Эксплуатационные материалы. Эксплуатаци материалы. Методические рекомендации по организации аудиторной работы по дисциплине Современные автомобильные эксплуатационные материалы
 Скачать 447.81 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р. Е. АЛЕКСЕЕВА» (НГТУ) Институт транспортных систем (ИТС) Кафедра «Автомобильный транспорт» (АТ) Методические рекомендации по организации аудиторной работы по дисциплине «Современные автомобильные эксплуатационные материалы» Направление подготовки 23.04.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» код и наименование направления подготовки Программа прикладной магистратуры Автомобильный транспорт Наименование магистерской программы программы Уровень высшего образования Магистр Форма обучения очная Нижний Новгород 2015 Разработчик(и)/составитель(и) методических рекомендаций по организации аудиторной работы по дисциплине «Современные автомобильные эксплуатационные материалы»: доцент, кандидат технических наук, Бердников Л.А. ученое звание, степень, фамилия, инициалы Кафедра «Автомобильный транспорт» (АТ) Дата, подпись 10.09.2015 г.  Методические рекомендации по организации аудиторной работы по дисциплине «Современные автомобильные эксплуатационные материалы» рассмотрены на заседании кафедры «Автомобильный транспорт» (АТ) Протокол № 10 от « 09» июня 2015г. Заведующий кафедрой д.т.н., профессор Кузьмин Николай Александрович ___ ученое звание, степень фамилия, имя, отчество  Дата, подпись 10.09.15г. Методические рекомендации по организации аудиторной работы по дисциплине «Современные автомобильные эксплуатационные материалы» согласованы с председателем методической комиссии по направлению 23.04.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин», программы «Автомобильный транспорт» _заведующим кафедрой «Автомобильный транспорт»  д.т.н., профессор Кузьмин Н.А. 10.09.15г. дата, подпись Методические рекомендации по организации аудиторной работы по дисциплине «Современные автомобильные эксплуатационные материалы» утверждены Ученым советом образовательно-научного «Института транспортных систем» Протокол № 8 от «25» июня 2015г. Содержание Введение. Классификация эксплуатационных материалов 1.1 Введение 1.2 Классификация эксплуатационных материалов 1.3 Вопросы для самопроверки 2. Автомобильные бензины 2.1 Сгорание топлива в двигателе 2.2 Эксплуатационные требования к автомобильным бензинам 2.3 Свойства автомобильных бензинов 2.3.1 Карбюрационные свойства 2.3.2 Антидетонационные свойства 2.3.3 Коррозионные свойства 2.3.4 Стабильность топлива 2.4 Ассортимент бензинов 2.5 Вопросы для самопроверки 3. Дизельные топлива 3.1 Эксплуатационные требования к качеству дизельных топлив 3.2 Сгорание смеси и оценка самовоспламеняемости дизельных топлив 3.3 Показатели и свойства дизельных топлив, влияющие на подачу и смесеобразование 3.3.1 Низкотемпературные свойства 3.3.2 Вязкостные свойства 3.3.3 Испаряемость 3.4 Механические примеси и вода в дизельных топливах 3.5 Коррозионные свойства дизельных топлив 3.6 Ассортимент и маркировка дизельных топлив 3.7 Вопросы для самопроверки 4. Альтернативные виды топлив 4.1 Газообразные топлива 4.1.1 Сжиженные газы 4.1.2 Сжатые газы 4.1.3 Водород 4.1.4 Преимущества и недостатки применения газовых топлив 4.2 Синтетические спирты 4.3 Метилтретичнобутиловый эфир 4.4 Газовые конденсаты 4.5 Вопросы для самопроверки 5. Смазочные масла 5.1 Общие понятия о трении и износе 5.2 Основные требования к качеству масел 5.3 Свойства смазочных масел 5.3.1 Вязкостные свойства 5.3.2 Смазывающие свойства 5.3.3 Противоокислительные и диспергирующие свойства 5.3.4 Защитные и коррозионные свойства 5.4 Особенности синтетических смазочных материалов 5.5 Особенности работы масла в гидромеханических передачах 5.6 Изменение свойств масел при эксплуатации 5.7 Контроль качества и оценка старения масел 5.8 Пути снижения расхода смазочных масел 5.9 Существующие системы классификации смазочных масел. Взаимозаменяемость с зарубежными аналогами . 5.9 Классификации моторных масел 5.9.1.1 Отечественная классификация моторных масел 5.9.1.2 Зарубежные классификации моторных масел 5.9.2 Классификации трансмиссионных масел 5.9.2.1 Отечественная классификация трансмиссионных масел 5.9.2.2 Зарубежная классификация трансмиссионных масел 5.10 Вопросы для самопроверки 6. Утилизация отработавших нефтепродуктов 6.1 Классификация нефтеотходов 6.2 Правила обращения с нефтеотходами 6.3 Методы регенерации отработанных нефтяных масел 6.4 Вопросы для самопроверки 7. Пластичные смазки 7.1 Общие сведения о структуре, составе и принципах производства смазок 7.2 Основные эксплуатационные свойства пластичных смазок 7.3 Ассортимент пластичных смазок и их применение 7.4 Вопросы для самопроверки 8. Технические жидкости 8.1 Охлаждающие жидкости 8.1.2 Вода, как охлаждающая жидкость 8.1.2 Низкозамерзающие охлаждающие жидкости 8.2 Жидкости для гидравлических систем 8.2.1 Тормозные жидкости 8.2.2 Амортизаторные жидкости 8.3 Пусковые жидкости 8.4 Вопросы для самопроверки Список использованных источников Приложение А Приложение Б Приложение В 1 Введение. Классификация эксплуатационных материалов Введение 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. Это привело к появлению на стыке ряда научных дисциплин новой прикладной отрасли науки, получившей название "химмотология" от слов "химия", "мотор" и "логос" (наука). Химмотология - это направление науки и техники, занимающееся изучением эксплуатационных свойств и качеств топлив, смазок и специальных жидкостей, теорией и практикой их рационального применения в технике. Химмотологию сегодня рассматривают, как составную часть единой взаимосвязанной четырёхзвенной системы: конструирование и изготовление техники - разработка и производство ГСМ - эксплуатация техники - химмотология. С учётом эксплуатационных условий применения ГСМ на автомобильном транспорте эта система (двигатель - топливо - смазочное масло - эксплуатация) может быть охарактеризована следующей сложной взаимосвязью между её звеньями (рисунок 1.1).  Рисунок 1.1 - Химмотологическая четырёхзвенная система: топлива - смазочные материалы - двигатели - эксплуатация Один из основных разделов химмотологии - это теория и практика применения ГСМ на автомобильном транспорте, что является основным содержанием данного курса. 1.2 Классификация эксплуатационных материалов Общая схема классификации эксплуатационных материалов, используемых на автомобильном транспорте представлена на рисунке 1.2.  Рисунок 1.2 - Классификация автомобильных эксплуатационных материалов пределах каждой подгруппы существует свои классификационные структуры в соответствии с которыми каждый вид делится на группы и подгруппы в зависимости от уровня потребительских свойств и предполагаемой области применения. 1.3 Вопросы для самопроверки 1 Какими направлениями занимается химмотология, как наука и как область практической деятельности? 1 Что представляет собой четырёхзвенная система: топлива - смазочные материалы - двигатели - эксплуатация? 2 Каким образом классифицируются автомобильные эксплуатационные материалы? 2. Автомобильные бензины 2.1 Сгорание топлива в двигателе Под "сгоранием" применительно к автомобильным двигателям понимают быструю реакцию взаимодействия углеводородов и содержащихся топливе соединений с кислородом воздуха, сопровождающуюся свечением и выделением значительного количества тепла. На процесс сгорания в значительной степени влияет количество подаваемого воздуха. Количество воздуха L0 в горючей смеси, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, называют стехиометрическим. Отношение действительного количества L воздуха к стехиометрическому называют коэффициентом избытка воздуха.  = L / L0, (2.1)  Как недостаток ( α <1, богатая смесь), так и избыток (α >1, бедная смесь) воздуха приводит к уменьшению скорости горения и снижению эффективности тепловых процессов. Обогащение топливо-воздушной смеси, помимо этого, приводит к повышению токсичности отработавших газов двигателя. Одной из важнейших характеристик топлива является теплота его сгорания. Теплота сгорания (теплотворность, теплотворная способность) - количество тепла, которое выделяется при полном сгорании единицы массы или объёма топлива. Различают высшую и низшую теплоту сгорания. За высшую теплоту сгорания НВ принимают всё тепло, выделившееся при сгорании 1 кг топлива, включая количество тепла, которое выделяется при конденсации паров воды. При определении низшей теплоты сгорания НН тепло, выделяющееся при конденсации паров воды из продуктов сгорания, не учитывается. Оценивая теплоту сгорания топлива, обычно пользуются значениями низшей теплоты сгорания. Теплота сгорания топлива влияет на топливную экономичность: чем она выше, тем меньше топлива содержится в 1 м3 смеси, так как с увеличением теплоты сгорания топлива возрастает количество воздуха, теоретически необходимого для его полного сгорания. Структуру процесса сгорания топлива можно представить, как две фазы (рисунок 2.1): образование очага горения (участок а) и образование пламени (участок б). Первая фаза - период скрытого сгорания или период задержки воспламенения характеризуется более интенсивной подготовкой рабочей смеси к сгоранию, чем в период сжатия. Вторая фаза - непосредственное сгорание (сопровождается более быстрым, чем при чистом сжатии, повышением давления) продолжается до максимального подъёма давления и обычно заканчивается спустя несколько градусов после верхней мёртвой точки. Скорость сгорания при нормальном развитии процесса зависит от следующих основных факторов:  химического состава топлива; количества топлива; соотношения количества топлива и воздуха; количества остаточных газов в цилиндре; температуры рабочей смеси в момент подачи искры; давления рабочей смеси в момент подачи искры; конструкции камеры сгорания; степени сжатия; частоты вращения коленчатого вала.При нормальном сгорании процесс проходит плавно с почти полным протеканием реакций окисления топлива и средней скоростью распространения пламени 10 - 40 м/с.  Рисунок 2.1 - Диаграмма процесса сгорания в двигателе с зажиганием от искры Когда скорость распространения пламени резко возрастает (почти в 100 раз) и достигает 1500 - 2000 м/с, возникает детонационное сгорание, характеризующееся неравномерным протеканием процесса, скачкообразным изменением скорости пламени и возникновением ударной волны. Согласно перекисной теории (она в настоящее время общепризнанна), при детонации образуются первичные продукты окисления топлива - органические перекиси. При присоединении молекулы кислорода к углеводородам по С - С связи образуется перекись, по С - Н связи - гидроперекись. Перекиси, образующиеся в процессе предварительного окисления, накапливаясь в несгоревшей части рабочей смеси, распадаются (по достижении критической концентрации) со взрывом и выделением большого количества тепла. Детонация приводит к потере мощности двигателя, его перегреву, прогару поршней, клапанов и поршневых колец, нарушению изоляции свечей, растрескиванию вкладышей шатунных подшипников, повышению токсичности отработавших газов. Когда детонирует около 5 % смеси, появляются внешние признаки детонации. Если детонирует 10 - 12 % смеси, наблюдается детонация средней интенсивности. Очень сильная детонация характерна для 18 - 20 % детонирующей смеси 2.2 Эксплуатационные требования к автомобильным бензинам Топлива для карбюраторных двигателей должны иметь такие физико-химические свойства, которые обеспечивали бы: нормальное и полное сгорание полученной смеси в двигателе (без возникновения детонации); образование топливовоздушной смеси требуемого состава; бесперебойную подачу бензина в систему питания двигателя; отсутствие коррозии и коррозионных износов деталей двигателя; возможно меньшее образование отложений во впускном трубопроводе, камерах сгорания и других местах двигателя;сохранение качеств при хранении, перекачках и транспортировке. Несмотря на различия в условиях применения, автомобильные и авиационные бензины характеризуются в основном общими показателями качества, определяющими их физико-химические и эксплуатационные свойства. Современные автомобильные и авиационные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации: - иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах; - иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя; - не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и др. В последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план. 2.3 Свойства автомобильных бензинов 2.3.1 Карбюрационные свойства Плотность. Под плотностью понимают массу вещества, отнесённую к единице его объёма. Плотность бензина (как и его вязкость) влияет на расход топлива через калиброванные отверстия жиклёров карбюратора. Уровень бензина в поплавковой камере также зависит от плотности. Для автомобильных бензинов плотность при 20 0С должна находиться в пределах от 690 до 750 кг/м3. Плотность топлива определяется ареометром, гидростатическими весами и пикнометром. Плотность бензина с понижением температуры на каждые 10 0С возрастает примерно на 1 %. Зная температуру при которой была определена плотность можно привести её к стандартной температуре (+20 0С): 2   0 = t + (t - 20), (2.2)где: t - плотность испытуемого продукта при температуре испытаний, кг/м3;t  - температура испытания, 0С; - температурная поправка плотности (определяется по расчётной таблице, находится в пределах от 0,515 до 0,910 кг/м3). |