1.2 Основные определения и понятия

Бензин, подаваемый в систему питания двигателя с искровым зажиганием, образует с воздухом топливовоздушную смесь. Для полного сгорания необходимо обеспечить однородность смеси с определенным соотношением паров бензина и воздуха, состав рабочей смеси определяется дозирующим устройством карбюратора. Образование рабочей смеси происходит сначала в смесительной камере карбюратора и заканчивается в цилиндрах двигателя.

При изменении температуры бензина изменяется его плотность и вязкость. При снижении температуры бензина возрастает его плотность, что приводит к увеличению расхода топлива. Снижение температуры одновременно вызывает увеличение вязкости бензина, а это приводит к уменьшению его расхода.

На образование горючей смеси и интенсивность ее сгорания в дизельных двигателях влияют давление, испаряемость топлива, его химический состав. Температура самовоспламенения топлива и период задержки воспламенения (время с момента начала подачи топлива до его самовоспламенения) определяются его химическим составом, имеющим основное значение в рассматриваемых процессах.

Процессу самовоспламенения топлива в любом дизеле предшествует период задержки τ, когда в камере сгорания происходят физические (распыл, перемешивание с воздухом, нагревание, испарение) и сложные химические (различные стадии окисления молекул топлива) процессы. В результате выделения энергии и накапливания тепла температура повышается, и топливо воспламеняется.

Температурой самовоспламенения топлива называют такую температуру, до которой необходимо нагреть топливо в смеси с кислородом воздуха, чтобы начался процесс горения.

Можно выделить следующие периоды: начало горения, период быстрого горения, период замедленного горения, линия расширения, где происходит догорание. Основное количество тепловой энергии – до 70% выделяется в период быстрого горения, когда максимальное нарастание давления соответствует подходу поршня к в. м. т., а горение не заканчивается, так как подача топлива продолжается и заканчивается в начале периода замедленного горения (выделяется около 20% энергии). Чтобы на линии расширения не происходило догорания топлива (повышение вязкости, утяжеление фракционного состава, увеличение в топливе смолисто-асфальтовых соединений увеличивают продолжительность этого процесса), необходимо, чтобы оно полностью сгорело к концу периода замедленного горения.

Для процесса сгорания смеси в дизельных двигателях характерно образование по внешней оболочке струи вспрыскиваемого топлива объемных очагов пламени, количество которых определяется интенсивностью протекания предпламенных реакций величиной периода задержки воспламенения. Если он небольшой, то процесс сгорания протекает благоприятнее, облегчается пуск, обеспечивается мягкая и устойчивая работа двигателя.

Минимальный период задержки воспламенения характерен для топлива с большим количеством легкоокисляющихся углеводородов. Поэтому парафиновые углеводороды нормального сгорания наиболее желательны в топливе для быстроходных дизелей (в бензинах они вызывают детонационное сгорание).

Бензины

Для двигателей внутреннего сгорания с принудительным воспламенением в качестве топлива используется бензин. Бензин представляет собой смесь углеводородов, выкипающих при температуре от 40 до 210 °С.

Топлива для карбюраторных двигателей должны иметь такие физико-химические свойства, которые обеспечивали бы:

• нормальное и полное сгорание полученной смеси в двигателях (без возникновения детонации);

• образование топливовоздушной смеси требуемого состава;

• бесперебойную подачу бензина в систему питания двигателя;

• отсутствие коррозии и коррозионных износов деталей двигателя;

• возможно меньшее образование отложений во впускном трубопроводе, камерах сгорания и других частях двигателя;

• сохранение качества при хранении, перекачках и транспортировке;

• образовывать минимальное количество продуктов сгорания, загрязняющих окружающую среду.

Дизельные топлива

Дизельное топливо – это нефтяная фракция, основу которой составляют углеводороды с температурами кипения в пределах от 200 до 350°С. Дизельное топливо – прозрачная, более вязкая, чем бензин, жидкость. Его окраска зависит от содержащихся смол и меняется от желтого до светло-коричневого цвета.

Для обеспечения в быстроходных дизельных двигателях полного и качественного сгорания топлива к нему предъявляются следующие важнейшие эксплутационные требования, которые обеспечивают:

бесперебойную подачу топлива как из бака к топливной аппаратуре, так и в цилиндры двигателя;

надежное смесеобразование, т.е. обладание оптимальными вязкостью, плотностью, фракционным составом, поверхностным натяжением и давлением насыщенных паров;

хорошую воспламеняемость, что обеспечивает мягкую работу двигателя, полное сгорание без образования сажи и особо токсичных и канцерогенных продуктов в отработавших газах;

минимальное образование нагара и отложений в зоне распылителей форсунок и в камере сгорания;

минимальную коррозионную активность;

возможно большую физическую стабильность при длительном хранении и транспортировке;

невысокую токсичность.

Моторные масла

Моторными маслами называют масла, применяемые в двигателях внутреннего сгорания, для их смазывания. Условия работы масел в двигателях внутреннего сгорания постоянно ужесточаются. Форсирование нагрузочных и скоростных режимов двигателей, уменьшение удельной емкости системы смазки приводят к росту температуры основных двигателей и, как следствие, к интенсификации процессов окисления масел.

Основное назначение системы смазки в двигателе автомобиля, где моторное масло является рабочим телом, осуществлять подвод масла к трущимся деталям двигателя для уменьшения трения и износа за счет создания на трущихся поверхностям масляной пленки. Для этого двигатели внутреннего сгорания имеют разветвленную систему циркуляционной смазки трущихся деталей. Под давлением масло поступает почти во все подшипники скольжения двигателя. В некоторых двигателях под давлением смазываются направляющие толкателей, поршневые пальцы в подшипнике верхней головы шатуна, подшипники вала привода распределителя зажигания, вала привода водяного насоса высокого давления. К остальным трущимся поверхностям (цилиндры, поршни, шестерни распределения и др.) масло поступает разбрызгиванием.

От качества применяемого моторного масла зависит работа двигателя. Масло должно соответствовать конструкции смазочной системы двигателя, условиям эксплуатации, качеству применяемого топлива.

Основная функция, которую выполняют моторные масла, - это снижение трения и износа трущихся деталей двигателя за счет создания на их поверхностях прочной масляной пленки. Одновременно моторные масла должны обеспечивать:

• уплотнение зазоров в сопряжениях работающего двигателя и, в первую очередь, деталей цилиндропоршневой группы;

• эффективный отвод тепла от трущихся деталей, удаление из зон трения продуктов износа и других посторонних веществ;

• надежную защиту рабочих поверхностей деталей двигателя от коррозионного воздействия продуктов окисления масла и сгорания топлива;

• предотвращение образования всех видов отложений (нагаров, лаков, зольных отложений, шламов) на деталях двигателя при его работе на различных режимах;

• высокую стабильность при окислении, механическом воздействии и обводнении, т.е. сохранении первоначальных свойств, как в многообразных условиях применения, так и при длительном хранении;

• нейтрализацию кислот, образующих при сгорании топлива и окисление масла;

• малый расход масла при работе двигателя;

• большой срок службы масла до замены без ущерба для надежности двигателя.

Выполнение указанных функций моторными маслами возможно только в том случае, если их качество будет удовлетворять ряду эксплуатационных требований:

• обладать оптимальными вязкостными свойствами, предопределяющими надежную и экономичную работу агрегатов на всех эксплуатационных режимах;

• иметь хорошую смазывающую способность, чтобы предотвращать интенсивное изнашивание трущихся деталей;

• обладать достаточной химической стойкостью, обеспечивающей минимальное изменение свойств смазочного материала в процессе применения;

• иметь высокую моющую, диспергирующе-стабилизирующую способность, обеспечивающую чистоту деталей двигателя;

• обладать высокой термической и термоокислительной стабильностью, что позволяет повысить предельную температуру нагрева масла в картере, увеличить срок замены;

• иметь высокие противозадирные свойства;

• обладать устойчивостью к процессам испарения, вспенивания и образования эмульсий, а также к выпадению присадок;

• надежно защищать трущиеся поверхности и другие металлические детали от коррозионного воздействия как во время работы, так и при хранении автомобилей;

• быть совместимыми с материалами уплотнения;

• малой летучестью, низким расходом на угар.

Трансмиссионные масла

Основное назначение трансмиссионных масел – смазка высоконагруженных зубчатых механизмов силовой передачи подшипников и других деталей и узлов автомобилей. В автомобильных трансмиссиях используются спирально-конические, червячные и гипоидные передача. Масла для гидродинамических и гидрообъемных передач также относят к трансмиссионным, хотя условия работы в них несколько специфичны. Так, в гидродинамических передачах масло является прежде всего средством передачи мощности и средой, которая заполняет регулирующие системы.

Доля трансмиссионных масел в общем потреблении смазочных материалов составляет 0,3-0,5% в зависимости от параметров автомобилей. Близок к этой цифре и расход масел по отношению к потреблению топлива (примерно 0,5%). Однако, несмотря на относительно невысокий «удельный вес» масел, их значение для обеспечения оптимальных условий эксплуатации автомобилей чрезвычайно велико.

К наиболее важным функциям, которые выполняют масла, относят:

• уменьшение износа всех деталей трансмиссии;

• снижение потерь энергии, передаваемой от двигателя к ходовой части автомобиля;

• отвод тепла, вымывание и удаление из зон трения продуктов износа и других загрязняющих масло примесей;

• отсутствие коррозионной агрессивности по отношению к деталям трансмиссии;

• снижение вибрации и шума шестерен и защита их от ударных нагрузок;

• отсутствие вспенивания возможно меньшее изменение свойств масла при работе смазываемых им механизмов.

Для соответствия этим требованиям трансмиссионные масла должны характеризоваться:

• пологой вязкостно-температурной кривой и сравнительно малой вязкостью в области отрицательных температур;

• высокими противоизносными, противозадирными и противопиттинговыми свойствами;

• хорошей термической и термоокислительной стабильностью;

• стойкой к образованию эмульсий с водой;

• высокой физической стабильностью в условиях длительного хранения;

• минимальным воздействием на резинотехнические уплотнительные материалы, лаки, краски и пластмассы.

Условия работы трансмиссионных и моторных масел существенно отличаются друг от друга. Температурный режим, частота вращения шестерен (скорость относительного скольжения трущихся поверхностей зубьев), удельное давление в зоне их контакта – основные факторы, предопределяющие условия работы масла в зубчатой передаче. Весьма существенны здесь и влияние металла, использованного для изготовления деталей трансмиссии, и их конструктивные особенности.

Пусковые свойства масел и его работоспособность должны обеспечиваться в диапазоне температур от -60 до +150 °С.

Температура масла в агрегатах трансмиссии колеблется в широких пределах, а это влияет и на интенсивность истирания зубьев шестерен. Так, при понижении температуры масла с +20 до – 20 °С она возрастает не менее, чем вдвое, а при понижении до -30 °С – вчетверо. С повышением температуры интенсивность изнашивания замедляется, и постепенно этот процесс при температуре масла 70-80 °С и воздуха 30-40 °С стабилизируется.

При оценке температурного режима работы масла в зубчатых передачах различают минимальную, максимальную и среднеэксплуатационную температуры. Минимальная температура характерна для момента начала работы передачи после длительного перерыва. Она равна наиболее низкой температуре окружающего воздуха. Максимальная температура устанавливается при экстремальных для данной передачи условиях работы. За среднеэксплуатационную принимают наиболее вероятную во время эксплуатации передачи температуру. Два последних критерия зависят от ряда факторов, среди которых температура воздуха, эксплуатационные условия, вязкость масла, его уровень в картере передачи.

Такие характеристики, как скорость скольжения (от 1,5 до 25 м/с) и удельные нагрузки на поверхности зубьев (от 0,5 до 4 ГПа в полюсе закрепления), во многом определяют возможность применения масла в передаче того или иного типа. Так, например, вследствие резкого увеличения вязкости масла при указанных нагрузках условия смазки в зоне контакта ухудшаются.

По уровню напряженности работы зубчатых передач трансмиссионные масла можно разделить на следующие группы:

- универсальные, обеспечивающие работу всех типов зубчатых передач и других трущихся деталей агрегатов трансмиссий;

- общего назначения для цилиндрических, конических и червячных передач автомобилей;

- для гипоидных передач грузовых и легковых автомобилей: сочетание высокой скорости относительного скольжения профилей зубьев с высокими давлениями обусловливает крайне неблагоприятные условия трения, поэтому необходимы масла с высокоэффективными противозадирными присадками;

- для гидромеханических передач;

- для гидрообъемных передач.

Общее требование для всех масел – надежное разделение контактирующих зубьев шестерен, защита поверхностей от износа, снижение потерь на трение.

В зависимости от климатических условий в перечисленные группы могут входить летние, зимние, всесезонные, северные и арктические масла, различающиеся вязкостно-температурными свойствами.

Пластичные смазки

Пластичные смазки применяют в тех узлах трения автомобилей, в которых не удерживается масло или невозможно обеспечить непрерывное пополнение его запаса. Поэтому для ряда узлов и механизмов автомобиля используют густые мазеобразные продукты – пластичные смазки.

Основное назначение смазок такое же, как и масел, - уменьшение износа деталей, снижение коэффициента трения и защита металлов от коррозии. Их применяют в основном для смазывания таких узлов трения, из которых жидкие смазочные материалы – масла вытекают или которые подвергаются сильному воздействию грязи, пыли и работают в условиях влажной среды (соединения ходовой части, тяги рулевого управления, а также отдельные узлы двигателя и трансмиссии).

Согласно одному из терминологических определений, отражающему объемно-механические свойства, пластичной смазкой называют систему, которая при малых нагрузках проявляет свойства твердого тела; при некоторой критической нагрузке смазка начинает пластично деформироваться (течь подобно жидкости) и после снятия нагрузки вновь приобретает свойства твердого тела. Ранее употребляющийся термин «консистентные смазки» не связан с их особенностями и поэтому не применяется.

Смазки по своему составу являются сложными веществами. В простейшем случае они состоят из двух компонентов – масляной основы (дисперсионная среда) и твердого загустителя (дисперсная фаза). Сочетая в себе свойства твердого тела и жидкости, пластичные смазки в качестве твердой модели могут быть представлены, например, как кусок ваты, пропитанной маслом. Волокна соответствуют частицам дисперсной фазы, а масло, удерживаемое в вате, - дисперсионной среде смазки.

К основным эксплуатационным характеристикам пластичных смазок относят: предел прочности, вязкость, коллоидную стабильность, температуру каплепадения, механическую стабильность, водостойкость и др.

Пределом прочности смазки называют то минимальное удельное напряжение, при котором происходит разрушение каркаса смазки в результате сдвига одного ее слоя относительно другого. Предел прочности определяют на приборе, называемом пластометром. На этом приборе определяют давление (по манометру), при котором происходит сдвиг слоев смазки в капилляре – предел прочности сдвига – τt. Этот показатель характеризует способность смазок удерживаться в узлах трения, противостоять сбросу с движущихся деталей (например, подшипников) под давлением инерционных сил и удерживаться на наклонных и вертикальных поверхностях, не стекая и не сползая. Когда напряжение сдвига превышает предел прочности, смазки начинают течь.

Предел прочности смазки зависит от температуры (с ее повышением чаще всего снижается) и скорости приложения силы. При невысоком пределе прочности смазки плохо удерживаются в негерметизированных узлах трения. В то же время смазки с высоким пределом прочности не поступают к трущимся поверхностям, хотя смазочного материала в механизме достаточно. Для предотвращения сброса смазок с сепараторов подшипников предел прочности сдвига должен быть не менее 180-200 Па при температуре 50 ºС. Для обычных рабочих температур предел прочности не должен превышать 300-500 Па; а минимальное значение в рабочей зоне с наибольшей температурой должно быть не ниже 100-200 Па.

Вязкостно-температурные свойства смазок влияют на сопротивление вращению подшипников, а, следовательно, на легкость вращения при низких температурах. Вязкость смазок зависит от скорости деформации.

Вязкость пластичных смазок отличается от понятия вязкости жидкостей, так как пластичные смазки обладают структурной вязкостью. Особенностью вязкости пластичных смазок является ее зависимость не только от температуры, но и от градиента скорости сдвига – чем выше градиент скорости сдвига, тем меньше вязкость смазки при данной температуре.

Для характеристики этого свойства применяют понятие «эффективная вязкость смазки», под которой подразумевают вязкость ньютоновской жидкости, оказывающей при данном режиме течения такое же сопротивление сдвигу, как и смазка.

Когда смазка начинает течь (после разрушения связей структурного каркаса), подобно жидкости, при постоянной температуре с увеличением скорости течения – деформации (измеряют в с‾¹), вязкость смазки понижается в сотни и тысячи раз. Обычно вязкость смазки и их вязкостно-температурные характеристики определяют при 10 с‾¹.

«Эффективную вязкость» определяют на автоматических капиллярных вискозиметрах АКВ-2, АКВ-4. вязкость смазок определяют в диапазоне температур от -70 до 100 °С. При помощи пружины смазка продавливается через капилляр с переменной скоростью, что фиксируется самописцем. Повышенная вязкость дисперсной среды приводит к повышению момента сопротивления (подшипников) и, следовательно, к повышению энергетических потерь. Вязкостно-скоростную характеристику выражают как отношение величин вязкости смазок при постоянной температуре, но при двух различных скоростях деформации. Вязкостные характеристики относятся к одним из важнейших эксплуатационных показателей. Пусковые характеристики механизмов, потери при работе различных узлов трения во многом зависят от вязкости смазок, которая в условиях минимальной рабочей температуры и скорости деформации 10‾¹ не должна превышать 15-20 тыс. Па · с.

Коллоидная стабильность смазки – это ее способность сопротивляться отделению дисперсионной среды – масла при хранении и в процессе применения. Отпрессовывание масла из смазки увеличивается и ускоряется с повышением температуры, приложением к ним одностороннего давления, под действием центробежных сил, в сужениях мазепроводов, на входе в фильтры и в других аналогичных условиях.

Сильное выделение мыла, тем более распад смазки недопустимы, однако для обеспечения нормальной работы трущихся поверхностей небольшое выделение масла желательно, если этот процесс протекает медленно и равномерно на протяжении всего срока службы смазки в подшипнике.

Для оценки коллоидной стабильности смазок используют различные приборы, основанные на отпрессовывании масла под действием постоянного груза или сжатого воздуха. Хорошей коллоидной стабильностью обладает смазка с показателями от 0 до 5%, удовлетворительной – от 5-15%, низкой – более 15%.

Температурой каплепадения (tкапл.) называют такую температуру, при которой падает первая капля смазки, помещенной в капсюле специального прибора, нагреваемого в стандартных условиях. Температура каплепадения зависит в основном от вида загустителя и в меньшей степени от его концентрации. Отсюда и подразделение смазок на низкоплавкие Н (tкапл. До 60 °С), среднеплавкие С (tкапл. = 60 ° до 100 °С) и тугоплавкие Т (tкапл. > 100 °С). Во избежание вытекания смазки из узла трения температура каплепадения должна превышать температуру трущихся деталей на 15-20 °С.

Учитывая, что температура в узлах трения не превышает 110-120 °С, а температура каплепадения, например, литиевых смазок может достигать 190 °С, с появлением новых типов смазок, приготовленных на тугоплавких загустителях, этот показатель, кроме углеводородных смазок, для всех остальных утратил свое решающее значение. В сочетании с другими характеристиками по температуре каплепадения определяют тип анализируемой смазки.

Механическая стабильность – важный эксплуатационный показатель, характеризующий способность смазок противостоять разрушению. В результате длительного механического воздействия предел прочности и вязкость у смазок могут уменьшаться (при дальнейшем отдыхе эти показатели или не меняются, или возрастают). Смазки с плохой механической стабильностью быстро разрушаются, разжижаются и вытекают из узлов трения. Особенно это опасно там, где вся смазка вовлекается в процесс деформирования (подшипники скольжения, шарниры, плоские опоры и др.).

Однако в ряде случаев механически нестабильные смазки применять можно: они могут достаточно хорошо работать в надежно герметизированных узлах трения, если уплотнительные устройства препятствуют вытеканию смазки из узла или если она удерживается в нем капиллярными силами. В этих случаях разрушение смазки не будет ухудшать работу механизма.

Если смазка при отдыхе после разрушения сильно затвердевает, то она перестает поступать к рабочим поверхностям. В этом случае нередко затрудняется пуск и работа узла трения. Полноценная смазка не должна значительно изменять свои свойства ни в процессе работы (деформации), ни в последующем отдыхе. Для определения механической стабильности смазок применяют прибор, называемый тиксометром: на нем измеряют предел прочности до и после разрушения смазки.

Превосходя по консервационным свойствам масла, смазки предотвращают коррозию металлов в условиях 100%-ной относительной влажности в течение многих месяцев и лет даже в слоях толщиной порядка сотых долей миллиметра.

Консистентность (густота). Для определения консистентности (степени мягкости) смазок используют прибор – пенетрометр. На пенетрометре измеряют глубину погружения в смазку стандартного конуса под действием собственного веса (150 г). Если в течение 5 с конус погрузится в смазку на 20 мм, то число пенетрации такой смазки условно принимают равным 200. выражается пенетрация в градусах, соответствующих числу десятых долей мм глубины погружения конуса иглы в смазку. Число пенетрации всегда определяют при комнатной температуре (25 °С). Чем мягче смазка, тем больше число пенетрации.

За рубежом показателем пенетрации широко пользуются, так классификация Национального института (США) основана на делении смазок по числу пенетрации.

Технические жидкости

Надежность работы двигателей во многом зависит от состояния системы охлаждения и качества охлаждающей жидкости, которая должна удовлетворять следующим требованиям:

• обладать высокой температурой кипения и теплотой испарения;

• возможно большей удельной теплоемкостью и теплопроводностью;

• низкой температурой застывания (не выше – 60 °С);

• иметь небольшую вязкость (1 мм²/с);

• не вызывать коррозии металлов и сплавов, с которыми соприкасается;

• не разрушать резиновые изделия, используемые в системе охлаждения;

• не образовывать отложений;

• не вспениваться во время работы двигателя;

• жидкость должна быть недефицитной, дешевой, безопасной в пожарном отношении и безвредной для здоровья.

Тормозные жидкости, находящиеся в гидроприводе тормозной системы автомобилей, передают энергию исполнительным механизмам.

Надежная работа тормозной системы – необходимое условие безопасной эксплуатации автомобиля. Тормозная жидкость, являясь ее функциональным элементом, должна отвечать определенным техническим требованиям.

Температура кипения. Это важнейший показатель, определяющий предельно-допустимую рабочую температуру гидропривода тормозов. Температура кипения большей части современных тормозных жидкостей в процессе эксплуатации снижается из-за их высокой гигроскопичности. Это происходит в результате попадания воды, главным образом за счет конденсации воздуха. Поэтому наряду с температурой кипения «сухой» тормозной жидкости определяют температуру кипения «увлажненной» жидкости, содержащей 3,5% воды.

Температура кипения «увлажненной» жидкости косвенно характеризует температуру, при которой жидкость будет «закипать» через 1,5-2 года ее работы в гидроприводе тормозов автомобиля. Для обеспечения надежности работы тормозов необходимо, чтобы рабочая температура жидкости в гидроприводе была выше, чем в тормозной системе.

Многолетние эксплуатационные наблюдения показывают что температура жидкости в гидроприводе тормозов грузовых автомобилей обычно не превышает 100 °С. В условиях интенсивного торможения, например на горных дорогах, температура может подняться до 120 °С и более.

Температура жидкости в легковых автомобилях с дисковыми тормозами при движении по магистральным автострадам составляет 60-70°С, в городских условиях достигает 80-100 °С, на горных дорогах 100-120 °С, а в экстремальных ситуациях (при высоких скоростях движения, высокой температуре воздуха и интенсивном торможении) – до 150 °С. В некоторых случаях (спецмашины, спортивные автомобили и т.д.) температура жидкости может превышать указанные значения.

Следует подчеркнуть, что начало образования паровой фазы тормозных жидкостей при нагреве, а следовательно и паровых пробок в гидроприводе тормозов, происходит при температуре на 20-25 °С ниже температуры кипения жидкости. Это обстоятельство принимается во внимание при установлении показателей качества тормозных жидкостей.

Согласно требованиям международных стандартов температура кипения «сухой» и «увлажненной» тормозной жидкости должна иметь значения соответственно не менее 205 и 140 °С для автомобилей при обычных условиях их эксплуатации и не менее 230 и 155 °С – для автомобилей, эксплуатирующихся на режимах с повышенными скоростями или с частыми и интенсивными торможениями, например, на горных дорогах. Следует иметь в виду, что на автомобиле, остановившемся после интенсивных торможений, температура жидкости может некоторое время повышаться за счет теплоты тормозных колодок, так как их охлаждение прекращается из-за отсутствия встречного потока воздуха.

Вязкостно-температурные свойства. Процесс торможения обычно длится несколько секунд, а в экстренных условиях доли секунды. Поэтому необходимо, чтобы сила, прилагаемая водителем к педали тормоза, с помощью рабочей жидкости быстро передавалась на колесные тормоза. Для этого жидкость должна обладать необходимой текучестью, которая определяется максимально допустимой вязкостью при температуре -40 °С: не более 1500 мм²/с для жидкостей общего назначения и не более 1800 мм²/с – для высокотемпературных жидкостей. Жидкости в автомобтлях, эксплуатируемых в северных районах, должны иметь вязкость не более 1500 мм²/с при температуре -55 °С. Вязкость при температуре +50 °С должна иметь не менее 5,0 мм²/с.

Антикоррозийные свойства. В гидроприводе тормозов детали из различных металлов соединяются между собой, что создает условия для возникновения электрохимической коррозии. Для ее предотвращения жидкости должны содержать ингибиторы коррозии.

Эффективность ингибиторов коррозии оценивается по изменению массы и состоянию поверхности пластин из стали, чугуна, белой жести, алюминия, латуни, меди после их выдерживания в тормозной жидкости, содержащей 3,5% воды, в течение 120 ч при 100 °С.

Совместимость с резиновыми уплотнениями. Герметичность тормозной системы достигается путем использования резиновых уплотнительных манжет.

В результате небольшого набухания манжет под воздействием тормозной жидкости их уплотнительные кромки плотно прилегают к стенкам цилиндра.

Однако излишнее набухание манжет недопустимо, так как может произойти их разрушение при перемещении поршней, а чрезмерное уплотнение манжет может вызвать утечку жидкости в тормозной системе.

Чтобы определить, как проявят себя манжеты в эксплуатации, проводят испытание на набухание резины. Для этого манжеты или образцы резины, из которой выполнены манжеты, выдерживают в тормозной жидкости при температурах 70 ° и 120 °С. После этого определяют изменение объема, твердость и диаметр манжет.

Смазывающие свойства. Влияние жидкости на износ рабочих поверхностей тормозных поршней, цилиндров, манжетных уплотнений зависит от ее смазывающих свойств, которые проверяются при стендовых испытаниях, имитирующих работу гидропривода тормозов в тяжелых условиях эксплуатации.

Стабильность при высоких и низких теипературах. Тормозные жидкости должны сохранять исходные показатели в интервале рабочих температур от -50 до 150 °С. При хранении и применении они должны противостоять окислению и расслаиванию, образованию осадков и отложений на деталях гидропривода тормозов.

Качество тормозных жидкостей оценивается, по результатам лабораторных, стендовых и эксплуатационных испытаний.

Для обеспечения гашения колебаний кузова автомобиля устанавливают амортизаторы. Амортизаторы, установленные на автомобилях, смягчают толчки и удары, вызываемые неровностями дороги, повышают плавность движения автомобиля. От работы амортизаторов зависит срок службы автомобиля, допустимая скорость его движения. Амортизаторные жидкости являются «рабочим телом» в гидравлических амортизаторах рычажно-кулачкового и телескопического типа, а также в телескопических стойках.

Работа амортизатора основана на использовании свойства жидкости ее несжижаемости и способности мгновенной и равномерной передачи нагрузки по всем направлениям. Амортизаторные жидкости должны иметь: хорошие смазывающие и антикоррозийные свойства; подвижность во всем диапазоне температур – от -50 °С до 140 °С; высокую термоокислительную стабильность, обеспечивающую бессменную работу до 100 тыс. км пробега; обладать хорошими вязкостно-температурными свойствами. При температуре -20°С вязкость не должна превышать 800 мм²/с.

При увеличении вязкости увеличивается жесткость работы амортизаторов, что может привести их к блокировке.

Амортизаторные жидкости не должны быть склонны к пенообразованию. Увеличение пены увеличивает сжимаемость жидкости. Причиной пенообразования является проникновение воздуха в амортизаторы и ее диспергирование в жидкости в виде мельчайших пузырьков.

Кроме того, амортизаторные жидкости должны быть совместимы с резиновыми уплотнителями.

Амортизаторные жидкости представляют собой маловязкие масла, содержащие следующие присадки – вязкостную, депрессорную, антиокислительную, противоизносную, диспергирующую и антипенную.

Для обеспечения пуска двигателей при низких температурах, в том случае когда обычные топлива с хорошими низкотемпературными свойствами не могут обеспечить запуск двигателя, широкое применение получили специальные жидкости, с помощью которых облегчается запуск двигателя.

Пусковые жидкости должны иметь: хорошую испаряемость при низкой температуре; быструю воспламеняемость от искры или самовоспламеняемость от сжатия; высокие антикоррозийные и противоизносные свойства; низкую температуру застывания; стабильность при длительном хранении.

Испытания показали, что применение пусковых жидкостей не увеличивает износ двигателей, но сокращает длительность пуска и повышает надежность работы двигателя.

Краски

Лакокрасочные материалы служат для создания на окрашиваемой поверхности прочного слоя из лаков и красок, предотвращая образование коррозии на кузовах автомобилей (изготавливаемых чаще всего из листовой стали) и деталях кузова, подвергающихся сильному воздействию окружающей среды таким, например, как погодные условия, дорожная грязь, вода, загрязненный воздух, механическое истирание и др. и для декоративной отделки.

Окраска является одним из показателей, характеризующих легковой автомобиль. Она создает не только общее впечатление: качественная окраска и последующий систематический и тщательный уход за ней – это еще и надежная защита от коррозии, продление срока службы автомобиля.

В процессе эксплуатации автомобилей лакокрасочные покрытия теряют свои качества. Верхний слой покрытия тускнеет, теряет свой первоначальный цвет. Появляются царапины, трещины и другие дефекты, требующие восстановления покрытия. Для поддержания хорошего внешнего вида автомобиля необходим постоянный уход за лакокрасочным покрытием, а также частичная или полная его замена.

В соответствии с назначением лакокрасочные материалы и покрытия из них должны отвечать следующим основным требованиям:

• прочно удерживаться на поверхности;

• обладать необходимой механической прочностью, твердостью и эластичностью;

• обладать стойкостью против воздействия влаги, нефтепродуктов, отработавших газов и солнечных лучей;

• быть водо- и газонепроницаемыми;

• сохранять свои свойства при положительных температурах зимой (обладать температурной стойкостью);

• быть нейтральными, не вызывать коррозии окрашенных поверхностей;

• быстро высыхать после нанесения на поверхность и не требовать для этого сложных сушильных устройств;

• обеспечивать необходимый цвет окрашиваемой поверхности при минимальных толщине и количестве наносимых слоев, т.е. обладать хорошей укрывистостью;

• поверхность лакокрасочного покрытия должна быть устойчивой к современным методам и средствам мойки и очистки;

• обладать устойчивостью к воздействию таких факторов как ультрофиолетовые лучи, выхлопные газы и другие агрессивные продукты;

• быть недорогостоящими, долговечными и позволять производить частичное или полное восстановление недорогими и доступными способами.

Ни один из современных материалов полностью не отвечает указанным требованиям. По этой и ряду других причин в большинстве случаев покрытия делаются многослойными, в которых каждый из слоев или группа из них полностью отвечает только одному или нескольким требованиям. Для улучшения внешнего вида автомобиля в настоящее время все чаще используют лакокрасочные покрытия с эффектами «металлика» и перламутра, сверкающие и блестящие покрытия, а также двухтоновые покрытия. Общее число и качество таких узкофункциональных слоев подбирается так, чтобы покрытие в целом отвечало в необходимой степени совокупности всех требований.

Клеи

Клеями называют жидкие или пастообразные многокомпонентные системы, основой (связующим) которых являются высокомолекулярные вещества, обладающие высокой адгезией к твердым поверхностям.

Клеевые соединения не только весьма технологичны, но и обеспечивают высокие потребительские качества автомобильной техники.

При склеивании конструкция деталей или механизмов не ослабляется за счет отверстий для болтов и заклепок и не утяжеляется из-за дополнительного веса крепежного материала и накладок. В то же время прочность клеевого шва зачастую не уступает прочности механических соединений.

Клеевые соединения не лишены и недостатков. Многие из них имеют низкую теплостойкость, а некоторые со временем ухудшают свойства вследствие старения клеевой прослойки.

Основным показателем качества клея является механическая прочность клеевого шва. Клеевой шов испытывают на разрыв и скалывание и определяют удельную нагрузку, при которой шов разрушается. Прочность клеевого соединения зависит от сил адгезии и когезии. Кроме того, клей в жидком состоянии должен хорошо растекаться и смачивать склеиваемые поверхности, а при отверждении давать минимальную усадку. Прочность отвержденного клея должна быть по возможности не менее прочности материала склеиваемых поверхностей и не уменьшаться с течением времени и при изменении температуры. Клеевой слой не должен оказывать коррозийного воздействия на склеиваемые поверхности, взаимодействовать с продуктами, с которыми склеиваемое изделие соприкасается при эксплуатации, и разрушается под их действием.