Жидкости, без которых движение невозможно

Продолжение. 

Начало - Жидкости, без которых движение невозможно

Жидкости для гидравлических систем мобильной техники, обозначенные ГОСТ 17479.3-85 как гидравлические масла, используются в современных дорожно-строительных машинах в качестве рабочих сред, в основном, в гидроприводах, приводящих в действие рабочий инструмент всех видов машин, в гидравлических амортизаторах, а также в гидравлических тормозных системах. Основной функцией этих жидкостей является передача механической энергии от ее источника к месту использования с изменением значения или направления приложенной силы.

 

Гидрожидкости

В качестве гидрожидкостей (ГЖ) используют чаще всего раствор минерального масла, выделенного из высококачественной нефти, и специальных, улучшающих свойства смеси, присадок. Высокое, до 35 МПа, давление в гидросистемах, широкий спектр (от минус

60° С до 90° С) эксплуатационных температур – всё это вызывает необходимость придания высокой стабильности свойствам ГЖ, а именно антикоррозионным, противоизносным, смазывающим, противопенным и др., но основным показателем является вязкость. Этот показатель задается, исходя из необходимого давления масла в системе, учета температуры окружающей среды, а также качества и состояния уплотнений.

Для работы отечественного оборудования в летний период в средней полосе России, как правило, используется масло МГ-30, соответствующее ТУ 38-1-01-50-70. Оно изготовлено на базе индустриальных масел с добавлением необходимых присадок, имеет температуру застывания минус 35° С. В южных регионах страны МГ-30 применяется в качестве всесезонного.

В зимний период необходимо применение низкозамерзающих сортов ГЖ. Опыт эксплуатации показал, что температура застывания ГЖ должна быть примерно на 10-20° С ниже температуры окружающей среды. В этом случае гидронасос всасывает хорошо рабочую жидкость и создает соответствующее давление, обеспечивающее необходимую подвижность рабочих органов. Владельцы отечественной спецтехники в средней полосе России в качестве зимнего часто пользуются гидромаслом ВМГЗ (МГ-15-В) по ТУ 38-1-196-68. Оно имеет маловязкую минеральную основу, обработанную гидрокаталитическим методом, загущенную полимеракрилатной присадкой. Температура застывания ВМГЗ минус 60° С, поэтому в северных регионах России его используют как всесезонное. Если же предполагается эксплуатация техники в очень жестких погодных условиях, следует использовать жидкость АМГ-10. Она застывает при минус 70° С, а кинематическая вязкость при минус 50° С не превышает 1250 мм2/с.

И все же, для долгосрочного и эффективного использования гидроинструмента лучше всего следовать паспортным данным эксплуатируемого оборудования, с учетом сезонности. Например, в инструкции по эксплуатации экскаватора-бульдозера ЭО-2621А рекомендуют летом в гидросистеме использовать масло М-10Г2к (ГОСТ 8581-78), а в зимний период – М-8Г2к (ГОСТ8581-78).

Для эффективной работы гидравлического привода необходимо наличие качественных уплотнений. В зимний период манжеты и прокладки могут «дубеть», а интенсивная работа холодного гидроузла может их разрушить. В руководствах по эксплуатации рекомендуется после запуска машины дать некоторое время ей поработать в холостую, а затем произвести движения гидроинструментом без нагрузки. Замечено, что температура гидросистемы достигает рабочей лишь через 1-2 часа непрерывной работы. Теряют эластичность уплотнения и при чрезмерном перегреве в летний период. Попадание газов или воздуха из внешней среды, а тем более даже незначительного количества воды в ходе эксплуатации при нагреве до рабочей температуры вызовет образование пены. Пенообразование увеличивает сжимаемость, что отрицательно отражается на устойчивой работе гидроинструмента. Кроме того, образование пены вызывает интенсивное окисление масла, коррозию металлических элементов гидравлических устройств. На процесс окисления большое влияние оказывает температура ГЖ. Так, реакция окисления масла начинается при 50-60° С и протекает достаточно медленно до температуры 130-150° С, но каждое дальнейшее повышение температуры на 10° С, вплоть до 250° С, увеличивает скорость окисления почти вдвое.

Замена уплотнителей после зимней эксплуатации исключит и вероятность попадания мехчастиц в гидрожидкость. Их присутствие приводит к быстрому износу трущихся элементов и, как следствие, к значительно более дорогому и продолжительному ремонту, чем операция по замене уплотнений.

 

Амортизаторная жидкость

Гидравлические амортизаторы, еще называемые масляными, состоят из рабочего цилиндра, штока с поршнем, компенсационной камеры и амортизационной жидкости (АЖ). АЖ является «рабочим телом» в гидравлических амортизаторах рычажно-кулачкового и телескопического типов, а также в телескопических стойках, цилиндрах подвески и амортизаторах сиденья водителя.

АЖ работает очень интенсивно. При работе она рассеивает в своем объеме все тепло, полученное в результате поглощения колебаний подвески. Кроме нагрева, за счет внутреннего трения в малом объеме, АЖ испытывает т. н. вязкостное «перетирание». Вязкость АЖ не должна быть слишком высокой, т. к. вязкая жидкость больше склонна к перегреву, но маловязкая не способна оказать должное сопротивление при перетекании. Исходя из вышесказанного, АЖ должна иметь, прежде всего, стабильную вязкость при изменении температуры, стойкость к потере вязкости со временем. Кроме того, АЖ должна обладать хорошими смазывающими свойствами, стойкостью к старению, не образовывать труднорастворимых осадков, а также обладать низкой растворимостью газов и хорошими свойствами гашения пены. Последнее особенно важно, т. к. образование пены, «спровоцированное» проникновением пузырьков воздуха в АЖ через уплотнения, сразу же сказывается на работе амортизатора.

 

«Комфортным» диапазоном для работы современных гидроамортизаторов считается сектор от минус 25° С до 30° С, а используемые современные амортизационные жидкости должны обеспечивать подвижность конструкции амортизатора в диапазоне от минус 50° С до 140° С. Что касается кинематической вязкости, важна ее стабильность при положительных и отрицательных температурах. Так, если при температуре минус 20° С вязкость превышает показатель 800-1000 мм2/с, работа амортизаторов резко ухудшается, вплоть до блокировки подвески.

Разборка и сборка амортизаторов – дело достаточно трудоемкое, поэтому современная качественная АЖ не должна терять своих высоких эксплуатационных качеств на протяжении не менее 100 тыс. км пробега.

5396327.jpg 

Амортизационные жидкости МГП-10 (ТУ 38.101137-74) и несколько улучшенная версия МГП-12, изготовленная в соответствии с ТУ 38.301-29-40-97 – одни из наиболее распространенных, используются как на легковом, так и на грузовом транспорте. Температура их застывания минус 40° С, а температура вспышки, характеризующая верхнюю границу рабочего диапазона, 145° С. Вязкость МГП-10 лежит в границах от 1000 мм2/с при минус 20° С до 10 мм2/с при 50° С. В качестве импортного аналога МГП-10 можно назвать масло Shell Tellus T15, производимое одним из ведущих мировых производителей – компанией Shell.

Наряду с МГП-10, в амортизаторах дорожно-строительной техники широко применяется и амортизаторная жидкость АЖ-12Т по ГОСТу 23008-78, представляющая смесь масла нефтяного происхождения, прошедшего глубокую селективную очистку, с полиэтилсилоксановой жидкостью с противоизносной и антиокислительной присадкой. АЖ-12Т вполне успешно можно заменить рекомендуемую на импортную технику жидкость BP Aero Hydraulic 2 компании British Petroleum Company.

Тормозная жидкость

 

В современном коммерческом транспорте распространены пневматические тормозные системы. Но гидравлические и пневмогидравлические тормозные системы также находят широкое распространение в дорожно-строительной технике. Рабочим элементом этих систем является тормозная жидкость (ТЖ). От технических и эксплуатационных свойств ТЖ во многом зависит, насколько безопасна работа спецтехники.

Рабочее давление в гидроприводе тормозов достигает 10 МПа. Первое, и основное требование, предъявляемое к ТЖ, – термоустойчивость. При нескольких экстренных торможениях тормозная колодка нагревается до 600° С. Часть этой температуры, безусловно, передается ТЖ.

А поскольку тормозная система характеризуется частыми перепадами температуры, то какие бы надежные уплотнения не применялись, атмосферная влага проникает в состав тормозной жидкости. С увеличением содержания воды понижается температура кипения тормозной жидкости. В тяжелых условиях эксплуатации возникает опасность закипания тормозной жидкости. Это грозит образованием из газа и пара паровых пробок, снижающих эффективность торможения, а то и вовсе блокирующих их работу.

Надо отметить, что образование паровых пробок происходит на практике при температурах на 20-25° С ниже температуры кипения. Поэтому, согласно требованию современных международных стандартов, температура кипения ТЖ не должна быть менее 205° С. Также задается температура кипения т. н. «увлажненной» тормозной жидкости – это температура кипения, соответствующая наличию в ТЖ воды в объеме 3,5%. Считается, что через 1,5-2 года эксплуатации ТЖ приобретет свойства «увлажненной», и ее будущие свойства заранее прогнозируются. Температура кипения современной «увлажненной» тормозной жидкости не должна быть ниже 140° С.

Сохранение текучести даже при значительном «минусе» – фактор, имеющий, также немаловажное значение в характеристике ТЖ. Вязкость даже при минус 40° С не должна превышать 1500-1800 мм2/с.

В прежние годы тормозные системы отечественной спецтехники и грузового транспорта заправлялись жидкостью БСК. Это смесь 1:1 касторового масла и бутилового спирта. К преимуществам использования БСК можно отнести хорошие смазывающие качества. Они важны для ТЖ,

т. к. в противном случае возникает повышенный износ поршней цилиндров и других элементов трения. Еще одним положительным свойством БСК являлось то, что даже при длительном сроке эксплуатации контактирующие с БСК уплотнения, в т. ч. и не из маслостойкой резины, своих свойств не меняли. Опыты показали, что манжеты, находящиеся в непосредственном контакте с жидкостью в течение 120 часов при температуре 70° С, увеличились в объеме не более чем на 5-10%. Это также являлось «плюсом» в применении БСК, т. к. манжеты, несколько увеличиваясь, компенсировали тем самым потери своей массы при механическом изнашивании.

Но, к сожалению, уже при минус 15-17° С касторовое масло начинает кристаллизоваться, а при минус 20° С ТЖ становится неработоспособной. Это и являлось главным недостатком БСК, поскольку температура кипения ее составляет 115° С, что было вполне достаточно для обычной эксплуатации. Многолетние наблюдения говорят, что в грузовом транспорте ТЖ нагревается до 100° С, а при тяжелом режиме езды с торможением – до 120° С и выше.

Кроме БСК, в отечественной практике использовали смеси с изоамиловыми (АСК) и этиловыми (ЭСК) спиртами. Их свойства аналогичны БСК, но имели отрицательное свойство расслаиваться и терять необходимые ТЖ качества при попадании в них воды. ЭСК также имела повышенную «склонность» к образованию паровых пробок.

Таким образом, в современной спецтехнике от использования ТЖ на основе касторового масла отказались. Более прогрессивные ТЖ создавались на основе компаундирования гликолей, к которым добавлялись различные необходимые присадки. Так, жидкость ГТЖ-2м являлась композицией 65% диэтиленгликоля и 32% этилкарбитола, с добавлением противокоррозионных присадок. Этот раствор сохранял свои свойства при температуре от –50° С до +100° С, хорошо диффузировал с водой, оставаясь работоспособным при случайном ее попадании. Входящие в состав ГТЖ-2м эфиры обеспечивали хорошую износостойкость.

Основным направлением повышения надежности тормозных жидкостей было принято создание жидкостей с повышенной температурой кипения, хотя, безусловно, для успешного торможения ТЖ еще должна иметь хорошие вязкостно-температурные свойства, высокие антикоррозионные, смазывающие характеристики, достаточную совместимость с уплотнениями системы.

В состав применяемой сегодня «Невы», кроме компонентов состава ГТЖ, добавлен гликолевый этилкарбонат – вязкостная присадка, улучшающая также защитные свойства жидкости. Однородность раствора в «Неве» сохраняется при температуре минус 40° С, а температура ее кипения 195° С в «сухом» и 138° С в «увлажненном» состоянии. Но высокая гигроскопичность «Невы» является большим недостатком, поэтому на ее надежную работу можно рассчитывать только в течение года. «Нева», кроме всего прочего, ядовита и огнеопасна. Работать с ней нужно осторожно, т. к. при попадании на кожу этот химикат вызывает сильное раздражение.

«Томь» превосходит по температурным показателям «Неву». Температура ее кипения в «сухом» виде 220° С, а при наличии влаги – 155° С, при этом вязкость при минус 40° С не выше 1500 мм2/с. Основные компоненты, образующие «Томь», – концентрированный гликолевый эфир, полиэфир, бораты. Считается, что «Томь» сохраняет свои эксплуатационные свойства не менее 2 лет.

Наилучшими качествами среди отечественных ТЖ обладает «Роса», являющаяся раствором борсодержащего полиэфира с присадками специального назначения. Эта ТЖ рассчитана на применение в легковых автомобилях. Температура кипения «Росы» в «сухом» состоянии 260° С и 165° С – во «влажном», а срок службы составляет не менее 3 лет.

Смешивать различные ТЖ не желательно, особенно, если не известны их марки. Можно, в случае крайней необходимости, предварительно смешать небольшие объемы. Если жидкости изготовлены на разных основах, то смешивание приведет к расслоению раствора и потере эксплуатационных свойств.

Сегодня в продаже имеется множество импортных ТЖ. Про их состав можно сказать, что это смесь различных эфиров с низкомолекулярными полимерами с добавлением антикоррозионных и антиокислительных присадок. По техническим параметрам, по качеству и своему ресурсу эти продукты, как правило, мало чем отличаются от отечественной «Томи», которая соответствует международным нормам DOT-3 и DOT-4, и «Росы», соответствующей DOT-5.1. Цена же «импорта» значительно выше.

Николай Днепров

Комментарии пользователей

Извините, но у Вас не достаточно прав для добавления комментария.

Авторизация