Факторы, влияющие на изменения свойств жидкостей в процессе работы автомобильных амортизаторов

В настоящее время автомобильный парк страны с каждым годом увеличивается. Автомобильными заводами республики выпускаются самые современные автомобили, для эксплуатации которых необходимы соответственно высококачественные масла.

Развитие автомобильной промышленности ставило задачи перед различными областями промышленности, а также науки и техники, без продукции которых немыслима работа любого автомобиля.

Эффективность и надежность эксплуатации техники различного назначения зависит не только от ее конструктивных и технологических особенностей, но и в значительной степени от того, насколько правильно подобраны специальные смазочные материалы.

Амортизаторы, установленные на автомобилях, предназначены для гашения колебаний кузова на упругих элементах подвески, они делают ход автомобиля плавным даже при движении по бездорожью. Амортизаторные жидкости являются рабочей средой в гидравлических амортизаторах рычажно-кулачкового и телескопического типа, а также в телескопических стойках.

Основным показателем амортизаторных жидкостей является кинематическая вязкость при положительных и отрицательных температурах. Так, при температуре минус 200С вязкость не должна превышать 800 мм2/с. При более высокой вязкости работа амортизатора резко ухудшается и происходит блокировка подвески.

Качество амортизаторных жидкостей значительно влияет на надежность работы амортизатора. Согласно исследованиям 70% отказов систем возникает из-за состояния жидкостей. Из них: 40% имеют непосредственное отношение к эксплуатационным качествам жидкостей, 60% связаны с чистотой.

В процессе эксплуатации в амортизаторах жидкость нагревается и интенсивно перемешивается с воздухом. Основные условия работы амортизаторов характеризуется: широким колебанием температуры окружающего воздуха, передачей больших усилий и воздействием высоких удельных нагрузок в насосах, запыленностью и влажностью окружающего воздуха.

Под воздействием высоких температур, кислородом воздуха и конденсирующейся воды, каталитического действия металлов резко изменяется химический состав жидкости и их эксплуатационные свойства. Это приводит к увеличению вязкости масла и к накоплению в нем продуктов окисления. В жидкости накапливаются низкомолекулярные и высокомолекулярные кислоты, альдегиды, кетоны, фенолы, лактоны. Все это ведет к увеличению затрат энергии на привод.

Амортизаторные жидкости должны обладать хорошими смазывающими свойствами, обеспечивая достаточную износостойкость амортизаторов, не должны быть склонны к пенообразованию, т. к. это снижает энергоемкость амортизаторов и нарушает условия смазывания пар трения.

Также важными характеристиками амортизаторных жидкостей являются стабильность против окисления, механическая стабильность, испаряемость и совместимость с резиновыми уплотнениями.

Для оценки изменения качества работавших амортизаторной жидкости применяют обобщающие коэффициенты, которые рассчитываются на основе показателей их свойств: вязкостнотемпературных, противоизносных и противозадирных, кислотному и щелочному числу, содержанию механических примесей и воды, концентрации активных элементов присадок и продуктов износа металлов. Поскольку к настоящему времени накоплено недостаточно данных по изменению основных физико-химических и эксплуатационных показателей качества трансмиссионных масел в процессе их эксплуатации в агрегатах грузовых автомобилей, а также обосновании полученных экспериментальных зависимостей, дальнейшие исследования в этой области приобретают особую актуальность.

Главной причиной, ведущей к образованию отложения амортизаторных жидкостей являются окислительные процессы, протекающие в объеме жидкости и на металлической поверхности. Эти отложения отрицательно влияют на надежность, экономичность и долговечность работы амортизатора.

В гидравлических амортизаторах автомобилей иногда применяют нефтяные дистиллятные масла (веретенное АУ, гидравлическое АУП) и смеси масел турбинного и трансформаторного (1:1). Однако эти масла и масло смеси обладают неудовлетворительными вязкостнотемпературными свойствами в области отрицательных температур и недостаточной термо-окислительной стабильностью.

В гидравлических лопастных амортизаторах гусеничных машин в качестве амортизаторных жидкостей часто применяют загущенные трансмиссионные масла ТСп-10, смеси ТСЗп-8 с М-16Б2 (МТ-16П) или М-16В2 (М-16ИХП-3). В качестве амортизаторных жидкостей находят ограниченное применение также спиртоглицериновая смесь 90/10 (90 % глицерина и 10 %спирта) в амортизаторах гусеничных машин и спиртоводоглицериновая жидкость АМ-70/10 (70 % глицерина, 20 % этилового спирта, 10 % воды).

С одной стороны, чем больше вязкость масла при рабочей температуре, тем лучше уплотняются узлы трения, тем более прочную смазочную пленку оно создает. С другой стороны, чем выше вязкость, тем тяжелее провернуть детали в густом масле и тем труднее прокачивать его. Поэтому при прочих равных, чем гуще масло, тем больше потери на трение, тем меньшую мощность развивает двигатель и тем больше он расходует топливо. При низкой вязкости масла и увеличении нагрузки в узле трения может разрушиться масляная пленка, что приведет к росту износа деталях поршне-цилиндровой группы автомобильных амортизаторов.

Использование жидкостей с вязкостью при температуре 100°С равной 1,4 мм2/с вместо 5,1 мм2/с на 6-8 % улучшает динамические характеристики автомобиля, а также способствует экономии топлива. Наибольший КПД амортизаторов обеспечивается при вязкости масла не выше 22 мм2/с при температуре 40°С.

Таким образом, предлагаем использовать амортизаторных жидкостей с вязкостью не выше 22 мм2/с при температуре 40°С.