Топливо и масла

1.Циклоалканы: их влияние на эксплуатационные свойства топлив

Циклическими называют соединения, имеющие замкнутые цепи (от греч. «циклос» — круг). Молекулы незамещенных циклоалканов (циклопарафинов) состоят из замкнутых в цикл групп CH₂; по названию этой группы их иногда называют полиметиленовыми углеводородами.

Строение, номенклатура, изомерия. Общая формула гомологического ряда циклоалканов (CH₂)_n или C_nH_2n. Таким образом, молекула циклоалкана содержит на два атома водорода меньше, чем парафин с тем же числом атомов углерода. Название циклоалканов образуют путём добавления приставки цикло к названию соответствующего алкана (рис. 1).

Изомерия C₅H₁₀

циклопентан метилциклобутан этилциклопропан

Рис. 1. Примеры циклоалканов В нефти циклоалканы называют нафтенами.

Физические свойства. Первые два члена этого ряда (циклопропан C₃H₆, циклобутан C₄H₈) — газы, C₅…C₁₀ — жидкости, высшие твёрдые вещества. Температура кипения и плавления циклоалканов, как и их плотности, несколько выше, чем у парафинов с равным числом атомов углерода. Как и парафины, циклоалканы практически нерастворимы в воде.

Химические свойства. По химическому характеру малые циклоалканы склонны к реакциям присоединения, в результате которых происходит разрыв цикла и образуются парафины и их производные, чем они напоминают ненасыщенные соединения. Циклы с большим числом звеньев более склонны к реакциям замещения, напоминая этим парафины.

Например, циклопентан используется как добавка к моторному топливу для повышения его качества.

2.Эксплуатационные свойства жидких топлив

Под эксплуатационными свойствами понимают объективные особенности топлива, которые проявляются в процессе его применения. В понятие «применение» включены все процессы, происходящие в топливе с момента его производства до сгорания.

Процессу сгорания топлива предшествуют процессы его испарения, воспламенения и др. Характер поведения топлива в каждом процессе и составляет суть его эксплуатационных свойств.

По рекомендации стандарта рассматривают и оценивают следующие эксплуатационные свойства топлив:

1. Испаряемость характеризует способность топлива переходить из жидкого состояния в парообразное. Это свойство формируется из таких показателей качества, как фракционный состав, давление насыщенных паров, поверхностное натяжение и т. д. Испаряемость определяет технико-экономические и эксплуатационные характеристики ДВС.

2. Воспламеняемость характеризует особенности процесса воспламенения смесей паров топлива с воздухом. Оценка этого свойства базируется на таких показателях качества, как температура вспышки, температура самовоспламенения и др. Показатель воспламеняемости имеет такое же значение, как и горючесть топлива.

3. Горючесть определяет эффективность процесса горения топливовоздушной смеси в камерах сгорания.

4. Прокачиваемость характеризует поведение топлива при перекачках его по трубопроводам и топливным системам, а также при его фильтровании. Это свойство определяет бесперебойность подачи топлива в двигатель при разных температурах эксплуатации. Прокачиваемость оценивают вязкостно-температурными свойствами, температурами помутнения и застывания, предельной фильтруемостью, содержанием воды, механических примесей и др.

5. Склонность к образованию отложений это способность топлива образовывать отложения различного рода в камерах сгорания, в топливных системах, на выпускных и впускных клапанах. Имеются в виду отложения, образующиеся как при низких температурах в системах питания и смесеобразования, так и нагар, получающийся при высоких температурах в процессе сгорания топлива. Оценка этих свойств базируется на таких показателях качества топлива, как зольность, коксуемость, содержание смолистых веществ, непредельных углеводородов и т. д.

6. Коррозионная активность и совместимость с неметаллическими материалами характеризует способность топлива вызывать коррозионные поражения металлов, набухание, разрушение или изменение свойств резины, герметиков и других материалов. Это свойство предусматривает количественную оценку содержания в топливе коррозионно-активных веществ, испытание стойкости металлов, резины и герметиков при контакте с топливом.

7. Защитная способность это способность топлива защищать от коррозии материалы при их контакте с агрессивной средой в присутствии топлива и в первую очередь защищать металлы от электрохимической коррозии при попадании воды.

8. Противоизносные свойства характеризуют уменьшение изнашиваемости трущихся поверхностей в присутствии топлива. Это свойство имеет важное значение для двигателей, у которых топливные насосы и топливорегулирующая аппаратура смазываются только самим топливом без подачи смазочного материала. Свойство оценивается показателями вязкости и самосмазывающей способностью.

9. Охлаждающая способность определяет способность топлива поглощать и отводить тепло от нагретых поверхностей. Свойство имеет значение в тех случаях, когда топливо применяют для охлаждения масла (топливомасляные радиаторы) или наружной обшивки летательных аппаратов при больших скоростях полёта. Оценка свойства базируется на таких показателях качества, как теплоёмкость и теплопроводность.

10. Стабильность характеризует сохраняемость показателей качества при хранении и транспортировке. Это свойство оценивает физическую и химическую стабильность топлива и его склонность к биологическому поражению бактериями, грибками и плесенью. Уровень данного свойства позволяет установить гарантийный срок хранения топлива в различных климатических условиях.

11. Экологические свойства характеризуют воздействие топлива и продуктов его сгорания на человека и окружающую среду. Оценка этого свойства базируется на показателях токсичности топлива и продуктов его сгорания и пожароопасности.

В зависимости от вида топлива и его назначения значимость того или иного эксплуатационного свойства может быть больше или меньше.

3. Виды трения, износ и основные функции смазочных масел (моторных и трансмиссионных)

Прежде чем перейти к изучению смазочных масел, необходимо напомнить, что существуют трение покоя и трение движения. Последнее подразделяется на трение скольжения и трение качения. Каждый вид трения может осуществляться без смазки (сухое трение) и со смазкой. В зависимости от толщины слоя смазки различают граничное трение и жидкостное, или гидродинамическое. Наиболее неблагоприятным является граничный режим трения. Вид жидкостного трения зависит от скорости перемещения контактируемых деталей, толщины зазора или слоя смазочного материала и нагрузки.

Моторные масла предназначены для поршневых двигателей внутреннего сгорания, Моторные масла предназначены для поршневых двигателей внутреннего сгорания, газотурбинные — для двигателей внешнего сгорания, трансмиссионные — для цилиндрических, конических, спирально-конических, гипоидных передач, зубчатых редукторов и других трущихся соединений (шарниры и т. д.). Трансмиссионные, в свою очередь, подразделяют на механические, гидромеханические, гидростатические. основные функции: 1) уменьшают трение между сопряжёнными деталями; 2) снижают их износ и предотвращают задир; 3) отводят от них тепло; 4) защищают трущиеся детали и другие неизолированные детали от коррозионного воздействия внешней среды.

4.Масла для гидравлических систем автомобилей: назначение, условия работы, требования, ассортимент, маркировка

топливо масло циклоалкан трение В некоторых вспомогательных механизмах автомобилей могут использоваться гидравлические масла. Они должны обладать хорошими смазывающими свойствами, химической стабильностью, не разлагаться и не расслаиваться, не разъедать цветные и чёрные металлы, резину и кожу.

Обозначение гидравлических масел производится в соответствии с ГОСТ 17 479.3−85 «Обозначение нефтепродуктов. Масла гидравлические». Состоит из группы знаков, первая из которых обозначается буквами МГ (минеральное гидравлическое); вторая группа знаков — цифрами и характеризует класс кинематической вязкости при + 40 ⁰С (табл.1); третьябуквами и указывает на принадлежность масла к группе по эксплуатационным свойствам (табл. 2).

Таблица 1

Класс вязкости гидравлических масел

Таблица 2

Группы гидравлических масел по эксплуатационным свойствам

Наибольшее распространение получили следующие гидравлические масла:

Масло веретённое АУ (МГ-22-А) используют в различных гидравлических передачах, амортизаторах, гидроусилителях руля, для смазывания узлов и механизмов, работающих в условиях низких температур, а также в станках, работающих при частоте вращения до 160 мин-¹.

Плотность масла 886…896 кг/м³, t_застыв — 45 ⁰С. Обеспечивает пуск механизма при температуре выше — 35 ⁰С. Кратковременный верхний предел температуры + 90 ⁰С, оптимальная рабочая температура + 50…60 ⁰С. Вырабатывается из низкозастывающих нефтей, подвергающихся очистке.

Масло гидравлическое АУП (МГ-22-Б) обладает хорошими противокоррозионными и антиокислительными свойствами, содержит до 2% присадок. Обеспечивает пуск гидросистемы без предварительного прогрева при температурах выше — 35 ⁰С. Максимальная кратковременно допустимая температура масла при эксплуатации + 125 ⁰С, оптимальная рабочая температура + 50…60 ⁰С, t_застыв — 45 ⁰С. Масло получают из низкозастывающих нефтей с добавлением антиокислительной, антикоррозионной, противоизносной и противопенной присадок.

Масло гидравлическое ВМГЗ (МГ-15-В) используют в средней полосе нашей страны в летний и зимний периоды в качестве рабочей жидкости для гидравлических систем автомототехники при температуре масла в системе от — 70 до +50 ⁰С. Максимальная кратковременно допустимая температура масла при эксплуатации + 90 ⁰С, оптимальный температурный режим + 35…40 ⁰С, t_застыв 60 ⁰С. Вырабатывается из низкозастывающих нефтей с добавлением антиокислительной, антикоррозионной, противоизносной и противопенной присадок.

Масло МГ-30У получают из гидравлического масла МГ-30 (МГ-46-В), в которое добавляют 1,5% присадки ДФ-11, и применяют в объёмных гидроприводах ведущих колёс сельскохозяйственной техники. Масло имеет высокие противоизносные, противозадирные, вязкостные свойства, которые не изменяются в процессе длительной работы на максимальных нагрузочных режимах.

Масло Р (МГ-22-В) для гидрообъёмных систем автомобилей производят на основе веретённого масла АУ, в которое добавляют моющую, противоизносную, антиокислительную и противопенную присадки. Масло обеспечивает запуск систем при температурах выше — 35 ⁰С без специального подогрева. Максимальная кратковременно допустимая при эксплуатации температура масла + 125 ⁰С, оптимальная рабочая температура + 50…60 ⁰С, t_застыв — 45 ⁰С.

Индустриальное масло И-ЛГ-А-15 (И-12А) применяют для гидроусилителя руля и других систем автомобилей в зимний период, а масло

И-Г-А-32 (И-20А) — в летний период.