Эксплуатационные материалы для легкового автомобиля
Содержание
Введение
. Технология получения бензина
. Стабильность дизельного топлива и показатели его раскрывающие
. Система классификации и маркировки тормозных жидкостей
. Характеристика эксплуатационных материалов
Заключение
Список литературы
Введение
Эксплуатация легкового автомобиля невозможна без применения материалов, которые расходуются при его работе, в результате чего требуется их периодическое пополнение или замена через определенный промежуток времени. К таким материалам, называемым эксплуатационными, относятся:
автомобильное топливо - бензин;
автомобильные масла для двигателя (моторные) и для агрегатов трансмиссии (трансмиссионные);
пластичные смазки для узлов ходовой части и механизмов управления;
специальные жидкости для системы охлаждения двигателя и для тормозной системы автомобиля.
Так как автомобильный транспорт потребляет значительную часть жидкого топлива, проблема экономии горюче-смазочных материалов для этой отрасли является наиболее острой. В связи с повышением роли и значения ГСМ в экономике страны, как фактора увеличения надёжности, долговечности и экономичности работы техники, возникла потребность иметь научную основу их применения.
Исходными данными для выполнения раздела 1-3 контрольной работы являются данные, заданные преподавателем (приложение А); исходными данными для выполнения раздела 4 контрольной работы являются данные, выбранные студентом в соответствии с его порядковым номером по журналу (приложение Б).
1. Технология получения бензина
Бензин - самый важный продукт переработки нефти. Его получают путем переработки нефти, газового конденсата, природного газа, угля, торфа и горючих сланцев, а также синтезом из окиси углерода и водорода. Основным сырьем для производства автомобильных бензинов является нефть.
Современное производство бензина включает в себя ряд специальных технологических процессов, проводящихся, в большинстве случаев, на нефтеперерабатывающих заводах.
Основными технологическими процессами производства бензинов является каталитический крекинг и каталитический риформинг. Несмотря на ограничения по содержанию ароматических углеводородов, процесс каталитического риформинга по-прежнему остается определяющим процессом производства бензинов, так как он является основным источником высокооктановых компонентов, а также водорода для установок гидроочистки.
Для переработки средних и тяжелых нефтяных дистиллятов с большим содержанием сернистых и смолистых соединений, не пригодных для переработки чисто каталитическим способом, большое распространение получил каталитический крекинг в присутствии водорода - гидрокрекинг. Он осуществляется при температурах 350 - 450 ºС, давлении водорода 15 - 17 МПа и расходе его 170 - 350 м³ на 1м³ сырья. Применение водорода обеспечивает эффективное гидрирование на катализаторе высокомолекулярных и сернистых соединений с их последующим распадом. Благодаря этому выход светлых продуктов повышается до 70 %, значительно снижается содержание серы и непредельных углеводородов.
Гидрокрекинг позволяет получить из керосино-соляровых фракций, вакуумных дистиллятов и остаточных продуктов бензины. Октановое число бензиновых фракций составляет 85 - 88 единиц по исследовательскому методу.
Для улучшения одного из важнейших эксплуатационных свойств бензина - стойкости к детонациям - используются процессы риформинга. Различают два вида риформинга: термический и каталитический. Наиболее широкое применение в промышленности нашёл каталитический риформинг, позволяющий из прямогонного бензина получить риформинг-бензин.
Этот бензин содержит значительное количество (65 - 75) ценных ароматических углеводородов, что позволяет использовать их для повышения детонационной стойкости товарных бензинов.
При каталитическом риформинге сырьём является бензиновый дистиллят атмосферно-вакуумной перегонки нефти. Процесс происходит при температуре 480 - 540 ºС, давление 2 - 4 МПа, в среде водородсодержащего газа и в присутствии катализатора (молибденового или платинового). В результате получают до 80 % бензина, обладающего высокой детонационной стойкостью (октановое число - около 95 единиц по исследовательскому методу) и хорошими эксплуатационными качествами.
Бензин, после перегонки, должен быть очищен от органических (нафтеновых) кислот, смолистых и асфальтовых веществ, сернистых соединений, а также должен быть подвергнут стабилизации для повышения его химической и физической стойкости во время транспортирования, хранения и потребления, тем самым будет улучшено эксплуатационное свойство данного нефтепродукта.
Гидроочистка является одним из самых массовых каталитических методов очистки нефтяных топлив, как прямогонных, так и вторичного происхождения. Использование этого процесса позволяет увеличить выход бензина на 10 %, уменьшить примерно в два раза расход катализатора, снизить в сырье каталитического крекинга содержание ванадия и никеля на 50…70 %, значительно сократить загрязнение окружающей среды оксидами серы: снизить выбросы SO2 и SO3 примерно в 10 раз, утилизировать ценные компоненты нефти (серу, металлы). Процесс гидроочистки применяют также для облагораживания компонентов смазочных масел и парафинов с целью снижения содержания серы.
На современных нефтеперерабатывающих заводах прямая перегонка нефти, каталитический крекинг прямоточного вакуумного дистиллята и гидроочистка служат ведущими технологическими процессами, в результате которых получаются дизельные топлива требуемого качества. При производстве прямогонных дизельных топлив на заводах, где перерабатываются малосернистые нефти, для удаления кислородсодержащих соединений кислого характера применяется щелочная очистка, а для расширения ресурсов зимних дизельных топлив используется депарафинизация (удаление н-парафиновых углеводородов с высокими температурами застывания).
В итоге, полученное таким образом топливо называется товарным, т. е. это то топливо, которое поступает в автохозяйства и на автозаправочные станции (АЗС).
2. Стабильность дизельного топлива и показатели его раскрывающие
бензин топливо тормозной смазочный
Стабильность - это способность сохранять заложенные свойства в допустимых пределах, как при эксплуатации, так и при хранении топлива.
Под воздействием внешних факторов в дизельном топливе протекают физические и химические процессы, т.е. происходит испарение, загрязнение механическими примесями и водой, при охлаждении выпадают высокоплавкие компоненты, а также окисление, разложение и конденсация. Кроме этого в топливо попадают пыль из атмосферы, продукты коррозии, нерастворимые вещества, образующиеся в результате окисления.
Различают физическую и химическую стабильность.
Химическая стабильность дизельного топлива - способность противостоять окислительным процессам, протекающим при хранении. Эта проблема возникла с углублением переработки нефти и вовлечением в состав товарного дизельного топлива среднедистиллятных фракций вторичной переработки нефти, таких как лёгкого газойля каталитического крекинга, висбрекинга, коксования. Последние обогащены ненасыщенными углеводородами, включая диолефины и дициклоолефины, а также содержат значительное количество сернистых, азотистых и смолистых соединений. Наличие гетероатомных соединений, особенно в сочетании с ненасыщенными углеводородами способствует их окислительной полимеризации и поликонденсации, тем самым влияя на образование смол и осадков. Самыми сильными промоторами смоло- и осадкообразования являются азотистые и сернистые соединения.
Химическая стабильность оценивается по количеству образования в топливе осадка (мг/100 мл) по ASTM D 2274. Лёгкий газойль каталитического крекинга по химической стабильности существенно уступает прямогонным и гидроочищенным дистиллятным фракциям.
Физическая стабильность обусловлена химическим составом топлива и оценивается по изменению его фракционного состава с течением времени, по потерям при разгонке. Чем больше эти потери, тем меньше физическая стабильность топлива. Дизельные топлива изготавливают из фракций прямой перегонки нефти, добавляя до 20 % продуктов термического и каталитического крекинга, а серу и сернистые соединения удаляют гидроочисткой. Фракционный состав дизельных топлив включает: Л (летнее), З (зимнее), А (арктическое). По ГОСТ 305-82 фракционный состав дизельных топлив оценивается температурой выкипания 50% и 96 % топлива. В первом случае (50 %), температура характеризует пусковые качества дизельных топлив, а также однородность их состава, что влияет на устойчивую работу двигателя. Во втором случае (96 %), температура указывает на наличие в топливе трудноиспаряющихся тяжёлых фракций, ухудшающих смесеобразование, испарение и экономичность работы дизельного двигателя.
. Система классификации и маркировки тормозных жидкостей
Тормозные жидкости по способу изготовления делятся на:
тормозные жидкости на касторовой основе;
Свойство их улучшает добавление присадок.
Тормозные жидкости на касторовой основе имеют хорошие смазывающие свойства и не вызывают набухания или разъедания резиновых деталей. Они имеют следующие разновидности:
Жидкость БСК (ТУ 6-10-1533-75), прозрачная, однородная, красного цвета, без осадков и механических примесей. Она представляет собой смесь 50 % касторового масла и 50 % бутилового спирта. Плотность жидкости при 20 ºС составляет 890…900 кг/м³, кинематическая вязкость при температуре 50 ºС находится в пределах 9…13 сСт. Благодаря наличию касторового масла жидкость обладает хорошими смазывающими свойствами, не вызывает большого набухания или размягчения резиновых уплотнительных деталей тормозной системы. Однако вязкостно-температурные свойства этой жидкости неудовлетворительные. Недостаток спиртокасторовой смеси - высокая температура кристаллизации касторового масла. Кристаллизация начинается при -5 ºС и интенсивно протекает при -20 ºС. В результате этого образуются сгустки, которые могут закупорить трубопроводы гидравлического привода и вызвать отказ тормозов автомобиля. Жидкость БСК не рекомендуется применять при температуре окружающего воздуха ниже -20 и выше +30 ºС. Её следует предохранять от воды, которая может привести к расслоению жидкости.
Жидкость применяют в гидроприводе тормозов старых моделей грузовых и легковых автомобилей, кроме автомобилей ВАЗ.
Спиртокасторовая жидкость АСК, смесь изоамилового спирта (60 %) и касторового масла (40 %), ЭСК (40 % этилового спирта и 60 % касторового масла) имеют ряд недостатков, поэтому широкого применения не нашли. Касторовое масло при низких температурах образует кристаллы, вследствие чего эти жидкости не рекомендуется использовать при температуре воздуха ниже -20 ºС. Спиртокасторовые жидкости не смешиваются с водой (расслаиваются), становятся физически нестабильными и не пригодными к применению.
Тормозные жидкости на гликолевой основе включают в себя следующие разновидности жидкостей:
Тормозная жидкость ГТЖ-22М (ТУ 6-01-787-75) состоит из смеси гликолей (диэтиленгликоль и этилцеллозольв), воды и антикоррозионных присадок. Окрашена в зеленый цвет. По показателям близка к «Неве», но обладает худшими антикоррозионными и вязкостно-температурными свойствами (при 50 ºС вязкость колеблется в пределах от 7,9 до 8,3 мм2/с. Подвижность теряет при -50 ºС). Рекомендуется для применения во всех климатических зонах, кроме районов Крайнего Севера всесезонно;
Тормозная жидкость «Нева» (ТУ 6-01-1163-78), имеет цвет от светло-жёлтого до жёлтого, прозрачная. Основными компонентами являются гликолевый эфир (этилкарбитол) и полиэфир (полиоксилпропиленгликоль); содержит антикоррозионные присадки. Жидкость работоспособна при температуре до -40 ºС. Предназначена для гидропривода тормозов и сцеплений старых грузовых и легковых автомобилей (выпуска до 1985 года), которые эксплуатируются в умеренной климатической зоне. При увлажнении она обладает низкой температурой кипения и коррозионно-агрессивна к металлам. Тормозная жидкость «Нева» огнеопасна, попадание её на кожу человека приводит к дерматитам. Срок службы жидкости не превышает одного года;
Тормозная жидкость «Томь» (ТУ 6-01-1276-82) разработана взамен жидкости «Нева» и имеет лучшие эксплуатационные свойства и более высокую температуру кипения (200 ºС). Совместима с «Невой» при смешивании в любых соотношениях. Основные компоненты - концентрированный гликолевый эфир (этилкарбитол), полиэфир, бораты (для повышения эксплуатационных свойств) с добавлением загустителей; содержит антикоррозионные присадки. «Томь» работоспособна при температуре окружающей среды -40 до +45 ºС. Её используют в гидроприводе тормозов и сцеплений всех моделей грузовых и легковых автомобилей, за исключением переднеприводных автомобилей ВАЗ. Срок службы жидкости составляет два года.
Зарубежным аналогом «Нева» и «Томь» являются тормозные жидкости, соответствующие международной классификации ДОТ-3.
Тормозная жидкость «Роса» (ТУ 6-05-221-569-87), основным компонентом которой является борсодержащий полиэфир, содержит антикоррозионные и антиокислительные присадки. Жидкости имеют высокие значения температуры кипения (260 ºС) и температуры кипения «увлажненной» жидкости (165 ºС). Работоспособны в диапазоне температур окружающего воздуха от -40 до +45 ºС. Применяются в тормозных системах современных грузовых и легковых автомобилей, в том числе переднеприводных автомобилей ВАЗ. Совместимы с тормозными жидкостями «Томь» и «Нева» в любых соотношениях. Срок службы составляет три года.
Жидкости на гликолевой основе огнеопасны и токсичны. Эти жидкости взаимозаменяемы и могут смешиваться.
Зарубежными аналогами их являются жидкости ДОТ-3, ДОТ-4 и др.
4. Характеристика эксплуатационных материалов
Характеристика ПА
Сжиженный газ, должен отвечать ГОСТ 27578-87.
ПА - пропан автомобильный. Применяется при температуре окружающего воздуха -20… -35 ºС. Допускается применение этого газа при температуре не выше +10 ºС.
Характеристика ТМ-5-18
ТМ - трансмиссионные масла. Классификация в соответствии с ГОСТ 17479.2-85;
- принадлежность к группе масел по эксплуатационным свойствам;
- класс вязкости. При t=100 ºС кинематическая вязкость равна 14,00-24,99 мм²/с. Температура, при которой динамическая вязкость не превышает 150 мПа·с равна -18 ºС.
Характеристика Hessol Superior SAE 15 W-40, API SJ/CG-4
Всесезонное, универсальное моторное масло.
Hessol Superior - название производителя;
SAE - классификация «Американское общество автомобильных инженеров». Эта классификация подразделяет масла по вязкости. Действует в Европе, США, Японии и в других странах.
W-40 - где 15W является зимним классом, а 40 - летним. Каждая цифра означает вязкость в секундах Сейболта, которая для зимних классов измерена при температуре -17,8 ºС, летних - при +98,8 ºС. Таким образом, чем больше число, тем больше вязкость масла. Приведённый номер является сдвоенным, что указывает на то, что мало всесезонное.
API - классификация «Американский институт нефти». Подразделяет масла по уровню эксплуатационных свойств.
Запись SJ/CG-4 говорит от том, что можно использовать как для дизельных двигателей(CG-4), так и для бензиновых (SJ). Но так как запись SJ идёт впереди, то масло является «более бензиновое».
SJ - для двигателей, выпускаемых с 1996 года. Содержат меньше фосфора, введены дополнительные требования в отношении расхода масла в двигателе, энергосберегающих свойств и способности выдерживать нагрев не образуя отложения. Заменяет все низкие категории масел (SA-SH);
CG-4 - для четырёхтактных дизелей вне дорожных машин и грузовых автомобилей, выполняющих по токсичным выбросам нормы, установленные в США с 1994 года. Обладают лучшим моющим, противоизносными, антикоррозионными свойствами, меньшей вспениваемостью при высокой температуре и хорошо сочетаются с малосернистыми дизельными топливами.
Характеристика АНА 1/4-3
Пластическая смазка.
А - арматурная. Применяется в запорной арматуре и сальниковых устройствах.
На - в состав входит загуститель натриевое мыло.
/4 - рекомендуемый температурный диапазон применения от -10 до +40 ºС.
- Индекс класса консистенции по системе NLGI. Пенетрация при 25 ºС DIN ISO 2137, в десятых долях миллиметра: 220 - 250. Визуальная оценка консистенции - почти твёрдая. Смесь масленой основы (дисперсионная среда), которая входит в состав смазки, обозначается соответствующими буквами. Так как в приведённой смазке индекс дисперсионной среды не указан, следует отметить, что данная смазка создана на нефтяном масле (основа).
Заключение
Следует подчеркнуть, что конкретным конструктивным особенностям и условиям эксплуатации техники должны соответствовать определенные по составу и свойствам топлива и смазочные материалы. Неправильный их выбор может привести к сокращению срока службы и надежности работы машин и оборудования. Таким образом, нефтепродукты, являясь эксплуатационными материалами, по влиянию на эффективность работы техники равнозначны конструкционным материалам. Поэтому знание их состава, свойств, областей применения, эксплуатационных характеристик, токсикологических и экологических особенностей необходимо как специалистам, эксплуатирующим технику, так и тем, кто занимается производством, транспортированием и хранением нефтепродуктов.
При выполнении работы были внимательно изучены требования по оформлению отчетных документов самостоятельной работы студентов.
Данная контрольная работа состоит из четырёх заданий, которые включают следующие темы:
·Стабильность дизельного топлива и показатели его раскрывающие;
·Система классификации и маркировки тормозных жидкостей;
·Характеристика эксплуатационных материалов.
Список литературы
1 Васильева, Л. С. Автомобильные эксплуатационные материалы / Л. С. Васильева. - М. : Наука-Пресс, 2004.
Бойкачев, М. А. Требования по оформлению отчетных документов самостоятельной работы студентов / М. А. Бойкачев и [др.]. - Гомель : БелГУТ, 2008.
Бойкачев, М. А. Эксплуатационные материалы. Часть 1 и 2 / М. А. Бойкачев. - Гомель : БелГУТ, 2004.
Кузнецов А.В. Топливо и смазочные материалы / А. В. Кузнецов. - М. : КолосС, 2007 - 199с.
Трофименко, И. Л. Автомобильные эксплуатационные материалы / И. Л. Трофименко. - Минск : Новое знание, 2008.