Эксплуатационные материалы

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

 

Методические указания для самостоятельной работы

и задания для выполнения контрольной работы
для бакалавров очной и заочной формы обучения по направлению 190600.62 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»

 

Курган 2013

Кафедра: «Автомобильный транспорт и автосервис»

Дисциплина: «Эксплуатационные материалы»

(направление 190600.62 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»)

 

Составил: канд. техн. наук., доцент С.П.Жаров

 

 

Утверждены на заседании кафедры 26 октября 2013г.

 

Рекомендованы, редакционно-издательским советом университета для бакалавров направлений 190600.62, в рамках проекта «Инженерные кадры Зауралья»

«8» ноября 2013 г.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

При изучении курса «Эксплуатационные материалы» студенты должны освоить следующие темы:

1 Общие сведения о методах производства эксплуатационных материалов.

2 Эксплуатационно-технические свойства и область применения автомобильных топлив.

3 Автомобильные бензины, основные показатели качества, ассортимент и особенности применения.

4 Дизельные топлива, основные показатели качества, ассортимент и особенности применения.

5 Газообразные топлива: состав, показатели качества, особенности применения.

6 Альтернативные виды топлив.

7 Основные сведения о триботехнике.

8 Моторные масла.

9 Масла для агрегатов трансмиссий.

10 Синтетические масла.

11 Пластичные смазки и твердые смазочные материалы.

12 Жидкости для гидравлических систем автомобилей.

13 Охлаждающие жидкости и спиртовые жидкости для систем автомобиля.

14 Химмотологическая карта автомобиля.

15 Рациональная организация топливно-смазочного хозяйства в предприятиях автомобильного транспорта.

16 Взаимозаменяемость эксплуатационных материалов.

17 Средства защиты автомобилей от коррозии, лакокрасочные материалы и материалы по уходу за автомобилем. Клеи и герметики.

 

1 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

Настоящие методические указания предназначены для ока­зания помощи студентам при выполнении контрольной работы.

Контрольная работа выполняется студентами очной формы обучения в 4 семестре, а студентами заочной формы обучения в 6 семестре. Работа должна быть выполнена и сдана на проверку в сроки установленные рабочей программой дисциплины, студенты не выполнившие контрольной работы к зачету по дисциплине не допускаются. Контрольную работу можно выполнять в ученической тет­ради или на листах формата А4. При использовании бумаги в клетку писать через строч­ку.

Целью контрольной работы является закрепление студентами знаний по основным вопросам применения и рационального использования современных автомобильных эксплуатационных материалов. Контрольная работа содержит три теоретических вопроса и две практические задачи.

Теоретические вопросы контрольной работы разделены на три группы. В первой группе - вопросы, направленные на закрепление знаний по теоретическим основам переработки нефти и производства нефтепродуктов, которые являются базовыми в изучении теоретических разделов курса.

Во второй группе - вопросы, направленные на закрепление знаний по темам, касающимся применения на автомобильном транспорте различных видов топлива, основных параметров качества, классификации, нормативных документов.

В третьей группе - вопросы, направленные на закрепление знаний по триботехнике, применению на автомобильном транспорте смазочных материалов и технических жидкостей по изучению их основных свойств и параметров качества, классификации, особенности применения отечественных и зарубежных смазочных материалов.

Из каж­дой группы студент выбирает по одному вопросу в соответствии с шифром. Из первой группs берутся вопросы, номер которых совпадает с последней цифрой шифра, из второй группы берутся вопросы, номер которых совпадает с суммой двух последних цифр шифра. Из третьей группы берутся вопросы, номер которых совпадает с суммой трех последних цифр шифра.

Пример: 985679.

Берутся вопросы: девятый (9) из первой группы, шестнадцатый (9+7=16) из второй группы и двадцать второй (9+7+6=22) из третьей группы.

В контрольной работе вопросы пишутся полностью без из­менений и сокращений.

Первая задача посвящена изучению вопросов изменения физико-химических свойств топлива влияющих на их сохранность при транспортировке и хранении и (или) вопросам нормирования топлива для автомобилей.

Вторая задача посвящена изучению вопросов особенностей использования эксплуатационных материалов на различных автомобилях, в различных условиях эксплуатации, составление карты смазки.

Условия задач выбираются также в соответствии с шифром, номер первой задачи равен последней цифре шифра, а номер второй задачи сумме двух последних цифр шифра.

Пример: 985679, номер первой задачи девятый (9), номер второй задачи шестнадцатый (9+7=16).

Для студентов очной формы обучения, контрольная работа может быть выполнена по индивидуальному заданию, выданному преподавателем. Например, в случае если студент выступает на студенческой научно-технической конференции с докладов по дисциплине «Эксплуатационные материалы».

Студенты очной формы обучения, обучающиеся с использованием бально-рейтинговой системы, могут получить при выполнении контрольной работы до 30 баллов. При этом до 15 баллов оценивается выполнение контрольной и до 15 баллов оценивается выступление с контрольной перед группой или на студенческой научно-тезнической конференции. Для получения максимального количества баллов контрольная должна быть выполнена не позднее 13 недели.

 

1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ

 

Методы получения топлив из нефти. Природная нефть представляет собой раствор углеводородов раз­личного состава и строения. На вид это маслянистая и вязкая горючая жидкость, от светло- до темно-коричневого цвета. Плотность нефти колеблется от 820 до 900 кг/м³, хотя на отдельных месторождениях до­бывают более легкие или тяжелые нефти. Теплота сгорания – 43000-45500 кДж/кг.

По элементарному составу основную часть нефти и нефтепродуктов составляет углерод (83-87%) и водород (12-14%). Гетероатомные соединения содержат се­ру, кислород и азот. Сера содержится в нефти в очень широких преде­лах: от тысячных долей до 6-8%, а иногда и до 14%. Содержание кислорода и азота значительно меньше, чем серы: кислорода – 0,05-0,36%, а азота – 0,02-1,7%. Кроме того, в нефти (в незначительном количестве) содержится более 30 элементов–металлов и около 20 элементов–не­металлов.

По углеводородному составу основную массу нефти составляют углеводороды трех главных групп: парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (арены), которые как по составу, так и по своим свойствам, значительно различаются для. нефти разного происхождения и места добычи.

Парафиновые углеводороды имеют общую эмпирическую форму­лу C_nH _2n+2. Они характеризуются предельным насыщением водорода в связи с чем известны также под названием предельных углеводородов. Плотность и температура кипения парафинов повышаются с ростом мо­лярной массы. Поэтому парафиновые углеводороды с числом атомов 16 и выше представляют собой твердые вещества и находятся в нефти в растворенном состоянии. Содержание парафинов в нефти равно 30-35%, однако в некоторых случаях может доходить до 50%. Эти углеводороды, из всех классов углеводородов, имеют наиболее высокую теплоту сго­рания. Их присутствие в нефтепродуктах не вызывает вредного влияния на резиновые изделия. Однако парафиновые углеводороды, имеющие высокие температуры застывания, нежелательны в зимних сортах топлив и смазочных материалах.

Нафтеновые углеводороды представляют собой циклические уг­леводороды с общей формулой С_nН_2n. В среднем в нефти содержится от 25 до 75% нафтеновых углеводородов. Низкие температуры плавления этих углеводородов обуславливают хорошие низкотемпературные свой­ства нефтепродуктов.

Нафтеновые углеводороды, обладающие меньшей теплотой сгорания по сравнению с парафиновыми углеводородами, но более высокой дето­национной стойкостью, являются желательными компонентами в топ-ливах для карбюраторных двигателей и зимних сортах дизельных топлив. В маслах эти углеводороды улучшают маслянистость и вязкостно-температурные свойства.

Ароматические углеводороды находятся в нефти в меньшем коли­честве, чем предыдущие группы, представляют собой циклические уг­леводороды с двойными связями и общей формулой С_nН_2n-6. Их общее содержание в различных ви­дах нефти составляет в среднем 5-20%. Ароматические углеводороды, по сравнению со всеми другими группами углеводородов, являются бо­лее агрессивными по отношению к резиновым изделиям и имеют самую низкую теплоту сгорания. Однако из-за высокой термической устойчи­вости они являются желательными составляющими в бензинах, т.к. об­ладают высоким октановым числом.

По содержанию серы нефти делятся на малосернистые (<0,5%), среднесернистые (до 1,0%), сернистые (до 3,0%) и высокосернистые (>3% серы). Минеральный состав нефти характеризуется содержанием в ней воды (часто в виде стойких эмульсий) и зольных веществ (золы).

Содержащиеся в нефти углеводороды имеют различные молярную массу и температуру кипения. При нагревании нефти из нее вначале ис­паряются низкомолекулярные углеводороды. По мере повышения тем­пературы нефти происходит испарение углеводородов с большей моле­кулярной массой. При этом в неиспарившейся части нефти концентри­руются высокомолекулярные углеводороды и смолисто-асфальтеновые вещества.

Для получения из нефти различных топлив, масел и других про­дуктов применяют методы первичной и вторичной переработки.

Первичным и обязательным процессом переработки нефти являет­ся прямая перегонка, которая относится к физическим способам перера­ботки нефти. При перегонке нефть нагревается до температуры 330-350°С в трубчатой печи и затем подается в среднюю часть ректи­фикационной колонны, где происходит процесс испарения. В результате получают дистиллят и остаток которые по составу отличаются от ис­ходной смеси. При однократном испарении низкокипящие фракции, пе­рейдя в пары, остаются в аппарате и снижают парциальное давление ис­паряющихся высококипящих фракций, что дает возможность вести пе­регонку при более низких температурах. Однако при однократном испа­рении достичь требуемого разделения компонентов нефти и получить конечные продукты, кипящие в заданных температурных интервалах, нельзя. Поэтому после однократного испарения нагретая нефть подвер­гается ректификации паровой и жидкой фаз на отдельные фракции за счет противоточного многократного контактирования паров и жидкости.

На установках первичной перегонки нефти процессы испарения и ректификации, как правило, совмещаются. Нефтеперерабатывающие ус­тановки, наряду с одно- и двухступенчатыми трубчатыми устройствами и ректификационными колоннами, включают в свою конструкцию большое количество теплообменников, конденсаторов и пр. Рабочий процесс современной атмосферно-вакуумной установки для перегонки нефти следующий.

Нефть под давлением около 1,5 МПа прокачивается через ряд теп­лообменников, в которых нагревается до 170-175°С за счет тепла охла­ждаемых дистиллятов, и поступает в трубчатую печь, где нагревается до 300-350°С. Затем нагретая нефть в парожидкостном состоянии поступа­ет в испарительную часть атмосферной ректификационной колонны, где вследствие снижения давления происходит испарение низкокипящих фракций и разделение на паровую и жидкую фазы. Жидкая фаза стекает вниз, а пары фракций поднимаются вверх и конденсируются по пути в виде дистиллятов на горизонтальных ректификационных тарелках. Эти тарелки установлены на различной высоте колонны. На первых тарелках конденсируются более высококипящие углеводороды. Пары среднекипящих углеводородов поднимаются вверх по колонне и конденсируются на тарелках, расположенных выше ввода нефти в колонну. Низкокипящие углеводороды в смеси с газами проходят всю колонну в виде паров. Для облегчения испарения высоко- и среднекипящих углеводородов они обогащаются низкокипящими углеводородами, которыми орошается верхняя часть колонны. Из верхней части колонны выводятся пары бен­зина, которые охлаждаются и конденсируются в теплообменниках. Часть жидкого бензина подают на орошение колонны. В нижней части колонны собирается мазут, который подвергают дальнейшей перегонке для получения из него смазочных масел во второй ректификационной колонне, работающей под вакуумом.

Продуктами прямой перегонки нефти являются дистилляты: бен­зиновый 35-200°С, лигроиновый 110-230°С, керосиновый 140-300°С, газойлевый 230-330°С и соляровый 280-380°С. Средний выход бензино­вых фракций при разгонке может колебаться в зависимости от свойств нефти от 15 до 25%, на долю остальных топлив приходится 20-30%. Прямогонные нефтепродукты обладают высокой химической стабиль­ностью, т.к. в них отсутствуют непредельные углеводороды. Однако, как правило, эти нефтепродукты не являются конечными и подвергают­ся дальнейшей вторичной переработке с целью увеличения выхода по­лучаемых из нефти топливных фракций.

Вторичная переработка основана на расщеплении крупных моле­кул углеводородов на более мелкие под действием высоких температур без катализатора (термический крекинг, коксование), в присутствии ка­тализатора (каталитический крекинг) или в присутствии катализатора под давлением водорода (гидрокрекинг). Разновидностью крекинга на­зывается риформинг, для него используют тяжелый бензин и лигроин прямой перегонки нефти,

Термический крекинг — расщепление крупных молекул на мелкие под действием высокой температуры (470-540°С) и давления (2,0-7,0 МПа).

При этом сырьем для получения автомобильного бензина служат тяжелые фракции от лигроина до мазута. Выход легких фракций кре­кинг-бензина – 35-45%, крекинг-газа – 10-15%, крекинг-остатка –50-55%. В крекинг-бензине содержится большое количество непредель­ных углеводородов, что вызывает его низкую химическую стабиль­ность. Кроме того, этот бензин характеризуется невысоким октановым числом 66-68 единиц (по моторному методу). Поэтому на современных нефте­перерабатывающих предприятиях вместо установок термического кре­кинга используются установки каталитического крекинга.

Каталитический крекинг нефтепродуктов (соляровых и керосино­вых фракций) проводят в присутствии катализаторов с получением по­вышенного выхода бензина высокого качества. В качестве катализато­ров используют алюмосиликаты (10-30% А1₂Оз, 70-90% SiO₂, неболь­шое количество других окислов, например FеОз и СаО) с высокоразви­той адсорбирующей поверхностью. Каталитический крекинг протекает в более мягких условиях (температура 425-520°С, давление 0,035-0,35 МПа), при этом скорость процесса выше, чем у термического крекинга.

Параллельно с расщеплением крупных углеводородных молекул идут процессы полимеризации – соединения мелких молекул в новые структуры, перераспределения водорода с образованием ароматических углеводородов, изопарафинов и др.

Таким образом, каталитический крекинг позволяет не только уве­личить выход бензина, но и повысить его стабильность (за счет значи­тельного количества ароматических и изопарафиновых углеводородов). Октановое число такого бензина – 78-85 единиц (по моторному методу).

Каталитический риформинг позволяет из прямогонного бензина получить риформинг-бензин путем превращения нафтеновых углеводоро­дов в ароматические. Это позволяет повысить октановое число до 85 единиц (по моторному методу). Каталитический риформинг протека­ет в среде водорода при температуре 500-540°С, давлении 1,5-4 МПа и в присутствии катализатора. В качестве катализатора промышленное применение получила платина на окиси алюминия, отчего такой про­цесс получил название платформинга. Платформинг, как более удоб­ный и безопасный процесс, в значительной степени вытеснил гидро­форминг.

Процесс переработки нефтепродуктов, сочетающий крекирование и гидрирование (присоединение водорода), получил название гидрокре кинга. Гидрокрекинг проводится в среде водорода под давлением 5-15 МПа при температуре 360-440°С, обеспечивая превращение поли­циклических ароматических углеводородов в стабильные. При этом со­единения серы, как и при гидроочистке, удаляются. Октановые числа бензиновых фракций гидрокрекинга – 85-88 единиц (по исследователь­скому методу).

Процесс очистки нефтяных топлив как прямогонных, так и вто­ричного происхождения, называют гидроочисткой, которая проводится при температуре 380-420°С и давлении водорода 2,5-4,0 МПа в присут­ствии алюмокобальтмолибденовых или алюмоникельмолибденовых катализаторов. При этом гидрируются непредельные со­единения в предельные, а соединения, содержащие кислород и серу, в воду и сероводород. Таким методом удается снизить содержание серы в топливе на 90-92%.

Для удаления углеводородов со сравнительно высокой температурой застывания используется депарафинизация. При производстве ди­зельных топлив зимних сортов распространение получила так называе­мая карбамидная депарафинизация. Этот метод основан на свойстве карбамида (мочевины) образовывать комплексные соединения с пара­финами, которые достаточно просто отделяются от остальных углево­дородов.

При производстве прямогонных дизельных топлив, получаемых из малосернистой нефти, для удаления кислородосодержащих соединений кислого характера используется щелочная очистка. Этот процесс за­ключается в добавлении щелочи в очищаемый нефтепродукт с после­дующим удалением водных растворов образующихся веществ совмест­но с остатками щелочи.

Товарные сорта топлив получают смешением различных очищен­ных топливных дистиллятов с добавлением в них присадок, улучшаю­щих одно или несколько эксплуатационных свойств топлива. Так, для повышения антидетонационных свойств бензинов в них добавляют алкилбензин, алкилбензол и др., которые получают путем синтезирования в присутствии катализаторов.

Алкилбензин получают из газов крекинга и риформинга. При ал-
килировании к молекулам углеводородов присоединяются алкильные
радикалы. При изомеризации происходит перегруппировка атомов в молеку­ле в результате чего образуются молекулы с изоструктурой, обеспечи­вающей требуемые свойства топлив.

Сырьем при изомеризации служат легкие прямогонные бензиновые фракции.

Мазут в виде остатка атмосферной перегонки с температурой кипения 350° С частично поступает на крекинг, а частично в ректификационную колонну, работающую в условиях вакуума (вакуумная перегонка). Такая перегонка применяется для целей предотвращения расщепления углеводородов под действием высоких температур. В колонне поддерживается остаточное давление 5,3-8,0 кПа. Стекающая вниз по колонне испарившаяся жидкость продувается перегретым (острым) водяным паром для облегчения условий испарения легких компонентов и для снижения температуры в нижней части колонны. В результате получают несколько фракций – масляных дистиллятов разной вязкости, которые в дальнейшем используются для производства различных видов масел.

Неиспарившаяся часть мазута (гудрон или полугудрон), отводится из нижней части колонны для дальнейшего использования в процессах термического крекинга, коксования и получения битума и высоковязких масел.

В процессе вакуумной перегонки выход дистиллятных масел достигает до 50%. Масла с повышенной вязкостью получают из полугудрона, который является остатком с неглубоким отбором масляных фракций, и называются остаточными.

Как дистиллятные, так и остаточные масла в дальнейшем подвергают очистке от органических кислот, сернистых соединений, смолисто-асфальтеновых веществ и других нежелательных примесей. При этом используют селективную или контактную очистки, деасфальтизацию и депарафинизацию. На выбор способа очистки влияют качество исходного сырья и назначение вырабатываемого масла.

Сущность селективной очистки заключается в способности растворителей по-разному реагировать с углеводородами и нежелательными примесями. Существуют две разновидности селективной очистки: в первом случае углеводородный состав масел остается без изменения, а растворяются примеси; во втором случае извлекается основная часть масла, а примеси остаются.

При селективной очистке удаляются смолистые вещества и ароматические углеводороды полициклического строения, основной применяемый растворитель – фенол. При селективной очистке нежелательные примеси удаляются почти полностью при сравнительно небольшом расходе растворителя, что делает данный способ наиболее применимым.

Контактная (адсорбционная) доочистка проводится с целью удаления остатков растворителей и продуктов разложения, а также повышения стабильности масел. При этом нежелательные соединения адсорбируются на пористой поверхности отбеливающих земель.

Деасфальтизация – процесс удаления из гудрона асфальто-смолистых соединений и полициклических углеводородов с целью подготовки сырья к последующей селективной очистке. В качестве растворителя используют жидкий пропан. Нежелательные соединения переходят в экстракт, остаточное масло - в рафинат.

Депарафинизация – удаление наиболее высокоплавких (в основном парафиновых) углеводородов с целью снижения температуры за­стывания масел. Сущность процесса заключается в следующем: масло с растворителем охлаждают до определенной температуры. В результате жидкие углеводороды растворяются, а твердые выпадают в виде кристаллов, отделяемых при фильтрации.

Необходимого уровня вязкости базового масла добиваются путем смешения очищенных дистиллятных и остаточных масел, которые по­лучили название компаундированных масел.

Синтетические масла получают способом синтезирования опреде­ленных групп углеводородов с введением ряда соединений. Наиболее широкое распространение получили полисилоксановые масла или сили­кон. Они представляют собой полимерные кремнийорганические со­единения. По внешнему виду силиконы – бесцветные прозрачные мас­лянистые жидкости, которые хорошо растворяются в углеводородах и плохо – в спиртах. Наряду с преимуществами (низкая температура за­стывания, высокие антикоррозионные свойства, незначительное изме­нение вязкости при колебаниях температуры), эти масла, по сравнению с нефтяными, имеют худшую смазывающую способность.

Получение пластичных смазок заключается в нагреве (варке) и пе­ремешивании двух основных компонентов: жидкой основы и загустителя, который придает смазке пластичность. В качестве основы обычно исполь­зуют минеральное масло. Важной технологической особенностью приго­товления смазок является соблюдение строго определенных условий на­грева и охлаждения, оказывающих существенное влияние на свойства по­лучаемых смазок.

 

1.2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОПЛИВАХ

 

В настоящее время на рынке реализуется большое количество автомобильных бензинов, что нередко ставит в затруднительное положение владельцев автомобилей. Основная часть бензинов выпускается в соответствии с ГОСТ Р51105-97, ГОСТ Р 51313-99, ГОСТ Р 51866-2002, а также техническим условиям отдельных производителей.

27 февраля 2008 года в нашей стране Постановлением правительства №118 был принят технический регламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту». Который действует в настоящее время, с изменениями, утвержденными Постановлением Правительства РФ от 30 декабря 2008 г. N 1076, и от 7 сентября 2011 г. № 748. Согласно закону о техническом регулировании, именно технический регламент является основным документом, регулирующим вопросы производства и реализации топлив. Поэтому все стандарты и технические условия в соответствии с которыми выпускается автомобильный бензин должны соответствовать данному техническому регламенту.

Принятие данного технического регламента напрямую связано с принятием правительством РФ в октябре 2005 года технического регламента «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории РФ, вредных (загрязняющих) веществ». В соответствии с которым с 1 января 2008 года запрещены производство и ввоз в Россию автомобилей с двигателями нормой ниже «Евро-3. С 1 января 2010 года – Евро-4, а с 1 января 2014 года – на Евро-5.

Основными показателями физико-химических свойств бензина, определяющих его качество и марку, является фракционный состав, детонационная стойкость, содержание в топливе кислот, щелочей, непредельных углеводородов, воды и механических примесей.

Фракционный состав бензина – является одним из важнейших ха­рактеристик испаряемости топлива, которая оказывает решающее влияние на безотказность работы двигателя в различных условиях эксплуатации, а также на развиваемую мощность и топливную эконо­мичность двигателя при различных режимах его работы.

Фракционный состав выражает зависимость между температурой и количеством бензина, перегоняемого при этой температуре. Кривая фракционного состава показывает, при какой температуре испаряет­ся определенное заданное количество топлива по объему при нагре­вании в стандартных условиях по ГОСТ 2177-82. Фракционный состав оценивается температурами перегонки 10%, 50%, 90% бензинов, а также температурами начала и конца перегонки, потерями при перегонке, характеризующими физическую стабильность бензина. Указанные температуры перегонки, позволяют оценивать эк­сплуатационные качества бензина: возможность запуска двигателя в зависимости от температуры окружавшего воздуха, устойчивость работы на холостом ходу, приемистость, мощность двигателя и расход топлива, влияние фракционного состава на разжижение масла и износы двигателя.

Одним из наиболее важных показателей качества бензина, характеризующих детонационную стойкость и определяющих его марку является октановое число. В лабораторных условиях октановое число бензина определяется по моторному или исследовательскому методу, которые основаны на проведении сравнительных испытаний бензина и эталонного топлива, в соответствии с ГОСТами.

В качестве эталонного топлива применяется смесь, состоящая из изооктана (С₈ Н ₁₀) и нормального гептана (С₇Н₁₆), при этом октановое число изооктана принято за 100 ед., а нормального гептана за 0. Дня определения октановых чисел бензинов путем проведения сравнительных испытаний необходимо специальное оборудование, в том числе дорогостоящие одноцилиндровые моторные установки.

Измерение плотности автомобильного бензина и дизельного топлива имеет важное практическое значение. Так как расход топ­лива нормируется и учитывается в объемных единицах (литрах), однако объем нефтепродукта не является постоянной величиной, он в значительной степени зависит от температуры. Масса же нефтепродукта является величиной постоянной. Поскольку под плотностью топлива по­нимают его массу в единице объема, то для перерасчета количест­ва топлива необходимо знать его плотность. На автозаправочных станциях плотность бензина измеряется ежедневно. Величина плотности топлива может замеряться при любой температуре, но за стандартную плотность принята плотности при температуре t = 20°С. Поэтому результаты изме­рения плотности (r_t) при любой температуре необхо­димо приводить к плотности при стандартной температуре. Для этой цели можно использовать специальные номограммы или производят пересчет плотности по следующей формуле:

 

, (1)

где g – температурная поправка, которая берется из таблицы 1 в зависимости от интервальных значений плотности нефтепродукта;

r_t – плотность при известной температуре, г/см³.

Плотность бензина замеряется нефтеденсиметром, представляющим собой ареометр. Ареометр состоит из пустотелого поплавка, с расположенным внизу балластом, а вверху тонкой трубочкой. Внутри этой трубочки помещена шкала плотностей.

Коррозионная агрессивность бензина зависит, главным образом, от содержания в нем серы и сернистых соединений. При этом различают неактивную серу, активную элементарную серу и её соединения.

 

Таблица 1– Среднее значение температурных поправок при определении плотности нефтепродуктов

Плотность, г/см3	Температурная поправка на 1° С	Плотность, г/см3	Температурная поправка на 1° С
0.6900-0,6999	0,000910	0,8500-0,8599	0,000699
0,7000-0,7099	0,000897	0,8600-0,8699	0,000686
0,7100-0,7199	0,000884	0,8700-0,8799	0,000678
0,7200-0,7299	0,000870	0,8800-0,8899	0,000660
0,7300-0,7399	0,000857	0,8900-0,8999	0,000647
0,7400-0,7499	0,000844	0,9000-0,9099	0,000633
0,7500-0,7599	0,000831	0,9100-0,9199	0,000620
0,7600-0,7699	0,000818	0,9200-0,9299	0,000607
0,7700-0,7799	0,000805	0,9300-0,9399	0,000594
0,7800-0,7899	0,000792	0,9400-0,9499	0,000581
0,7900-0,7999	0,000778	0,9500-0,9599	0,000567
0,8000-0,8099	0,000765	0,9600-0,9699	0,000554
0,8100-0,8199	0,000752	0,9700-0,9799	0,000541
0,8200-0,8299	0,000733	0,9800-0,9899	0,000528
0,8300-0,8399	0,000725	0,9900-1,0000	0,000515
0,8400-0,8499	0,000712

Неактивная сера не вызывает коррозию металлов непосредственно, а образует различные сернистые соединения при хранении или сгорании в двигателе, которые и оказывают коррозионное воздействие как на черные, так и на цветные металлы. В стандартах (ГОСТ 2084-77, ТУ-38.101165-87, ГОСТ Р51105-97) содержание элементарной неактивной серы регламентируется в массовых долях от 0,01% до 0,12%.

Наличие активной элементарной серы и её соединений (сероводорода, меркаптанов и т.п.) выявляется достаточно простым качественным анализом, нормируемым в ГОСТ как испытание на медной пластинке. Приняты два метода испытания топлива на медной пластинке: стандартный и ускоренный. По стандартному методу испытания длятся 3 часа при температуре топлива 50°С, при ускоренном – 18 минут при температуре 100°С. Если после выдержки в испытуемом топливе хорошо отполированной медной пластинки размером 40´10´2 мм, её внешний вид не изменяется (не появляются пятна, серый налет и т.п.), то считается, что топливо выдерживает испытания на медной пластинке. В этом случае содержание сероводорода в топливе не превышает 0,0003%; а свободной активной серы – не более 0,0015% (масс.).

Содержание в бензине минеральных (водорастворимых) кислот и щелочей, а также органических кислот, непредельных углеводородов оказывает непосредственное влияние на коррозию цветных и черных металлов, на химическую и физическую стабильность топлива, которые определяют длительность хранения бензина при эксплуатации.

Наличие неорганических (водорастворимых) кислот и щелочей в бензине не допускается ГОСТом 2084-77, иx содержание в бензине определяется простейший качественным анализом. При таком анализе (ГОСТ 6307-75) определенный объем испытуемого бензина взбалтывают с таким же объемом дистиллированной воды и получен­ную смесь, после отстаивает, водную вытяжку испытывают индикаторами: водным раствором метилоранжа и спиртовым раствором фенолфталеи­на. При отсутствии кислот и щелочей водная вытяжка окрасит раст­вор метилоранжа в желто-оранжевый цвет, а раствор фенолфталеи­на – в бесцветный или слегка белый. В присутствии кислот или щелочей индикаторы соответственно окрасят цвет водной вытяжки в оранжево-красный (метилоранж) или фиолетово-розовый (фенолфталеин). Органические кислоты, в основном нафтеновые, содержатся в бензинах в незначительных количествах. Однако в процессе хра­нения из-за окисления непредельных углеводородов (олефинов) кислотность автомобильных топлив постоянно увеличивается. По действующим ГОСТам (ГОСТ 2084-77, ТУ-38.101165-87, ГОСТ Р51105-97) кислотное число бензинов допускается не более 3 мг КОН на 100 мл топлива. Определение кислотного числа бензина производится по ГОСТ 11362-76, которое требует проведение большого объема анализов, непредусмотренных программой курса. Поэтому в данных методических указаниях они не описаны. А в лабораторных работах студенты ограничивается проведением простей­ших, в большинстве случаев, качественных анализов. Одним из та­ких качественных анализов, являются анализы на определение на­личия в топливе непредельных углеводородов (олефинов), опреде­ления фактических смол, определение содержания в топливе воды и механических примесей.

Значительное количество олефинов содержится в бензинах термического и одноступенчатого каталитического крекинга. Непре­дельные углеводороды во время транспортировки и хранения бензина вследствие окислительно-полимеризационных процессов превращают­ся в смолы, чрезмерная концентрация которых значительно ухудша­ет основные показатели работы двигателя.

Количество фактических смол определяют по величине пятна от сгоревшего на сферическом стекле 1 мл бензина.

Стандартами предусмотрено определение всех показателей автомобильных топлив и их количественная оценка. Вместе с тем, в практике часто пользуются простейшими способами оценки бензи­на по его внешним признакам: запах, цвет, испаряемость, содержа­ние в нем воды и механических примесей.

В отличие от дизельного топлива бензины обладают специфи­ческим запахом, при этом резко и неприятно пахнут бензины тер­мического крекинга, в то время как бензины двухступенчатого каталитического крекинга обладают слабым запахом, т.к. содержат значительное количество ароматических углеводородов.

По испаряемости капли бензина на фильтровальной бумаге можно определить сортность бензина. Летние сорта бензинов испа­ряются медленнее, чем зимние. Поэтому капля зимнего автомобиль­ного бензина испаряется полностью, при комнатной температуре, в течение одной минуты, не остав­ляя никакого следа на фильтровальной бумаге. Летние бензины по истечении одной минуты оставляют на бумаге не полностью высохшее пят­но.

Качественное обнаружение содержания в бензине воды и меха­нических примесей основано на визуальной оценке при просмотре бензина в проходящем свете, находящегося в прозрачном цилиндре после интенсивного встряхивания. Небольшое избыточное количество воды в бензине вызывает потерю прозрачности топлива. Значительное количество воды после отстоя собирается на дне цилиндра отдельным слоем.

Наиболее важными показателями качества дизельного топлива, оказывающими наибольшее влияние на безотказность работы двигателя, а также на его мощность, экономичность, долговечность и др., являются вязкость и самовоспламеняемость дизельного топлива, самовоспламеняемость характеризуется цетановым числом.

Цетановое число дизельного топлива определяет характер протекания процесса самовоспламенения и сгорания в цилиндрах и определяет жесткость работы двигателя.

Определение цетанового числа дизельного топлива, как и оп­ределение октанового числа бензинов, производится сравнительными стендовыми испытаниями дизельного топлива и эталонного топлива на одноцилиндровой моторной установке ИТ9-3 по методу совпадения вспышек (ГОСТ 3122-67). В качестве эталонного топлива при этом используется смесь цетана (С₁₆Н₃₄) и альфа-метилнафталина (С₁₀Н₇СН₃). Вместе с тем, лабораторные испытания дизельного топлива моторным методом представляют собой процесс весьма трудоемкий, требующий сложного и дорогостоящего оборудования.

Величина цетанового числа дизельного топлива зависит от группового химического состава и достаточно точно определяется следующей эмпирической формулой:

 

ЦЧ = 0,85П+0,1Н- 0,2А (2)

 

где П, Н, А – содержание в топливе парафиновых, нафтеновых и аро­матических углеводородов, процент по массе.

Важными показателями качества дизельных топлив, определяющими безотказность работы дизеля зимой, являются температура помутнения и температура застывания топлива. Температурой помутнения топлива называется температура, при которой топливо теряет прозрачность вследствие выделившихся микрокристаллов парафина, церезина и льда.

Температурой застывания топлива называется температура, при которой дизельное топливо, настолько загустевает, что теряет подвижность и при наклоне его в стандартной пробирке на 45° в течение 1 минуты не изменяет положение своего первоначального уровня. Температура застывания топлива указывается в марке зимнего топлива. Например: 3-0,2 минус 35°С ГОСТ 305-82, где минус 35°С - температура застывания топлива.

В зависимости от температур помутнения и застывания дизельные топлива делятся на зимние, летние и арктические. Наименьшая температура использования дизельного топлива должна быть на 3...5°С выше ее температуры помутнения и на 10...15°С выше тем­пературы застывания.

 

1.3 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ

 

Работа всех агрегатов автомобиля сопровождается трением контактирующих и перемещающихся друг относительно друга поверхностей. Наличие сил трения, износ поверхностей трения и тепловыделения на деталях влияют на эффективность работы и долговечность автомобиля. Для уменьшения влияния этих факторов в агрегатах автомобилей применяются смазочные материалы. Режимы работы агрегатов, процессы износа в них при контактном взаимодействии деталей изучает наука триботехника. Триботехника – наука о контактном взаимодействии твердых тел при их относительном движении, охватывающая весь комплекс вопросов трения, изнашивания и смазывания машин.

Любой агрегат автомобиля работает в определенных условиях, которые зависят от его конструкции, скоростных и нагрузочных режимов работы, качества обработки сопряженных деталей. При этом применяемое масло должно обеспечивать наилучший режим трения, т.е. жидкостное трение, при котором смазочный материал полностью разделяет взаимоперемещающиеся поверхности и резко снижает процессы износа деталей автомобиля. Подавляющая часть различных смазочных материалов готовиться на базе продуктов переработки нефти.

Общие требования к автомобильным маслам можно свести к следующему:

1 – масло должно разделять трущиеся детали надежным масляным слоем, обеспечивающим жидкостное трение или в особо тяжелых условиях создавать на их поверхности прочную масляную пленку, предохраняющую от возникновения сухого трения;

2 – масло должно надежно удерживаться на поверхности деталей, предохраняя их от коррозии;

3 – масло должно отводить от трущихся деталей тепло, смывать с их поверхности продукты износа и легко отделяться от последних при фильтрации;

4 – масло должно сохранять стабильные физико-химические свойства при хранении и эксплуатации;

5 – масло должно быть экономичным и доступным по цене;

6 – моторные масла должны обладать высокой физико-химической стабильностью при повышенных температурах, а также не образовывать отложений и нагаров;

7 – трансмиссионные масла должны обладать высокими противозадирными и противоизносными свойствами.

В процессе работы масла подвергаются воздействию различных факторов, таких как: высокая температура отработавших газов и деталей, интенсивное контактирование с кислородом воздуха и продуктами сгорания, каталитическое воздействие металлов и сплавов, высокие удельные нагрузки в подшипниках и других узлах трения, резкие изменения нагрузочных и скоростных режимов.

Воздействие этих факторов на масло приводит к возникновению в нем сложных физико-химических процессов, поэтому с течением времени качество масла меняется. В связи с этим масла должны иметь определенные свойства, обеспечивающие их длительную работу и обеспечивающие весь комплекс требований предъявляемых к ним.

Все показатели физико-химических свойств масел по характеру их влияния на качество масла можно разбить на четыре группы:

1 – показатели качества, влияющие на смазывающие и вязкостно-температурные свойства масел;

2 – показатели качества, влияющие на склонность масел к образованию отложений в агрегатах и нагаров в ДВС;

3 – показатели качества, влияющие на коррозийный износ деталей;

4 – контрольные показатели, определяющие соответствие масел стандартам и техническим условиям.

Для характеристики вязкостно-температурных и смазывающих свойств масел используют следующие показатели: нормируемая кинематическая вязкость при разных температурах, динамические вязкости при отрицательных температурах, индекс вязкости, температурный коэффициент вязкости, температура застывания.

Вязкость масла существенно влияет на износ трущихся деталей, потерю энергии на трение и надежность прокачиваемости масел по системе смазки, на легкость и продолжительность пуска ДВС, степень очистки масел в фильтрах, а также расход масла и топлива.

Вязкость масла при одинаковых температурах и давлении зависит от химического состава и структуры углеводородов, из которых состоят масла. Самая низкая вязкость у парафиновых углеводородов, самая высокая у полициклических ароматических углеводородов.

Смазочные масла состоят из основы (базового масла) и присадок (от 3...8% до 25%). Базовые масла вырабатываются из мазута, путем его вакуумной перегонки – эти масла получили названия минеральных, или путем переработки других сложных веществ (эфиров, углеводородов и так далее) – эти масла получили название синтетических.

Стандартами для отечественных моторных масел нормируется кинематическая вязкость при 100°C и 0°C, для всесезонных при минус 18°C, иногда при минус 20°C, 30°С, 40°С.

Зависимость вязкости от температуры называется вязкостно-температурной характеристикой, лучшими вязкостно-температурными свойствами обладает масло, у которого вязкость в меньшей степени изменяется при изменении температуры, то есть вязкостно-температурная характеристика которого более пологая.

Для характеристики изменения вязкости от температуры в ГОСТах нормируется показатель индекс вязкости (ИВ), чем выше ИВ масла, тем лучше вязкостно-температурные свойства масла. Индексом вязкости называется относительная величина, которая показывает степень изменения вязкости масла в зависимости от его температуры, по сравнению с эталонным маслом.

Однако вязкостно-температурные характеристики даже самых лучших минеральных масел не удовлетворяют требованиям, предъявляемым современным двигателем, поэтому с целью улучшения показателей качества товарных масел в последнее время все большее распространение получают синтетические и полусинтетические масла, индекс вязкости которых значительно выше чем у минеральных. В минеральные масла для улучшения вязкостно-температурных свойств добавляют значительное количество присадок.

Моторные масла работают в наиболее тяжелых условиях, в современных автомобильных двигателях опорами для коленчатых и распределительных валов почти исключительно служат подшипники скольжения. Работоспособность подшипника скольжения достигается использованием так называемого эффекта масляного клина. При вращении гладкого вала в зазор между валом и подшипником подается масло нагрузка действующая на вал вызывает его эксцентрическое смещение, масло как бы затягивается в суживающуюся часть зазора и образует масляный клин, препятствующий соприкосновению вала с подшипником.

При выборе вязкости моторного масла исходят из обеспечения двух основных требований: оптимизации вязкости на прогретом двигателе – рабочей вязкости, за которую принимают вязкость масла при 100°С, и обеспечения низкотемпературного запуска двигателя (рисунок 1).

Вязкость по нижнему пределу – минимальная рабочая вязкость – определяется условиями создания стабильной граничной пленки на поверхности трения, т.е. обеспечением минимально необходимых смазочных свойств масла. Однако при чрезмерном снижении вязкости снижается способность масла уплотнять зазоры между стенками цилиндра и поршнем, и вследствие этого возрастают угар масла, скорость образования отложений и старение масла.

Величина рабочей вязкости по верхнему пределу определяется увеличением потерь мощности на трение и циркуляцию масла; с увеличением вязкости ухудшается смазка поверхностей трения разбрызгиванием и самотеком, а также прокачиваемость масла (особенно на режимах пуска), в результате может возникнуть масляное голодание отдельных узлов трения двигателя. По эксплуатационным свойствам масло должно соответствовать характеристикам двигателя. Выбор класса вязкости зависит в основном от климатических условий, температурного режима работы двигателя и интенсивности эксплуатации автомобиля в разные сезоны; особенно это важно в нашей стране, так как автомобили эксплуатируются во всех климатических районах, от Крайнего Севера, где зимние температуры доходят до минус 45...55°С, до южных районов, где летом жара иногда достигает 40...45°С.

Кроме этого, весь период работы двигателя можно условно разбить на три периода: 1 – обкатка от 0 до 3...5 тыс. км пробега (2...3% моторесурса); 2– зрелость от 5 до 100...150 тыс. км (около 80% моторесурса); 3 – старость – последние 15...20% моторесурса до полной его выработки. При этом для каждого из этих периодов также желательно использовать определенный сорт масла или специальные присадки к маслам.

 

 

Минимальная вязкость для предотвращения утечек

 

 

 

ТЕМПЕРАТУРА

 

 

Рисунок 1 - График, иллюстрирующий требования к

вязкостно-температурным свойствам масла

 

В связи с вышеизложенным приняты следующие оптимальные диапазоны вязкости моторного масла при температуре 100°С: для бензиновых двигателей – 6...12 мм²/с; для автомобильных дизелей – 8...16 мм²/с. Причем меньшие значения соответствуют эксплуатации ДВС при низких температурах окружающего воздуха, а большие значения – для летних условий, а для ДВС с большой наработкой эти цифры еще увеличиваются: для бензиновых – до 14 мм²/с, а для дизелей – до 18 мм²/с. При эксплуатации ДВС в регионах с высокой температурой окружающего воздуха или при работе летом в тяжелых условиях также необходимо выбирать масло с более высокой вязкостью при 100°С. Это позволяет повысить давление в системе и существенно снизить вероятность задира, а также уменьшить износ деталей и сократить угар масла.

Для обеспечения низкотемпературного пуска двигателя выбираемое масло должно удовлетворять условию надежного пуска при низкой температуре и обеспечивать эффективность прокачиваемости, а для этого его вязкость не должна превышать 5000...6000 мм²/с при температуре минус 30°С.

Основное назначение трансмиссионных масел – смазка высоконагруженных зубчатых передач, подшипников и других деталей агрегатов трансмиссий, в основном методом окунания и разбрызгивания.

Условия работы трансмиссионных и моторных масел существенно отличаются друг от друга. Температурный режим, частота вращения шестерен (скорость относительного скольжения трущихся поверхностей зубьев), удельное давление в зоне их контакта, предопределяют условия работы масла в зубчатой передаче. К трансмиссионным маслам предъявляются менее жесткие требования по моюще-диспергирующим свойствам и термохимической стабильности, но зато очень высокие требования по противоизносным и противозадирным свойствам.

Температура масла в агрегатах трансмиссии колеблется в широких пределах, а это влияет и на интенсивность истирания зубьев шестерен. Так, при понижении температуры с +20°С до минус 20°С интенсивность истирания зубьев возрастает примерно в 2 раза, а до минус 30° С – почти в четыре раза.

Скорость скольжения в зацеплении меняется от 1,5 до 25 м/с, а удельное давление от 500 до 4000 МПа, именно эти величины во многом определяют возможности применения масла в передаче того или иного типа.

По уровню напряженности работы зубчатых передач, трансмиссионные масла можно разделить на следующие группы: 1 – универсальные, обеспечивающие работу всех типов зубчатых передач и других деталей агрегатов трансмиссий; 2 – общего назначения, для цилиндрических, конических и червячных передач автомобилей; 3 – для гипоидных передач грузовых и легковых автомобилей, сочетание высокой скорости относительного скольжения профилей зубьев с высокими удельными давлениями обуславливают крайне неблагоприятные условия трения, поэтому необходимы масла с высокоэффективными противозадирными свойствами; 4 – масла для гидромеханических передач; 5 – масла для гидрообъемных передач.

Общие требования для всех масел – надежное разделение контактирующих зубьев шестерен, защита поверхности от износа, снижение потерь на трение.

В зависимости от климатических условий трансмиссионные масла можно разделить на летние, зимние, всесезонные, северные, которые различаются вязкостно-температурными свойствами.

Для обеспечения хорошего разбрызгивания трансмиссионные масла должны обладать хорошими вязкостно-температурными свойствами и низкой температурой застывания. Максимально допустимая вязкость масла определяется из условия обеспечения свободного трогания техники при отрицательных температурах без применения средств подогрева. Для цилиндрических и спирально-конических передач максимальная динамическая вязкость (h_max£ 300...350 Па´с), для гипоидных передач (h_max£ 500...600 Па´с). Минимально допустимая вязкость трансмиссионного масла определяется условием подтекания через сальники, кинематическая вязкость не должна быть менее (n_min³ 5 мм²/с), рабочая вязкость трансмиссионного масла (n_раб » 20 мм²/с) /1/. При таких условиях обеспечивается надежная работа агрегатов автомобиля.

Для обеспечения наименьшего износа высоконагруженных зубчатых передач трансмиссионные масла должны обладать хорошими смазывающими свойствами. Смазывающая способность трансмиссионных масел обеспечивается поверхностно-активными веществами, находящимися в исходном сырье, но в значительной степени этому способствует добавление в масла антифрикционных, противоизностых и противозадирных присадок.

К маслам для гидромеханических передач (ГМП) предъявляются несколько иные требования, чем для обычных трансмиссионных масел, что связано с особенностями работы масла в гидромеханических и гидрообъемных передачах. Данные масла выполняют роль рабочего тела, скорость потоков масла в передаче достигает 80...100 м/с, а температуры иногда превышают 150°С. В результате этого происходит интенсивная аэрация масел, значительное пенообразование и, как следствие, повышенное окисление. Для повышения стабильности таких масел в их состав вводят большое количество антиокислительных присадок. Наличие в ГМП большого числа деталей, изготовленных из различных материалов и сплавов, требует введения в масла этой группы повышенного количество противокоррозионных присадок.

Чтобы обеспечить работу гидротрансформатора, масло должно быть наименее вязким. Так, повышение вязкости масла в связи с понижением его температуры с 90°С до 30°С приводит к снижению к.п.д. гидротрансформатора в среднем на 5...7%. С другой стороны, для обеспечения наличия на поверхности трения прочной масляной пленки, а также снижения утечек через уплотнительные устройства масло должно быть относительно вязким. Оптимальным считается применение масел с вязкостью 4...5 мм²/с при 100°С.

В практике технической эксплуатации автомобилей довольно часто приходится решать вопросы, связанные с определением марки и области применения пластичных смазок. Это вызвано тем, что для смазывания многих трущихся сопряжений автомобилей, отечественная промышленность выпускает большое количество самых разнообразных марок пластичных смазок. Последние очень часто имеют одинаковую окраску, запах и внешний вид, но существенно отличаются важнейшими эксплуатационными свойствами (термостойкость, влагостойкость и др.), которые и определяют возможность и эффективность применения этих смазок в конкретных узлах трения.

Пластичные смазки находятся в мазеобразном состоянии, представляют собой коллоидную систему, состоящую на 80-90% из жидкой и на 10-20% твердой фаз, с добавлением присадок и наполнителей. Жидкая фаза (минеральное масло) составляет основу пластичной смазки и располагается в ячейках структурного каркаса, образованного твердой фазой (загустителем). В качестве загустителя в пластичных смазках используются различные мыла, получаемые на основе натуральных (растительных и животных) жиров и синтетических жировых кислот. Некоторые пластичные смазки загущены высокоплавкими углеводородами (парафином, церезином и др.), а также твердыми минеральными веществами (аллюмогель, силикогель, бентонитовая глина и др).

Следует отметить, что самую большую группу пластичных смазок составляют антифрикционные смазки, предназначенные для смазывания трущихся деталей, у которых в качестве загустителя, как правило, применяются литиевые, кальциевые или натриевые мыла.

Физико-химические свойства пластичных смазок оценивается целым рядом показателей, предусмотренных стандартами. Все эти показатели делятся на две группы: обязательные для всех видов пластичных смазок и обязательные для отдельных видов смазок.

К первой группе показателей качества пластичных смазок относятся такие, как внешний вид, содержание воды и механических примесей, испытание на коррозию. К показателям, обязательным для отдельных видов смазок относятся такие, как предел прочности, эффективная вязкость, температура каплепадения, коллоидная стабильность, содержание щелочей и кислот и другие.

Вместе с тем, при практическом применении смазок, наиболее важными свойствами являются температурные пределы их эффективного использования и влагостойкость. Последние, в значительной мере, определяются типом применяемого загустителя. Технический вазелин ВТВ-1, пушечная смазка ПВК и др. с загустителем на твердых углеводородах имеют низкую температуру плавления (до 64°С), но очень высокую влагостойкость и применяются, главным образом, в качестве защитных смазок при консервации металлических изделий автомобилей. Смазки на литиевых мылах Литол-24, ЛИТА имеют высокую температуру плавления, водостойки, хорошо зарекомендовали себя при низких температурах и являются самыми массовыми смазками применяемыми для АТС.

 

1.4 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЯХ

 

Важной особенностью жидкостей для гидроприводов тормозов является то, что от их эксплуатационных качеств зависит не только долговечность и надежность работы деталей тормозного привода, но также и безотказность работы тормозного механизма, то есть безопасность движения автомобилей. Для обеспечения надежной работы тормозов необходимо, чтобы тормозная жидкость имела следующие значения показателей качества: кинематическая вязкость при 50° С n₅₀ ³ 10 мм²/с в летних условиях, и n₅₀ ³ 7,5 мм²/с в зимних условиях. Предельно допустимая вязкость при минус 40°С – 1500 мм²/с и лишь в исключительных случаях – 3000 мм²/с.

Температура застывания тормозной жидкости должна быть ниже самых низких возможных температур окружающего воздуха, при эксплуатации автомобилей. Не допускается нарушение однородности, выпадение сгустков, осадков, а также расслоение тормозной жидкости. Для обеспечения минимального износа подвижных деталей жидкость должна обладать достаточной смазывающей способностью.

Кроме того, требуется полная совместимость тормозной жидкости с резиновыми и металлическими деталями гидропривода. При этом она не должна вызывать коррозии металлических деталей, набухания и разъедания и высыхания резино-технических деталей. Тормозная жидкость должна иметь температуру кипения больше предельной максимальной температуры в тормозном приводе (120...130°С), чтобы не допустить образования «паровых пробок» в гидросистеме и потери жидкости вследствие испарения.

Условия работы жидкостей в гидроприводах и амортизаторах автомобилей существенно различаются, что не позволяет применять в них одну и ту же жидкость. На современных отечественных автомобилях устанавливают преимущественно гидравлические амортизаторы телескопического типа. В процессе работы жидкости в амортизаторах сильно нагреваются и отдают тепло через корпус в атмосферу.

В южных районах при движении летом температура жидкости может повышаться до 100...120°С, зимой в северных районах её температура может понизиться до минус 60°С. Поэтому основное требование к качеству амортизаторных жидкостей – пологая вязкостно-температур-ная характеристика и низкая температура застывания. Кроме того жидкости не должны воздействовать на резинотехнические детали амортизаторов.

Современные специальные автомобили имеют большое количество гидравлических систем, в которых используются различные гидравлические масла. Требования к гидравлическим маслам очень близки к требованиям к маслам для гидромеханических коробок передач, иногда эти масла даже рассматривают в одной группе.

В соответствии с ГОСТ 17479.3-85 в зависимости от величины кинематической вязкости при температуре 40°С гидравлические масла делят на классы 5, 7, 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100, 150. По эксплуатационным свойствам на три группы А, Б, В.

Например, МГ-15-В: МГ – минеральное гидравлическое масло; 15 – класс вязкости; В – группа масла по эксплуатационным свойствам.

Низкозамерзающие охлаждающие жидкости предназначены для заполнения систем охлаждения в зимнее время, или для всесезонного использования в системах охлаждения ДВС автомобилей, предназначенных для эксплуатации на данных жидкостях.

Отечественная промышленность выпускает несколько разновидностей низкозамерзающих охлаждающих жидкостей: 1– антифризы марки 40, марки 65 и марки 40к, (марки 40м и марки 65м); 2 – тосолы марок Тосол-А, Тосол-А40, Тосол-А65; 3 – охлаждающие жидкости Лена-40, Лена- 65, ОЖ-25, ОЖ-К (ТУ 6001-7-153-83); 4 – для эксплуатации автомобилей в высокогорных условиях применяют низкозамерзающие жидкости с высокой температурой кипения (130...210°С), представляющие собой смесь высокомолекулярных спиртов и эфиров. Эти жидкости выпускаются с температурой кристаллизации минус 40°С и минус 65°С; 5 – в последние годы промышленность приступила к выпуску жидкостей на основе соляных растворов Арктика-45, АСОЛ-У.

В качестве низкозамерзающих охлаждающих жидкостей могут также использоваться смеси воды со спиртами, смесь воды с глицерином, смеси углеводородов и ряд других веществ. Однако наибольшее распространение в качестве антифризов получили водные растворы этиленгликоля. Низкозамерзающие охлаждающие этиленгликолевые жидкости, очень часто называют антифризами.

Этиленгликоль – двухатомный спирт (С₂Н₄(ОН)₂), представляет собой прозрачную, бесцветную жидкость без запаха, при 20°С этиленгликоль имеет вязкость 25 мм²/с, а его плотность равна 1,11 г/см³. Температура кипения этиленгликоля 197°С, температура застывания - минус 11,5°С. Особенностью смеси этиленгликоля с водой является то, что она имеет температуру замерзания ниже, чем отдельные её компоненты. Меняя соотношение воды и этиленгликоля можно, получить смеси с температурами застывания от 0°С до минус 70°С.

 

1.5 КАРТА СМАЗКИ АВТОМОБИЛЯ

 

При составлении карты смазки необходимо использовать приложение. Химмотология – это наука об эксплуатационных свойствах, качестве и рациональном применении топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей в технике. Одним из важнейших аспектов химмотологических систем на автомобильном транспорте является разработка условий рационального применения топлив и смазочных материалов на основе оптимальных режимов их использования.

Химмотологические карты и схемы, разработанные для процессов технического обслуживания автомобилей, представляют собой описание технологического процесса выполнения смазочно-очистных работ с указанием периодичности и трудоемкости их выполнения, потребного количества необходимых горюче-смазочных материалов.

Поэтому разработку химмотологической карты необходимо производить на основе изучения технологических процессов ТО и ремонта автомобилей, приведенных в типовых технологиях выполнения регламентных работ технического обслуживания автомобилей. Представление химмотологической карты в контрольной работе необходимо выполнить по форме, предусмотренной ГОСТ 25549-90 и приведенной в таблице приложения.

Кроме того, в работе необходимо привести карту смазки автомобиля (рисунокБ1 приложенияБ), можно воспользоваться копиями аналогичных карт смазки автомобилей или схематично (без вырисовывания деталей автомобиля) изобразить карту смазки в виде рисунка с соответствующими пояснениями. Карту смазки автомобиля с подрисуночными надписями необходимо разместить на отдельном листе, номера точек на карте смазки и в химмотологической карте должны совпадать.

При разработке карты смазки и химмотологической карты необходимо учитывать не только особенности конструкции автомобиля, но и условия его эксплуатации, и в первую очередь природно-климатические условия, указанные в задании, максимальную летнюю температуру воздуха и мтнимальную зимнюю температуру воздуха.

 

ВОПРОСЫ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

Группа 1

0 Какие основные группы углеводородов вхо