09.04.20г. 861 АЭматериалы

Тема занятия: Жидкости для системы охлаждения (занятие 1 на 09.04.20г.)

Лекционный материал

Назначение охлаждающих жидкостей заключается в охлаждении деталей двигателя, которые в процессе работы сильно нагреваются (например, поршни, гильзы цилиндров, головка блока), с целью обеспечения их нормальной работы.

Требования к охлаждающим жидкостям

· минимальная температура замерзания;

· максимальная температура кипения;

· минимальный коэффициент объёмного расширения;

· минимальная вязкость;

· отсутствие воспламеняемости;

· отсутствие вспенивания;

· физическая и химическая стабильность;

· не вызывать изменения свойств конструкционных материалов;

· высокая теплоёмкость и теплопроводность.

Жидкостей, удовлетворяющих всем этим условиям одновременно, нет. Наибольшее распространение получили вода и антифризы.

Вода.

Достоинства воды:

· доступность;

· безопасность (пожарная и взрывная);

· безвредность (отсутствие токсичности);

· высокая удельная теплоёмкость 4,19 кДж/(кгК).

Недостатки воды:

– высокая температура замерзания ( 0С);

– увеличение объёма образующегося льда по сравнению с 

объёмом жидкости на 10 % при замерзании;

– низкая температура кипения (100 0С);

– способность образования отложений, что зависит от жесткости.

Жёсткость характеризуется суммарным содержанием ионов Ca+ и Mg+, которое

количественно выражается миллиграмм- эквивалентами на 1 л воды (мг-экв /л). 1 мг-экв/л

соответствует содержанию в 1 л воды 20,04 мг кальция или 12,16 мг магния.

Вода считается мягкой, если в ней общее содержание солей жёсткости не превышает 3 мг-

экв /л, средней жёсткости – 3…6 мг-экв./л, и жёсткой – свыше 6 мг-экв /л.

Обычно в северных районах воды мягкие, в средней полосе более жёсткие, наиболее жёсткая

вода на юге страны. Самыми мягкими считаются снеговая и дождевая вода, достаточно мягкой

– озёрная и речная, а наиболее жёсткой – колодезная, артезианская, ключевая. Пресные воды

мягче, морские жёстче.

Для охлаждения может быть использована только мягкая вода. Вода средней и высокой

жёсткости требует предварительного умягчения (кипячения, добавления соды или гашеной

извести с последующим фильтрованием, магнитная обработка воды). Кроме того, перед

использованием воду необходимо фильтровать от механических примесей.

Эффективным способом снижения образования накипи является добавление в воду

(непосредственно в систему охлаждения) веществ, тормозящих процесс накипеобразования –

ортофосфата натрия, тринатрийфосфата, кальциевого хромпика.

Целесообразно повторное использование воды, сливаемой из системы охлаждения, т. к.

жёсткость этой воды меньше, чем свежей.

Антифризы.

Технические требования на антифризы изложены в ТТМ 1.97.0717-2000 и ТТМ 1.97.0731-99

В качестве антифризов используют смеси воды со спиртами, воды с глицерином, смеси углеводородов. Наибольшее распространение получили смеси на основе двухатомного спирта-этиленгликоля (СН2ОН-СН2ОН). Этиленгликоль – это прозрачная бесцветная вязкая жидкость без запаха. Кипит этиленгликоль при 197 ⁰С, застывает – при –11,5 ⁰С. Однако смеси этиленгликоля с водой застывают при более низких температурах. Меняя соотношение воды и этиленгликоля, можно получить смеси с температурой застывания от 0 до –70 ⁰С. Понижение температуры замерзания водно-этиленгликолевого раствора при увеличении количества воды объясняется появлением гидрата этиленгликоля, обладающего низкой температурой застывания. Минимальная температура замерзания раствора –73 ⁰С при содержании 33 % воды. Дальнейшее увеличение количества воды ведёт к росту температуры замерзания.

В связи с тем, что этиленгликоль оказывает коррозионное действие на металлы, в состав антифризов вводят антикоррозионные присадки

Рисунок 1

Характерные особенности этиленгликолевых антифризов:

1. Увеличение на 6…8 % объёма при рабочей температуре.

2. Теплопроводность, теплоёмкость и плотность антифризов при равных температурах примерно на 15 % ниже этих показателей для воды. Отсюда температурный режим двигателя, охлаждаемого антифризом, выше, чем при охлаждении водой. Например, температура поршня возрастает на 10…15 0С. Это может привести к некоторому

снижению мощности, экономичности и детонации при высоких температурах окружающего воздуха.

Из-за более высокой температуры кипения и низкого давления насыщенных паров этиленгликоля по сравнению с водой при эксплуатации двигателя выкипает прежде всего вода. Поэтому при уменьшении жидкости в системе охлаждения из-за испарения необходимо добавлять воду.

3. Антифризы по сравнению с водой обладают более высокой подвижностью и проницаемостью. Поэтому к системе охлаждения с антифризом предъявляются более высокие требования по герметичности.

4. При замерзании антифризы образуют рыхлую массу с незначительным увеличением объёма. Поэтому механические повреждения систем охлаждения при замерзании антифриза исключены.

5. Антифризы разрушают детали, изготовленные из некоторых сортов резины.

Наибольшее распространение получили низкозамерзающие жидкости 40, 65, а также тосолы А-40 и А-65. В других литературных источниках их обозначают ОЖ-40, ОЖ-65. В Российской Федерации ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Общие технические условия» нормирует основные показатели охлаждающих жидкостей на основе этиленгликоля (концентрата, ОЖ-40, ОЖ-65).

Жидкость марки 40 представляет собой смесь 53…56 % этиленгликоля и 44…47 % воды и имеет температуру застывания не выше –40 0С и плотность 1 065…1 085 кг/м3. Жидкость марки 65 содержит 64…66 % этиленгликоля и 34…36 % воды и имеет температуру застывания не выше –65 0С и плотность 1 085…1 100 кг/м3.

Гибридные антифризы содержат и органические, и неорганические ингибиторы (обычно силикаты или фосфаты). Обозначаются такие антифризы термином «Hybrid coolants».

Карбоксилатные антифризы содержат ингибиторы коррозии на основе органических (карбоновых) кислот.

Правила применения антифризов:

• соблюдать меры предосторожности, в частности при переливании шлангом нельзя использовать приём засасывания ртом, а после работы с антифризом вымыть руки с мылом. • систему охлаждения заливать только на 92..95%, т.к. этиленгликолевые жидкости при прогретом двигателе расширяются, и может произойти утечка и потеря части жидкости. • в случае испарения части антифриза во время эксплуатации доливают воду, а при утечке – антифриз. • т.к. присадки со временем разрушаются (срок работы ≈ 2 года) и ухудшают качество антифриза, то его следует заменять примерно через каждые 60 тыс. км пробега. - 49 - • не смешивать различные марки антифризов, т.к. они различаются между собой по рецептуре. • следить, чтобы в этиленгликолевые жидкости не попадали нефтепродукты, т.к. они вызывают вспенивание и выброс жидкости через пробку радиатора.

ЗАДАНИЕ:

1.Составить письменно краткий конспект в тетрадях

2. Определить по рисунку 1 температуру начала застывания смеси содержащей 82% этиленгликоля

Фотоотчет о выполненной работе прислать на эл.почту преподавателя