Материалов, характеристика и область применения

дизельного топлива приводит к его потерям через зазоры в секциях топливного насоса и увеличивает износ Деталей топливной аппаратуры, смазкой для которых является топли-о (плунжерные пары и нагнетательные клапаны топливного насоса, игла и корпус распылителя форсунки).

Температура застывания — это та минимальная температура, при которой дизельное топливо теряет текучесть. Для обеспечения нормальной работы двигателя топливо должно иметь температуру застывания на 10° ниже температуры окружающего воздуха.

Коррозирующее действие дизельного топлива обуславливается наличием в нем (так же, как и в бензине) свободной серы, сернистых соединений, водорастворимых кислот и щелочей. Топливо с содержанием серы до 0,2% называется малосернистым, а с содержанием серы от 0,2 до 1 % — сернистым.

Механические примеси и вода в дизельном топливе недопустимы.

Самое незначительное количество в топливе твердых землистых частиц приводит к резкому возрастанию износов деталей поршневой группы двигателя и особенно деталей дизельной топливной аппаратуры, имеющей очень малые зазоры в сочленениях.

Вода замерзает при низкой температуре, забивает топливные фильтры и топливопроводы, вызывая перебои в работе и даже остановку двигателя, увеличивает коррозирующее действие, особенно сернистого топлива. Для более полного удаления механических примесей и воды необходимо производить отстой в течение 72—96 часов и фильтрацию перед заливкой в топливный бак автомобиля.

В настоящее время нефтеперерабатывающая промышленность выпускает малосернистое и сернистое дизельное топливо. Первое в соответствии с ГОСТ 4749-73 выпускается трех марок: дизельное арктическое ДА, дизельное зимнее ДЗ и дизельное летнее ДЛ, а второе в соответствии с ГОСТ 305-73 — четырех марок: арктическое А, зимнее 3, зимнее северное ЗС и летнее Л. Эксплуатационные свойства топлива по ГОСТ 4749-73 и ГОСТ 305-73 (табл. 122) примерно одинаковые, что дает возможность их взаимозаменять.

В зависимости от времени года и температуры воздуха климатической зоны и качества используемого для смазки двигателя масла применяют различные марки дизельного топлива. Топливо ДА и А применяют при температуре ниже —30° С, ЗС — выше —30° С, ДЗ и 3 — выше — 25° С и ДЛ и Л — выше 0° С.

Летние сорта дизельного топлива можно заменить топливом для тепловозных и судовых дизелей марки ТЗ и ТЛ (ГОСТ 10489-63). Хорошими заменителями арктических, зимнего северного и зимних марок дизельного топлива являются все топлива, предназначенные для воздушно-реактивных двигателей, Т-1 и ТС-1 (ГОСТ 10227-62), РТ (ГОСТ 16552-71), Т-6 и Т-7 (ГОСТ 12308-66), имеющие очень низкую температуру застывания (— 60° С) и высокое цетановое число (43—50 единиц). Они могут применяться как в чистом виде, так и для разбавления дизельных топлив в зимнее время. Перед заполнением топливного бака смесь должна быть тщательно перемешана.

Смазочные материалы. Между взаимно перемещающимися прижатыми друг к другу деталями возникает сухое трение, на преодоление которого требуется затрачивать большую работу. При этом детали интенсивно нагреваются и быстро изнашиваются. Для уменьшения трения и увеличения срока службы деталей между трущимися поверхностями вводят слой смазки, которая разъединяет поверхности, и трение происходит между частицами смазки. Такое трение называется жидкостным. Оно в десятки раз меньше сухого трения. Для получения жидкостного трения необходимо, чтобы смазочный материал хорошо удерживался на трущихся смазываемых поверхностях (обладал хорошей липкостью и маслянистостью) и не выдавливался из зазора (имел достаточную вязкость).

Смазку узлов трения автомобилей производят смазочными материалами, которые в зависимости от физического состояния массы делятся на жидкие, сохраняющие при высокой температуре жидкое состояние, и пластичные, которые при положительных температурах представляют собой вязкое мазеобразное вещество. В зависимости от исходного сырья смазочные материалы делятся на минеральные, органические и синтетические. Минеральные смазочные материалы в основном вырабатываются из нефти, органические—из растительных жиров, синтетические — синтезированием продуктов концентрации двухатомных спиртов. Для смазки узлов трения автомобилей применяются жидкие (моторные и трансмиссионные) масла и пластичные (консистентные) смазки.

Моторные масла. Моторные масла применяются для смазки деталей узлов трения автомобильных двигателей внутреннего сгорания. Они работают в очень тяжелых температурных условиях, что пр.иводит к их частичному выгоранию и окислению. Поэтому с течением времени количество (уровень) масла в картере двигателя уменьшается. В масле накапливается все большее количество смол, ведущих к увеличению отложения нагара в цилиндрах двигателя, а с течением времени в нем собираются механические примеси (песок и пыль), продукты износа и окисления деталей двигателя, конденсат топлива (в карбюраторных двигателях). В результате оно приобретает темный цвет и смазывающая способность его ухудшается. Чтобы масло более продолжительно сохраняло свою смазочную способность, оно должно обладать вязкостными, достаточно хорошими моющими свойствами, быть стойким против окисления, свободным от механических примесей и воды, иметь высокую температуру вспышки.

Вязкостные свойства характеризуются вязкостью, индексом вязкости и температурой застывания.

Вязкость является одним из основных свойств, которым руководствуются при подборе масел для соответствующих условий работы.

Применение масел недостаточной вязкости может привести к нарушению смазки, а более вязких — к повышенным потерям энергии, перекачки масла по системе смазки и большому на-гарообразованию. В автомобильных двигателях используют обычно масла с вязкостью 6, 8 и 10 сСт при температуре 100 °С. При понижении температуры вязкость масла возрастает, а с повышением — падает. Увеличение вязкости масла при понижении температуры создает большие трудности в условиях зимней эксплуатации автомобилей (при пуске холодных двигателей, заправке их маслом и т. д.). Следовательно, судить о смазочных свойствах масел только по вязкости при 100 °С нельзя. Поэтому в ГОСТах и ТУ приводится отношение кинематической вязкости масла при 50 °С к кинематической вязкости при 100 °С или нормируется индекс вязкости.

Индекс вязкости представляет собой условную величину, показывающую степень изменения вязкости в зависимости от температуры по сравнению с эталонным маслом. Чем выше индекс вязкости, тем лучше температурно-вязкостные свойства масла. Такое масло надежнее обеспечивает жидкостное трение различных режимов работы двигателя.

Температура застывания должна быть ниже температуры окружающего воздуха на 5—10°. Если масло будет иметь более высокую температуру застывания, то из-за потери его текучести затрудняется, а в отдельных случаях и вообще окажется невозможным пуск холодного двигателя в условиях низких температур.

Стойкость масла против окисления характеризуется его химической и термической стабильностью.

Химическая стабильность характеризует стойкость масла против окисления кислородом воздуха при сравнительно низких температурах (в условиях хранения) с образованием смол, органических кислот и других нежелательных кислородных соединений. Промышленность выпускает масла, хорошо очищенные от нестойких против окисления углеводородов и обладающие высокой стабильностью. Однако при температуре выше 50 °С химическая стабильность масла резко снижается. Так, например, при повышении температуры на каждые 20° скорость окисления масла увеличивается в два раза.

Термическая стабильность характеризует способность масла, покрывающего тонким слоем металлические поверхности и подвергающегося действию высокой температуры, противостоять превращению в твердое вещество (лак).

При низкой стойкости против химической и термической стабильности масло дает в двигателе нагар, лаковые отложения и другие осадки, способствующие перегреву двигателя.

Моюшие свойства характеризуют способность масла удерживать во взвешенном состоянии продукты окисления углеводородов. Благодаря этому обеспечивается необходимая чистота деталей работающего двигателя. Чем выше моющие свойства масла, тем меньше будет откладываться нагара и шлама в двигателе.

Коррозионные свойства масла обусловлены теми же причинами, что и топливо. Масло с повышенной коррозионной способностью повышает износ и разрушение деталей двигателя. Коррозионные свойства масла оцениваются кислотным числом и испытанием на металлическую пластинку. Чем больше кислотное число, тем выше коррозийные свойства масла.

Температура вспышки характеризует склонность масла к выгоранию в двигателе и пожарную опасность при хранении. Температурой вспышки называется та минимальная температура, при которой пары нагретого масла загораются при поднесении открытого огня. Чем ниже температура вспышки масла, тем больше в ней легкоиспаряющихся углеводородов.

Механические примеси и вода в моторном масле недопустимы.

Механические примеси увеличивают износ деталей, нагарообразование и засоряют масляный фильтр.

Вода в масле способствует коррозии деталей и затрудняет подачу масла к смазывающим поверхностям.

Развитие и совершенствование конструкций автомобильных двигателей предъявляют все более высокие требования к маслам, которые невозможно удовлетворить за счет качества нефти и совершенствования производства масел.

Для улучшения отдельных или группы эксплуатационных показателей к маслам добавляют соответственно простые или многофункциональные присадки.

В соответствии с ГОСТ 17479-72 принято условное обозначение марок автомобильных масел, по которому буква М обозначает, что масло моторное, буквы Б, В и Г—группы масел по эксплуатационным свойствам, цифра 1 —масло для карбюраторных двигателей, 2 — масло для дизельных двигателей, цифры 6, 8, 10 — кинематическую вязкость в сСт при 100° С. Если в марке масла цифры (индексы) 1, 2 отсутствуют, то оно предназначено для карбюраторных и дизельных двигателей. Например, масло марки М-8Б1 означает: масло моторное для малофорсированных карбюраторных двигателей, вязкость которого при 100° С равна 8 сСт; М-ЮВг — масло моторное для среднефорсиро-ванных дизельных двигателей, имеющее вязкость при 100 °С, равную 10 сСт; М-63/ЮГ1 — масло моторное для высокофорсированных карбюраторных двигателей, вязкость которого при 100° С равна 10 сСт. Цифра 6 в этой маркировке обозначает класс вязкости масла, у которого величина вязкости при 18 °С лежит в пределах 2600—10400 сСт; буква з обозначает, что масло содержит загущающие (вязкостные) при-садаи и предназначено для применения как зимой, так и летом.

Во многих маслах, выпуск которых осуществляется по ГОСТ и ТУ, утвержденным до 1974 года, группа эксплуатационных свойств не учитывалась. Поэтому буквенные обозначения в таких марках масел означают следующее: в маслах для карбюраторных двигателей буква А показывает, что масло предназначено для карбюраторных двигателей, К — масло кислотной очистки, С — масло селективной очистки, 3 — наличие в масле загущающей (вязкостной) присадки, П—наличие многофункциональных присадок; в маслах для дизельных двигателей буква Д обозначает, что масло предназначено для дизельных двигателей, С — масло изготовлено из сернистых нефтей; остальные обозначения те же, что и при маркировке масел для карбюраторных двигателей.

Регенерация отработанных масел. При работе в двигателе масло загрязняется механическими примесями и продуктами окисления его углеводородов. В результате этого изменяются физико-химические свойства масел и ухудшаются их смазочные качества. Поэтому масла, отработавшие в двигателях определенный срок, заменяются свежими. Отработавшее масло отправляется на регенерацию, где на специальных регенерационных установках из масла удаляют нежелательные примеси и восстанавливают его смазочные свойства. При Регенерации к маслам добавляют такое же количество соответствующих присадок, сколько их было в свежем виде.

Регенерированные масла, отвечающие требованиям ГОСТов или ТУ, применяются в автомобильных двигателях наравне со свежими.

Регенерацию отработанных масел производят предприятия Глав-нефтеснабсбыта. В гаражах же, как и на других автотранспортных предприятиях, производится только сбор и сдача на регенерацию отработанных масел.

Качество масел, выпускаемых нефтеперерабатывающей промышленностью, соответствует требованиям ГОСТов и ТУ.

Большое разнообразие марок масел и автомобилей, находящихся в эксплуатации, требует внимательного подхода к подбору масел для смазки узлов трения автомобильных двигателей.

Трансмиссионные масла. Условия работы трансмиссионных масел существенно отличаются от условий работы моторных масел.

Если температура некоторых трущихся поверхностей., смазываемых моторным маслом, достигает 2000—2500 °С, то трансмиссионным маслом, она, как правило, не превышает 100—150 °С. Температура трансмиссионного масла в картерах бывает 60—70 °С, а ее колебания летом и зимой находятся в пределах всего лишь 7—10°. Но при длительном стоянии автомобиля температура масла уравновешивается с температурой окружающего воздуха. При минусовых температурах окружающего воздуха вязкость масла может понизиться до предельной (4,5Х Х105 сСт). Тогда на проворачивание шестерен и других деталей трансмиссии не хватает даже всей мощности двигателя и работа автомобиля будет невозможной. Для уменьшения затрат энергии и улучшения смазки агрегатов трансмиссии необходимо, чтобы в зоне низких температур не наблюдалось резкого возрастания вязкости трансмиссионного масла и чтобы оно имело как можно более низкую температуру застывания.

Второй отличительной особенностью работы трансмиссионных масел от условий работы моторных масел является значительно более высокое удельное давление в местах контактов таких деталей трансмиссии, как зубья шестерен. При этом скорость вращения шестерен очень низкая — не превышает 3 м/с. В таких трудных условиях между трущимися поверхностями деталей трансмиссии имеется граничное трение — трение между тонкими молекулярными (адсорбированными) пленками масла. Чтобы такие пленки удерживались на трущихся поверхностях, трансмиссионное масло должно обладать как можно более высокой маслянистостью. В противном случае пленка если и образуется, то будет разрушаться, в результате чего возможно не только повышение механического износа, но и возникновение задиров и схватывание (сваривание) трущихся поверхностей.

Трансмиссионные масла готовятся на базе дистиллятных масел или остаточных экстрактов из сернистых нефтей после фенольной селективной очистки, разбавленных дистиллятными индустриальными маслами. Для улучшения смазочных и низкотемпературных свойств к ним добавляют противоизносные, противозадирные и дипрессаторные (понижающие температуру застывания) присадки.

В настоящее время нефтеперерабатывающая промышленность выпускает трансмиссионные масла.

Пластичные смазки. Пластичные (консистентные) смазки обладают способностью обеспечивать смазку негерметизированных узлов трения, более прочно удерживаются на металлических поверхностях, герметизируют узлы трения, не допуская попадания в них грязи; не так часто, а в отдельных случаях и совсем не требуется их смена до разборки узлов. Это позволяет применять пластичные антифрикционные смазки для узлов трения, в которых в силу конструктивных особенностей не целесообразно применять жидкие масла.

Для обеспечения надлежащей смазки узлов трения пластичные смазки должны иметь высокую температуру каплепадения, определенный предел прочности, надлежащую эффективную вязкость, хорошую водостойкость и стабильность.

Температура каплепадения представляет ту минимальную температуру, при которой из смазки, нагретой в определенных условиях, выделяется и падает первая капля. Температура каплепадения позволяет определить, при какой температуре смазка начинает плавиться и вытекать из зазоров смазываемых узлов деталей. Она должна быть на 15° выше возможной наибольшей температуры деталей узлов трения. По температуре каплепадения пластичные смазки делятся на низкоплавкие с температурой каплепадения до 65° С, среднеплавкие — до 100° С и тугоплавкие — свыше 100° С.

Предел прочности оценивается теми минимальными усилиями, которые необходимо приложить, чтобы сдвинуть один слой смазки относительно другого. Этот показатель оценивает способность смазки удерживаться в негерметичных узлах трения, а также на вертикальных движущихся поверхностях. Минимальный предел прочности смазки при наибольшей температуре применения должен быть равен 100— 200 Н/см2 (10—20 кгс/см2).

Эффективная вязкость позволяет судить о прокачиваемости смазки по шлангам и маслопроводам, о пусковых свойствах механизмов, смазываемых данной смазкой, и о скорости продвижения смазки через отверстия. Чем ниже эффективность вязкости, тем большая будет скорость ее прокачиваемости и легче пуск механизмов, смазываемых данной смазкой.

Водостойкость определяет стойкость смазки против растворения и вымывания водой из зазоров смазываемых узлов трения. Растворимость пластичных смазок в большой мере зависит от типа загустения. Наибольшей водостойкостью обладают смазки, приготовленные с углеводородными загустителями, удовлетворительной — с кальциевыми и плохой — с натриевыми загустителями.

Стабильность является довольно важным показателем качества смазки, характеризующим способность смазки сохранять свои свойства при длительном хранении и работе в узлах трения.

В настоящее время нефтеперерабатывающая промышленность поставляет для смазки узлов трения автомобилей пластичные смазки.

Для очень холодного климатического района СССР рекомендуется всесезонно применять смазку УНИОЛ-ЗМ. В ступицах колес замену смазки производят сезонно, а в остальных узлах трения смазка пополняется по мере потребности или при проведении технического обслуживания автомобиля.

Для смазки узлов и механизмов зарубежных автомобилей применяются те же пластичные смазки, что и для отечественных автомобилей.

Топливо и смазочные материалы Свойства бензинов, определяющие подачу их в смесеобразующую систему топливо смазка синтетический Надежное и качественное образование горючей смеси во многом определяет полное сгорание топлива и в целом экономичную работу двигателя. Качество смеси зависит от конструкции карбюратора и топливоподающей системы и от физико-химических свойств применяемого топлива, основными из которых являются испаряемость топлива и давление насыщенных паров. Под испаряемостью понимают свойство топлива переходить из жидкого в газообразное состояние. В двигателях топливо сгорает, находясь только в газообразном состоянии. Этому процессу должны предшествовать полное испарение жидкого топлива и хорошее перемешивание образовавшихся паров с воздухом. Неиспарившаяся часть топлива (в виде жидкой фазы) не сгорает, что ведет к перерасходу топлива, а также разжижает моторное масло. Последнее обуславливает повышенный износ деталей двигателя. Полнота испарения топлива возрастает при повышении скорости движения воздуха и температуры испарения. Эта температура зависит от начальной температуры поступающего воздуха и от скрытой теплоты испарения топлива. С увеличением молекулярной массы углеводородов в топливе повышаются его плотность и температура кипения, а испаряемость ухудшается. Испарение различают статическое, примером которого является испарение топлива из резервуаров при его хранении, и динамическое, которое происходит в условиях относительного перемешивания жидкого топлива и воздуха. Последнее имеет место в карбюраторе при образовании топливовоздушной смеси. Испаряемость топлива оценивается его фракционным составом, который характеризуется температурными пределами выкипания отдельных частей топлива (фракции). Фракционный состав определяют по ГОСТ 2177-82 перегонкой его на специальном приборе (рис. 1.1). Для этого в колбу 1 наливают 100 мл исследуемого топлива и нагревают до кипения. Температуру паров топлива фиксируют с помощью термометра 2. Пары топлива поступают в холодильник 3, где конденсируются и далее в виде жидкой фазы поступают в мерный сосуд 4. Температура, при которой происходит падение первой капли, условно считают температурой начала кипения. Рис. 1.1 Прибор для определения фракционного состава топлива: 1- колба; 2-термометр; 3- холодильник; 4- мерный сосуд. Рис. 1.2 Кривая фракционной разгонки автомобильного бензина А-76: 1-пусковая; 2 - рабочая; 3 - концевая или хвостовая фракция Затем фиксируют температуру, при которой в мерном сосуде накапливаются 10, 20, 30% и т.д. перегоняемого топлива. Процесс перегонки заканчивается, когда после достижения своего наивысшего значения температура начинает падать. Оставшаяся в колбе часть топлива называется остатком. Объем ее измеряют отдельно. Разность между взятым объемом топлива (100 мл) и суммой объемов отгона в мерном сосуде и остатком в колбе представляют потери, характеризующие летучесть топлива. По результатам перегонки строят кривую фракционной разгонки топлива (рис. 1.2). ГОСТ на бензины предусматривает определение температуры начала кипения, выкипания 10, 50, 90% топлива и конец кипения. Первая пусковая фракция выкипания 10% топлива характеризует его пусковые свойства, чем ниже температура выкипания этой фракции, тем лучше пуск двигателя. Для бензинов 10% топлива должно выкипать при температуре не выше 55 - 70°С. Причем, чем ниже температура воздуха, тем меньше значение ее. Температура выкипания 10% топлива. Зная температуру выкипания 10% бензина t10%, можно определить минимальную температуру tn (°С), при которой возможен легкий пуск двигателя: =0,5t10%-50,5 (1.16) Легкие пусковые фракции топлива необходимы главным образом в период пуска и прогрева двигателя, поэтому вид бензина для двигателей выбирают в зависимости от температуры окружающего воздуха. В летнее время при относительно высокой температуре воздуха легкие фракции бензина испаряются в топливопроводах, что может привести к образованию паровых пробок и нарушению питания двигателя. Поэтому бензин с максимально допустимым значением выкипания 10% должен обеспечивать легкий пуск холодного двигателя в зимнее время, надежную работу прогретого двигателя без образования паровых пробок. Содержание легкокипящих углеводородов в бензинах ограничивается также температурой начала кипения, значение которой для всех марок должно быть не ниже 35°С. Такое условие необходимо для уменьшения потерь легкокипящих углеводородов бензина от нагревания при хранении в случае нагревания резервуаров солнцем. Часть бензина от 10 до 90% выкипания называют рабочей фракцией. Температура ее испарения не должна превышать160 -180°С. Чем однороднее углеводородный состав бензина, тем более круто поднимается кривая разгонки в своей средней части. Бензин с такими свойствами позволяет двигателю устойчиво и экономно работать на всех эксплутационных режимах и обеспечивает хорошую приемистость (переход с одного режима на другой). Рабочую фракцию нормируют также по температуре выкипания 50% бензина. Тяжелые углеводороды бензина в интервале свыше 90% выкипания представляют собой концевые, или хвостовые, фракции, которые крайне нежелательны в топливе (рис. 1.2). Они полностью не испаряются и, значит, не сгорают. Наличие этих фракций обуславливает неполное сгорание топлива, повышение износов деталей за счет смывания масла с гильз цилиндров и разжижение моторного масла (снижение его смазывающей способности). Кроме фракционного состава, испаряемость топлива характеризуется также давлением насыщенных паров. Давление, которое развивают пары, находящиеся в условиях равновесного состояния с жидкостью при данной температуре, называется давлением паров данной жидкости. С повышением температуры это давление возрастает. Чем выше давление насыщенных паров топлива, тем лучше его испаряемость и тем меньше теплоты потребуется для его испарения. Однако использование топлива с высоким давлением насыщенных паров приводит к образованию паровых пробок, снижению наполнения цилиндров и, следовательно, к падению мощности. Давление насыщенных паров для летних бензинов допускается не выше 0,667 кПа (500 мм рт. ст.), для зимних - 0,667 - 0,933 кПа (500 - 700 мм рт. ст.). От значения давления насыщенных паров бензина зависит температура воздуха, при которой возможен пуск двигателя. Состав и свойства сжиженных газообразных топлив Основные компоненты сжиженных газов (ГНС), как современного топлива для двигателей - это пропан, бутан и их смеси. Получают эти углеводороды из газов, выходящих из буровых скважин вместе с нефтью и из газообразных фракций, получаемых при различных видах переработки нефтепродуктов и каменных углей. Эти углеводороды, содержащие по 3, 4 атома углерода, имеют высокую критическую температуру. Повышением давления и понижением температуры можно все газы превратить в жидкости. Для каждого газа имеется предельная температура, выше которой он не может быть сжижен как бы не увеличивали давление (это и есть критическая температура) для этого необходимо понизить температуру. Критическая температура представляет собой температуру, при которой плотности жидкости и ее насыщенного пара становятся равными и граница раздела между ними исчезает. Давление насыщенных паров при критической температуре называется критическим давлением. При температуре выше критической вещество может находиться только в газообразном состоянии независимо от внешнего давления. Так как критические температуры пропана (+96,8 °С) и бутана (+152,9 °С) выше обычных температур окружающей среды, оба углеводорода при небольшом давлении (без охлаждения) можно перевести в жидкое состояние. К примеру, при +20 °С пропан сжижается при 0,716, а бутан - при 0,103 МПа. Поэтому компоненты ГНС - бутан и пропан могут храниться в сжиженном состоянии при температуре от -40 °С до +45 °С при давлении до 1,6 МПа. Газ нефтяной сжиженный (ГНС), который ранее назывался сжиженным нефтяным газом (СНГ) регламентируется по ГОСТ 27578-87 "Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта" предусматривает выпуск двух марок: ПА -пропан автомобильный (применяют при температуре до -20...-35 °С) и ПБА - пропан-бутан автомобильный (применяют при температуре до -20 °С). Для более низких температур предусмотрено применение ЭПА - этан-пропана автомобильного по ТУ 38.1011184-89. Производство и поставка ЭПА для автотранспорта осуществляются только по прямым договорам между поставщиками и потребителями. На автомобильные газонаполнительные станции поступает также и газ по ГОСТ 20448-90 "Газы углеводородные сжиженные для коммунально-бытового и промышленного потребления. Технические условия". По этим техническим условиям производятся топлива двух марок: смесь пропан-бутановая зимняя (СПБТЗ) и смесь пропан-бутановая летняя (СПБТЛ), с содержанием пропана 75% и 34% соответственно. Для этих газов предусмотрены более широкие допуски на содержание компонентов, в том числе вредных с точки зрения воздействия на двигатель и топливную аппаратуру (например, серу и ее соединения, непредельные углеводороды и другие). Срабатываемость и сроки замены моторных масел Скорость срабатывания введенных в масло присадок зависит прежде всего от следующих факторов: типа и теплонапряженности двигателя, его технического состояния, условий эксплуатации, качества используемого топлива. Однако расход присадок приходится на выполнение ими своих основных функций. Часть присадок теряется с угаром масла. Оптимальный уровень концентрации присадок в какой-то мере поддерживают своевременными доливами свежего масла. Срабатывание присадок приводит к изменению многих показателей качества масла, снижается щелочное число, ухудшаются моющие свойства, повышается коррозионность и т.д. Таким образом, в работавшем масле происходят глубокие изменения: накапливаются продукты превращения углеводородов масел, загрязнения, попавшие с воздухом и топливом, увеличивается количество агрессивных соединений. Во всех случаях качество масла ухудшается быстрее, если оно неправильно подобрано для двигателя данного типа и его качество не отвечает требованиям ГОСТ. Однако несмотря на глубокие изменения качества при работе масла в двигателях, основной его углеводородный состав меняется незначительно. Если из масла удалить все механические примеси и продукты окисления, общее количество которых обычно не превышает 4-6%, то вновь можно получить базовое масло хорошего качества. Именно на этом принципе и основана регенерация (восстановление) и повторное использование масел. Значение оптимизации периодичности смены масла трудно переоценить. Если сроки смены масла необоснованно завышены, эксплуатационники сталкиваются с ухудшением его свойств, возрастают отложения в двигателе, увеличивается его износ и, как следствие, расход масла на угар. При необоснованном снижении сроков смены масла увеличивается расход масла из-за частой его смены. В последние годы сроки смены масел значительно увеличены, благодаря улучшению качества масел. Сроки смены моторных масел находятся в пределах 10-18 тыс. км - они, как правило, приурочиваются к техническому облуживанию ТО-2 или ТО-1. Увеличение сроков смены масел рассматриваются в настоящее время как один из реальных путей экономии нефтяных ресурсов, так как очевидно, что более длительная работа смазочного масла без смены предопределяет и более экономичную эксплуатацию автомобилей. Загустители пластичных смазок и их виды В качестве масляной основы смазок используют различные масла нефтяного и синтетического происхождения. Загустителями, образующими твердые частицы дисперсной фазы, могут быть вещества органического и неорганического происхождений (мыла жирных кислот, парафин, такие термостойкие материалы, как силикагель, бентонит, сажа, органические пигменты и т.п.). Размеры частиц дисперсной фазы очень малы - 0,1-10 мкм. Наиболее характерная форма частиц загустителя - мелкие шарики, ленты, пластинки, иголки, сростки кристаллов и др. Пространственный каркас, например, мыльных смазок состоит из вытянутых плоских лентообразных или игольчатых частиц. Для большинства смазок на долю дисперсионной среды - жидкого масла приходится от 70 до 90% массы смазок. Это объясняет тот факт, что многие их свойства зависят от масляной основы, хотя важнейшие характеристики определяются все же типом загустителя. Так, природа, фракционный состав, молекулярная масса загущаемых масел полностью определяют испаряемость смазок. От вязкости дисперсионной среды во многом зависят вязкостные характеристики смазок, например, прокачиваемость смазки при низких температурах. От вязкостных характеристик дисперсионной среды смазок зависит в основном сопротивление вращению в таком важном узле трения, как подшипник качения, а также почти целиком (частично еще и от концентрации загустителя) - низкотемпературные свойства смазок. Содержание дисперсной фазы загустителя в пластичных смазках колеблется от 5 до 30% и обычно составляет 10-20%. Тем не менее именно он определяет основные эксплуатационные характеристики смазки. Поскольку дисперсионная среда не оказывает такого влияния на свойства смазки, их принято классифицировать по природе загустителя: мыльные (загущены мылами высших жирных кислот), углеводородные (загущены твердыми углеводородами), силикагелевые (загущены силикагелем) и др. Мыльные смазки. Загустителями в мыльных смазках являются мыла (соли высших жирных кислот). Причем все чаще применяют комплексные мыла. Мыла для производства смазок получают нейтрализацией высших жирных кислот гидроокисями металлов - щелочами. Углеводородные смазки. Их получают, сплавляя нефтяные масла с твердыми углеводородами - парафином, церезином, а также с побочным продуктом депарафинизации - петролатумом, представляющим собой сложную смесь парафинов и церезинов различной молекулярной массы. Углеводородные смазки занимают исключительное место среди консервационных (защитных) смазок благодаря таким свойствам, как невысокая температура плавления и обратимость структуры, абсолютная нерастворимость в воде. Их можно легко наносить на металлические детали и поверхности, окуная, например, в расплавленную смазку при 60-120 °С, распылением, при помощи кисти и т.д. Толщину защитного слоя можно легко регулировать, изменяя, например, температуру расплава. Даже тонкий слой углеводородной смазки (около 0,5 мм) надежно защищает поверхность от проникновения воды и пара. Пластические массы относятся к полимерным высокомолекулярным синтетическим материалам. Их можно сваривать, прессовать и прокатывать как металл. Из них можно отливать детали самой сложной формы. Термореактивные пластмассы (реактопласты) при повторном нагревании вследствие протекания необратимых химических реакций превращаются в твердые труднорастворимые и неразмягчающиеся (неплавкие) вещества. Поэтому формирование деталей из термореактивных пластмасс должно опережать процесс образования самой пластмассы, так как в противном случае оно будет затруднено или невозможно. Термореактивные пластмассы получают поликонденсацией низкотемпературных веществ при повышенной температуре, сопровождающейся отщеплением побочных продуктов (воды, спирта и др.). Термореактивная смола переходит в термостабильное состояние при температуре 160-200 °С. Из числа термореактивных смол наиболее часто применяют в качестве связующих фенольно-формальдегидные, полиэфирные, эпоксидные, кремнийорганические (полисилоксановые), меламино-формальдегидные и др. В отвержденном состоянии большинство термореактивных смол по сравнению с термопластичными меньше изменяют физические и механические свойства при нагреве, обладают малой хладотекучестью, т.е. ползучестью под влиянием постоянно действующей нагрузки. К термореактивным пластмассам относят фенопласты, аминопласты, пресс-композиции на основе кремнийорганических и полиэфирных смол. Фенопласты давно известный и широко распространенный вид пластических масс. В чистом виде фенолоальдегидные пластики (литой резит) используют очень редко из-за повышенной хрупкости; их усиливают наполнителями, а также модифицируют совмещением с синтетическим каучуком и некоторыми термопластами. Классифицируют фенопласты по наполнителю. При изготовлении автомобильных деталей из фенопластов наиболее часто применяют так называемые слоистые пластики: асботекстолит, текстолит, карболит. Накладки дисков сцепления и тормозов могут быть изготовлены из асботекстолита с добавкой каолина. Из специального текстолита изготовляют шестерни распределительного вала двигателей, опорные шайбы крыльчатки водяных насосов двигателей, опорные шайбы распределительных валов и другие детали. Из карболита изготовляют крышку и ротор прерывателя-распределителя, изоляторы катушки зажигания и другие детали. В автомобилестроении из стеклопластиков изготовляют кузова и другие крупногабаритные и высоконагруженные детали. На основе термопластичных и термореактивных смол изготовляют пенопласты и поропласты, обладающие высокой эластичностью. Пенопласты, например, пенополиуретан ПУ-101 используется для изготовления автомобильных подушек и спинок. Пластические массы используют при ремонте автомобилей. Для выравнивания поверхности кузовов применяют пластмассы в виде паст и порошков. Эпоксидные пасты применяют для выравнивания поверхности кузовов. Они обладают высокой адгезией к металлам, значительной механической прочностью, эластичностью, малой усадкой, химической стойкостью к нефтепродуктам, воде, растворам солей, щелочам, кислотам, некоторым растворителям. Эпоксидные смолы используют также как конструкционный, электроизоляционный материал и как связующее при изготовлении стеклопластиков и пресс-композиций. Они применяются в качестве клеев холодного и горячего отверждения, а также используются для противокоррозионных и водостойких покрытий, обладающих хорошей атмосферо и светостойкостью, взамен сварки при ремонте кузовов, трещин на рубашке охлаждения и в клапанной коробке блока цилиндров, пробоин (до 25 мм) стенок рубашки охлаждения блока цилиндров, трещин головки цилиндров, обломов в головке цилиндров в месте крепления датчика и указателя температуры воды, пробоин до 70 мм в поддоне картера двигателя и др. Отремонтированные детали надежно работают при температуре, не превышающей 100-120 °С. Пластмассовые порошки (ПФН-12 и ТПФ-37) применяются для выравнивания поверхности кузовов и кабин путем газопламенного напыления при температуре 210-220 °С. Покрытия из порошков ПФН-12 и ТПФ-37 стойки к действию органических кислот, масел, имеют высокий предел прочности на разрыв. Полиамидные (капроновые) порошки используют для получения антифрикционных слоев подшипников скольжения. Капрон, особенно в сочетании с закаленной сталью, обладает исключительной износостойкостью и практически исключает износ сопряженной детали, он имеет незначительный коэффициент трения и поэтому частично допускает работу без смазки. Капроновое покрытие защищает металл от коррозии и действия щелочей, слабых кислот, бензина, ацетона. Обладает низкой температурной стойкостью - температура в узле трения с капроном должна быть от -30° до +80 °С. Более жестко ограничиваются и удельное давление, и скорость скольжения. Полиамидную массу - капрон используют при ремонте автомобилей для изготовления методом литья под давлением декоративных и конструкционных деталей. Номенклатура изготовляемых деталей широка, назовем втулки рессор, крестовин карданного шарнира и шкворня поворотной цапфы; шестерню привода спидометра, масленки подшипника выключения сцепления, сливные краники, кнопки сигнала, рукоятки рычага переключения передач и др. Задача 1 Определить марку и возможность применения в автомобильном двигателе бензина со следующими показателями эксплуатационных свойств: -октановое число (ОЧМ) по моторному методу 72; -температура перегонки 10% бензина 54ºС; -температура перегонки 50% бензина 110ºС; -температура перегонки 90% бензина 165ºС; -температура конца перегонки бензина 190ºС; -давление насыщенных паров P=950 гПа; содержание фактических смол, на 100мл топлива 11мг; индукционный период, 840 мин; содержание серы S=0,2%; кислотность, KOH=4,2 мг на 100 мл топлива; Используя номограммы (рисунок П1), определяем температуры окружающего воздуха, при которых в случае использования данного топлива: паровые пробки в системе питания двигателя образуются при температуре окружающего воздуха t= 3ºС; -затрудняется пуск двигателя при t= -33 ºС до - 19 ºС; запуск холодного двигателя становится невозможным при t=-33 ºС и ниже; -ухудшается приёмистость двигателя от t=-19 ºС и ниже; наблюдается разжижение масла в двигателе при t=-14 ºС до + 6 ºС; -наблюдается интенсивный износ двигателя при t=-14 ºС и ниже. Данный бензин А-76 не содержит водорастворимых кислот и щелочей, механических примесей и воды. Является нестандартным, несоответствует ГОСТ 2084-77. Возможно его применение в Алтайском крае в зимний период эксплуатации. Бензин, не отвечающие техническим требованиям, может быть использован по прямому назначению после доведения его показателей до норм ГОСТа (например, смешением данного бензина с другим бензином, имеющим запас качества по соответствующим показателям). Особенности работы двигателя ЗМЗ-406 на данном бензине: подходит для карбюраторного двигателя в качестве зимнего топлива. Обеспечивает легкий пуск в зимнее время, но увеличивает вероятность образования паровых пробок (при t= 3ºС и выше). Ввиду низкого октанового числа возникнет детонационное сгорание, металлический стук и дымный выхлоп. Ухудшается приёмистость двигателя, увеличиваются отложения. В данном бензине содержание фактических смол превышает норму, в результате чего образуется нагар на деталях камеры сгорания двигателя. Индукционный период ниже нормы из-за этого снижается химическая стойкость бензина к окислению. Уменьшается допустимый срок хранения. В результате повышенной кислотности данного бензина в двигателе возрастает коррозионная активность. Задача 2 Определить марку и возможность применения в дизельном двигателе автомобиля КамАЗ топлива со следующими показателями эксплуатационных свойств: цетановое число 50; температура перегонки 50% топлива 270°С; температура перегонки 96% топлива 350°С; плотность при 20°С 830 кг/; вязкость при 20°С 1,7 /с; температура застывания -40°С; температура вспышки 38°С; коэффициент фильтруемости 5,0; -содержание фактических смол, на 100 мл топлива 45 мг; зольность % Подробно описать особенности работы двигателя на данном топливе. Данное дизельное топливо нестандартное, не соответствует ГОСТ 305-82. Выдерживает испытание на медной пластинке(т.е. не содержит серы). Возможно применять в зонах холодного климата (для дизелей общего пользования). Данное дизельное топливо нерекомендуется для постоянного пользования в дизельном двигателе КамАЗ так как ЦЧ выше нормы вследствие этого происходит ухудшение экономичности и повышается дымность отработавших газов. Так как вязкость имеет заниженный параметр, то увеличивается износ плунжерных пар. В результате использования данного дизельного топлива увеличиваются отложения в топливной системе и камере сгорания, происходит снижение надежности двигателя. Так же снижается сохраняемость качества. Коэффициент фильтруемости завышен это свидетельствует об ухудшении чистоты топлива, связанной с наличием воды, механических примесей, смолистых веществ, мыл нафтеновых кислот. Ухудшается подача топлива, увеличивается износ деталей топливной аппаратуры. В результате завышенной кислотности возрастает коррозионная активность и склонность топлива к отложениям в системе питания и камере сгорания. В данном топливе содержание фактических смол также выше нормы, в результате происходит увеличение отложений в топливной системе и камере сгорания. Образуются осадки на фильтре, трубопроводах и топливном боксе. Происходит снижение надёжности двигателя. Задача 3 Определить по номограмме (рисунок П2) индекс вязкости моторного масла, используя следующие данные: Вязкость масла при температуре 100°С равна 12/с; Вязкость масла при температуре 50°С равна 100/с. Определяем индекс вязкости моторного масла по номограмме, восстанавливаем перпендикуляры от известных значений вязкости при 50° и 100 °С для данного масла и точка пересечения с прямой на номограмме покажет индекс вязкости для данного масла. В нашем случае ν =30/с.

Смазочные материалы

Описание разработки

СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, вещества, обладающие смазочным действием. Смазочные материалы применяют для смазки трущихся деталей машин и приборов, а также при обработке металлов резанием и давлением, для предохранения металлических поверхностей от коррозии и др. целей. Различают смазочные материалы жидкие, пластичные, твердые и газообразные. Основные виды: смазочные масла, металлоплакирующие смазочные материалы, пластичные смазки, технологические смазочные материалы, твердые смазки (включая ТЭСПы- твердые смазочные покрытия), смазочно-охлаждающие жидкости.

СМАЗОЧНЫЕ МАСЛА, жидкие смазочные материалы, предназначенные для уменьшения трения и износа узлов и деталей машин и механизмов, защиты их от коррозии, очистки трущихся поверхностей от загрязнений и отвода от них теплоты. В зависимости от способа получения смазочные масла подразделяют на нефтяные масла, синтетические масла, масла растительного и животного происхождения. Объем производства животных масел невелик; чаще других применяют касторовое и костное масла, причем, как правило, в качестве компонентов нефтяных и синтетических масел.

Классификация

По консистенции:

Твердые — обычно используются как компонент смазки

Пастообразные (консистентные, густые, пластичные)

Жидкие (смазочные масла)

Ааэрозольные

По наполнителям:

Тефлоновые

Графитовые

По составу:

Минеральные масла — основа большинства смазок

Синтетические масла — обычно компонент состава, но бывают и основой (напр. силиконовые)