Методич.пособие.Эксплат.матер

ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Транспортных средств и техносферной безопасности

(На правах рукописи)

Быков П.М. к.т.н., доцент.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Методическое пособие

Череповец

2013.

2

Рассмотрено на заседании кафедры транспортных средств протокол № …..от………….

Одобрено УМС ЧГУ, протокол №….от…………..

Быков П.М., Егоренкова С.В., Кузьминов А.Л. Эксплуатационные материалы. Учебное пособие Череповец: ЧГУ, 2013.– 340 с.– ISBN 978 – 5 – 85341 – 529 – 4/

Вметодическом пособии рассмотрены физико-механические и эксплуатационные свойства материалов используемых в транспортных машинах. Обобщён материал, рассмотренный другими авторами, в вопросах оценки свойств, маркировки и использования материалов российского и зарубежного производства.

Вработе даётся характеристика топлива и смазки для поршневых двигателей, технических жидкостей, пластмасс, материалов для склеивания, паяния, электрооборудования, материалов используемых при защите кузовного железа от коррозионного разрушения.

Методическое пособие предназначено для студентов специальности: 190603.65 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования; 190600.62 «Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов» и 190109. 65 «Наземные транспортно-технологические средства».

Методическое пособие может быть полезно для специалистов, интересующихся вопросами эксплуатации транспортных энергетических машин.

Рецензенты:

Научный редактор:

П.М. Быков.

ГОУ ВПО череповецкий государственный университет, 2013 г.

3

Оглавление

Стр.

I.Топлива для тепловых двигателей внутреннего сгорания

1.1.Основные задачи курса……………………………………………….......7

1.2.Состав топлив и масел из нефти……………………………………........8

1.3Основы технологического процесса получения моторного топлива…………………………………………………………………......13

II.Свойства и показатели качества автомобильных бензинов.

2.1Характеристика качеств автомобильных бензинов……………….........22

2.2.Способы повышения качества бензинов…………………………..........35

2.3Ассортимент и маркировка бензинов………………………………........38

2.4Методы оценки качества бензинов, входной контроль…………...........43

III.Свойства и показатели качества дизельного топлива.

3.1Характеристика качеств дизельного топлива……………………….......45

3.2Способы повышения качества дизельных топлив………………….......52

3.3Ассортимент и маркировка дизельных топлив……………………........54

3.4Методы оценки качества дизельных топлив………………………........60

IV. Особенности использования альтернативных видов топлива..........................

61

4.1Сжиженные газы…………………………………………………….........62

4.2Сжатые газы…………………………………………………………........65

4.3.Прочие виды альтернативных топлив…………………………….........69 V. Требования безопасности при перевозке хранении и использовании

моторных топлив.

5.1Требования безопасности при применении автомобильных топлив………………………………………………………………….......73

5.2Требования безопасности при эксплуатации газобаллонных

автомобилей………………………………………………………….........78
VI. Смазочные материалы..........................................................................................	81
6.1 Общая характеристика моторных масел…………………………….......82
6.1.1. Вязкостно-температурные свойства......................................................	91
6. 2. Классификация моторных масел……………………………………....105
6.2.1. Классификация SAE...............................................................................	107

6.2.2Классификация масла по API……………………………………….....109

6.2.3Классификация ССМС……………………………………………........113

6.2.4Классификация АСЕА…………………………………………….........114

6.2.5Классификация ILSAC……………………………………………. . 118

6.2.6Классификация MIL………………………………………………........118

6.2.7Классификация по ГОСТ 17479.1-85…………………………….. . 121 6.3 Общая характеристика трансмиссионных масел…………………........126 6.4 Общая характеристика масел для автоматических коробок

передач………………………………………………………………........132 6.5 Определение качества масел…………………………………………....137 6.6. Пластические смазки…………………………………………………....139

4

6.6.1. Производство пластичных смазок. Характеристика эксплуатационных качеств…………………………………………..141

6.6.2Определение качества пластичных смазок……………………155

VII. Технические жидкости.

7.1.Охлаждающие жидкости…………………………………………….157

7.2.Тормозные жидкости………………………………………………...168

7.2.1.Основные свойства тормозных жидкостей…………………...169

7.2.2.Маркировка тормозных жидкостей……………………...........171

7.3Гидравлические жидкости…………………………………………....176

7.4Пусковые жидкости…………………………………………………...180

7.5.Требования техники безопасности при работе со смазочными материалами и техническими жидкостями…………………………...182

VΙΙΙ. Консервационные покрытия и временная противокоррозионная
защита деталей и узлов автомобиля........................................................	185
8.1. Межоперационная защита...................................................................	185
8.2. Консервационные и рабочее-консервационные масла.....................	187
8.3. Применение консервационных масел................................................	188
8.4.Маркировка рабоче-консервационных масел.....................................	191
8.5.Плёнкообразующие ингибиторные нефтяные составы (ПИНС)......	193
8.6.Ассортимент ПИНС..............................................................................	198
8.7.Технология нанесения средств временной защиты...........................	200
8.8.Упаковка запасных частей....................................................................	209
8.9.Временная защита автомобиля при хранении....................................	210
ΙX. Очистка изделий перед консервацией или сборкой.....................................	212
9.1. Средства для эмульсионной очистки..................................................	212
9.2. Препараты для щелочной очистки......................................................	215
9.3. Средства для мойки и очистки оборудования и помещений............	218
X. Лакокрасочные покрытия.................................................................................	222
10.1. Защита автомобильных деталей, штампованных из
листовой стали....................................................................................	222
10.2.Материалы для окраски кузова...........................................................	225
10.3. Гальванические защитные покрытия................................................	229
10.4. Материалы для ухода за кузовом во время эксплуатации
автомобиля..........................................................................................	230
10.5.Нанесение защитных покрытий и способы защиты кузовов..........	232
10.6. Материалы для противокоррозионной обработки кузова и шасси
автомобиля...........................................................................................	235
10.7. Оборудование и технология нанесения защитных покрытий........	237
10.8. Материалы для ремонта кузовов, повреждённых коррозией.........	238
10.9. Инструменты и приспособления для ремонта кузовов. Окраска
кузова после ремонта..........................................................................	242
10.10. Подготовка поверхности кузова к окраске. Инструмент,
оборудование......................................................................................	253

5
10.11. Окраска кузовов, незначительно поврежденных коррозией.......	264
10.12.Технологические процессы восстановления лакокрасочных
покрытий..............................................................................................	273
10.13. Свойства и маркировка лакокрасочных материалов.......................	276
XΙΙ. Пластические массы.........................................................................................	283
12.1. Основные свойства и назначение пластмасс......................................	284
12.2. Механические и физические свойства пластмасс..............................	288
XΙΙΙ. Клеи и клеящие материалы для изделий.......................................................	297
13.1.Высокопрочные пленочные и пастообразные клеи
конструкционного назначения..............................................................	297
13.2. Композиционные клеевые материалы КМК......................................	299
13.3. Слоистые алюмополимеpные клеевые материалы – СИАЛы..........	301
13.4. Клеи специального назначения для склеивания металлов и
различных неметаллических материалов...........................................	303
13.5. Клеи для пpибоpной техники..............................................................	304
13.6. Разработки в области термостойких клеев клеи...............................	304
13.7. Клеи для резинометаллических соединений.....................................	311
13.8. Самоклеящееся пленочное многослойное листовое покрытие
на липкой клеевой основе ЗППК........................................................	313
13.9. Автоклеи...............................................................................................	315
13.10. Вывод по рассмотренным выше клевы материалам и их
использованию.....................................................................................	315
13.12. Клеевые материалы, общетехнического использования.
Маркировка и свойства клеев............................................................	316
XΙV. Металлы и сплавы, используемые в электротехнических системах........	320
14.1. Механические, физические и технологические свойства мате-
риалов...................................................................................................	320
14.2. Цветные металлы и сплавы их условное обозначение....................	321
14.3. Общие сведения о строении вещества. Алюминий, медь:
свойства, марки, применение............................................................	322
14.4. Физико-химические и механические свойства диэлектриков........	324
14.5. Изоляционные лаки, эмали, компаунды, асбест...............................	326
14.6. Физико-механические свойства электротехнических материалов.
Выбор необходимого сечения электрического проводника............	332
14.7. Сплавы высокого электрического сопротивления. Обмоточные
провода..................................................................................................	333
14.8. Изоляционные материалы...................................................................	335
14.9. Припои..................................................................................................	338
14.10. Флюсы используемые при паянии...................................................	342
XV. Электролиты для аккумуляторных батарей...............................................	343
15. 1. Общие сведения о стартерных аккумуляторных батареях (АКБ).....	343

15. 2.	Приготовление электролитов и эксплуатационные требования к ним..350
15. 3.	Приведение аккумуляторной батареи в рабочее состояние.................	356

6
XVI. Автомобильные шины......................................................................................	359
16.1. Конструкция и классификация шин...........................................................	359
16.2. Маркировка шин...........................................................................................	361
XVII. Список литературы...........................................................................................	365

7

I.Топлива для тепловых двигателей внутреннего сгорания

1.1.Основные задачи курса. В современных условиях эксплуатации автотракторного парка требуются высококачественное топливо, марочные трансмиссионные и гидравлические масла, различные технические жидкости, пластичные смазки и т. п.

Знание теории и эксплуатационных свойств нефтепродуктов, приемов их рационального использования - важная составная часть общей подготовки инжене- ров-механиков, призванных обеспечить надежную и долговечную работу автотракторной техники и снизить издержки на эксплуатацию большого парка тракторов, автомобилей.

Цель изучения данной дисциплины состоит в получении студентами знаний по организации рационального применения эксплуатационных материалов - топлив, масел, пластических смазок, технических жидкостей и других неметаллических материалов при эксплуатации автомобилей, а также мер по их экономии, что особенно важно в условиях повышенных цен, сокращении энергетических ресурсов и повышенных требований по части экологии.

Кроме того, в курсе рассматриваются вопросы, связанные с влиянием ГСМ на надежность, долговечность, экономичность работы двигателя и других агрегатов автомобилей, выявление особенностей и путей экономии ГСМ. В задачи курса входят также изучение:

–рекомендаций по применению эксплуатационных материалов и их влияние на (экологию) окружающую среду.

Автомобильный транспорт потребляет значительную часть (60-70%) жидкого топлива. Поэтому проблема экономии ГСМ для AT имеет острый, актуальный характер. Наряду с увеличением выпуска дизельных автомобилей, проведением работ по совершенствованию технического уровня выпускаемых бензиновых двигателей, созданию новых более экономичных двигателей, важное значение приобретает замена дефицитных видов топлива на более дешевое, перевод автомобилей на газовое

8

топливо, повышение качества ГСМ и их экономия за счет рационального применения в процессе эксплуатации автомобилей.

В связи с повышением роли и значения ГСМ в экономике страны возникла проблема научно обосновать применение ГСМ. Это привело к появлению на стыке ряда научных дисциплин новой прикладной отрасли науки, получившей название «химмотология» от слов «химия», «мотор» и «логия» (наука).

По одному из полных определений, химмотология - это направление науки и техники, занимающаяся изучением эксплуатационных свойств и качеств топлив, масел, смазок и специальных жидкостей, теорией и практикой их рационального использования в технике.

Среди важнейших задач химмотологии стоят следующие:

–обоснование оптимальных требований к качеству ГСМ;

–усовершенствование технических характеристик двигателей и машин, повышающих надежность, долговечность и экономичность их работы в условиях применения ГСМ, которые удовлетворяют установленным оптимальным требованиям;

–создание новых сортов ГСМ и разработка основ их унификации;

–выявление оптимальных условий, обеспечивающих сохранность, снижение потерь и восстановление качества ГСМ;

–хранение, транспортирование, заправка;

–создание и внедрение квалификационных методов и их комплексов для оценки эксплуатационных свойств ГСМ и др.

1.2.Состав топлив и масел из нефти.

Нефть - основное сырье для производства топлив, масел и синтетических материалов (каучук, пластмассы и др. синтетические волокна).

Топлива и масла получают путем переработки нефти. Среди них – прямая перегонка, термический и каталитический крекинг, гидрокрекинг, а также риформинг. С самого начала развития нефтеперерабатывающей промышленности до сегодняшнего дня получили распространение процессы прямой перегонки нефти.

9

Сырьевая база. Мировые энергетические потребности на 32 % удовлетворяются за счет нефти, а на транспорте нефть и нефтепродукты практически незаменимы. Ежегодно сжигается более 3 миллиардов тонн нефти. При этом для сжигания 1 кг углеводородного топлива необходимо 15 кг воздуха. Значительный «вклад» в данный негативный процесс вносят автомобили, численность которых составляет около 700 млн. шт. (прогнозируется к 2020 году – 1,1 млрд. шт.).

Балансовые запасы нефти (запасы, использование которых технологически возможно и экономически целесообразно), имеющиеся в настоящее время [1] в странах ближнего зарубежья, представлены в таблице 1.

			Таблица 1
	Балансовые запасы нефти
Страна	Нефть и газовый	Страна	Нефть и газовый
	конденсат, млн. т		конденсат, млн. т
Россия	19481	Казахстан	2104
Украина	153	Туркмения	264
Беларусь	77	Узбекистан	253
Грузия	12	Таджикистан	4
Азербайджан	460	Киргизия	14
Армения	6

Данные запасы составляют примерно 1/7 часть мировых запасов нефти. Объемном исчислении уточненный на данный момент мировой запас нефти и других полезных ископаемых представлен в таблице 2.

Нефть представляет собой вязкую, несколько маслянистую жидкость от черного до бурого цвета, иногда с красноватым, зеленоватым, оранжевым оттенком; обычно она темно-бурого цвета. Плотность нефти колеблется от 650 до 1040 кг/м3, в результате чего различают легкие (плотность до 850), средние (850 – 900) и тяжелые (свыше 900) нефти. Теплота сгорания составляет 43,7 – 46,2 МДж/кг.

В химическом отношении нефть представляет собой сложную жидкость, состоящую в основном из углеводородов, т. е. соединений углерода с водородом. Суммарное содержание углерода и водорода в нефти – около 97–98 % (по весу), в том числе углерода 82–87 % и водорода 11,5–14,5 %. Кроме углеводородов в состав

10

нефти в незначительных количествах входят химические соединения (примеси), содержащие кислород, серу и азот. Кислорода, серы и азота в нефти обычно 2–3 % (по

весу), в том числе кислорода 0,05–1 %, серы 0,1–7 %, азота 0,001–1,8 %.

Нефть, таким образом, делится на углеводородный и элементарный составы, которые показывают процентное содержание углеводородов и химических элементов.

						Таблица 2
	Запасы энергетических полезных ископаемых
	Разведанные и извлекаемые полезные				Общие
		ископаемые
Вид		энергопо-	доля	кратность		энергопо-
топлива	Запасы	тенциал,	запасов,	запасов,	запасы	тенциал,
		тыс. пДж	%	лет		тыс. пДж
Нефть, млрд. т	124	5184	16	41	354	14822
Газ, трлн м3	109	4346	14	58	271	10524
Угли, млрд. т:
каменные	1075	16172	70	218	13868	313150
бурые	513	6188
Битуминозные	–	–	–	–	6,8	19035
сланцы, млрд. т
В с е г о	–	31890	100	–	–	358543
Примечание – Кратность запасов – это отношение остаточных запасов к текущей добыче.

По химическому составу все углеводороды нефти подразделяют на следующие группы (ряды): парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (арены) либо бензольные.

Парафиновые углеводороды присутствуют в нефти в количестве 30–35 %, однако в некоторых случаях их содержание превышает 50 %.Они относятся к насыщенным (атомы углерода в молекулах соединяются между собой одинарной валентной связью), имеют цепную структуру и общую эмпирическую формулу – СnН2n+2. Входящие в этот ряд метан (СН4), этан (С2Н6), пропан (С3Н8) и бутан (С4Н10) при нормальных условиях, т. е. при давлении 760 мм рт. ст. (0,1 МПа) и температуре 0 °С, находятся в газообразном состоянии.