Влияние концентрации технического этиленгликоля в воде на плотность и температуру замерзания смеси.

В этих смесях при охлаждении образуются отдельные кристаллы воды, не вызывающие разрушений в системе охлаждения двигателей. При полном замерзании антифриза его объем увеличивается всего на 0,25%, в то время как объем воды – на 9%.

Положительные свойства антифризов – значительно меньшие, чем у воды, удельные теплопроводность и теплоемкость. Это снижает теплопередачу в радиаторе и облегчает получение оптимального теплового режима двигателя.

Применяют антифризы марок 40, 65 и концентрат марки 40 к, а также Тосол А–40, Тосол А–65 и Тосол А.

Антифриз марки 40 содержит 53% гликоля и 47% воды. Температура замерзания не ниже –40 °С. Антифриз марки 65 оранжевого цвета, содержит 63% этиленгликоля и 37% воды. Эта смесь не замерзает до температуры –65 °С. Тосол А–40 и Тосол А–65 – водные растворы концентрата Тосола А, содержащего комплексные антикоррозионные и антипенные присадки.

Чтобы приготовить Тосол А–40, надо взять Тосол А (температура кристаллизации –21°, плотность при 20° 13 ± 0,01 г/см³) и дистиллированную воду в объемной пропорции соответственно 53 и 47%. Плотность должна быть в пределах 1,075...1,085 г/см³. Для приготовления Тосола А–65 надо взять 65% Тосола А и 35% воды. Плотность Тосола А–65 – 1,085...1,095 г/см? Указанные пропорции следует соблюдать как можно точнее. Так, при 50%–ной концентрации обоих компонентов кристаллизация начинается при –35 °С, при 45 и 55%–ной – при –26 °С. Практически для получения Тосола А–40 надо к 1 л концентрата добавить 0,73 л воды.

Антифриз готовят следующим образом. В стеклянную или пластмассовую емкость, которую предварительно промывают водой и просушивают, заливают необходимое количество этиленгликоля и добавляют дистиллированную воду. Смесь тщательно перемешивают, после чего замеряют ее плотность и при необходимости доводят до нормы (1,05...1,08г/см³).

Коэффициент объемного расширения антифризов при нагревании на 5% больше, чем воды. Поэтому заправлять их необходимо в меньшем объеме. Следует учитывать, что попадание в них нефтепродуктов вызывает вспенивание и выбрасывание жидкости из системы охлаждения во время работы двигателя.

В процессе применения антифриза его состав меняется в основном за счет испарения воды, так как она легче этиленгликоля. Содержание этиленгликоля остается практически постоянным. Однако в этом случае изменяются процентное соотношение компонентов и плотность антифриза, что приводит к изменению температуры замерзания.

Периодичность замены антифризов, устанавливается по заводским инструкциям по пробегу (тыс.км.), или через два года. Перед заменой систему охлаждения промывают чистой водой, для чего дают проработать двигателю 10...15 мин.

Этиленгликолевый антифриз перевозят и хранят в исправных герметических металлических (кроме оцинкованных) бидонах и бочках с завинчивающимися и запломбированными пробками. На таре должно быть написано "Яд" и поставлен знак ядовитых веществ.

Вместо испарившихся из системы охлаждения воды и этиленгликоля в нее через впускной клапан пробки расширительного бачка поступает воздух из атмосферы. Вследствие этого в циркулирующем потоке (при уменьшении его количества в системе охлаждения) интенсивно накапливаются паровоздушные пузырьки, что ухудшает процесс теплоотдачи в радиаторе, уменьшает отвод теплоты от омываемых поверхностей и нарушает устойчивую работу насоса, снижая его подачу.

Так, при уменьшении на 20% количества Тосола в системе охлаждения двигателя КАМАЗ–740 производительность насоса снижается на 38%. Это обстоятельство часто становится причиной перегревания дизеля в реальных условиях. Уменьшение объема Тосола в системе охлаждения усиливает также коррозию омываемых металлических поверхностей.

В настоящее время вода для охлаждения двигателей применяется только в исключительных случаях, когда в наличии нет других типов охлаждающих жидкостей и для предотвращения аварийных ситуаций. Основным показателем воды, как охлаждающей жидкости, служит жесткость. Жесткая вода вызывает интенсивное образование накипи на внутренних стенках водяной рубашки, а также в трубках и патрубках радиаторов. Накипи ухудшают отвод тепла и способствуют перегреву отдельных участков деталей системы охлаждения, возникновению нетермических напряжений и трещин, а также повышению скорости изнашивания деталей цилиндропоршневой группы.

Жесткую воду кипятят, обрабатывают химическими реагентами и проводят магнитную обработку.

Один из простых способов умягчения воды – применение современных фильтрующих установок.

В качестве антинакипинов используют тринатрийфосфат, гексаметафосфат (гексамет) и другие. Антинакипины взаимодействуют с солями–накипеобразователями, переводят их в легко выпадающий осадок и создают на поверхности металла пленки, защищающие металл от коррозии. Растворы антинакипинов обычно содержат на 10 дм³ воды 5…20 г тринатрийфосфата или 20…30 г гексамета

Климатические условия (температура окружающего воздуха, барометрическое давление, скорость ветра) и условия производства также существенно влияют на надежность машин.

Нормальной для эксплуатации машин считают температуру воздуха 5...20 °С. С ее понижением увеличиваются поломки деталей, а также отказы гидравлического и пневматического приводов машин. Заметный рост поломок основных деталей машин наблюдается с понижением температуры ниже –15 °С.

Существенно возрастает число поломок и отказов машин в результате одновременного воздействия низкой температуры воздуха и скорости ветра. Количественно их влияние оценивается значением условно приведенной температуры Т_ус, которая подсчитывается по формуле

Т_ус = Т_о + К_э υ,

где Т_о – температура окружающего воздуха, °С;

К_э – температурный эквивалент ветра, град·с/м;

υ – скорость ветра, м/с.

Увеличение числа поломок деталей машин с понижением температуры воздуха определяется хладостойкостью сталей и других материалов, из которых они изготовлены, а возрастание отказов гидравлического привода связано с повышением вязкости жидкости.

При высокой температуре воздуха снижается вязкость масла, детали двигателей и другие сборочные единицы перегреваются. Ухудшаются условия смазывания сопряженных поверхностей, повышается скорость их изнашивания, а также возможно появление тепловых деформаций. При значительном колебании дневной и ночной температур возникают трудности в эксплуатации машин с гидравлическим приводом из–за существенного изменения вязкости масла.

Барометрическое давление значительно влияет на работу двигателя. По мере увеличения высоты над уровнем моря давление воздуха падает. С понижением давления уменьшается плотность воздуха. Последнее изменяет коэффициент наполнения и степень сжатия двигателя, что приводит к неполному сгоранию смеси. В результате быстро разжижается картерное масло, ухудшаются условия смазывания цилиндров двигателя, и повышается скорость их изнашивания.

Влияние производства работ на надежность машин определяется качеством разрабатываемого материала, видом нагрузки и атмосферными условиями.

При разработке грунтов III и IV групп создаются значительные внешние силы, обусловливающие рост напряжений в механизмах машин. Основные причины снижения надежности машин при разработке твердых и мерзлых пород – повышение нагрузки на механизмы и их частое изменение по величине и направлению. Поэтому такие породы разрабатывают только теми машинами, которые на них рассчитаны.

На надежность машин также влияет почвогрунтовая среда, в которой работают элементы машин. Интенсивность износа зависит от минералогического состава и влажности грунта, от твердости, форм и размеров абразивных частиц, давления, которое испытывает рабочий орган в процессе работы, и др. Изнашивающая способность почв оценивается коэффициентом m, который устанавливают из выражения

m = Δl / Δl_эт,

где Δl – интенсивность износа образца почвы; Δl_эт – интенсивность износа образца почвы, принятой за эталон (чистый кварцевый песок с размером частиц 0,25...0,3 мм и влажностью 0,2%).

Таблица 2.5.