенном состоянии. Через 3–5 дней работы двигателя его удаля-

ют, промывая систему охлаждения. Другие соединения удерживают

соли в воде во взвешенном состоянии, предотвращая их кристаллиза-

цию и отложение на поверхности. Кроме того, многие фосфаты на

поверхности металла образуют прочные пленки, предохраняющие

металл от коррозии. Нередко в качестве антинакипина применяют

хромпик – К2Сr2О7. При жесткости до 6 мг-экв/дм3 добавляют 3 г

хромпика на 1 дм3 воды, при большей жесткости – до 10 г. Являясь