Для обеспечения долговечной и надёжной работы автомобиля необходим целый ряд эксплуатационных жидкостей, так называемых специальных жидкостей (СЖ). Специальные жидкости обеспечивают и оптимизируют работу двигателя, органов и систем управления, подвески и облегчают запуск двигателя и работу автомобиля в целом в разнообразных условиях эксплуатации.
К специальным жидкостям, обеспечивающим работу автомобиля, относят следующие:
– охлаждающие;
– тормозные;
– амортизаторные;
– пусковые;
– антиобледенительные;
– автоочистители;
– электролит для аккумуляторных батарей.
По условиям работы и сходным требованиям к качеству тормозные, амортизаторные и гидравлические жидкости можно объединить в группу жидкостей для гидравлических систем.
В двигателях внутреннего сгорания в механическую работу превращается тепловая энергия, получаемая при сгорании топлива. Но далеко не вся тепловая энергия используется по назначению. К сожалению, коэффициент ДВС невысок. На рис. 5.1 показано примерное распределение энергии, заключенной в топливе (разработки кампании ВР).
Для качественного смесеобразования, полноты сгорания топлива и обеспечения оптимальных условий для смазки двигателя необходимо поддерживать определённый температурный режим. В современных двигателях температурный режим поддерживается с помощью воздушной или жидкостной систем охлаждения. В подавляющем большинстве – жидкостными системами. Температура охлаждающей жидкости должна быть 90…100 С.
Рис. 5.1. Распределение тепловой энергии в ДВС
Охлаждающие жидкости находятся в герметичной системе, включающей рубашку охлаждения двигателя, радиатор, водяной насос, термостат и систему трубопроводов. В рубашке охлаждения жидкость забирает тепло от нагретых деталей и отдаёт его потоку воздуха в радиаторе. По рубашке охлаждения и трубкам радиатора жидкость прокачивается центробежным насосом. После длительной стоянки автомобиля вне помещения охлаждающая жидкость имеет температуру окружающего воздуха, зимой – гораздо ниже нуля. Детали системы охлаждения выполнены из чёрных и цветных металлов и сплавов. Прокладки и трубопроводы (шланги) – из неметаллических материалов (технического картона, паронита, резины и др.).
Требования к охлаждающим жидкостям:
– высокие теплоёмкость и теплоотдача;
– невысокая вязкость;
– низкая температура замерзания и высокая температура кипения;
– отсутствие склонности к образованию отложений (накипи);
– коррозионная нейтральность к конструкционным материалам;
– невысокий коэффициент теплового расширения;
– нетоксичность;
– пожаробезопасность;
– дешевизна, недефицитность и широкая сырьевая база.
В настоящее время жидкостей, полностью отвечающих всем перечисленным требованиям, не существует. В качестве охлаждающих используют следующие жидкости и смеси:
– вода;
– смесь воды и этиленгликоля;
– водоглицериновые смеси;
– водоспиртовые смеси.
Теплофизические характеристики некоторых жидкостей приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Теплофизические характеристики некоторых жидкостей
|
Теплофизические характеристики |
||||
Продукт |
Удельная теплоём- кость, кДж/(кгК) |
Скрытая теплота испарения, ккал |
Коэффициент теплопровод-ности, ккал/мград |
Коэффициент теплоотдачи при вынужденной конвекции, ккал/м2град |
|
Вода |
4,21,0 |
539 |
51510– 3 |
500–10000 |
|
Этиленгликоль |
4,20,575 |
220 |
214610–3 |
– |
|
Этиловый спирт |
4,20,669 |
216 |
15110–3 |
– |
|
Жидкость марки 40 (этиленгликоль 53 %, вода 46,6 %) |
4,20,849 |
– |
36010–3 |
– |