УДК 62-729.2

ОБОСНОВАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЗАМЕНЫ РАБОЧИХ ЖИДКОСТЕЙ АГРЕГАТОВ МОБИЛЬНЫХ МАШИН

Захаров Юрий Альбертович1, Прохоров Дмитрий Булатович2
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент

Аннотация
Замена рабочих жидкостей является необходимой мерой, способствующей обеспечению высокой надежности и долговечности агрегатов мобильных машин. Периодичность такой замены регламентирована для каждого типа жидкости, агрегата, узла и условий эксплуатации. Существующее оборудование для замены рабочих жидкостей в основном имеет узкую специализацию и не способно адаптироваться к различным условиям проведения обслуживания мобильных машин. Поэтому, совершенствование конструкций устройств для замены рабочих жидкостей является актуальной задачей.

Ключевые слова: гидравлическая жидкость, замена жидкостей, охлаждающая жидкость, рабочая жидкость, техническое обслуживание, тормозная жидкость.


JUSTIFICATION OF RELEVANCE OF IMPROVEMENT OF THE EQUIPMENT FOR REPLACEMENT OF WORKING LIQUIDS OF UNITS OF MOBILE CARS

Zakharov Yury Albertovich1, Prokhorov Dmitry Bulatovich2
1Penza state university of architecture and construction, candidate of technical sciences, associate professor
2Penza state university of architecture and construction, student

Abstract
Replacement of working liquids is the necessary measure promoting ensuring high reliability and durability of units of mobile cars. Frequency of such replacement is regulated for each type of liquid, the unit, knot and service conditions. The existing equipment for replacement of working liquids generally has narrow specialization and isn't capable to adapt for various conditions of carrying out service of mobile cars. Therefore, improvement of designs of devices for replacement of working liquids is an actual task.

Keywords: brake fluid., cooling liquid, hydraulic liquid., maintenance, replacement of liquids, working liquid


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Захаров Ю.А., Прохоров Д.Б. Обоснование актуальности совершенствования оборудования для замены рабочих жидкостей агрегатов мобильных машин // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 2. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/02/46682 (дата обращения: 29.09.2017).

Рабочей жидкостью применяемой в агрегатах мобильных машин называют  техническую жидкость передающую энергию в кинематической системе машины, выступающую в роли рабочего тела и обеспечивающую гидродинамическую взаимосвязь с другими рабочими телами или жидкостями, а также защищающую поверхности деталей от повышенного изнашивания, коррозии и перегрева. Рабочая жидкость автомобиля не обязательно выступает в качестве рабочего тела, как в гидравлических системах, она может выполнять просто защитно-вспомогательные функции как обычная техническая жидкость.

Рабочая жидкость присутствует практически во всех системах  современного автомобиля, выполняя свои функции и обеспечивая долговечность этих систем. В качестве рабочей жидкости в системах мобильных машин используется различное масло (моторное, трансмиссионное, гидравлическое) на минеральной и синтетической основе, охлаждающие жидкости (от дистиллированной воды до антифризов), тормозные жидкости (минеральные, гликолевые и силиконовые),  жидкости, омывающие лобовое стекла и фары автомобиля (вода, незамерзающие жидкости) ну и электролит в аккумуляторной батарее [1-3].

Рабочая жидкость автоматической коробки передач представляет собой специальное гидравлическое масло, которое не только передает крутящий момент от двигателя на КП и далее, но и гасит колебания и вибрации, возникающие при работе АКП. Кроме того масло в АКП смазывает трущиеся поверхности, охлаждает все детали, защищает от коррозии, удаляет продукты изнашивания и выполняет управляющие функции.

Техническое состояние масла в АКП обуславливает полноценное функционирование этого сложного механизма, его надёжность и долговечность. Периодичность замены рабочей жидкости регламентируется производителем  АКП и может колебаться от нескольких тысяч километров пробега автомобиля (как правило, не менее 40 тыс. км.) до выработки АКП своего полного ресурса (может колебаться до 300 тыс. км.), то есть без замены масла. Но все производители настоятельно рекомендуют проверять состояние рабочей жидкости АКП и при необходимости «освежать» её или заменять полностью.

Периодичность замены жидкости в АКП зависит от многих факторов – от условий эксплуатации машины (степень загруженности, условия окружающей среды, осуществляемый вид работ и так далее), от вида применяемой рабочей жидкости (минеральная, синтетическая или полусинтетическая), от наличия (отсутствия) проливов (утечек) масла с АКП, от степени изношенности деталей АКП и так далее [1-2, 4-7]. Рачительный хозяин может сокращать рекомендуемый срок замены масла АКП «освежая» его, частично заменив свежим маслом.

Считается, что полностью заменить рабочую жидкость АКП невозможно без её демонтажа и разборки, так как часть жидкости остаётся в гидротрансформаторе  устроенному по принципу чернильницы «непроливайки» (если еще кто помнит что это такое). То есть, замена сводится к максимальному обновлению объема масла в АПК.

Замена рабочей жидкости АКП у различных машин имеет свои особенности. Некоторые производители АКП не предусматривают сливных отверстий в картере АКП и замена, в таком случае, осуществляется путем откачивания жидкости с последующим (или параллельным) закачиванием свежей. Для этого оборудование должно обладать компрессором и соответствующей контрольно-измерительной аппаратурой. Сложность такой замены заключается в обеспечении как можно большего объема откачки масла с АКП, удалении продуктов изнашивания, оседающих на дне картера коробки и подведении откачивающего трубопровода ко наиболее низко расположенной точке внутренней поверхности картера АКП.

Аналогичная ситуация и с моторными и трансмиссионными маслами. Эти жидкости выполняют, в основном, защитную функцию, смазывая, охлаждая, отводя продукты износа и предотвращая коррозию деталей машин.

Моторное масло подвержено наибольшему износу среди всех технических жидкостей, используемых в мобильных машинах. Это обусловлено тем, что в процессе эксплуатации ДВС, моторное масло насыщается продуктами горения топлива, попадающими в картер ДВС из камеры сгорания, частичным расходом масла «на угар», окислением масла под действием высоких температур и кислорода окружающей среды.

Периодичность замены моторного масла зависит от условий эксплуатации двигателя, его загруженности, типа масла и колеблется от 3 тыс. км. до 15 тыс. км. пробега автомобиля (или в моточасах, если работа двигателя по отношению к пробегу превалирует). В процессе эксплуатации контролируется уровень моторного масла, его состояние (визуально и тактильно), а также утечки масла через неплотности. Своевременная замена моторного масла способствует длительной и бесперебойной работе ДВС.

Трансмиссионные масла (механическая КП, редукторы мостов, главная передача, раздаточная коробка и т.д.) требуют замены значительно реже, чем моторные масла, так как при эксплуатации меньше изнашиваются, но, тем не менее, имеют свою периодичность, нарушение которой ведет к повышению изнашивания деталей трансмиссии и преждевременному выходу их из строя.

Сложность замены трансмиссионных масел заключается я в основном в доступе к сливным и контрольно-заливным отверстиям в корпусах агрегатов.

Охлаждающая жидкость в современных мобильных машинах представляет собой смесь дистиллированной воды с этиленгликолем в пропорциях, обеспечивающих не замерзание этой смеси при отрицательных температурах вплоть до -45С°.

Такие жидкости называют антифризами и благодаря пакетам присадок, добавляемым в них производителем, антифризы не только не замерзают и обладают хорошими охлаждающими свойствами, но и замедляют коррозию металлических частей системы охлаждения, снижают износ гидравлического насоса системы (помпы) и пенообразование в процессе работы. Кроме того, они защищают резинотехнические изделия, контактирующие с антифризом, от преждевременного старения и разрушения, снижают образование накипи и других отложений, продлевают срок службы антифриза и всей системы охлаждения в целом.

В современных автомобилях антифризы используются не только в зимний период, а круглогодично. Периодичность замены охлаждающей жидкости также как и других рабочих жидкостей мобильных машин зависит от условий эксплуатации, качества самой жидкости, степени изношенности и загрязненности системы охлаждения и так далее.

Производители рекомендуют менять охлаждающую жидкость от раза в три года до ежегодной замены [8]. Считается, что качественная охлаждающая жидкость, при нормальных условиях эксплуатации сохраняет свои свойства минимум два года. Тем не менее, состояние охлаждающей жидкости необходимо периодически контролировать и при необходимости менять её.

Контроль состояния охлаждающей жидкости осуществляется визуально (по цвету, прозрачности, консистенции), по запаху (изменение запаха или появление неприятного резкого запаха), по плотности, по косвенным признакам (перегрев ДВС, замерзание при недостаточно низкой температуре), определением кислотности (рН), по наличию посторонних примесей (эмульсий) и включений (мусор, частички металла и т.д.), ну и по уровню охлаждающей жидкости в расширительном бачке.

Замена охлаждающей жидкости сопряжена с такими нюансами как труднодоступность сливных отверстий на радиаторе и (или) блоке цилиндров у некоторых марок автомобилей. В результате этого, замена охлаждающей жидкости сопровождается её проливами на поверхность площадки обслуживания автомобиля. Большинство антифризов в своем составе содержат вещества, способные нанести вред жизни и здоровью человека и ущерб окружающей среде, в связи с этим наличие проливов во время замены охлаждающей жидкости, крайне нежелательно [1]. Это же касается и других рабочих жидкостей мобильных машин.

Тормозная система это основная система автомобиля, обуславливающая его активную безопасность. Рабочая жидкость  тормозной системы представляет собой основу (ее доля 93–98%) и различные добавок, присадок, иногда красителей (7–2%). В качестве основы минеральных тормозных жидкостей выступает смесь касторового масла со спиртом в пропорции 1/1. Гликолевые тормозные жидкости имеют в качестве основы полигликоли и их эфиры – группы химических соединений на основе многоатомных спиртов. Силиконовые тормозные жидкости изготавливаются на основе кремнийорганических полимерных продуктов.

Все тормозные жидкости обладают высокой гигроскопичностью («впитывают» влагу). За год они «впитывают» до 3% влаги, что резко отрицательно сказывается на их эксплуатационных свойствах. Поэтому, тормозные жидкости необходимо периодически менять, причем полностью, так как жидкость в тормозной системе практически не циркулирует и «освежить» её как в АКП затруднительно, а добавление жидкости в расширительный бачок не дает, практически ни какого, эффекта.

Периодичность замены тормозной жидкости колеблется от одного года до трех лет. При эксплуатации состояние тормозной жидкости контролируют по изменению её цвета, однородности, наличию осадка в расширительном бачке. Но поскольку жидкость не циркулирует по системе, то оценка её состояния в расширительном бачке весьма косвенна и не стоит ориентироваться только на нее.

Замена тормозной жидкости производиться путем прокачки системы, удаления старой жидкости и заполнением ее новой. Каких-то специализированных устройств замены тормозных жидкостей не предусмотрено, кроме вспомогательных приспособлений облегчающих данную операцию.

В качестве жидкости для отмывания остекления автомобиля и головного освещения в летний период времени используют воду или специализированые моющие жидкости, обладающие улучшенными моющими свойствами, а в зимнее время применяют незамерзающие омывающие жидкости на основе смешивания воды и спиртов. Специализированные и незамерзающие омывающие жидкости также содержат вещества малополезные для человека и окружающей среды.

Замену омывающих жидкостей практически не производят, за исключением случаев сезонного обслуживания техники. В основном омывающие жидкости только доливаю до нужного уровня. Какого-либо специализированного оборудования для этого не требуется (разве что воронка) и затруднений, как правило, не вызывает.

Аккумуляторные электролиты представляют собой водные растворы кислот или щелочей определенной концентрации и являются весьма агрессивными жидкостями. Современные аккумуляторные батареи, в основном, не требуют замены электролита при обслуживании. Чаще всего в аккумуляторную батарею добавляют дистиллированную воду до определенного уровня для поддержки требуемой концентрации и плотности электролита.

Как видим, рабочие жидкости, применяемые в агрегатах мобильных машин, содержат опасные для человека и окружающей среды вещества. Поэтому при замене этих жидкостей основной задачей становиться избежание проливов и потёков. Кроме того, для ряда марок машин необходимо предусмотреть возможность подведения рабочих органов устройств для замены жидкостей к сливным и заливным отверстиям (пробкам, кранам и так далее).

Существующие устройства для замены рабочих жидкостей мобильных машин, как правило, имеют узкую специализацию, то есть, спроектированы для замены конкретного вида жидкости либо под какие-то конкретные узлы и агрегаты. В идеале было проектирование универсального устройства или комплекса, способного осуществлять замену любых рабочих жидкостей мобильных машин, но это не возможно ввиду применения слишком разных по своим свойствам жидкостей, да и не рационально по причине большого разброса периодичности замены и объема заменяемых жидкостей.

Совершенствование устройств для замены рабочих жидкостей мобильных машин должно осуществляться по следующим направлениям:

  1. Повышение степени универсальности оборудования.
  2. Снижение материалоемкости и себестоимости.
  3. Повышение удобства использования и обслуживания.
  4. Упрощение конструкций.
  5. Повышение ремонтопригодности.

Существующие конструкции устройств для замены рабочих жидкостей мобильной техники условно можно разделить на следующие группы:

  1. Простые конструкции. Это устройства максимально простой конструкции, способные выполнять элементарные функции с использованием ручного труда. Эти приспособления позволяют осуществлять слив рабочей жидкости непосредственно в приемную емкость (корыто, бочка, ведро и т.д.), не имеют защиты от проливов, не могут отмерять объем жидкости для заправки.
  2. Конструкции с мерными и дозирующими приспособлениями. Представляют собой в общем случае сливные ёмкости с мерной колбой или мерной линейкой, а также, опционально дополненные гибкими трубопроводами с запорной арматурой (кранами). В отличие от простых конструкций позволяют отмерять необходимый объем жидкости при замене и более комфортны в использовании.
  3. Откачивающие конструкции. Значительно более сложные устройства, позволяющие откачивать за счет разряжения в трубопроводах рабочую жидкость с любого агрегата, не имеющего сливных отверстий. Как правило, имеют мерные устройства, контрольные индикаторы  давления и вакуума, позволяют проводить как слив жидкости, так и заполнение свежей жидкостью агрегаты машин.
  4. Универсальные станции по замене жидкостей мобильных машин. Это наиболее сложные устройства, имеющие в своем составе две и более сливные емкости для различных рабочих жидкостей. Позволяют осуществлять замену, как самотеком, так и с помощью компрессора, откачивая и нагнетая рабочую жидкость.

Кроме того, все оборудование для замены рабочих жидкостей можно поделить на четыре подвида: мобильные, стационарные, универсальные и специальные.

В настоящее время не существует оборудования, позволяющего сочетать в себе все необходимые требования к ним, способного выполнять замену любых технических жидкостей в мобильных машинах, любым способом, в любом месте обслуживания. Поэтому работа по совершенствованию такого оборудования и по разработке новых конструктивных и технологических решений в этом плане является весьма актуальной.

Наиболее перспективными являются те устройства, которые позволяют осуществлять замену нескольких видов жидкостей (например, моторного, трансмиссионного и гидравлического масла) самотеком и путем откачивания (нагнетания), при этом достаточно мобильны для их транспортировки в место обслуживания.

Подобные конструкции существуют, но они энергозависимы (требуют наличия электроэнергии), имеют сложную конструкцию невысокой надежности, низкую мобильность и высокую стоимость.


Библиографический список
  1. Захаров, Ю.А. Совершенствование технологии ТО и ремонта транспортных средств [Текст] / Ю.А. Захаров, Е.А. Колбасин, Е.Г. Рылякин // Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России. Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов. – Пенза: РИО ПГСХА, 2010. – С.105-106.
  2. Захаров Ю.А., Прохоров Д.Б. Оборудование для замены рабочих жидкостей в агрегатах автомобилей // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/02/46551 (дата обращения: 06.02.2015).
  3. Обеспечение работы мобильных машин в условиях отрицательных температур [Текст] / Ю. А. Захаров, Е.Г. Рылякин, И.Н. Семов [и др.] // Молодой ученый. — 2014. — №17. — С. 56-58.
  4. Рылякин, Е.Г. Сравнительные испытания гидроагрегатов мобильных машин [Текст] /  Е.Г. Рылякин, Ю. А. Захаров, А.В. Лахно // Новый университет. Серия «Технические науки». – №10(32). – 2014. – С.49-52.
  5. Захаров Ю.А., Прохоров Д.Б. Актуальность разработки и модернизации устройств для разборки-сборки гидроцилиндров мобильной техники // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/46087 (дата обращения: 27.01.2015).
  6. Курылев, А.В. Система регулирования температуры рабочей жидкости в гидроприводе транспортно-технологических машин [Текст] / А.В. Курылев, Е.Г. Рылякин // Мир транспорта и технологических машин. – № 3 (46). – Июль-Сентябрь 2014. – С. 89-96.
  7. Рылякин, Е.Г. Исследование интенсивности изнашивания ресурсоопределяющих сопряжений гидронасосов [Текст] / Молодой ученый. – 2014. – №8. – С.243-246.
  8. Рылякин, Е.Г. Влияние воды на свойства гидравлических рабочих жидкостей [Текст] / Е.Г. Рылякин // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. – 2014. – № 2 (10). – C. 195-198.


Все статьи автора «Захаров Юрий Альбертович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: