Автомобильные эксплуатационные материалы
Автотранспортный техникум
Контрольная работа
Автомобильные эксплуатационные материалы
Вопрос 1. Паспорт пластиной смазки ШРУС-4
Показатели качестваЗначениеТемпературный предел работоспособности масла, верхний, О С+130Предел прочности при 20О С, Па400Коллоидная стабильность, %16,8Температура каплепадения, О С200Число пенетрации при 25 О С, м-4270
Влияние отклонений каждого показателя качества масла от требований, приведённых в паспорте на работу смазываемых узлов.
Состав дисперсионной среды масла и дисперсный состав загустителя.
Пластичные смазки используются для уменьшения трения и износа чаще всего в подшипниковых узлах. Количество пластичной смазки, вводимой в узел трения, исчисляется в граммах, а срок смены смазки составляет несколько тысяч часов работы, что соответствует сроку службы узла.
Пластичные смазки должны обладать определёнными эксплуатационными характеристиками:
пределом прочности;
вязкостью;
коллоидной стабильностью;
температурой каплепадения;
механической стабильностью;
водостойкостью.
Такой показатель как температурный предел работоспособности масла, верхний, О С характеризует способность смазки сохранять свойства при повышении температуры узла, при длительной его работе, при этом удерживаться в узле, не выгорать, не ококсовываться.
При заданных температурных условиях такая смазка находится в пластичном мазеобразном состоянии. При достижении определенной температуры предела, пластичная смазка плавится и расслаивается и потому перестаёт выполнять смазывающие функции.
Если по паспорту +130О С то это значит, при температуре в узле выше указанной масло теряет свои функции.
Предел прочности характеризует способность смазки не вытекать из узлов трения и удерживаться на наклонных и вертикальных поверхностях, не сползая. Предел прочности - минимальное усилие, которое нужно приложить, чтобы разрушить структурный каркас, сдвинуть один слой смазки относительно другого.
В результате длительного механического воздействия предел прочности и вязкость смазки могут уменьшаться. Не достаточная механическая стабильность обуславливает быстрое разрушение, разжижение и вытекание смазки из узлов трения.
Предел прочности смазок уменьшается с повышением температуры и при температуре плавления становится равным нулю. Предел прочности смазок при температурах 20° ... 120°С находится в диапазоне 0,05...2,0 МПа. Минимальный предел прочности смазок при наибольшей температуре не должен быть ниже 0,1 ... 0,2 мПа. Такая прочность позволяет удерживаться смазке в негерметизированных узлах трения, предотвращает стекание и сползание с вертикальных поверхностей. Очень высокий предел прочности нежелателен, так как при этом смазки плохо поступают к трущимся поверхностям.
Указанный в паспорте предел прочности при 20О С, 400 Па характеризует не высокое прочностное свойство, если этот показатель снизится, то смазка слишком разжижется, вытечет из узла.
Коллоидная стабильность - это способность смазки сопротивляться расслаиванию.
Коллоидная стабильность зависит от структурного каркаса смазки, который характеризуется размерами, формой и прочностью связей структурных элементов. Следовательно, на коллоидную стабильность оказывает влияние вязкость дисперсной среды, чем выше вязкость масла, тем труднее ему вытекать из каркаса.
Коллоидная стабильность есть способность смазки сопротивляться отделению дисперсной среды при хранении и в процессе эксплуатации. Сильное выделение масла или распад смазки недопустимо.
Коллоидная стабильность оценивается по массе масла, в %, отпрессованного из смазки при комнатной температуре в течение 30 мин; для всех видов пластичных смазок она не должна превышать 30% во избежание резкого упрочнения, нарушения их нормального поступления к смазываемым поверхностям и ухудшения вязкостных и смазывающих свойств.
Коллоидная стабильность 16,8% оказывает, что смазка достаточно стабильно будет выполнять своё назначение, и при этом не слишком загущено и может легко прокачиваться в смазываемые узлы.
Температура каплепадения - это минимальная температура, при которой падает первая капля смазки, нагреваемой в определенных условиях. Температура каплепадения показывает температуру, при которой смазка расплавляется, начинает течь и теряет работоспособность. Применять смазку можно при температурах на 10° ... 20°С ниже температуры каплепадения.
Для солидолов эта температура находится в пределах 70...90°С, литиевых смазок - 160... 1900 С. По температуре каплепадения различают смазки: тугоплавкие 120... 1850 С, имеющие загустителями литиевые или натриево-кальциевые мыла,
Во избежание вытекания смазки из узла трения температура каплепадения должна превышать температуру трущихся деталей на 150 … 200 С.
Если смазываемый узел, в процессе эксплуатации автомобиля не нагревается выше 2000 С, то смазка представленная в паспорте не будет вытекать из узла, сохраняя смазочные свойства.
Пенетрация - это показатель, характеризующий консистенцию, густоту или мягкость смазки. Определяется глубиной погружения металлического конуса стандартных размеров в смазку и выражается в десятых долях миллиметра.
Этот показатель используют для установления идентичности рецептур и соблюдения технологии получения смазок. Число пенетрации пластичные смазки составляет 170-420.
Представленный по паспорту образец с числом пенетрации при 25 О С, 270 м-4 характеризует среднее, вполне приемлемое качество смазки.
Пластичные или консистентные смазки получают загущением смазочных масел, это есть дисперсионная среда, твёрдыми веществами, а это дисперсионная фаза.
В этой системе твердая фаза, загуститель, образует структурный каркас, который удерживает в своих ячейках жидкую дисперсионную среду. В качестве такого структурного каркаса используются жирные соли мягких металлов. Но могут применяться и мыло, парафин или пигмент. Название металла, как правило, переносят на саму смазку - натриевая, кальциевая, литиевая, бариевая, магниевая, цинковая, стронциевая.
Если на долю дисперсионной среды, масло, приходится основная масса, (70% … 95 %), то дисперсионная фаза, загуститель, составляет 5% … 30 %.
На долю дисперсной среды в пластичных смазках приходится 70-95 % массы, как правило, это минеральные масла. Для получения большего интервала рабочих температур используют такие синтетические жидкости, как силиконы и диэфиры.
Кроме дисперсионной среды и загустителя смазки могут содержать стабилизаторы и модификаторы коллоидной структуры, присадки и наполнители для придания или улучшения функциональных свойств, а также красители.
автомобиль загуститель бензин масло
Вопрос 2. Старение масел. Восстановление качества работавших масел
При использовании автомобиля масло в нём претерпевает различные изменения, выгорают присадки, происходит окисление, изменяется его вязкость.
Старение масел состоит в накоплении примесей (в том числе воды), изменении их физико-химических свойств и окислении углеводородов.
В процессах старения масла весьма значительна роль воды, попадающей в масло при конденсации ее паров из картерных газов или другими путями. В результате этого образуются эмульсии, которые впоследствии усиливают окислительную полимеризацию молекул масла. Взаимодействие оксикислот и других продуктов окисления масла с водомасляными эмульсиями вызывает усиленное образование осадков (шламов) в двигателе.
В свою очередь, образовавшиеся частички шлама, если они не будут нейтрализованы присадкой, служат центрами катализации и ускоряют разложение еще не окислившейся части масла. Если при этом не произвести своевременную замену моторного масла, процесс окисления будет происходить по типу цепной реакции с увеличивающейся скоростью, со всеми вытекающими отсюда последствиями.
У масла есть такая характеристика, которая называется щелочное число масла, щелочной запас. Со временем в процессе эксплуатации автомобиля происходит процесс старения масла и уменьшается щелочной запас. При сгорании бензина или солярки возникает кислотная реакция, которую нейтрализует щелочной запас. Когда количество щелочного запаса уменьшается вдвое, то масло считается отработанным. Помимо всего прочего, со временем масло в двигателе разжижается, антизадирные и антиизносные присадки расходуются, загуститель разрушается. Все эти процессы ведут к уменьшению уровня безопасности двигателя. После того, как падает показатель уровня присадок, начинается окисление масла и его загустение.
Для восстановления отработанных масел применяются разнообразные технологические операции, основанные на физических, физико-химических и химических процессах и заключаются в обработке масла с целью удаления из него продуктов старения и загрязнения.
В качестве технологических процессов обычно соблюдается следующая последовательность методов:
механический, для удаления из масла свободной воды и твёрдых загрязнений;
теплофизический (выпаривание, вакуумная перегонка);
физико-химический (коагуляция, адсорбция).
Если их недостаточно, используются химические способы регенерации масел, связанные с применением более сложного оборудования и большими затратами.
Физические методы позволяют удалять из масел твердые частицы загрязнений, микрокапли воды и частично смолистые и коксообразные вещества, а с помощью выпаривания - легкокипящие примеси. Масла обрабатываются в силовом поле с использованием гравитационных, центробежных и реже электрических, магнитных и вибрационных сил, а также фильтрование, водная промывка, выпаривание и вакуумная дистилляция.
Отстаивание является наиболее простым методом, он основан на процессе естественного осаждения механических частиц и воды под действием гравитационных сил.
Основным недостатком этого метода является большая продолжительность процесса оседания частиц до полной очистки, удаление только наиболее крупных частиц размером 50-100мкм.
Фильтрация - процесс удаления частиц механических примесей и смолистых соединений путем пропускания масла через сетчатые или пористые перегородки фильтров. В качестве фильтрационных материалов используют металлические и пластмассовые сетки, войлок, ткани, бумагу, композиционные материалы и керамику.
Центробежная очистка осуществляется с помощью центрифуг и является наиболее эффективным и высокопроизводительным методом удаления механических примесей и воды.Применение центрифуг обеспечивает очистку масел от механических примесей до 0,005% по массе, что соответствует 13 классу чистоты по ГОСТ 17216-71 и обезвоживание до 0,6% по массе.
Коагуляция, т. е укрупнение частиц загрязнений, находящихся в масле в коллоидном или мелкодисперсном состоянии, осуществляется с помощью специальных веществ - коагулятов.
К ним относятся электролиты, поверхностно активные вещества, ПАВ, коллоидные растворы ПАВ и гидрофильные высокомолекулярные соединения.
Адсорбционная очистка отработанных масел заключается в использовании способности веществ, служащих адсорбентами, удерживать загрязняющие масло продукты на наружной поверхности гранул и на внутренней поверхности пронизывающих гранулы капилляров. В качестве адсорбентов применяют вещества природного происхождения (отбеливающие глины, бокситы, природные цеолиты) и полученные искусственным путем (силикагель, окись алюминия, алюмосиликатные соединения, синтетические цеолиты).
Ионно-обменная очистка основана на способности ионитов (ионно-обменных смол) задерживать загрязнения, диссоциирующие в растворенном состоянии на ионы. Процесс очистки можно осуществить контактным методом при перемешивании отработанного масла с зернами ионита размером 0,3 … 2,0 мм или преколяционным методом при пропускании масла через заполненную ионитом колонну.
Ионно-обменная очистка позволяет удалять из масла кислотные загрязнения, но не обеспечивает задержки смолистых веществ.
Селективная очистка отработанных масел основана на избирательном растворении отдельных веществ, загрязняющих масло.
В качестве селективных растворителей применяются фурфурол, фенол и его смесь с крезолом, нитробензол, различные спирты, ацетон, метил этиловый кетон и другие жидкости. Селективная очистка может проводиться в аппаратах типа "смеситель - отстойник".Разновидностью селективной очистки является обработка отработанного масла пропаном, при которой углеводороды масла растворяются в пропане, а асфальтосмолистые вещества, находящиеся в масле в коллоидном состоянии, выпадают в осадок.
Химические методы очистки основаны на взаимодействии веществ, загрязняющих отработанные масла, и вводимых в эти масла реагентов. К химическим методам очистки относятся кислотная и щелочная очистки, окисление кислородом, гидрогенизация, а также осушка и очистка от загрязнений с помощью окислов, карбидов и гидридов металлов.
Гидрогенизационные процессы все шире применяются при переработке отработанных масел. Это связано как с широкими возможностями получения высококачественных масел, увеличения их выхода, так и с большой экологической чистотой этого процесса по сравнению с сернокислотной и адсорбционной очистками.
Процессы с применением натрия и его соединений Для очистки отработанных масел от полициклических соединений (смолы), высокотоксичных соединений хлора, продуктов окисления и присадок применяются процессы с использованием металлического натрия. При этом образуются полимеры и соли натрия с высокой температурой кипения, что позволяет отогнать масло. Выход очищенного масла превышает 80%.
Процесс не требует давления и катализаторов, не связан с выделением хлоро - и сероводорода.
Для регенерации отработанных масел применяются разнообразные аппараты и установки, действие которых основано, как правило, на использовании сочетания методов (физических, физико-химических и химических), что дает возможность регенерировать отработанные масла разных марок и с различной степенью снижения показателей качества.
Вопрос 3. Методы определения и способы повышения октанового числа бензина
Испытания на детонационную стойкость проводят или на полноразмерном автомобильном двигателе, или на специальных установках с одноцилиндровым двигателем. На полноразмерных двигателях при стендовых испытаниях определяют так называемое фактическое октановое число, ФОЧ, а в дорожных условиях дорожное октановое число, ДОЧ.
На специальных установках с одноцилиндровым двигателем определение октанового числа принято проводить в двух режимах:
моторный метод, более жёсткий.
исследовательский метод, менее жёсткий.
Октановое число топлива, установленное исследовательским методом, как правило, несколько выше, чем октановое число, установленное моторным методом. Точность <#"justify">Примерно определить октановое число можно, специализированным прибором - октанометром, он дает погрешность в октановых числах на 5-10 единиц.
Для повышения октанового числа добавляют ароматические углеводороды и парафиновые углеводороды, алканы, разветвлённого строения.
При длительном хранении в открытой емкости или с определенным сообщением емкости с внешней средой влечет к понижению октанового числа бензина. Поэтому высокооктановый бензин должен быть "свежим.
Ранее в СССР для повышения октанового числа применялся тетраэтилсвинец - ядовитая смесь в составе с свинцом .Тетраэтилсвинец не только ядовит сам по себе, но и быстро выводит из строя каталитические нейтрализаторы и лямбда-зонды, которые стали применяться в конструкции современных автомобилей. Также применялись присадки на основе марганца, но сейчас они также запрещены по экологическим соображениям. Д ля повышения октанового числа иногда используют присадку - ферроцен. Данная присадка имеет в своем составе железо и создает трудноудаляемый токопроводящий налет на свечах, оттенок красного цвета, который ухудшает эксплуатационные характеристики и соответственно уменьшает срок службы свечей зажигания.
Бензины включают в себя и другие присадки и примеси. Присадки в бензине выполняют различные задачи. Уменьшают количество вредных примесей в бензине - сера, вода, чистят детали двигателя или топливную систему, повышают октановое число бензина.
Безвредной для двигателя антидетонационной присадкой является метилтретбутиловый эфир. В настоящий момент он наиболее широко применяется в России и Европе.
Авиационный бензин может иметь октановое число более 110, но с присадками того же свинца, что неприемлемо для современных систем управления двигателем автомобиля <#"justify">Вопрос 4. Какие ГСМ и специальные жидкости применяются в узлах и агрегатах автомобиля ЗИЛ-431410. ГОСТ или ТУ для каждого вида материала
Указанный автомобиль эксплуатируется в городе с числом жителей 1 млн человек, климат умеренно холодный, город Красноярск.
Заправочные емкости, л:
Топливный бак 170
Система смазки двигателя 8,5
Система охлаждения двигателя 26
Картер коробки передач 1,5
Амортизаторы (каждый) 0,32
Картер рулевого механизма 0,25
Бачок омывателя ветрового стекла 2
Используются эксплуатационные материалы:
бензин А-76 ГОСТ 2084-77 летнего или зимнего сортов.
- масло моторное всесезонное М-8В ГОСТ 10541-78; или М-6з/10-В ОСТ - 38.01370-84;
- масло моторное северное М-4з/6В1 ОСТ 38.01370-84; При необходимости.
- в трансмиссии масло ТАп-15В, ГОСТ 23652-79, может применяться в средней климатической зоне при температуре до -25 °С. Или масло ТСп-14гип, ГОСТ 23652-79, может применяться как для коробки так и для смазывания гипоидных передач главной передачи. Диапазон рабочих температур масла -25...+130 °С.
для смазывания главной передачи масло ТАД-17и, ГОСТ 23652-79, - универсальное минеральное масло. Работоспособно до -25 °С; верхний предел длительной работоспособности 130О-140 °С. Предназначено для смазывания всех типов передач, в том числе гипоидных.
- в гидроусилителе рулевого управления, масло веретенное ТУ 38.1011232-89; Масло обеспечивает работу гидроприводов в диапазоне температур от - (30О … 35О) до + (90О … 100О)°С. Плотность при 20°С, , в пределах 884 - 894 кг/м3.
- для смазки карданных шарниров, смазка № 158.
- при смазывании шлицевого соединения в полость шлицевой втулки карданного вала Литол-24, ГОСТ 21150-87. В крайнем случае можно использовать трансмиссионное масло. Солидол и другие подобные смазки для этой цели не годятся.
- жидкость охлаждающая: ОЖ-40 "Лена", ОЖ-65 "Лена" ТУ 113-07-02-88 или ТОСОЛ-А40М, ТОСОЛ-А65М ТУ 6-02-751-86. Вода чистая и "мягкая", дождевая, снеговая, кипяченая.
бачок омывателя ветрового стекла- вода.
- для смазывания подшипниковых узлов передних полуосей Литол-24, ГОСТ 21150-87.
для смазывания трущихся узлов тяг, приводов, рычагов, ручек, смазка Циатим 201, Циатим 202 схож по составу и в большинстве случаев взаимозаменяем.
Литература
1.Баловнев, В., И., Данилов, Р., Г. Автомобили и тракторы. Краткий справочник. Москва, 2008 г.
2.Геленов, А., А., Сочивко, Т., И., Спиркин, В., Г. Автомобильные эксплуатационные материалы. Москва, "Академия", 2010 г.
.Колесник, П., А., Кланица, В., С. Материаловедение на автомобильном транспорте. Москва, "Академия", 2009 г.
4. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. Ч. 2. Автомобиль ЗИЛ-130. Москва, "Транспорт", 1979 г.
5. Туревский, И., С. техническое обслуживание автомобилей. Часть 1. Москва, "Форум", 2011 г.