Понятия о показателях свойств и показателях качества топлив, масел, смазок и специальных жидкостей.

Понятия о показателях свойств и показателях качества топлив, масел, смазок и специальных жидкостей.

Изучить теоритически

 

Xиммотология - это теория и практика рацио­нального использования горючего и смазочных материалов в тех­нике. Основной её задачей является повышение эффективности использования топлив и масел.

Название этого нового научного направления образовано сокращением трех слов: химия + мотор + логия, т.е. учение о химии в моторах.

Все проблемы рационального использования топлив и масел в двигателях внутреннего сгорания можно разделить на первич­ные и вторичные:

- первичные, возникающие в процессе создания или со­вершенствования двигателя когда одновременно разрабатыва­ются технические требования к качеству топлива и масел, на которых должен будет эксплуатироваться двигатель;

- вторичные, возникающие в условиях эксплуатации двига­теля, когда по тем или иным причинам появляется необходимость в изменении качества применяемых топлив и масел.

В первом случае химмотологические проблемы рассматри­ваются в основном в трехзвенной система: двигатель - топливо - смазочное масло, а во втором - в четырехзвенной системе: двигатель - топливо - смазочное масло - эксплуатация.

В химмотологии двигатель, топливо и смазочное масло рассматриваются как составные части единой трехзвенной сис­темы, которая для наглядности представлена в виде схемы (рис.1), отражающей качественную взаимосвязь между ее звеньями.

 

 

Эта трехзвенная система характеризуется двумя особен­ностями. Во-первых, между ее звеньями существует сложная взаимосвязь. Так, например, если изменить качество топлива или масла только по одному из его показателей, то при этом неизбежно произойдут количественные изменения и в других показателях этого продукта, величина которых будет зависеть от качества перерабатываемого сырья и технологических про­цессов получения, продукта. Побочные изменения в качестве продукта, в свою очередь, могут повлиять на эффективность эксплуатации техники. Во-вторых, при существенном изменении в одном из звеньев, как правило, приходится вносить измене­ния и в другие звенья.

Подтвердим это положение следующим примером. При пере­воде среднеоборотных дизелей с дистиллятного топлива на ос­таточное (более тяжелое по фракционному составу, но болеедешевое) столкнулись с закоксовыванием форсунок, повышенным износом цилиндров, компрессионных колец и поршневых канавок, прогаром фасок клапанов и образованием углеродистых отложе­ний в турбокомпрессорах. Чтобы устранить эти недостатки, при­шлось изменить конструкцию форсунок, химический состав металлов, из которых изготовлены цилиндры, поршневые кольца и фаски клапанов, режим работы двигателя, а также применить более высококачественное масло, нейтрализовавшее вредное дей­ствие сернистых соединений, содержащихся в остаточном топ­ливе.

Эти особенности трехзвенной системы показывают, какие серьёзные затруднения стоят на пути решения первичныххиммотологических проблем, в частности, когда для двигателя подбираются топливо и масло. При этом проще решаются зада­чи, если двигатель предназначен для работы на существующих сортах топлива и масла, и значительно труднее, если вопрос ставится об использовании новых сортов этих продуктов. В по­следнем случае качество нефтепродуктов обычно рассматрива­ется как одно из средств улучшения конструкции, повышения надежности, долговечности и экономичности работы двигателя, т.е. получения более совершенного образца техники. Разуме­ется, что при этом учитывается и вопросы, имеющие отношение к производству и экономии топлив и масел. Однако в целом первичные химмотологические проблемы носят преимущественно технический характер, так как подчинены в первую очередь совершенствованию образцов техники,

В четырёхзвенной химмотологической системе существует ещё более сложная связь между звеньями, обусловленная дей­ствием многочисленных факторов, представленная для нагляд­ности в виде схемы (рис.. 2).

В полном виде эта схема применима для поршневых дви­гателей, для других видов техники она чаще всего использу­ется в сокращенных вариантах в соответствии со спецификой данного образца техники.

Так, например, для реактивных двигателей, у которых топливо и масло не контактируют между собой, на схеме не нужны связи (на рисунке показаны стрелками) 2-3 и 3-2; для механизмов, работающих вне контакта с топливом, использует­ся только часть данной схемы, т.е. двухзвенная система: ме­ханизм - смазочный материал (1-3) или трехзвенная система: механизм - смазочный материал - эксплуатация (1-3-4).

Эффективность использования топлив и смазочных масел в эксплуатации зависит от успешного решения как первичных, так и вторичных химмотологических проблем.

Вторичные химмотологические проблемы в большинстве слу­чаев проявляются при эксплуатации тогда, когда возникает не­обходимость внести те или иные изменения в качество приме­няемых топлив и масел, что может быть вызвано разными причинами, важнейшими из которых являются:

1.Экономические - в целях снижения стоимости нефтепро­дукта, повышения экономической эффективности его использова­ния в технике и уменьшения эксплуатационных затрат при его применении, хранении, транспортировании, перекачке и заправ­ках машин.

2.Технические - в целях повышения надежности работы и долговечности техники.

3. Энергетические - в целях снижения расхода продукте.

4. Экологические - в целях снижения токсичности продук­та и уменьшения загрязнения окружающей среды.

5. Международные - в целях приведения качества продук­та в соответствие с международными требованиями.

Итак, химмотология изучает топлива и смазочные матери­алы во взаимосвязи с их производством, техникой, для которой они предназначены, и условиями эксплуатации.

К основным задачам в области химмотологии относятся:

 

- разработка оптимальных требований к качеству горюче­го и смазочных материалов;

- разработка и внедрение в эксплуатацию новых сортов горючего и смазочных материалов;

- классификация топлив, масел и смазок;

- проведение унификации горючего и смазочных материа­лов;

- разработка норм расхода горючего и смазочных матери­алов;

- разработка мероприятий по сохранению качества и сни­жению потерь топлив, масел, смазок и специальных жидкостей при хранении, перекачках, транспортировании, применении;

- разработка квалифицированных методов оценки эксплуа­тационных свойств и методов контроля качества топлив, масел, смазок и жидкостей;

- разработка ускоренных эксплуатационных испытаний го­рючего и смазочных материалов;

- изучение процессов изменения горючего, смазочных ма­териалов, а также обобщение опыта эксплуатации и установле­ние закономерностей, связывающих качество топлив и смазоч­ных материалов с надежностью, долговечностью и экономичнос­тью работы двигателей и механизмов;

- решение экологических задач, направленных на сниже­ние загрязнения окружающей среды.

Топлива, масла, пластичные смазки, являющиеся продук­тами переработки нефти, имеют определенный элементный и групповой состав, определяющий их физические и химические свойства. Кроме того, в зависимости от условий работы уз­лов и агрегатов автомобиля, где применяются эксплуатацион­ные материалы, к последним предъявляются специфические тре­бования, соответствие которым обеспечивает безотказную ра­боту этих узлов и агрегатов.

Каждое требование определяется одним или несколькими показателями, величины которых нормированы соответствующи­ми ГОСТ и техническими условиями (ТУ). При конкретном из­учении бензинов, дизельных топлив, масел, пластичных сма­зок следует рассмотреть сущность основных показателей по каждому виду эксплуатационных материалов. Напри­мер, важнейшими требованиями, предъявляемыми к бензинам, яв­ляются испаряемость и детонационная стойкость. В соответст­вии с ГОСТ на бензин они определяются следующими показателями: температурные параметры фракционного состава, давление насыщенных паров и октановое число. Для масла одним из основных требований является прокачиваемость масла к узлам, что определяется показателем "вязкость". Другое требование - минимальное изменение вязкости с изменением температурных условий - характеризуется индексом вязкости и т.д.

С целью контроля качества каждой партии нефтепродуктов выдается паспорт. Это документ, где для данного продукта приводятся конкретные значения показателей, определенных со­ответствующим ГОСТ.

Основными ГОСТ и ТУ с которыми следует ознакомиться, являются:

ГОСТ 2084-77, ТУ 30.001.165-87 «Автомобильные бензины».

ГОСТ Р1105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сго­рания. Неэтилированный бензин».

ГОСТ 305-82 «Дизельные топлива».

ГОСТ 8581-78 «Масла для автотракторных дизелей».

ГОСТ 10541-78 «Масла для карбюраторных двигателей».

ГОСТ 17479.2-85 «Трансмиссионные масла».

Показатели качества определены конкретным ГОСТ и для каждого вида пластичной смазки.

Далее следует освоить оценку показателей ка­чества нефтепродукта в соответствии с техническими требова­ниями ГОСТ. Учащийся должен уметь отбраковать нефтепродукт (мас­ло, смазку, топливо и т.д.) по отклонениям показателей пас­порта от значений ГОСТ; пояснить, как эти отклонения ска­жутся на работоспособности деталей узлов (агрегатов), где он применяется; иметь представление о доведении нестандарт­ных показателей до норм ГОСТ.

Для закрепления этого материала необходимо дать ответ на соответствующий вопрос контрольной работы.

 

Тема 6. Пластичные смазки

Изучая эту тему, необходимо разобраться, в каких узлах и агрегатах применяются пластичные смазки. Полезно вспомнить конструкции этих узлов, в частности узлов трения и качения, герметизация которых недостаточна и возможно попадание воды, механических примесей и т.д.

Следует ознакомиться с особенностью свойств пластичных смазок, по которым они напоминают как жидкие, так и твердые тела. Особенности их строения, понять, как образует­ся структура этих смазок на основе трехкомпонентной коллоид­ной системы; знать, что представляют собой эти компоненты; рассмотреть процесс приготовления смазок.

Учащийся должен знать, по каким основным признакам клас­сифицируются смазки, как они различаются по типу загустителя, функциональному назначению.

Далее следует, по аналогии с маслами, изучить эксплуа­тационные свойства пластичных смазок:

- вязкостно-температурные;

- прочностно-температурные;

- смазочные и коррозионные (защитные);

- стабильность, водостойкость.

Необходимо знать, что характеризует температура каплепадения, в чём сущность коллоидной и химической стабильнос­ти. Надо иметь представление об их механических свойствах, знать их основные показатели. Особенно тщательно следует ра­зобраться в физической сущности предела прочности и эффективной вязкости. Как к любому нефтепродукту, к качеству плас­тичных смазок предъявляются требования минимального корро­зионного воздействия на металлы.

Будущий техник должен изучить основные свойства пластич­ных смазок по действующим ГОСТ и ТУ, а также области примене­ния смазок для узлов и деталей в зависимости от различных ус­ловий эксплуатации.

В последнее время в узлах автомобилей находят применение многоцелевые литиевые смазки «Литол-24», «Фиол-I»), а также специальные автомобильные смазки на литиевой (ЛСЦ-15, ШРУС-4, «Фиол-2», «Фиол-2у») и на бариевой (ШРБ-4) основе. По большинству показателей они превосходят старые смазки (солидолы, I-I3, ЦИАТИМ-201). Наибольшим их достоинством яв­ляется широкий температурный интервал, работоспособность при температуре до 120-130°С и высокая механическая стабиль­ность. Последнее свойство особенно важно для герметизированных узлов, в частности для подшипников скольжения и шар­нирных соединений, т.е. для таких узлов, в которых вся смаз­ка подвергается деформации. Например, из-за низкой механи -ческой стабильности смазка «Солидол С» в процессе эксплуатации разупрочняется и вытекает из узлов, в то время как «Литол-24» сохраняет свои свойства, удерживается в узле и обеспечивает длительную работу подшипников качения и сколь­жения без смены и пополнения смазки. Смазка ШРБ-4 применя­ется для шаровых шарниров и наконечников тяг рулевой тра­пеции. А для шарниров привода передних колес, подшипников сцепления, телескопических стоек - смазка ШРУС-4, равноцен­ной замены которой пока нет.

В заключение полезно разобраться во взаимозаменяемости некоторых отечественных и импортных смазок.

Критерии оценки

1) Оценка «5» ответы на все вопросы полностью раскрыты, написано разборчивом почерком, задание выполнено в срок до 13_00.

2) Оценка «4» ответы на все вопросы частично раскрыты, написано разборчивом почерком, задание выполнено не вовремя.

3) Оценка «3» ответы не на все вопросы, написано не разборчивом почерком, задание сдано после 13_00.

Выполненные работы прислать личным сообщением в вк, работы (файлы) подписать в формате: Фамилия.И_дата выдачи задания.

Понятия о показателях свойств и показателях качества топлив, масел, смазок и специальных жидкостей.

Изучить теоритически

 

Xиммотология - это теория и практика рацио­нального использования горючего и смазочных материалов в тех­нике. Основной её задачей является повышение эффективности использования топлив и масел.

Название этого нового научного направления образовано сокращением трех слов: химия + мотор + логия, т.е. учение о химии в моторах.

Все проблемы рационального использования топлив и масел в двигателях внутреннего сгорания можно разделить на первич­ные и вторичные:

- первичные, возникающие в процессе создания или со­вершенствования двигателя когда одновременно разрабатыва­ются технические требования к качеству топлива и масел, на которых должен будет эксплуатироваться двигатель;

- вторичные, возникающие в условиях эксплуатации двига­теля, когда по тем или иным причинам появляется необходимость в изменении качества применяемых топлив и масел.

В первом случае химмотологические проблемы рассматри­ваются в основном в трехзвенной система: двигатель - топливо - смазочное масло, а во втором - в четырехзвенной системе: двигатель - топливо - смазочное масло - эксплуатация.

В химмотологии двигатель, топливо и смазочное масло рассматриваются как составные части единой трехзвенной сис­темы, которая для наглядности представлена в виде схемы (рис.1), отражающей качественную взаимосвязь между ее звеньями.

 

 

Эта трехзвенная система характеризуется двумя особен­ностями. Во-первых, между ее звеньями существует сложная взаимосвязь. Так, например, если изменить качество топлива или масла только по одному из его показателей, то при этом неизбежно произойдут количественные изменения и в других показателях этого продукта, величина которых будет зависеть от качества перерабатываемого сырья и технологических про­цессов получения, продукта. Побочные изменения в качестве продукта, в свою очередь, могут повлиять на эффективность эксплуатации техники. Во-вторых, при существенном изменении в одном из звеньев, как правило, приходится вносить измене­ния и в другие звенья.

Подтвердим это положение следующим примером. При пере­воде среднеоборотных дизелей с дистиллятного топлива на ос­таточное (более тяжелое по фракционному составу, но болеедешевое) столкнулись с закоксовыванием форсунок, повышенным износом цилиндров, компрессионных колец и поршневых канавок, прогаром фасок клапанов и образованием углеродистых отложе­ний в турбокомпрессорах. Чтобы устранить эти недостатки, при­шлось изменить конструкцию форсунок, химический состав металлов, из которых изготовлены цилиндры, поршневые кольца и фаски клапанов, режим работы двигателя, а также применить более высококачественное масло, нейтрализовавшее вредное дей­ствие сернистых соединений, содержащихся в остаточном топ­ливе.

Эти особенности трехзвенной системы показывают, какие серьёзные затруднения стоят на пути решения первичныххиммотологических проблем, в частности, когда для двигателя подбираются топливо и масло. При этом проще решаются зада­чи, если двигатель предназначен для работы на существующих сортах топлива и масла, и значительно труднее, если вопрос ставится об использовании новых сортов этих продуктов. В по­следнем случае качество нефтепродуктов обычно рассматрива­ется как одно из средств улучшения конструкции, повышения надежности, долговечности и экономичности работы двигателя, т.е. получения более совершенного образца техники. Разуме­ется, что при этом учитывается и вопросы, имеющие отношение к производству и экономии топлив и масел. Однако в целом первичные химмотологические проблемы носят преимущественно технический характер, так как подчинены в первую очередь совершенствованию образцов техники,

В четырёхзвенной химмотологической системе существует ещё более сложная связь между звеньями, обусловленная дей­ствием многочисленных факторов, представленная для нагляд­ности в виде схемы (рис.. 2).

В полном виде эта схема применима для поршневых дви­гателей, для других видов техники она чаще всего использу­ется в сокращенных вариантах в соответствии со спецификой данного образца техники.

Так, например, для реактивных двигателей, у которых топливо и масло не контактируют между собой, на схеме не нужны связи (на рисунке показаны стрелками) 2-3 и 3-2; для механизмов, работающих вне контакта с топливом, использует­ся только часть данной схемы, т.е. двухзвенная система: ме­ханизм - смазочный материал (1-3) или трехзвенная система: механизм - смазочный материал - эксплуатация (1-3-4).

Эффективность использования топлив и смазочных масел в эксплуатации зависит от успешного решения как первичных, так и вторичных химмотологических проблем.

Вторичные химмотологические проблемы в большинстве слу­чаев проявляются при эксплуатации тогда, когда возникает не­обходимость внести те или иные изменения в качество приме­няемых топлив и масел, что может быть вызвано разными причинами, важнейшими из которых являются:

1.Экономические - в целях снижения стоимости нефтепро­дукта, повышения экономической эффективности его использова­ния в технике и уменьшения эксплуатационных затрат при его применении, хранении, транспортировании, перекачке и заправ­ках машин.

2.Технические - в целях повышения надежности работы и долговечности техники.

3. Энергетические - в целях снижения расхода продукте.

4. Экологические - в целях снижения токсичности продук­та и уменьшения загрязнения окружающей среды.

5. Международные - в целях приведения качества продук­та в соответствие с международными требованиями.

Итак, химмотология изучает топлива и смазочные матери­алы во взаимосвязи с их производством, техникой, для которой они предназначены, и условиями эксплуатации.

К основным задачам в области химмотологии относятся:

 

- разработка оптимальных требований к качеству горюче­го и смазочных материалов;

- разработка и внедрение в эксплуатацию новых сортов горючего и смазочных материалов;

- классификация топлив, масел и смазок;

- проведение унификации горючего и смазочных материа­лов;

- разработка норм расхода горючего и смазочных матери­алов;

- разработка мероприятий по сохранению качества и сни­жению потерь топлив, масел, смазок и специальных жидкостей при хранении, перекачках, транспортировании, применении;

- разработка квалифицированных методов оценки эксплуа­тационных свойств и методов контроля качества топлив, масел, смазок и жидкостей;

- разработка ускоренных эксплуатационных испытаний го­рючего и смазочных материалов;

- изучение процессов изменения горючего, смазочных ма­териалов, а также обобщение опыта эксплуатации и установле­ние закономерностей, связывающих качество топлив и смазоч­ных материалов с надежностью, долговечностью и экономичнос­тью работы двигателей и механизмов;

- решение экологических задач, направленных на сниже­ние загрязнения окружающей среды.

Топлива, масла, пластичные смазки, являющиеся продук­тами переработки нефти, имеют определенный элементный и групповой состав, определяющий их физические и химические свойства. Кроме того, в зависимости от условий работы уз­лов и агрегатов автомобиля, где применяются эксплуатацион­ные материалы, к последним предъявляются специфические тре­бования, соответствие которым обеспечивает безотказную ра­боту этих узлов и агрегатов.

Каждое требование определяется одним или несколькими показателями, величины которых нормированы соответствующи­ми ГОСТ и техническими условиями (ТУ). При конкретном из­учении бензинов, дизельных топлив, масел, пластичных сма­зок следует рассмотреть сущность основных показателей по каждому виду эксплуатационных материалов. Напри­мер, важнейшими требованиями, предъявляемыми к бензинам, яв­ляются испаряемость и детонационная стойкость. В соответст­вии с ГОСТ на бензин они определяются следующими показателями: температурные параметры фракционного состава, давление насыщенных паров и октановое число. Для масла одним из основных требований является прокачиваемость масла к узлам, что определяется показателем "вязкость". Другое требование - минимальное изменение вязкости с изменением температурных условий - характеризуется индексом вязкости и т.д.

С целью контроля качества каждой партии нефтепродуктов выдается паспорт. Это документ, где для данного продукта приводятся конкретные значения показателей, определенных со­ответствующим ГОСТ.

Основными ГОСТ и ТУ с которыми следует ознакомиться, являются:

ГОСТ 2084-77, ТУ 30.001.165-87 «Автомобильные бензины».

ГОСТ Р1105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сго­рания. Неэтилированный бензин».

ГОСТ 305-82 «Дизельные топлива».

ГОСТ 8581-78 «Масла для автотракторных дизелей».

ГОСТ 10541-78 «Масла для карбюраторных двигателей».

ГОСТ 17479.2-85 «Трансмиссионные масла».

Показатели качества определены конкретным ГОСТ и для каждого вида пластичной смазки.

Далее следует освоить оценку показателей ка­чества нефтепродукта в соответствии с техническими требова­ниями ГОСТ. Учащийся должен уметь отбраковать нефтепродукт (мас­ло, смазку, топливо и т.д.) по отклонениям показателей пас­порта от значений ГОСТ; пояснить, как эти отклонения ска­жутся на работоспособности деталей узлов (агрегатов), где он применяется; иметь представление о доведении нестандарт­ных показателей до норм ГОСТ.

Для закрепления этого материала необходимо дать ответ на соответствующий вопрос контрольной работы.