Области применения и основные функции жидкостей для гидравлических систем (гидравлических масел)

Классификация технических жидкостей

Назначение техн. жидкостей весьма разнообразно – передача усилий в гидравлических системах, охлаждение двигателей, промывка различных систем и механизмов, обеспечение запуска двигателей при низких температурах и т.д.

К техн. жидкостям относятся:

– жидкости для гидравлических систем (гидравлические масла);

– амортизаторные жидкости;

– масла для гидромеханических передач;

– масла для автоматических трансмиссий;

– жидкости для гидравлических тормозных систем (тормозные жидкости);

–охлаждающие ж. для циркуляционных систем охлаждения ДВС (антифризы);

– жидкости для промывки систем смазки тепловых двигателей;

– стеклоомывающиежидкости;

– консервационные составы;

– моющие вещества (автошампуни);

– средства автокосметики;

Области применения и основные функции жидкостей для гидравлических систем (гидравлических масел).

– смазочные масла, являющиеся рабочим жидким элементом всех объемных гидроприводов и гидродинамических передач, гидромеханизмов и гидросистем, позволяющих осуществить передачу мех. энергии от её источника к удаленному механизму, обеспечивающему необходимую полезную работу.

Основная функция гидравлической жидкости: внешнее давление через замкнутую в системе жидкость передается по всем направлениям, не изменяя величины, воспринимается исполнительными устройствами и приводит их в действие. (из презентации)

Основная функция гидравлических масел заключается в передаче механической энергии от ее источника к месту использования с изменением значения или направления приложенной силы.(из интернета)

По назначению гидравлические масла классифицируются в соответствии с областью применения:

• Гидравлические масла для летательных аппаратов, мобильной наземной, речной и морской техники;
• Гидравлические масла для гидротормозных и амортизаторных устройств различных машин;
• Гидравлические масла для гидроприводов, гидропередач и циркуляционных масляных систем различных агрегатов, машин и механизмов, составляющих оборудование промышленных предприятий.

· Требования к качеству гидравлических жидкостей

· Жидкости для гидросистем должны:

· 1. Иметь оптимальный уровень вязкости и хорошие вязкостно-температурные свойства в широком диапазоне температур, т.е. высокий индекс вязкости.

· Максимальный уровень вязкости жидкости определяется способностью насоса ее прокачивать., очень большое значение имеет возможная минимальная температура окружающей среды, при которой начинается работа системы, поскольку почти у всех жидкостей с понижением температуры вязкость возрастает многократно. Минимальный уровень вязкости жидкости определяется возможностью ее утечек через уплотнение. Кроме того, при пониженной вязкости возрастает износ трущихся деталей систем.

· 2. Иметь высокий антиокислительный потенциал, терм и хим стабильность.

· В процесс работы систем жидкость постоянно находится под воздействием высоких температур, интенсивного перемешивания и прокачки с воздухом. При этом жидкости окисляются, изменяется их вязкость, продукты окисления образуют в системе осадки и отложения, затрудняющие ее работу.

· 3. Быть инертными по отношению ко всем конструкционным элементам системы и одновременно защищать мет детали от коррозии при попадании в систему воды.

· 4. Хорошо фильтроваться через материалы, применяемые для этой цели в широком интервале температур.

· 5. Обладать хорошими деаэрирующими, деэмульгирующими и противопенными свойствами,

· т.е. способностью выделять воздух и не вспениваться при интенсивной перекачке. В противном случае нарушается принцип несжимаемости жидкости и падает мощность системы.

· 6. Обладать хорошими противоизносными свойствами.

· Износ трущихся деталей системы неизбежно приведет к росту потерь жидкости (утечек) и падению мощности системы.

· 7. Иметь тем-ру застывания (кристаллизации) значительно ниже возможной температуры окружающей среды, при которой начинается работа системы.

· Переход в тв состояние сделает работу системы невозможной. Выпадение кристаллов приведет к забиванию фильтров вплоть до отказа системы.

· 8. Не выделять даже небольшое количество газообразных веществ при максимально возможной температуре в системе.В противном случае газообразные продукты также нарушат принцип несжимаемости жидкости.

·

· Требования к маслам, применяемым в гидромеханических передачах

· Многофункциональность масел обусловливает жесткие и во многом противоречивые т ребования к свойствам масла, важнейшими из которых являются вязкостные, фрикционные, противоизносные и антиокислительные.

· Вязкость масла, с одной стороны, должна обеспечить мин потерю мощности и мин сопротивление при его прокачивании через малые диаметры трубопроводов. С другой стороны, масло должно быть достаточно вязким, чтобы обеспечить смазывание раб поверхностей зубьев колеси подшипников, а также исключить потери на испаряемость и утечки через уплотнения. Высокое значение вязкости масла при отрицательных t^◦ затрудняет нормальную работу гидравлической системы управления при запуске техники в холодное время года. Однако, вязкость масла не может быть очень низкой, так как масло должно иметь необходимые фрикционные свойства. При переключении скоростей в редукторе при малой вязкости может произойти проскальзывание фрикционных дисков, а высокая вязкость масла вызовет потери на трение в других узлах гидросистемы.

· Надо вводить противоизн. присадку, но они ↓коэф-ттрения.

· Для ↑ КПД скорости потоков масла в гидромеханических передачах должны быть достаточно высоки. Поэтому, для этих маселсуществует такое понятие, как мин вязкость: масло при отрицательных t должно иметь вязкость, при которой оно хорошо прокачивается.

· Масла для гидромеханических передач должны также обладать хорошими антикоррозионными и антипенными свойствами, совмещаться с различными уплотнительными материалами. В эти масла часто вводят детергентно-диспергирующие (моющие) присадки, препятствующие отложению на поверхностях трения продуктов разложения, образовавшихся в процессе эксплуатации масла.Масла марки: “А”, “Р”, “МГТ”

· Требования к качеству амортизаторных жидкостей

· – технические жидкости для гашения механических колебаний путем поглощения кинетической энергии движущихся масс.

· Особый тип гидравлической жидкости, которая является рабочим телом в гидравлических амортизаторах рычажно-кулачкового и телескопического типа, а также телескопических стойках. Амортизаторные жидкости предназначены для гашения колебаний кузова, являясь упругим элементом подвески, обеспечивающим плавный ход автомобиля даже при движении по бездорожью.

· Основным показателем: кинематическая вязкость при положительных и отрицательных температурах.

· Так, при т-ре ─20°С вязкость не должна превышать 800 мм²/с, так как при более высокой вязкости работа амортизаторов резко ухудшается и происходит блокировка подвески.

· Амортизаторные жидкости должны обладать хорошими смазывающими свойствами, обеспечивая достаточную износостойкость амортизаторов, не должны быть склонны к пенообразованию, так как это снижает энергоемкость амортизаторов и нарушает условия смазывания пар трения.

· Также важными характеристиками являются стабильность против окисления, механическая стабильность, низкая температура замерзания, испаряемость и совместимость с резиновыми уплотнениями.

· Пример жидкостей: МГП-12 «Славол-АЖ», АЖ-12Т, ГРЖ-12, Лукойл АЖ и Атмол АЖ-12

·

· Тормозные жидкости

· Требования к качеству ГТЖ

·  высокую теплоемкостью и теплопроводимость,;

·  низкую температуру начала кристаллизации;

·  высокую температуру кипения, чтобы не образовывать паровых пробок и не испаряться;

·  высокую температуру вспышки, чтобы быть пожаро- и взрывобезопасной;

·  не должна кристаллизироваться с расширением;

·  оптимальную вязкость в рабочем интервале температур;

·  не должна образовывать большого количества пены;

·  жидкость не должна вызывать коррозии металлов и сплавов (стали, чугуна, алюминия, латуни и меди от коррозии);

·  не должна оказывать влияние на конструкционные материалы (резины);

·  жидкость должна оставаться физически стабильной в широком интервале;

·  не должна окисляться под воздействием высоких температур.

·

· Касторовое масло (раньше)

· “+” хорошие смазывающие св-ва

· высокий ИВ

· высокая т-ра кипения

· не оказывает вредноговозд. на резину и Ме

· “-“ недостаточно высокая вязкость

· достаточно высокая температура застывания

· Для ↑вязкости и ↓ т-ры застывания исп. спирты – этиловый, бутиловый, изоамиловый.соотв. названия ЭСК, БСК, АСК

· “-“нарастанием коррозионной агрессивности

· ● низкой температурой кипения

· ● нестабильностью при длительном воздействии использовании

· На гликолевой основе:

· ГТЖ-22: смесь диэтиленгликоля (65%), этилкарбитола (32%) и этилцеллозольва (3%). Жидкость ГТЖ-22 превосходила жидкости на касторовой основе по т-ре застывания, стаб. при низких т-рах (─50°С), т-ре кипения, т-ре вспышки, уступая только по смазочным свойствам.

· В дальнейшем при разработке новых тормозных жидкостей на

· гликолевой основе в их состав вовлекались гликолевые борсодержащие полиэфиры, отличающиеся более высокими температурами кипения. Жидкости на гликолевой основе достаточно дороги, оказывают вредное воздействие на слизистые оболочки человека.

· На масл. основе

· Нефтяные масла не обеспечивают надежной работы гидросистем при низких т-рах вследствие многократного возрастания вязкости. Однако, современные синтетические маловязкие углеводородные масла позволяют получать удовлетворит.результаты. При этом, возникают вопросы совместимости с резинами, но по остальным показателям ув жидкости значительно превосходят касторовые и гликолевые.

· Классификация ГТЖ

· Для классификации применяют два основных стандарта:

· - SAE J1703

· -нормы DOT (сокр. от United States Department of Transportation: Департамент транспорта США, занимающееся вопросами безопасности транспорта и разработавший спецификацию миним. треб-ий к хар-кам тормозных жид в своем стандарте FMVSS №116)

· В наст. вр. изготовители, как правило, указывают соответствие жидкости нормам DOT.

· Стандарт обозначает классы ГТЖ как DOT 3, DOT 4, DOT 5 и DOT 5.1, однако на отеч. рынке есть ГТЖ с маркировками DOT 4.5 и DOT 4+. Последний скорее всего является тем же самым, что и DOT 4.5 и оба не классифицируются американским стандартом.

· Основа во всех ГТЖ, кроме DOT 5, - полиэтиленгликоль в сочетании с полиэфирами борной к-ты, а в DOT 5 - силикон. Тормозные жид DOT 3, DOT 4 и DOT 5.1 имеют одну основу => взаимозаменяют друг друга без каких-либо проблем, по крайней мере в пределах одного произв-ля. При смеш-ии жид на гликолевой основе (DOT 3, DOT 4, DOT 5.1) с DOT 5 на силикон. основе происходит хим. реакция, в рез-те кот. получается состав, не отвечающий никаким треб-ям ГТЖ и явл-ся агрессивным по отн-ю к материалу уплотнителей. Замена гликолевой ГТЖ на силиконовую возможна, но для этого требуется предвар-но прочистить и тщательно просушить всю тормозную систему от старой ГТЖ.

· Так же отдельно сущ-ет класс жидкостей DOT 5.1/ABS, предназначенный специально для машин с системой антиблокировки колёс, в состав которого входят как гликолевые, так и силиконовые соед-я, делающие эту жид несовместимой ни с одной другой.

· Охлаждающие жидкости

· Этиленгликолевые жидкости.

· Недостаток: коррозионное воздействие на металлы, устраняется введением специальных присадок.

· При застывании водно-этиленгликолевая жидкость не кристаллизуется монолитно с расширением, как вода, и не разрушает рубашку охлаждающей системы.

· В качестве компонента низкозастывающих жидкостей могут применяться и другие гликоли ─ пропиленгликоль, диэтиленгликоль и триэтиленгликоль. Их смеси с водой уступают этиленгликолевым по температурам застывания и вязкостно-температурным свойствам.

·

· Водно-глицериновые смеси также могут с использоваться в качестве низкозастывающих охлаждающих жидкостей. Они имеют низкую температуру кристаллизации (-47 ° Спри концентрации глицерина 67%) и высокую температуру кипения (выше 110°С). Имеют лучшие смазывающие свойства по сравнению с этиленгликоевыми и не оказывают коррозионного воздействия на металлы, однако имеют более высокую вязкость и стоимость.

·

· Водно-спиртовые жидкоститакже могут применяться в качестве антифризов. Низшие спирты ─ метиловый, этиловый и изопропиловый ─ смешиваются с водой в любых концентрациях. Эти смеси имеют низкие температуры кристаллизации, однако температуры кипения их ниже 100°С. Этого недостатка лишены водно-спирто-глицериновые смеси, но эти смеси в процессе эксплуатации образуют коррозионно-агрессивные продукты.

·

· Солевые антифризы. В качестве антифризов могут применяться водные растворы хлористого кальция, хлористого натрия, хлористого магния и лактата натрия. Однако вызывают сильнейшую электрохимическую коррозию и их можно применять только в специальных системах (например, пластиковых).

·

· Нефтяные антифризы. В районах крайнего Севера в качестве антифризов иногда применяют авиационные или дизельные топлива (ТС-1, ДА, Т-6 и другие). Эти продукты представляют собой высокоочищенные низкозастывающие нефтяные фракции. Теплоемкость и теплопроводность их значительно ниже, чем у воды. При попадании в такие жидкости воды они при температуре 100°С бурно вскипают с выбросом из системы охлаждения. Однако, в условиях удаленности, плохого снабжения, а также принимая во внимание чрезвычайно низкие температуры окружающего воздуха и дешевизну таких "антифризов", факты их применения отмечаются и до настоящего времени.

·

· Типы охлаждающих жидкостей.

· Все современные автомобильные охлаждающие жидкости (антифризы) состоят из этиленгликоля, воды и присадок. Именно присадки («пакет присадок») определяют «лицо» антифриза, его антикоррозионные и антикавитационные свойства, срок эксплуатации, стоимость.

· Антифризы реализуются либо в виде концентратов, либо в виде готовых к применению жидкостей. Концентрат антифриза (иногда для него используется аббревиатура «ОЖ-К») содержит только один базовый компонент — этиленгликоль.

· По составу пакетов присадок современные антифризы делятся на три типа — «карбоксилатные», «гибридные» и «традиционные». Отдельную группу составляют специальные антифризы для «тяжело нагруженных» двигателей, которые устанавливаются на карьерных грузовиках и бульдозерах.

· Карбоксилатные антифризы считаются лучшими, как по своим свойствам, так и по огромному сроку эксплуатации. Отличаются от других антифризов по технологии производства пакета присадок, основу которого составляют соли карбоновых кислот (карбоксилаты). В технической литературе и в названиях антифризов встречаются следующие термины для обозначения карбоксилатных технологий: OAT (Organic Acid Technology), LLC (Long Life Coolant), XLC (eXtended Life Coolant), SNF (Silicate Nitrite Free), SF (Silicate Free), G12. Принципиальное отличие карбоксилатной технологии от других технологий состоит в том, в ней отсутствуют неорганические присадки, характерные для «традиционных» антифризов.

·

· Гибридные антифризы — срок их службы меньше, чем у карбоксилатных — в среднем 3 года. В состав их пакетов присадок также входят соли карбоновых кислот и небольшие добавки силикатов (европейская технология) или фосфатов (японская и корейская технологии). В технической литературе гибридные антифризы обозначают: Hybrid Technology, NF (Nitrite Free), G11

·

· Традиционные антифризы — устаревшие. Пакеты присадок таких антифризов состоят из различных комбинаций неорганических веществ — силикатов, фосфатов, боратов, аминов, нитритов. Сегодня они используются в старых моделях автомобилей.

· Большинство антифризов, выпускаемых в России относится к традиционному типу. В подавляющем большинстве это, так называемые «силикатные» антифризы и Тосолы, то есть жидкости, содержащие соединения кремния (силикаты) в сочетании с перечисленными выше неорганическими присадками. Основной недостаток — малый срок эксплуатации, не более 60 тысяч км, и возможность выпадения силикатных гелей («сгустков»), силикатных осадков, нарушающих тепловой отвод. Силикатные антифризы также не защищают от кавитации.

· Применение силикатных антифризов запрещено в большинстве зарубежных автомобилей.

·

· Антифризы для «тяжело нагруженных» двигателей.

· Основная проблема этих двигателей, вызываемая охлаждающими жидкостями, — кавитация гильз. В соответствии с этим производители тяжелых двигателей предъявляют очень жесткие требования к антифризам, главное из которых — способность противостоять кавитации.

· Единых требований к антифризам у производителей тяжелой техники нет, за исключением, пожалуй, одного: антифриз не должен быть силикатным, потому что силикатные антифризы не обеспечивают защиты от кавитации.