Эксплуатационные материалы для легкового автомобиля

Содержание Введение

1. Технология получения бензина

2. Стабильность дизельного топлива и показатели его раскрывающие

3. Система классификации и маркировки тормозных жидкостей

4. 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.

При каталитическом крекинге расщепление тяжелых молекул углеводородов нефти происходит при температуре 430 — 530 єС, давлении, близком к атмосферному (0,07 — 0,3 МПа), и в присутствии катализатора. В качестве сырья используют газойлевую и соляровую фракции, а в качестве катализатора обычно применяются алюмосиликаты (75 — 80% окиси кремния — SiO2 и 10 — 20% окиси алюминия — Al2O3). Бензины каталитического крекинга имеют более высокую детонационную стойкость и химическую стабильность. С помощью каталитического крекинга получают бензин с октановым числом до 85 единиц по моторному методу, который используется при производстве бензина А-76 и керосиногазойлевые фракции, используемые в качестве реактивного и дизельного топлива. Выход бензиновых фракций составляет 40 — 45%.

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 єС, давлении водорода 15 — 17 МПа и расходе его 170 — 350 мі на 1мі 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 єС, 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 смолои 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.

3. Система классификации и маркировки тормозных жидкостей Тормозные жидкости по способу изготовления делятся на:

— тормозные жидкости на касторовой основе;

— тормозные жидкости на гликолевой 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 єС составляет 890…900 кг/мі, кинематическая вязкость при температуре 50 єС 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 єС и интенсивно протекает при -20 єС. 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 єС. 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 єС. 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 єС вязкость колеблется в пределах от 7,9 до 8,3 мм2/с. Подвижность теряет при -50 єС). 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 єС. 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 єС). 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 єС. 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 єС) и температуры кипения «увлажненной» жидкости (165 єС). Работоспособны в диапазоне температур окружающего воздуха от -40 до +45 єС. 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 27 578–87.

ПА — пропан автомобильный. Применяется при температуре окружающего воздуха −20… −35 єС. Допускается применение этого газа при температуре не выше +10 єС.

Характеристика ТМ-5−18

ТМ — трансмиссионные масла. Классификация в соответствии с ГОСТ 17 479.2−85;

5 — принадлежность к группе масел по эксплуатационным свойствам;

ТМ-5 — для гипоидных передач с высоким смещением оси, работающих в условиях высоких скоростей при малых крутящихся моментов и ударных нагрузках на зубья шестерён. Для самых тяжелых условий эксплуатация с ударной и знакопеременной нагрузкой. Имеют большое количество серофосфорсодержащей противозадирной присадки;

18 — класс вязкости. При t=100 єС кинематическая вязкость равна 14,00−24,99 ммІ/с. Температура, при которой динамическая вязкость не превышает 150 мПа· с равна -18 єС.

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.

15W-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 єС, летних — при +98,8 єС. 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 ¼−3

Пластическая смазка.

А — арматурная. Применяется в запорной арматуре и сальниковых устройствах.

На — в состав входит загуститель натриевое мыло.

¼ — рекомендуемый температурный диапазон применения от -10 до +40 єС.

3 — Индекс класса консистенции по системе NLGI. Пенетрация при 25 єС 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:

· Технология получения бензина;

· Стабильность дизельного топлива и показатели его раскрывающие;

· Система классификации и маркировки тормозных жидкостей;

· Характеристика эксплуатационных материалов.

1 Васильева, Л. С. Автомобильные эксплуатационные материалы / Л. С. Васильева. — М.: Наука-Пресс, 2004.

2 Бойкачев, М. А. Требования по оформлению отчетных документов самостоятельной работы студентов / М. А. Бойкачев и [др.]. — Гомель: БелГУТ, 2008.

3 Бойкачев, М. А. Эксплуатационные материалы. Часть 1 и 2 / М. А. Бойкачев. — Гомель: БелГУТ, 2004.

4 Кузнецов А. В. Топливо и смазочные материалы / А. В. Кузнецов. — М.: КолосС, 2007 — 199с.

5 Трофименко, И. Л. Автомобильные эксплуатационные материалы / И. Л. Трофименко. — Минск: Новое знание, 2008.