Для охлаждения двигателей применяют антифризы – это незамерзающие жидкости. Фризер (от англ. замораживать), антифризы приготовляют из двухатомных спиртов (этиленгликоль) СН2ОН – СН2ОН или С2Н4(ОН)2 и дистиллированной воды.
Гликоль (от лат. сладкий) – бесцветная, ядовитая жидкость. В табл. 11.1 дано её сравнение с водой.
|
|
Таблица 11.1 |
Характеристика воды и этиленгликоля |
||
|
|
|
Показатель |
Вода |
Этиленгликоль |
Плотность при 20 оС, кг/м3 |
1000 |
1113 |
Температура застывания |
0 оC |
– 12 оC |
Температура кипения |
100 оC |
198 оC |
Теплоёмкость при 20 оС, КДж/(кг.·К) |
4,18 |
2,42 |
Вязкость при 20 оС, мм2/с |
1 |
20 |
Антифризы готовят путем разбавления этиленгликоля водой. Если в этиленгликоль добавить 38% чистой воды, то температура замерзания антифриза будет – 73 оC. В практике применяют:
Тосол А (концентрированный этиленгликоль); тосол А-40 (температура замерзания не выше – 40 оС, цвет голубой);
тосол А-65М (температура замерзания не выше– 65 оС, цвет красный). На рис. 11.1 показаны емкости с антифризом марки А-40 и А-65.
Рис. 11.1. Антифризы марки А-40 и А-65
При замерзании антифриз образует рыхлую массу, объем увеличивается на 0,2 – 0,3% ,что не приводит к разрушению блока цилиндров и ра-
~101~
диатора системы охлаждения. Недостатки: ядовит, очень токсичен, теплоемкость меньше, чем у воды, меньше интенсивность охлаждения. Тосол марки А-40 получается путем смешивания этиленгликоля (53,7%) с дистиллированной водой (46,3%), его плотность 1078 – 1085 кг/м3. Тосол марки А-65М получается в результате смешивания 62,4% этиленгликоля и 37,6% воды, его плотность равна 1085 – 1095 кг/м3.
На рис. 11.2 приведена диаграмма, позволяющая определять температуру кристаллизации, температуру кипения в зависимости от плотности. Дистиллированная вода имеет плотность 1 г/см3, температуру кристаллизации (замерзания) 0 оС. Пунктиром показано, что при плотности антифриза 1,08 г/см3 его температура кристаллизации будет равна 40 оС. В данном антифризе будет примерно 54% этиленгликоля и 46% дистиллированной воды. Температура кипения 140 оС.
Рис. 11.2. Диаграмма зависимости
температуры кристаллизации, кипения от плотности охлаждающей жидкости
На рис. 11.3 показаны изменение температуры замерзания антифриза в зависимости от содержания в нем воды и этиленгликоля и соответствующая плотность [1]. По плотности определяют марку антифриза и его температуру замерзания.
~102~
Название тосол произошло от двух слов «ТОС» – технология органического синтеза (название лаборатории, в которой получен данный антифриз), «ОЛ» – предпоследние две буквы окончания в названии этиленгликоля. С 1988 г. выпускают антифриз «Лена» трех марок: ОЖ-К, ОЖ-40,
ОЖ-65.
Рис. 11.3. Зависимость температуры замерзания антифризов от их плотности
замерзания |
С |
Температура |
0 |
Плотность, г/см3
Вода, %
Контрольные вопросы и задания
1.Почему опасно применять воду для охлаждения двигателей при отрицательных температурах?
2.Поясните, почему вода интенсивнее охлаждает двигатель, чем антифриз?
3.Что представляют собой низкозамерзающие жидкости?
4.Назовите основные свойства и марки низкозамерзающих жидкостей.
5.Поясните происхождение слова «тосол».
~103~
12. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЖИДКОСТИ
12.1. Жидкости для тормозных систем
На рис. 12.1 приведена схема гидропривода тормозной системы.
Рис. 12.1. Схема тормозной системы: 1 – педаль; 2 – поршень; 3 – цилиндр; 4 – бачок с тормозной жидкостью; 5 – трубопровод; 6 – рабочий поршень; 7 – тормозная колодка;
8 – диск колеса
При помощи педали 1 поршень 2 перемещается вправо, закрывая отверстие бачка 4, давление в цилиндре 3 повышается, достигая 10 МПа (100 атм). По трубопроводу 5 жидкость под давлением передается на рабочий поршень 6, который прижимает тормозную колодку 7 к диску колеса 8. Усилие торможения определяется по формуле
F тор = p ∙S , |
(12.1) |
где р – давление в цилиндре, H/м2; S – площадь рабочего поршня, м2. |
|
Момент торможения |
|
Мтор = F тор ∙ R, |
(12.2) |
где R – средний радиус в зоне трения колодки и диска. Тормозные жидкости должны:
1.Иметь необходимый уровень вязкости и индекс вязкости.
2.Иметь незначительную сжимаемость.
3.Не разрушать резиновые уплотнения.
4.Иметь высокую температуру кипения (200 – 250 ºС).
~104~
5. Не изменять свои свойства в течение длительного срока (3 года). На первых автомобилях применяли тормозную жидкость БСК. Она состояла из 50% бутилового спирта и 50% касторового масла. Данная жидкость обладает хорошими смазывающими свойствами, не разрушает резиновые уплотнения, но имеет низкую температуру замерзания, равную – 20 °C. Позднее появилась жидкость, выполненная на основе двух-
атомных спиртов СН2ОН – СН2ОН (гликолевая смесь).
В настоящее время в основном применяют 3 вида тормозных жидкостей (табл. 12.1).
Характеристика тормозных жидкостей |
Таблица 12.1 |
||||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Показатель |
«Нева» |
«Томь» |
|
«Роса» |
|
(СПб) |
(Кемерово) |
|
(Владимир) |
||
|
|
||||
Цвет |
Желтый |
Желтый |
|
От желтого |
|
до коричневого |
|||||
|
|
|
|||
Кинематическая вязкость, мм2/с: |
|
|
|
||
при +50 °C |
5 |
5 |
|
5 |
|
при +100 °C |
2 |
2 |
|
2 |
|
при – 40 °C |
1500 |
1500 |
|
1700 |
|
Температура кипения, оС |
+200 |
+215 |
|
+260 |
|
|
|
|
|
|
|
Область применения |
|
Для всех автомобилей |
|
||
На рис. 12.2 показан бачок с тормозной жидкостью и его заправка.
Рис. 12.2. Заполнение бачка тормозной жидкостью
«Нева» – тормозная жидкость на основе 51–59% этилкарбитола, 31– 34% диолов, 5% эфиров и 13,5% смесей гликолей и полигликолей, а так-
~105~