Автомобильные эксплуатационные материалы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Архангельский Государственный Технический Университет

Котласский филиал

Заочное отделение

Контрольная работа

Автомобильные эксплуатационные материалы

Вариант 81

Выполнил студент Капориков Н.П.

Специальность «Автомобили и автомобильное хозяйство»

Курс 2

Проверил: ________________

Дата: ____________________

Котлас

2009

моторное масло растворитель двигатель

Повышение мощности и экономичности карбюраторных двигателей возможно прежде всего за счет увеличения степени сжатия (рис. 1).

Рисунок 1. Влияние степени сжатия на расход топлива (1) и литровую мощность двигателя(2).

Эта тенденция позволяет в наиболее полной степени совершенствовать конструкции двигателей. В то же время она предъявляет более жесткие требования к детонационной стойкости бензинов: чем выше детонационная стойкость, тем экономичнее и эффективнее работа двигателя.

При сгорании топлива в двигателе происходит превращение его химической энергии в тепловую и далее в механическую. Характер протекания процесса сгорания обусловливает как мощность и экономические показатели двигателя, так и его надежность и долговечность.

Вид сгорания в двигателе можно разделить на нормальное и аномальное.

При нормальном рабочем процессе в двигателе с искровым зажиганием сгорание смеси можно условно разделить на три фазы (рис. 2):

Рисунок 2. Индикаторная диаграмма процесса сгорания в двигателе с зажиганием от искры

I,II, III - продолжительность соответственно начальной, основной и завершающей фаз горения в градусах поворота коленчатого вала (°ПКВ);

И - угол опережения зажигания.

/ - начальную, в течение которой небольшой очаг горения, возникающий между электродами свечи, постепенно превращается в развитый фронт турбулентного пламени;

// - основную фазу распространения пламени; /

// - фазы догорания смеси.

Провести резкую грань между отдельными фазами сгорания не представляется возможным, так как изменение характера процесса происходит постепенно.

Первая фаза - период скрытого сгорания или период задержания воспламенения (12--15% от общего времени сгорания топлива) характеризуется более интенсивной подготовкой рабочей смеси к сгоранию, чем в период сжатия. В этой фазе сгорания интенсифицируются окислительные процессы (прежде всего за счет подогрева смеси от электрической искры происходит низкотемпературное горение топлива), а повышение давления практически не отличается от повышения давления, вызываемого сжатием без горения.

Вторая фаза - непосредственное сгорание (сопровождается более быстрым, чем при чистом сжатии, повышением давления) продолжается до максимального подъема давления и обычно заканчивается спустя несколько градусов после верхней мертвой точки (ВМТ). Сгорание происходит интенсивнее при более высокой температуре рабочей смеси к моменту подачи искры. Скорость сгорания подчиняется закону действующих масс:

и=1сС,С,С„

где v - скорость реакции; С,, С;, С, - концентрация действующих веществ; 1( -- постоянная, зависящая от природы реагирующих веществ.

Так как скорость сгорания пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, то по мере сгорания, когда их концентрация снижается, скорость сгорания уменьшается.

Химический состав и количество топлива, его соотношение с воздухом, величина остаточных газов в цилиндре, температура и давление смеси, конструкция камеры сгорания и ряд других факторов существенно влияют на скорость сгорания. Наиболее интенсивно процесс сгорания протекает при а = 0,95. что характерно для небольшого обогащения горючей смеси. Дальнейшее обогащение топлива приводит к увеличению неполноты его сгорания, а обеднение -- к расходу тепла на нагревание избыточного азота. В обоих случаях снижается скорость сгорания. При повышении степени сжатия двигателя процесс сгорания интенсифицируется (повышаются температура и давление смеси).

Нормальное течение процесса иллюстрирует схема сгорания рабочей смеси и распространения фронта пламени, показанная на рисунке 3. Из рисунка видно, что скорость сгорания примерно постоянна весь период, давление в цилиндре двигателя от расширяющихся продуктов сгорания возрастает плавно и достигает максимального значения вблизи в. м. т., поршень движется вниз (к н. м. т.), и занимаемый продуктами сгорания объем увеличивается. Все это характеризует нормальную работу двигателя. При нормальном сгорании процесс проходит плавно с почти полным протеканием реакции окисления топлива и средней скоростью распространения пламени 10-60 м/с.

Основными нарушениями нормального сгорания в двигателе с воспламенением от искры являются: детонация, преждевременное и последующее воспламенение (калильное зажигание), воспламенение от сжатия при выключенном зажигании.

Детонация возникает при самовоспламенении части топливовоздушной смеси, до которой пламя от свечи доходит в последнюю очередь. Внешне детонация проявляется в возникновении звонких металлических стуков при работе двигателя на больших нагрузках. Скорость распространения пламени резко возрастает (почти в 100 раз) и достигает 1500-2500 м/с, возникает детонационное сгорание, характеризующееся неравномерным протеканием процесса, скачкообразным изменением скорости движения пламени и возникновением ударной волны (рис. 4). При этом реакции окисления проходят не полностью и в отработавших газах обнаруживаются продукты неполного сгорания топлива.

Рис. 3. Рис. 4

Рисунок 3. Схема распространения фронта пламени по камере сгорания: А - искра

Рисунок 4. Физическая картина детонационного горения в двигателе а-а - положение фронта пламени; А - очаг самовоспламенения (детонации); Д1-Д3 - мгновенные положения распространения зоны горения от очага А; 01-04 - ударные волны; 01ґ- 04ґ - отражение волны.

Детонация приводит к потере мощности двигателя из-за неполноты сгорания и увеличения теплоотдачи стенкам цилиндра. При этом резко повышается температура головок цилиндра и охлаждающей жидкости, а в отработавших газах появляется дымление. Длительная работа с детонацией приводит к перегреву двигателя, вследствие чего может возникнуть преждевременное самовоспламенение рабочей смеси, а также механические повреждения отдельных деталей двигателя. Прогар поршней и клапанов, пригорание поршневых колец, нарушение изоляции свечей, растрескивание вкладышей шатунных подшипников - все это может быть вызвано детонацией. 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 (К-О-О-К), по С-Н связи - гидроперекись (К-О-О-Н).

Перекиси, образующиеся в процессе предварительного окисления, накапливаясь в несгоревшей части рабочей смеси, распадаются (по достижении критической концентрации) со взрывом и выделением большого количества тепла. Тем самым активизируется вся смесь. Такой момент будет сопровождаться взрывным сгоранием смеси, т.е. детонацией. На рисунке 5 представлена индикаторная диаграмма, снятая при работе двигателя с детонацией.

Для возникновения детонационной волны (детонационного очага) наиболее благоприятное место - часть бензиновоздушной смеси, которая находится в удаленных частях камеры сгорания. От очага детонации горение быстро распространяется, по всей части топливно-воздушной смеси и охватывает ее. Механизм распространения волны сгорания от детонационного очага отличен от механизма нормального горения. Фронт пламени в детонационной волне распространяется не путем теплопередачи, а за счет практически мгновенного выделения большого количества химической энергии в малом объеме.

Рис. 5. Индикаторная диаграмма основных видов сгорания в карбюраторном двигателе: а - нормальное сгорание; б, в - калильное зажигание; г - детонационная сгорание; р - давление; г - угол поворота коленчатого вала.

Это вызывает резкое местное повышение давления, в результате чего образуется ударная волна. Последняя, проходя со скоростью до 2500 м/с по оставшейся несгоревшей части смеси, вызывает ее сжатие, нагрев и воспламенение. Детонационная волна многократно отражается от стенок цилиндра, при этом возникает характерный металлический стук.

Все факторы, способствующие образованию перекисей, увеличивают детонацию топлива в двигателе. Различают следующие группы факторов, влияющих на возникновение и интенсивность детонации: зависящие от конструкции двигателя, эксплуатационные и связанные со свойствами топлива.

Конструктивными факторами, влияющими на процесс горения, являются степень сжатия, форма и размеры камеры сгорания, количество и расположение свечей, диаметр цилиндра, ход поршня, материал головки блока цилиндра двигателя. Степень сжатия - это основной фактор, определяющий возникновение детонации. С увеличением степени сжатия смеси возрастают температура и давление в цилиндре двигателя, что способствует интенсивному образованию кислых соединений.

Детонация возникает в тех случаях, когда концентрация перекисей в порции топливовоздушной смеси, сгорающей на конечном этапе, достигает критического значения.

Большое значение имеет форма камеры сгорания, так как чем больше время, в течение которого пламя от свечи зажигания может дойти до наиболее отдаленных ее точек и, чем хуже они охлаждаются, тем вероятнее образование перекисей и возникновение детонации. Например, при увеличении частоты вращения коленчатого вала детонация уменьшается, так как при этом сокращается время, отводимое на сгорание рабочей смеси, увеличивается завихрение смеси в цилиндрах двигателя и уменьшается время химической подготовки части топлива, окисляющейся в последнюю очередь.

При увеличении размера цилиндра возрастает длина пути, который проходит пламя и, следовательно, повышается вероятность образования перекисей.

При неправильном выборе марки свечи зажигания возможен недостаточный отвод тепла от нее, а раскаленная свеча может сама служить источником детонации.

Выпускной клапан являющийся наиболее горячей деталью в головке цилиндра (его температура может достигать 750…800° С), оказывает существенное влияние на образование перекисей, а следовательно, и на детонацию.

Эксплуатационными факторами, влияющими на возникновение детонации, являются коэффициент избытка воздуха, число оборотов двигателя, угол опережения зажигания, температура охлаждающей жидкости, влажность воздуха, слой нагара в камере сгорания и др. Нагарообразование на стенках головки цилиндра и днище поршня сильно ухудшает их теплопроводность, вследствие чего несколько повышается температура газов в процессе сгорания. Отложившийся нагар также уменьшает объем камеры сгорания и увеличивает степень сжатия. Все это способствует образованию перекисей в смеси и, следовательно, увеличивает детонацию.

Фактором, связанным со свойствами топлива, является его детонационная стойкость. Углеводородный состав топлива решающим образом влияет на появление и интенсивность детонации. Так, топливо, состоящее из нормальных парафиновых углеводородов, легко окисляется, образуя перекиси, и детонирует при низкой степени сжатия, а ароматические и изопарафиновые углеводороды обладают высокой детонационной стойкостью, так как образование перекисей при окислении этих топлив происходит медленно или вовсе не происходит. При изменении момента зажигания изменяется температура и давление процесса сгорания смеси, а также температура днища поршня и головки цилиндра, поэтому увеличение угла опережения зажигания, сдвигает точку максимального давления ближе к верней мертвой точке (ВМТ), способствует уменьшению задержки самовоспламенения последней части топлива и возрастанию детонации.

На детонацию также оказывают влияние температура охлаждающей жидкости (при ее повышении она усиливается) и атмосферные условия. Например, повышение атмосферного давления увеличивает детонацию, а повышение влажности воздуха уменьшает ее в значительной степени.

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. Детонационное сгорание топлива отличается характерным резким металлическим стуком в цилиндрах, перегревом головок цилиндров и падением его мощности, периодически появляющимся черным дымом отработавших газов. Детонация приводит к прогоранию поршней, выпускных клапанов, к перегреву двигателя.

Для подавления детонации при эксплуатации карбюраторных двигателей используют уменьшение угла опережения зажигания, прикрытие дросселя и увеличение скорости вращения коленчатого вала.

Одним из распространенных видов аномального сгорания является калильное зажигание.

Под калильным зажиганием понимают неуправляемое воспламенение рабочей смеси от раскаленного тела: тлеющего нагара или перегретых деталей.

Особенность зажигания тлеющим нагаром - его взаимосвязь с детонацией: при возникновении детонационных волн нагар со стенок камеры сгорания частично удаляется, устраняя тем самым калильное зажигание, так как исчезают "горячие точки" -причина самопроизвольного воспламенения рабочей смеси. Так как скорость сгорания смеси при этом увеличивается, детонация прекращается, однако после выброса частиц нагара она возобновляется вновь.

При калильном зажигании перегретыми деталями (центральные электроды, "юбочки" изоляторов свечей, реже выпускные клапаны) воспламенение не прекращается по мере его выгорания, а прогрессивно самоусиливается. Для оценки склонности свечи к перегреву пользуются показателем, называемым калильным числом (КЧ). Его величину для данного двигателя подбирают так, чтобы, с одной стороны, исключить возможность калильного зажигания на теплонапряженных режимах (в этом случае необходимо низкое КЧ), а с другой стороны, обеспечить на минимальных режимах температуру края "юбочки" и центрального изолятора не ниже 397 °С во избежание их закоксовывания (для этого необходимо достаточно высокое КЧ).

Активность нагара с точки зрения калильного зажигания зависит от содержания в бензинах ароматических углеводородов и зольных присадок. Так как высокомолекулярные ароматические углеводороды образуют активный нагар, склонный к саморазогреванию (присутствие в нагаре продуктов сгорания тетраэтилсвинца (ТЭС) снижает температуру воспламенения нагаров с 550-600 до 200-300 °С), особенно трудно удовлетворить этим требованиям в теплонапряженных двигателях, работающих на топливах с высокими детонационными свойствами.

С калильным зажиганием борются, улучшая конструкцию камер сгорания и изменяя свойства образующегося нагара путем введения в топливо специальных присадок.

Задание № 81

Ассортимент моторных масел и их маркировка

Все моторные масла состоят из базовых масел и точно подобранного пакета присадок, которые вводятся для улучшения эксплуатационных свойств.

Условия работы масел в двигателях различных конструкций могут существенно отличаться друг от друга, что обуславливает выбор моторного масла для конкретного типа двигателя.

Для обеспечения правильности выбора и решения вопроса взаимозаменяемости масел в нашей стране и за рубежом существуют различные их классификации.

Основное назначение смазочного масла - это обеспечение надежной экономичной работы двигателя в течение установленного для него моторесурса, т.е. любое смазочное масло должно обеспечивать:

- уменьшение износа деталей;

- снижение потерь энергии на трение;

- уплотнение зазоров между деталями (например, между поршнем и гильзой цилиндра двигателя);

- отвод тепла от нагретых деталей;

- вынос из зон трения продуктов износа и перенос их в фильтрующие устройства систем смазки;

- защиту металлических поверхностей от коррозии.

Для успешного выполнения перечисленных функций, моторные масла должны удовлетворять ряду эксплуатационных требований:

- иметь минимально возможную температуру застывания и определенные вязкостные показатели;

- быть достаточно физически и химически стабильными;

- обладать минимальным коррозионным воздействием на металлы;

- не содержать механических примесей и воды.

Масла для двигателей производятся в соответствии с ГОСТами или техническими условиями. Все масла готовятся из очищенных селективными растворителями дистиллятных и остаточных масляных дистиллятов, получаемых из сернистых нефтей с введением соответствующих композиций присадок.

Ниже приводятся краткие сведения об основных марках масел, предназначенных для автомобильных - бензиновых и дизельных двигателей. Для бензиновых двигателей выпускаются масла следующих групп: Г1, В и В1,

Масла группы Г1 предназначены для использования в форсированных двигателях легковых автомобилей, которые работают на бензинах с октановым числом по исследовательскому методу выше 90. Эти масла содержат высокоэффективные композиции отечественных присадок или пакеты импортных присадок. Их готовят на основе дистиллятных компонентов, загущенных макрополимерными присадками.

Масла групп В и В1, предназначены для двигателей легковых и грузовых автомобилей, работающих на бензине с октановым числом до 80. Их применяют всесезонно. Они содержат композиции отечественных присадок или пакеты импортных присадок, добавляемых к дистиллятным или компаундированным базовым маслам.

Масло М-5з/10Г1 - применяют в регионах с низкими температурами зимних месяцев как всесезонное.

Масло М-63/12Г1, применяют всесезонно в регионах с умеренными климатическими условиями при температуре воздуха от -20 до +45 °С.

Масло М-4з/6В1, применяют всесезонно в северной климатической зоне и как зимнее в районах с умеренными климатическими условиями.

Масло М-6з/10В применяют всесезонно в среднефорсированных бензиновых двигателях и безнаддувных дизелях. Это универсальное масло отличается повышенной работоспособностью. Пробег до замены масла для бензиновых грузовых автомобилей составляет 18 тыс. км, а в дизелях - до 500 моточасов.

Масло М-8В - используют всесезонно в среднефорсированных бензиновых двигателях легковых и грузовых автомобилей с периодичностью замены до 18 тыс. км пробега, а также как зимнее масло для среднефорсированных автотракторных дизелей.

Масло М-12-ТП (ТУ 38.401-58-28-91) используют в составе топливно-масляной смеси в двухтактных бензиновых двигателях воздушного и водяного охлаждения. Температура застывания масла < -15 °С, щелочное число, мг КОН/г ? 2,3.

Ассортимент масел для дизельных двигателей представлен следующими основными маслами:

масла М-8В2, (ТУ 38.401-58-3-92) - зимнее и М-10В2; (ГОСТ 8581-78) - летнее используют на двигателях СМД-14, А-14, Д-50, Д-37М и других;

масла М-8Г2; и М-10Г2; (ГОСТ 8581-78) используют для зимней и летней эксплуатации соответственно автотракторных дизелей без наддува или невысоким наддувом;

масла М-8Г2 к и М-10Г2 к (ГОСТ 8581-78) применяют для зимней и летней эксплуатации в автомобилях КамАЗ, ЗИЛ, автобусах "Икарус";

масла М-8Г2У и М-10Г2У (ТУ 38.401-58-21-91) с уменьшенной композицией присадок по сравнению с маслами М-8Г2к и М-10Г2к, предназначены для тех же автомобилей, но переход на масла Г2У дает возможность увеличить срок замены масла и элементов фильтров тонкой очистки в два раза (замена масла в двигателях КамАЗ необходима после пробега 25--30 тыс. км).

Масла М-8ДМ и М-10ДМ (ГОСТ 8581-78) - предназначены соответственно для зимней и летней эксплуатации высокофорсированных дизелей с турбонаддувом, работающих в тяжелых условиях - эти масла можно применять в дизелях без наддува со значительно увеличенным пробегом между заменами масла они обеспечивают надежную работу двигателей отечественной и импортной техники (карьерные большегрузные самосвалы и др.);

Масло М-6з/14ДМ (ТУ 38.401-938-92) - всесезонное масло рекомендуется для дизелей с наддувом, эксплуатируемых в тяжелых условиях эксплуатации, вместо масел М-8ДМ и М-10ДМ.

Кроме рассмотренного ассортимента моторных масел, вырабатываемых в соответствии с ГОСТ или ТУ, многие нефтеперерабатывающие заводы и малые предприятия производят масла по стандартам предприятий или другим нормативным документам. Для того, чтобы отличить производителя масла, каждое предприятие имеет свою торговую марку.

Структура обозначений моторных масел включает группу букв и цифр.

Буква М указывает на принадлежность к моторным маслам.

Следующие через дефис цифры характеризуют класс вязкости масла (при обозначении дробными цифрами в числителе указывается класс масла при -18°С, а в знаменателе - класс вязкости масла при +100°С).

Прописные буквы после цифр (А, Б,В,Г,Д,Е) указывают на принадлежность к группе масел по эксплуатационным свойствам

Индекс «1» у букв обозначает, что масло предназначено для бензиновых двигателей, а «2» - для дизельных. Универсальные моторные масла, предназначенные для использования как в дизелях, так и в карбюраторных двигателях одного уровня форсирования (обозначаемые одинаковой буквой) индекса в обозначении не имеют.

Универсальные моторные масла, принадлежащие к разным группам, должны иметь двойное обозначение, в котором первое характеризует качество масла при применении в дизелях, второе - в бензиновых двигателях.

В необходимых случаях применяют дополнительные индексы: «рк» - рабоче-консервационные масла, «з» - масло, содержащее вязкостную (загущающую) присадку, «цл» - для циркуляционных и лубрикаторных смазочных систем, «20», «30» - значение щелочного числа, «к» - масло предназначено для автомобилей КАМАЗ, «т» - трансмиссионное масло.

Задание №131

Растворители лакокрасочных материалов

Лакокрасочные материалы содержат следующие основные компоненты:

- пленкообразователи;

- растворители;

- разбавители;

- пигменты;

- пластификаторы;

- сиккативы;

- наполнители.

Растворители служат для растворения пленкообразователя, т.е. придания ему определенной вязкости и представляют собой летучие жидкие органические соединения, которые должны испариться без остатка после нанесения лакокрасочных материалов на поверхности. Для частичной замены растворителя и для понижения вязкости лакокрасочных материалов, они являются смесями более дешевых продуктов, нежели растворители. Разбавитель в чистом виде, как правило, не способен растворять пленкообразователи, но, будучи добавлен в лак или другой лакокрасочный материал, понижает его вязкость. Избыток разбавителя может вызвать свертывание пленкообразователя и выпадение его в осадок. При выборе разбавителей необходимо учитывать, чтобы растворитель обладал меньшей летучестью, чем разбавитель.

К наиболее широко применяемым растворителям относятся следующие продукты.

Бензин-растворитель (уайт-спирит) - представляет собой узкую фракцию бензина прямой перегонки, выкипающей в пределах 165-200 °С.

Каменноугольный сольвент (сольвент-нафта) - является продуктом перегонки каменноугольной смолы и представляет собой смесь различных ароматических углеводородов (ксилола, толуола, бензола) и углеводородов других групп.

Скипидар - является продуктом перегонки смолы хвойных деревьев. Это прозрачная летучая жидкость с характерным запахом, без осадка и воды. Выкипает в пределах 153-170 °С.

Каменноугольный ксилол является ароматическим углеводородом, получаемым при ректификации сырого бензола.

Растворители № 646, 647, 648, 650 представляют собой смеси ацетона, ацетатов, спиртов и ароматических углеводородов, взятых в различных соотношениях.

Литература

1. Гуреев А.А., Иванова Р.Я. Щеголев Н.В. Автомобильные эксплуатационные материалы: М.: Транспорт, 1974

2. Васильева Л.С. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учебник для ВУЗов:- М.: Наука-Пресс, 1986.

3. Мотовилин Г.В., Масино М.А., Суворов О.М. Автомобильные материалы: Справочник:- М.: Транспорт, 1989.

4. Павлов В.П., Заскалько П.П. Автомобильные эксплуатационные материалы: М.: Транспорт, 1982.

5. Стуканов В.А. Автомобильные эксплуатационные материалы: Лабораторный практикум:- М.: ФОРУМ-ИНФРА-М, 2002.

6. Чулков П.В., Чулков Н.П. Топлива и смазочные материалы: ассортимент, качество, применение, экономия, экология: М.: Политехника, 1996.

Размещено на Allbest.ru