Курс лекции. Курс лекций по дисциплине эксплуатационные материалы
 Скачать 1.88 Mb.
|
|
Вопросы для самопроверки 1 Какие смазочные материалы называют пластичными смазками? 2 Из каких основных компонентов состоят пластичные смазки? 3 Назовите основные стадии приготовления пластичных смазок? 4 Перечислите основные эксплуатационные характеристики пластичных смазок? 5 Что называют пределом прочности пластичных смазок? 6 Как влияет предел прочности смазки на её способность смазывать поверхности трения? 7 Что понимают под свойством, называемым вязкостью пластичной смазки? 8 Как влияет вязкость пластичной смазки на показатели работы смазываемого сопряжения? 9 Что понимают под свойством, называемым коллоидной стабильностью пластичной смазки? 10 Каким образом влияют условия эксплуатации пластичной смазки на её коллоидную стабильность? 64 11 Что называют температурой каплепадения пластичной смазки? 12 Что понимают под свойством, называемым водостойкостью пластичной смазки? 13 Поясните, в чём состоит сущность явления термоупрочнения пластичной смазки? 14 Что принято понимать под термином, называемым химической стабильностью пластичной смазки? 15 От каких факторов зависят консервационные (защитные) свойства пластичных смазок? 16 На какие группы разделены пластичные смазки в соответствии с принятой в нашей стране классификацией? 17 На какие подгруппы делятся антифрикционные пластичные смазки? 18 На какие подгруппы делятся уплотнительные пластичные смазки? 19 Какие данные указываются в классификационном обозначении пластичной смазки? 20 Назовите основные марки пластичных смазок, используемых на автотранспорте? 65 Лекция12-14 Технические жидкости Цели: знать: - назначение жидкостей для системы охлаждения, условия работы и причины старения; - основные эксплуатационные требования к охлаждающим жидкостям; - преимущества и недостатки воды как охлаждающей жидкости; - состав низкозастывающих жидкостей; - особенности эксплуатации техники при использовании низкозастывающих жидкостей; - марки низкозастывающих жидкостей и их применение; В зависимости от назначения и свойств жидкости можно разделить на охлаждающие, для гидротормозных систем автомобилей, гидравлические (применяемые в гидроподъёмных системах автомобилей), амортизаторные и пусковые. Охлаждающие жидкости Требования, предъявляемые к охлаждающим жидкостям: эффективно отводить тепло, для чего иметь большую теплоёмкость, хорошую теплопроводность и небольшую вязкость; иметь высокую температуру кипения и теплоту испарения; обладать низкой температурой кристаллизации; не образовывать отложений в системе охлаждения; не вызывать коррозии металлических деталей и не разрушать резиновые детали системы охлаждения; не вспениваться в процессе работы; быть дешевыми, недефицитными, безопасными в пожарном отношении и безвредным для здоровья. Для охлаждения двигателей применяют воду или низкозамерзающие охлаждающие жидкости. Вода, как охлаждающая жидкость Вода обладает наибольшей охлаждающей способностью, имеет самую высокую теплоёмкость, большую теплопроводность, небольшую вязкость, большую теплоту испарения. Однако вода обладает и существенными недостатками. При 0 0 С она замерзает со значительным увеличением объёма (до 10 %). Это вызывает разрушение (размораживание) системы охлаждения при отрицательных температурах. Вода имеет сравнительно низкую температуру кипения, поэтому её рабочая температура не должна превышать 90 0 С. Растворённые в 66 воде соли образуют в системе охлаждения двигателей отложения (накипь). При отложении накипи нарушается тепловой режим двигателей, увеличивается расход топлива и масла. Вода в зависимости от содержания растворённых в ней солей может быть мягкой, средней жёсткости или жёсткой. Различают общую, карбонатную (временную) и некарбонатную (постоянную) жесткость. Общей жёсткостью воды называют суммарное содержание в ней кальция и магния. Жёсткость воды измеряют в миллиграмм-эквивалентах (мг-зкв). Один мг-экв жёсткости соответствует содержанию 20,04 мг/л кальция (Са ++ ) или 12,16 мг/л магния (Мg ++ ). Карбонатная жёсткость зависит от количества растворённых в воде двууглекислых солей Са и Мg. Эти соли при температуре выше 80 - 85 0 С разлагаются и выпадают в осадок в виде накипи и шлака. Некарбонатная жёсткость зависит от количества растворённых в воде солей хлористых, сернокислых и кремнекислых. Эти соли при кипячении воды в осадок не выпадают, если их концентрация не превышает предела насыщения. Жесткость воды ориентировочно может быть определена без специального оборудования по пенообразованию при намыливании рук мылом: в мягкой воде пена устойчивая, а в жёсткой воде пена быстро гаснет и на руках остаётся сальный осадок. Для уменьшения образования накипи в системе охлаждения предпочтительно применять атмосферную (дождевую, снеговую) воду, которая является мягкой. Поверхностные и грунтовые воды рекомендуется кипятить перед заливом в систему или добавлять к ним антинакипины, например, хромпик (двуххромовокислый калий). В большинстве случаев жёсткую воду перед употреблением обрабатывают реагентами: тринатрийфосфатом, кальцинированной содой и др. Основные способы предупреждения образования накипи приведены в таблице 8.1. Таблица - Способы предупреждения образования накипи Операция Реактивы и их действие Порядок применения Введение антинакипинов Хромпик К2Сг2О7 или нитрат аммония NН4NО3 переводит соли накипи в растворимое состояние Готовят концентрат: 100 г реактива на 1 л воды. На 1 л среднежесткой воды берут 30--50 мл концентрата; для жесткой 100 - 130 мл. При помутнении воды в системе охлаждения воду меняют 67 Умягчение воды Гексамет (NаРО3)6 удерживает соли накипи во взвешенном состоянии Добавляют в среднежесткую воду 0,2, а в жесткую -- 0,3 г/л. Периодически удаляют отстой через краники Перегонка Все растворимые соли остаются в перегонном кубе Получают воду без солей жесткости (дистиллированную) Кипячение Соли карбонатной и частично сульфатной жесткости выпадают в осадок Воду кипятят 20--30 мин, отстаивают и фильтруют от осадка Обработка химическими реагентами Кальцинированная сода На2СО3 - 53 мг/л на одну единицу жесткости Теплую воду перемешивают с реактивом 20--30 мин, отстаивают и фильтруют от осадка Если накипь все-таки образовалась, её следует удалить следующим составами: раствор 0,6 кг технической молочной кислоты в 10 л воды; раствор смеси фосфорной кислоты (1 кг) и хромового ангидрида (0,5 кг) в 10 л воды. Время обработки 0,5 - 1 час. Перед обработкой необходимо удалить термостат, залить состав в систему охлаждения. По истечении рекомендуемого срока запустить двигатель и дать поработать 15 - 20 мин, после чего удалить состав и систему два - три раза промыть водой. Последнюю промывку лучше сделать горячим раствором хромпика (0,5 - 1 %) для создания антикоррозионной защитной плёнки на поверхностях системы охлаждения. Низкозамерзающие охлаждающие жидкости Наибольшее распространение получили гликолевые низкозамерзающие охлаждающие жидкости, представляющие собой смеси этиленгликоля (двухатомного спирта СН 2 ОН - СН 2 ОН) с водой. Этиленгликоль имеет температуру кипения 197 0 С и температуру кристаллизации - 11,5 0 С. Смеси этиленгликоля с водой имеют значительно более низкие температуры кристаллизации. Меняя соотношение воды и этиленгликоля, можно получить смеси с температурой застывания от 0 до -70 0 С (концентрация этиленгликоля 66 %). На рисунке 8.1 приведены зависимости плотности (1) и температуры замерзания (2) водно-этиленгликолевой смеси от её состава. Рисунок 8.1 - Зависимость плотности (1) и температуры замерзания (2) водно-этиленгликолевой смеси от её состава 68 Этиленгликоль и его водные растворы при нагревании сильно расширяются. Чтобы предотвратить выброс жидкости из системы, её заполняют на 6 - 8 % меньше общего объёма. Этиленгликолевые антифризы имеют повышенную коррозионность по отношению к металлам и, кроме того, разрушают резину, что вызывает необходимость применения соединительных шлангов из специальной резины. Для уменьшения коррозионности в состав антифризов введены противокоррозионные присадки. Наша промышленность выпускает низкозамерзающую охлаждающую жидкость на основе этиленгликоля нескольких марок: многокомпонентный Тосол и более простой и дешевый антифриз марок 40 (температура замерзания - 40 0 С) и 65 (температура замерзания - 65 0 С). В состав всех антифризов вводят противокоррозионные присадки. В Тосол вводят ещё антивспенивающую присадку и композицию антифрикционных присадок. Для легковых автомобилей выпускаются три марки Тосола - Тосол А, Тосол А - 40 и Тосол А - 65. Тосол А - это концентрированный этиленгликоль, содержащий присадки. Пользоваться Тосолом А следует только после разведения его дистиллированной водой. Тосол А-40 - это водный раствор Тосола А с температурой замерзания не выше - 40 0 С, а Тосол А-65 - не выше -65 0 С. В процессе эксплуатации можно контролировать качество антифриза по плотности. Смешивать различные марки антифризов между собой не следует, а при замене простого антифриза 40 и 65 Тосолом необходимо промыть систему охлаждения. В антифризы вводят нейтральный краситель, придающий концентрату Тосолу А и Тосолу А-40 голубой цвет, а Тосолу А-65 - красный. При сильном изменении цвета и значительном помутнении этиленгликолевую жидкость необходимо слить, промыть систему охлаждения водой и залить свежую жидкость. В процессе эксплуатации из этиленгликолевых жидкостей испаряется в первую очередь вода, которую следует периодически доливать в радиатор. Опытным путём установлено, что Тосол надёжно работает два года или 60 тыс. км пробега. Этиленгликоль - сильный пищевой яд, поэтому после контакта с ним необходимо тщательно мыть руки с мылом. Специальных мер защиты не требуется. Жидкости для гидравлических систем Жидкости для гидравлических систем предназначены для применения в гидравлических приводах и амортизаторах автотранспортных средств. 69 В гидроприводах автотранспортных средств температура жидкости обычно изменяется в пределах от -40 0 С зимой до 80 - 100 0 С летом. Рабочее давление в гидроприводах автомобилей обычно не превышает 10 МПа. Для обеспечения надёжной и длительной работы гидросистем жидкости должны удовлетворять следующим основным требованиям: иметь необходимый уровень вязкости, пологую вязкостно- температурную характеристику, низкую температуру застывания и незначительную сжимаемость; не разрушать металлических и резиновых уплотнительных деталей гидросистемы; обладать высокой физической и химической стабильностью; обладать хорошими противоизносными свойствами; защищать металлические детали системы от коррозии; быть пожаро- и взрывобезопасными, нетоксичными и недефицитными. Тормозные жидкости Тормозные жидкости производят на касторовой или на гликолевой основе. Свойства жидкостей улучшаются добавлением присадок. Между собой эти жидкости смешивать нельзя. Жидкости на касторовой основе имеют хорошие смазывающие свойства и не вызывают набухания или разъедания резиновых изделий. Жидкость БСК (50 % бутилового спирта, 50 % касторового масла) окрашена в ярко-красный, иногда в ярко-зелёный цвет. Имеет хорошие смазывающие свойства, с водой не смешивается, в летнее время из неё испаряется бутиловый спирт, вследствие этого, вязкость жидкости немного повышается. Недостатком спиртокасторовых жидкостей является способность касторового масла при понижении температуры выпадать из смеси в виде кристаллов. Поэтому не рекомендуется применять спиртокасторовые жидкости при температуре воздуха ниже -20 0 С. Спиртокасторовые жидкости ЭСК и АСК на основе этилового и изоамилового спирта имеют ряд существенных недостатков, поэтому не нашли широкого применения. Тормозная жидкость ГТЖ - 22М из смеси гликолей с противокоррозионной присадкой имеет зелено-жёлтый цвет. Жидкость имеет хорошие низкотемпературные свойства (застывает при температуре ниже - 60 0 С), хорошо смешивается с водой, поэтому при случайном обводнении не теряет работоспособности. Однако эта жидкость имеет плохие смазывающие свойства. Тормозная жидкость "Нева" многокомпонентная, также на гликолевой основе с вязкостной и антикоррозионной присадками. Имеет жёлтый или 70 светло-коричневый цвет. Работоспособна в широком диапазоне температур от +50 0 С до -50 0 С. Следует иметь в виду, что жидкости на гликолевой основе ГТЖ-22М и "Нева" огнеопасны и токсичны. Амортизаторные жидкости Условия работы жидкостей в гидравлических приводах и амортизаторах автомобилей существенно различаются. Это не позволяет применять в них одну и ту же жидкость. Основное требование, предъявляемое к качеству амортизаторных жидкостей - пологая вязкостно-температурная характеристика и низкая температура застывания. В гидравлических амортизаторах автомобилей применяют нефтяные маловязкие масла или их смеси (веретенное АУ или смесь трансформаторного и турбинного 22 масел в соотношении 1:1). Однако масло АУ и смесь масел обладают недостаточно хорошей вязкостно- температурной характеристикой. При понижении температуры вязкость этих масел быстро возрастает, вследствие чего повышается жесткость работы амортизаторов. Лучшими эксплуатационными свойствами обладают всесезонные амортизаторные жидкости АЖ-16 и АЖ-12т. АЖ-16 получают загущением вязкостными присадками смеси низкозастывающих нефтяных масел, АЖ-12т представляет смесь маловязкого низкозастывающего нефтяного масла с высоковязкой полисилоксановой жидкостью, к которой добавляют присадки, улучшающие противоизносные и антиокислительные свойства. Масло МГП-10 изготавливается из высокоочищенного масла с присадками, улучшающими его эксплуатационные свойства. Применяется в амортизаторах автомобилей ВАЗ. При эксплуатации автомобилей амортизаторная жидкость загрязняется продуктами износа деталей амортизаторов и продуктами окисления самой жидкости. Поэтому через каждые 25 - 30 тыс. км пробега необходимо заливать свежую жидкость. Пусковые жидкости Для пуска холодного двигателя в его цилиндре должна образовываться топливовоздушная смесь способная воспламеняться (самовоспламеняться) при низких температурах и низких скоростях провёртывания коленчатого вала. Для пуска дизелей выпускаются пусковые жидкости "Холод Д - 40" (пуск при температуре до - 40 0 С) и НИИАТ ПЖ - 25 (пуск при температуре до - 25 0 С). Для карбюраторных двигателей применяется пусковая жидкость "Арктика" (пуск при температуре до - 40 0 С). 71 В качестве основного компонента для всех композиций используется этиловый эфир. Добавление этилового эфира к углеводородам значительно расширяет возможность самовоспламенения топливовоздушной смеси и позволяет поджечь искрой чрезвычайно бедные смеси, которые без эфира не воспламеняются. Для введения пусковых жидкостей в двигатель выпускаются разработанные в НАМИ две модели пусковых приспособлений 5 ПП - 40 и 6 ПП - 40. Они легко монтируются на двигатель. Пусковая жидкость "Холод Д - 40" для дизелей поставляется потребителю в ампулах одноразового пользования объёмом 20 и 50 мл. Пусковую жидкость "Арктика" выпускается в запаянных капсулах объёмом 20 мл. Вопросы для самопроверки 1 Перечислите основные виды технических жидкостей, используемых на автомобильном транспорте? 2 Перечислите основные требования, предъявляемые к охлаждающим жидкостям? 3 Перечислите основные преимущества и недостатки воды, как охлаждающей жидкости? 4 Назовите основные мероприятия, способствующие уменьшению образования накипи в элементах системы охлаждения при использовании воды, как охлаждающей жидкости? 5 Каким образом может быть удалена накипь из системы охлаждения двигателя? 6 Какой состав имеют низкозамерзающие охлаждающие жидкости? 7 Перечислите основные преимущества и недостатки низкозамерзающих охлаждающих жидкостей по сравнению с водой? 8 Назовите основные марки низкотемпературных охлаждающих жидкостей, используемых на автомобильном транспорте? 9 Назовите основные критерии по которым определяют необходимость замены низкотемпературной охлаждающей жидкости? 10 Назовите основные требования, предъявляемые к жидкостям для гидравлических систем? 11 Назовите основные марки тормозных жидкостей, перечислите их достоинства и недостатки? 12 Назовите основные требования, предъявляемые к качеству амортизаторных жидкостей? 13 Перечислите основные марки амортизаторных жидкостей? 14 Перечислите основные марки пусковых жидкостей, назовите основные компоненты, входящие в их состав? 72 15 Каким образом пусковые жидкости вводятся в двигатель при его запуске? 73 Лекция 15 Изменение качества материалов при хранении и эксплуатации Пути экономии автомобильных эксплуатационных материалов Цели: знать- роль экономного расходования топлива и смазочных материалов; основные направления по экономии ТСМ: рациональная структура автомобильного парка, повышение технико-эксплуатационных показателей исследования подвижного состава; поддержание автомобилей в технически исправном со стоянии; правильная организация хранения автомобилей и заправочных операций ТСМ; повышение квалификации водителя; совершенствование конструкции автомобилей; создание перспективных сортов топлив и смазочных материалов Изменение свойств масел при эксплуатации Изменения, происходящие с маслом в двигателях, можно охарактеризовать как количественные и качественные. Количественные изменения происходят при испарении лёгких масляных фракций, сгорании масла (угар), частичном вытекании через уплотнительные устройства. Качественные изменения связаны со старением масла и с химическими превращениями его компонентов, попаданием в масло пыли, продуктов износа деталей, воды и несгоревшего топлива. Старение масел при работе двигателей представляет собой очень сложный процесс. Повышенная температура и кислород воздуха, с которым контактирует масло, вызывают окисление и окислительную полимеризацию его молекул. Такие продукты окисления углеводородов, как смолы, органические кислоты, присутствующие в масле в растворённом состоянии, способствуют увеличению вязкости и кислотного числа, а асфальтеновые соединения являются основой образующихся лаков, особо опасных липких осадков способствующих залеганию и пригоранию поршневых колец. Ещё одна группа продуктов окисления - мелкая устойчивая механическая взвесь - является источником образования нагара и шлама. Выделяют две основные группы примесей, загрязняющих масло: органические (продукты неполного сгорания топлива, продукты термического разложения окисления и полимеризации масла) и неорганические (пылевые частицы, частицы износа деталей, продукты срабатывания зольных присадок, технологические загрязнения, оставшиеся в двигателе после его изготовления). Из камеры сгорания в масло могут попадать вода, соединения серы и свинца. На интенсивность процесса загрязнения влияют следующие факторы: вид и свойства топлива; качество масла; тип, конструкция, техническое 74 состояние, режим работы и условия эксплуатации двигателя и другие факторы. Срабатывание присадок приводит к изменению многих показателей качества масла, снижается щелочное число, ухудшаются моющие свойства, повышается коррозионность и т.д. Скорость срабатывания введённых в масло присадок зависит прежде всего от следующих факторов: типа и теплонапряжённости двигателя, его технического состояния, условий эксплуатации, качества используемого топлива. Основной расход присадок приходится на выполнение ими своих основных функций. Часть присадок теряется с угоревшим маслом. Оптимальный уровень концентрации присадок в какой-то мере поддерживают своевременными доливами свежего масла. 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, то вновь можно получить базовое масло хорошего качества. |