Топливо, масла и эмали для автомобилей и дорожных машин
Содержание
1. Преимущества и недостатки сжиженных газовых топлив
2. Требования, предъявляемые к гидравлическим маслам
2.1 Сжимаемость
2.2 Вязкость
2.3 Давление, вязкость и сжимаемость
2.4 Стойкость к окислению
2.5 Смазочные свойства
2.6 Свойства, предотвращающие образования ржавчины и антикоррозийные свойства
2.7 Водоотделительная способность
2.8 Совместимость рабочих масел с уплотнительными и прокладочными материалами
2.9 Огнестойкость
3. Коррозионные свойства масел: определение, влияние на узлы и агрегаты дорожной машины
4. Ассортимент эмалей, используемых для автомобилей и дорожных машин
4.1 Эмаль ХС-436
4.2 Эмаль ХВ-785
4.3 Эмаль ХВ-124
4.4 Эмаль АК-515
4.5 Эмаль ЭП-773, Эмаль ЭП-46У, Эмаль ЭП-1236
4.6 Эмаль ПФ-1145
4.7 Эмаль ВЛ-515
4.8 Эмаль ЭП-755
4.9 Эмаль ХС-527
5. Анализ работы двигателя на дизельном топливе марки А с заданными характеристиками
Список используемой литературы
1. Преимущества и недостатки сжиженных газовых топлив
Сейчас во всем мире сжиженный газ производят и используют как высококачественное бытовое и промышленное топливо, что является следствием основных его преимуществ. А именно: возможность существования сжиженного газа при температуре окружающей среды и умеренных давлениях как в жидком, так и газообразном состоянии. В жидком виде эти газы легко перерабатываются, хранятся, транспортируются, а в газообразном - имеют лучшую, чем природный и искусственные газы, характеристику сгорания при отсутствии вредных примесей.
Преимущества:
- Газовое топливо почти вдвое дешевле бензина. Несмотря на то, что расход газа несколько выше традиционного топлива: в городских условиях на 15%; на загородных дорогах на 10%, экономия все же значительна. Особенно это ощутимо при больших пробегах автомобиля. Расходы на топливо в целом могут снижаться на 40-50%.
- Октановое число сжиженных нефтяных углеводородных газов - 103-105, что практически исключает детонацию. Это свойство газа особенно актуально для двигателей с высокой степенью сжатия, потребляющих дорогой, высокооктановый бензин.
- Газ не содержит вредных примесей (свинец, сера), которые на химическом уровне разрушают детали камеры сгорания, каталитический нейтрализатор и лямбда зонд.
- Газ легко смешивается с воздухом и равномерно наполняет цилиндры однородной гомогенной смесью, поэтому двигатель после установки газобаллонного оборудования работает ровнее и тише.
- Газ поступает в двигатель в газообразной фазе, не смывает масляную пленку со стенок цилиндров и не разжижает масло в картере.
- Газ горит медленнее бензина, снижая нагрузки на цилиндропоршневую группу и коленчатый вал, двигатель работает мягче.
- Содержание вредных веществ в выхлопных газах снижается в автомобилях с карбюраторным двигателем - на 69%, с дизельным и инжекторным двигателями - на 53%.
- Установка газового оборудования не требует внесения конструктивных изменений в систему подачи топлива. Штатная система питания подвергается минимальным переделкам, сохраняя 100% мощность:
- Утечки газа менее пожароопасны, чем утечки бензина. Жидкое топливо, испаряясь, в течение более продолжительного времени создает взрывоопасную смесь с воздухом. Воспламеняется смесь бензина с воздухом в более широких пределах (при более низких и более высоких концентрациях), чем смесь газовоздушная;
- Увеличение пробега. Газ + Бензин => 1000 км пробега. При переводе автомобиля на газ возможность работы двигателя на бензине сохраняется.
- Увеличение ресурса двигателя.
В сумме все вышеперечисленные факторы обеспечивают ДВОЙНУЮ (и более) экономию эксплуатационных затрат, продлевают срок службы двигателя на 30-40%:
- Улучшаются условия смазки трущейся пары цилиндр - поршневые кольца; Увеличивается срок службы моторного масла в 1,5-2 раза и снижается его расход на 10-15%;
-Газовая смесь сгорает полностью, не образуя нагара на поршнях, клапанах и свечах зажигания; -
Устраняется возможность детонации, работа двигателя становится "мягче";
-Увеличивается межремонтный пробег двигателя в 1,5-2 раза;
-Увеличивается срок службы свечей на 40%.
Недостатки:
- Необходимость замены воздушного фильтра каждые 10 тыс. км.
- Слив конденсата с редуктора каждые 7 тыс. км.
- Занимает место в багажнике, Заправка газом производится медленнее, чем бензином, - примерно 6 мин.
2. Требования, предъявляемые к гидравлическим маслам
Основная цель гидравлического масла – передача энергии, также важной является функция смазки
2.1 Сжимаемость
Как правило подразумевается, что рабочие масла не поддаются сжатию, тем не менее происходит незначительное изменение объема примерно на одну стотысячную долю. Коэффициент сжимаемости меняется от химического состава, температуры, величины давления, и, кроме того, сжимаемость изменяется от степени примеси воздушной пены в масле.
Обычно в масле растворено 5-10 % воздуха и это не создает проблем в обычных условиях, но когда происходят резкие перепады давления, воздух отделяется от масла, преобразуясь в воздушную пену, также присутствует и воздушная пена, попадающая в масло снаружи. Эта воздушная пена становится причиной кавитации, снижения КПД масляного давления, причиной образования шума и эрозии.
Следовательно, необходимо, чтобы пена выводилась наружу, и, кроме этого, необходимо, чтобы она погашалась. Хорошие или плохие антипенные свойства влияют на сжимаемость масла.
2.2 Вязкость
Необходимо, чтобы гидравлическое масло, наряду с передачей давления, выполняло одновременно роль смазки. Для этого важными параметрами являются такие параметры как текучесть масла при низких температурах, температурная характеристика вязкости, вязкость, соответствующая условиям эксплуатации гидравлических машин.
Особенно необходима вязкость определенной степени для предотвращения износа и сварки деталей в масляных насосах. Из-за влияния на всасывающую мощность насоса высокая вязкость неприемлема.
Надлежащие показатели вязкости гидравлических масел для насосов разных типов
| Тип насоса |
Самая низкая вязкость c St (высший температурный предел) |
Надлежащая вязкость c St ( в обычном рабочем режиме) |
Самая высокая вязкость c St ( при низких температурах) |
|
| Пластинчатый насос |
20 |
25 |
400-800 |
|
| Насос с зубчатой передачей |
16-25 |
25-70 |
850 |
|
| Поршневой насос |
осевого типа |
12 |
20 |
200 |
| радиального типа |
16 |
30 |
500 |
|
| Винтовой насос |
7-25 |
75 |
500-4000 |
|
| С электрогидравлическим двигателем |
17 |
25-40 |
60-120 |
|
2.3 Давление, вязкость и сжимаемость
Изменение вязкости смазочных масел в большой степени зависит от температуры, перепады же давления оказывают минимальное воздействие, но при высоком давлении происходит значительное увеличение вязкости. О влиянии, которое оказывает давление на вязкость масла имеется следующая информация :
1) Чем выше давление, тем сильнее оказываемое влияние
2) С увеличением давления увеличивается и индекс вязкости (VI)
3) Чем ниже вязкость масла, тем меньше оно подвержено влиянию перепадов давления
4) Масла парафинового ряда по сравнению с маслами нафтенового ряда в меньшей степени подвержены влиянию перепадов давления
2.4 Стойкость к окислению
Рабочее масло циркулирует под высоким давлением, контактируя с воздухом, влагой, металлическими поверхностями, при этом оно сильно взбалтывается, нагревается и прогрессирует процесс ухудшения свойств масла. В результате увеличивается вязкость и кислотное число, происходит образование лаковых отложений и формирование нерастворимых шламов. Когда смазка перестает обеспечивать должный уровень скольжения трущихся частей насоса и клапанов, иногда происходит их слипание (сварка). Также это служит причиной забивки фильтров и образования ржавчины и коррозии на металлических поверхностях.
2.5 Смазочные свойства
Рабочее масло выполняет две важные функции – служит средой для образования давления и одновременно обеспечивает смазку деталей механизма. В последнее время к смазочным свойствам масел стали предъявляться более высокие и жесткие требования в связи с увеличением скорости и мощности механизмов.
Качество смазочных свойств рабочего масла оценивается в основном по показателям трения деталей гидравлического насоса. Для повышения эффективности работы гидравлической установки желательна эксплуатация гидравлической установки при невысокой температуре, вследствие чего предпочтительнее рабочее масло с низким индексом вязкости, но масло с низким индексом вязкости обладает недостаточными смазочными свойствами и это становится причиной возникновения трения деталей. Поэтому необходимо масло, в которое добавлена противоизносная присадка.
2.6 Свойства, предотвращающие образования ржавчины и антикоррозийные свойства
Причиной образования ржавчины служат примеси наружной воды, а также примесь воды, содержащейся в воздухе, который проницает в масляный бак в результате температурных перепадов. Ржавчина, кроме нанесения вреда трущимся деталям механизма, наряду с водой и усилением трения , ускоряет процесс разложения масла. Следовательно, рабочие масла должны обладать свойствами, предотвращающими образование ржавчины. К тому же, вещества, образующиеся в процессе разложения масла, при контакте с металлическими поверхностями вступают с ними в химическую реакцию и образуют коррозию, поэтому очень важно, чтобы масла обладали и антикоррозийными свойствами. Как правило, смазочные масла с высокой степенью очистки обладают такими свойствами в слабой степени, поэтому им необходима соответствующая присадка.
2.7 Водоотделительная способность
Водоотделительные свойства можно также назвать и деэмульгирующими . Необходимо, чтобы вода, попавшая в масло, быстро от него отделялась, так как сгустившаяся эмульсия понижает смазочные свойства масла и ускоряет образование ржавчины и коррозии. Водоотделительные свойства масел зависят от степени очистки масла и присадок, эти свойства постепенно снижаются из-за разложения масла в процессе его использования.
Как правило, при повышении противоизносных свойств, существует тенденция к ослаблению водоотделительной способности.
2.8 Совместимость рабочих масел с уплотнительными и прокладочными материалами
Уплотнители, прокладки, набивки и пр. детали, изготовленные из резины и каучука, при плохой совместимости с маслами то увеличиваются в размерах, то сжимаются в процессе эксплуатации и становятся причинами, по которым происходит утечка масла и проникновение воздуха. Особенное внимание должно уделяться совместимости резиновых деталей с трудновоспламеняемыми рабочими маслами.
2.9 Огнестойкость
Масла и на водной и на синтетической основе могут воспламеняться в зависимости от температуры источника огня, с которым соприкасается масло и условий обстановки и от количества рабочего масла.
Так как масло в процессе эксплуатации находится под давлением, то его протечка может привести к опасной ситуации, поэтому очень важно следить за тем, чтобы не было протечек масла.
Как правило, необходимо, чтобы масла обладали высокой температурой вспышки и воспламенения.
3. Коррозионные свойства масел: определение, влияние на узлы и агрегаты дорожной машины
Коррозионные свойства масел зависят от наличия в них органических кислот, перекисей и других продуктов окисления, сернистых соединений, неорганических кислот, щелочей и воды.
Коррозионность свежего масла, в котором присутствуют природные органические кислоты и сернистые соединения, незначительна, но резко возрастает в процессе эксплуатации. Присутствие в свежих маслах органических (нафтеновых) кислот связано с их неполным удалением в процессе очистки.
Коррозионное действие масел связано также с содержанием в них 15-20 % сернистых соединений в виде сульфидов и компонентов остаточной серы, которые при высоких температурах приводят к выделению сероводорода, меркаптанов и других активных продуктов. В условиях высоких температур сернистые соединения особенно агрессивны по отношению к серебру, меди, свинцу. В процессе использования масла содержание кислот в нем возрастает в 3-5 раз, что зависит от его химической стабильности, содержания антиокислителей и условий работы.
Оценку коррозионной стойкости п
Коррозионные процессы в двигателях замедляют нейтрализацией кислых продуктов путем введения антикоррозионных присадок; замедлением процессов окисления путем добавления в масла антиокислительных присадок; созданием на поверхности металла (при изготовлении деталей) стойкой защитной пассивированной пленки из органических соединений, содержащих серу и фосфор. Известны присадки и ингибиторы коррозии и их композиции, которые снижают все виды износа.
4. Ассортимент эмалей, используемых для автомобилей и дорожных машин
4.1 Эмаль ХС-436
Область применения: предназначается для защиты от коррозии в районе ПВЛ и подводной части судов всех климатических районов плавания, включая суда ледового плавания. Строительство: для защиты наружных бетонных, оштукатуренных, зашпатлеванных, загрунтованных металлических поверхностей зданий, сооружений, конструкций, портальных кранов, гидротехнических сооружений. Машиностроение: для защиты оборудования приборов, вагонов, цистерн, путепроводов, и транспорт подвергающихся воздействию воды (пресной и морской
4.2 Эмаль ХВ-785
Область применения: эмали ХВ-785 предназначаются для защиты оборудования, металлических конструкций, а также бетонных и железобетонных строительных конструкций, эксплуатируемых внутри помещения, от воздействия агрессивных газов ( SO2 CO2 Cl2 ), кислот ( серной соляной, фосфорной) и растворов солей и щелочей при температуре не выше плюс 600 С. Эмали черная и красно-коричневая предназначаются для защиты в многослойном покрытии предварительно загрунтованных поверхностей металлических конструкций, эксплуатируемых в атмосферных условиях, от воздействия агрессивных газов химических и других производств при температуре не выше + 600 С.
4.3 Эмаль ХВ-124
Область применения: эмали предназначаются для окраски загрунтованных металлических поверхностей изделий, а также деревянных и бетонных изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях.
4.4 Эмаль АК-515
Область применения: служит для разметки проезжей части дорог, аэродромов, и других асфальтобитумных и ли бетонных покрытий. Характеризуется высокой стойкостью к истиранию воде и соляным растворам.
4.5 Эмаль ЭП-773, Эмаль ЭП-46У, Эмаль ЭП-1236
Область применения: эмаль, предназначена для нанесения на стальные и алюминиевые поверхности с целью защиты от коррозии. Покрытие эмалью ЭП-1236 в умеренном и холодном климате сохраняет защитные свойства в течении 6 лет.
4.6 Эмаль ПФ-1145
Область применения: Как защитная покрывная эмаль для стальных поверхностей, эксплуатирующихся в жестких и умеренных атмосферных условиях, с хорошей адгезией к последующим слоям системы. Защитно-декоративная окраска изделий машиностроения, металлических конструкций мостов, гидротехнических сооружений и металлоконструкций различного назначения. Применима для защиты пояса переменных ватерлиний, надводного борта и защиты палубных конструкций судов всех климатических районов плавания, в том числе и в тропических широтах. Обладает хорошими противоскользящими и износостойкими качествами. Маслостойкая. Однокомпонентная.
4.7 Эмаль ВЛ-515
Область применения: эмаль ВЛ-515 представляет собой суспензию пигментов в растворе крезолоформальдегидной смолы и поливинилбутираля. Эмаль предназначена для защиты поверхностей, подвергающихся постоянному или периодическому воздействию горячей воды при температурах до 100 С, горячего минерального масла при 80-90 С, бензина различных марок и дизельного топлива.
4.8 Эмаль ЭП-755
Область применения: для защиты внутренней поверхности танков и цистерн, используемых для транспортирования и хранения нефтепродуктов (масел), за исключением толуола, ксилола и бензина. Применяется для окраски буев, платформ для подъема лихтеров.
4.9 Эмаль ХС-527
Область применения: Как защитное покрытие по металлу, борта выше района ПВЛ на судах, эксплуатирующихся в Балтийском, Каспийском, Черном морях и океанах, покрытия надводной части катеров разного назначения, барж и других судов, панелей на переборках высотой 1000-1250 мм, проволок. Защитное покрытие стали и легких сплавов верхней палубы, борта от ватерлинии до палубы. Окраска плавучих кранов: палуба (включая ширстрек на ширину 15-200 мм), надстройки, палубные механизмы. Окраска судов и дерева в районе переменной ватерлинии или ее пояса.
5. Анализ работы двигателя на дизельном топливе марки А с заданными характеристиками
При проведении лабораторных испытаний образца дизельного топлива марки А были получены результаты:
- цетановое число – 43 ед;
- 50% перегоняется при температуре -250°С;
- 96% перегоняется при температуре -320°С;
- температура застывания минус 56°С;
- коэффициент фильтруемости -3,1.
Проанализируйте: как будет работать двигатель на этом образце дизельного топлива.
Характеристики дизельного топлива марки А (ГОСТ 305–82)
| Показатели
|
Норма
|
| Цетановое число, не менее |
45 |
| 50 % перегоняется при температуре, °С, не выше |
255 |
| 90 % перегоняется при температуре (конец перегонки), °С, не выше |
330 |
| Кинематическая вязкость при 20 ° С, мм2/с |
1,5-4,0 |
| умеренной |
- |
| холодной |
-55 |
| умеренной |
- |
| холодной |
- |
| для тепловозных и судовых дизелей и газовых турбин |
35 |
| для дизелей общего назначения |
30 |
| вида I |
0,2 |
| вида II |
0,4 |
| Массовая доля меркаптановой серы, %, не более |
0,01 |
| Содержание фактических смол, мг/100 см3 топлива, не более |
30 |
| Кислотность, мг КОН/100 см3 топлива, не более |
5 |
| Йодное число, г I2/100 г топлива, не более |
6 |
| Зольность, %, не более |
0,01 |
| Коксуемость 10 %-ного остатка, %, не более |
0,30 |
| Коэффициент фильтруемости, не более |
3 |
| Плотность при 20 ° С, кг/м3, не более |
830 |
Влияние изменений показателей свойств топлив на работу двигателей машины
| Изменение показателя относительно нормы |
Влияние изменения на работу двигателя |
Признаки нарушения работы двигателя |
| Октановое число: |
||
| уменьшенное |
Проявляется процесс детонации |
Металлический стук в цилиндрах, вибрация в двигателе, перегрев головок цилиндра, дымный выхлоп, снижается мощность двигателя. |
| увеличенное |
Обеспечивается возможность увеличения степени сжатия |
Повышение мощности двигателя при нормальной работе |
| Цетановое число меньше 40 |
Ухудшаются пусковые качества |
Двигатель не заводится |
| Фракционный состав: |
||
| температура выкипания 10% топлива |
||
| повышена |
Ухудшаются пусковые качества |
Затрудненный запуск двигателя |
| понижена |
Образуются паровые пробки в системе питания |
Двигатель работает с перебоями |
| Фракционный состав: |
||
| температура выкипания 50% топлива |
||
| понижена |
Ускоряется прогрев двигателя |
Возможность более быстрого перехода с малого на большие обороты коленчатого вала |
| Фракционный состав: |
||
| температура выкипания 90% топлива |
||
| повышена |
Улучшаются условия сгорания топлива |
Снижается вредность выхлопных газов |
| Содержание фактических смол больше нормы |
Образуется нагар, осаждение смол на деталях камеры сгорания |
Засоряются сопла форсунок, на свечах образуется нагар |
| Температура вспышки ниже нормы |
Возникает пожароопасность |
Пары топлива вспыхивают при открытом пламени |
| Температура помутнения ниже нормы |
Парафин осаждается на фильтрах |
Перебои в подаче топлива |
| Температура застывания ниже температуры окружающего воздуха на 10-15° |
Ухудшается подача топлива в цилиндры |
Не запускается, глохнет двигатель |
| Вязкость: |
||
| ниже нормы |
Появляется утечка топлива в соединениях топливной системы |
Ухудшение работы двигателя |
| выше нормы |
Ухудшается распыление и неполное сгорание топлива |
Задымленность выхлопных газов |
| Содержание серы выше нормы |
Образующиеся при сгорании окислы во взаимодействии с влагой превращаются в серную кислоту, вызывая кислотную коррозию и в зоне высоких температур воздействие окислов на металлогазовую коррозию |
Разрушаются система выпуска газов и подшипники из свинцовистой бронзы, образуются твердые нагары и отложения, увеличивающие абразивный износ |
| Загрязненность: |
||
| наличие механических примесей |
Повышается износ цилиндропоршневой группы и топливной аппаратуры |
Заедание игл и плунжеров, засорение насадок и фосунок, жиклеров карбюраторов, загрязнение фильтров |
| наличие воды |
Снижается теплотворная способность топлив |
Перебои в работе двигателя из-за ухудшения процесса горения |
Срок службы двигателей внутреннего сгорания при использовании некачественных топлив (средние данные). %
| Топливо |
Двигатель |
|
| дизельный быстроходный |
карбюраторный |
|
| Стандартное |
100 |
100 |
| С началом кипения на 30% выше нормального |
42 |
60 |
| С содержанием смол в 2-3 раза больше нормального |
58 |
83 |
Список используемой литературы
1. Киселев М.М. «Топливно-смазочные материалы для строительных машин» - М.:Стройиздат, 1988
1. А.Т. Шмаков «Эксплуатация и техническое обслуживание дорожно-строительных машин» - М.: Транспорт, 1979
2. Л.И. Епифанов «Техническое обслуживание и ремонт автомобилей» - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2002
3. Куликов О.Н. «Охрана труда в строительстве» - М.: ПрофОбрИздат, 2002
4. Шелюбский Б.В. «Техническая эксплуатация дорожных машин: справочни инженера-механика» - М.: Транспорт, 1986