Эксплуатационные материалы для автотранспортных средств
Покупка
Тематика:
Автомобилестроение и авторемонт
Издательство:
Республиканский институт профессионального образования
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 300
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
Среднее профессиональное образование
ISBN: 978-985-895-210-5
Артикул: 865909.01.99
В учебном пособии систематизированы сведения о нефти и способах получения основных автомобильных эксплуатационных материалов из нее. Рассмотрены важнейшие эксплуатационные свойства топлив и смазочных материалов, их сорта, марки, области применения. Освещены вопросы применения газообразных и других перспективных топлив, биодизельных топлив, спиртов. Описан состав технических жидкостей, резины
и резинотехнических изделий, лакокрасочных материалов и покрытий, специальных материалов. Предназначено для учащихся учреждений образования, реализующих образовательные программы среднего специального образования по специальностям «Техническое обслуживание и ремонт транспортных средств», «Техническое обслуживание и ремонт транспортных средств (педагогическая деятельность)», «Производство транспортных средств», «Организация технического сервиса транспортных средств», «Производство и техническое обслуживание двигателей внутреннего сгорания».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- Среднее профессиональное образование
- 23.02.03: Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта
- 23.02.07: Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Е. Л. Савич Е. А. Лагун ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для учащихся учреждений образования, реализующих образовательные программы среднего специального образования по специальностям «Техническое обслуживание и ремонт транспортных средств», «Техническое обслуживание и ремонт транспортных средств (педагогическая деятельность)», «Производство транспортных средств», «Организация технического сервиса транспортных средств», «Производство и техническое обслуживание двигателей внутреннего сгорания» Минск РИПО 2024
УДК 656(075.32) ББК 39.33-08:35.514я723 С13 А в т о р ы: профессор кафедры «Техническая эксплуатация автомобилей» Белорусского национального технического университета кандидат технических наук, профессор Е. Л. Савич; старший преподаватель этой же кафедры Е. А. Лагун. Р е ц е н з е н т ы: цикловая комиссия УО «Оршанский государственный механико-экономический колледж» (Н. И. Соколов); доцент кафедры «Транспортные и технологические машины» МОУВО «Белорусско-Российский университет» кандидат технических наук, доцент Н. А. Коваленко. Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее части не может быть осуществлено без разрешения издательства. Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства образования Республики Беларусь. С13 Савич, Е. Л. Эксплуатационные материалы для автотранспортных средств : учеб. пособие / Е. Л. Савич, Е. А. Лагун. – Минск : РИПО, 2024. – 286 с., [6] л. ил. : ил. ISBN 978-985-895-210-5. В учебном пособии систематизированы сведения о нефти и способах получения основных автомобильных эксплуатационных материалов из нее. Рассмотрены важнейшие эксплуатационные свойства топлив и смазочных материалов, их сорта, марки, области применения. Освещены вопросы применения газообразных и других перспективных топлив, биодизельных топлив, спиртов. Описан состав технических жидкостей, резины и резинотехнических изделий, лакокрасочных материалов и покрытий, специальных материалов. Предназначено для учащихся учреждений образования, реализующих образовательные программы среднего специального образования по специальностям «Техническое обслуживание и ремонт транспортных средств», «Техническое обслуживание и ремонт транспортных средств (педагогическая деятельность)», «Производство транспортных средств», «Организация технического сервиса транспортных средств», «Производство и техническое обслуживание двигателей внутреннего сгорания». УДК 656(075.32) ББК 39.33-08:35.514я723 ISBN 978-985-895-210-5 © Савич Е. Л., Лагун Е. А., 2024 © Оформление. Республиканский институт профессионального образования, 2024
ПРЕДИСЛОВИЕ Цель изучения учебного предмета «Автомобильные эксплуатационные материалы» заключается в том, чтобы сформировать у специалиста со средним специальным образованием представление о применяемых при техническом обслуживании (ТО) и ремонте автотранспортных средств автомобильных эксплуатационных материалах, об их рациональном использовании и о технике безопасности при обращении с ними. Задачи учебного предмета состоят в изучении основных физико-химических показателей и эксплуатационных характеристик применяемых на автомобильном транспорте топлив, масел, пластичных смазок, специальных жидкостей и других материалов, умении применять их в зависимости от технических характеристик транспортных средств и условий эксплуатации, организовать и осуществлять контроль качества эксплуатационных материалов, обеспечивать безопасную эксплуатацию, хранение и транспортировку материалов. Учебный предмет «Автомобильные эксплуатационные материалы» базируется на знаниях, полученных при изучении таких учебных предметов, как «Химия», «Устройство автомобиля», «Технология обслуживания и ремонта транспортных средств», «Охрана труда». Знания и умения, полученные учащимися при изучении данного учебного предмета, необходимы для подготовки и решения задач по ТО и ремонту автотранспортных средств, освоения последующих специальных учебных предметов. Учебники и учебные пособия, изданные ранее, не учитывают появление на рынке новых видов автоэксплуатационных материалов. В предлагаемом издании учтены новые направления в производстве и ассортименте современных автоэксплуатационных материалов, а также мероприятия по их рациональному использованию, технике безопасности и охране окружающей среды.
ВВЕДЕНИЕ Топливно-энергетический комплекс является важнейшей структурной составляющей национальной экономики, которая обеспечивает функционирование всех звеньев и повышение уровня жизни населения. В Беларуси по данным на 2024 г. имеется более 90 месторождений нефти, 80 из которых находятся в так называемой северной зоне Припятского нефтегазоносного бассейна, расположенной в основном на территории Речицкого, Светлогорского и Октябрьского районов Гомельской области. Еще 10 – в центральной зоне: Хойникском и Калинковичском регионах. Объем добываемой нефти на белорусских месторождениях составляет около 1,8 млн т, в то же время, чтобы обеспечить внутреннюю потребность и работу нефтеперегонных заводов, Беларусь закупает у России 18 млн т нефти в год. Удельный вес затрат на автомобильное топливо и эксплуатационные материалы в себестоимости выполняемых работ и услуг составляет около 30 %, поэтому важнейшей составляющей эффективной эксплуатации автотранспорта является рациональное использование нефтепродуктов. Надежность и ресурс техники в значительной мере зависят от того, в какой степени применяемые топливо, смазочные материалы и технические жидкости соответствуют требованиям, предъявляемым в данных эксплуатационных условиях. Неправильный выбор материалов приводит к сокращению срока службы и надежности работы автомобилей. Возрастающие требования к качеству топлива и смазочных материалов привели к появлению прикладной науки, получившей название «Химмотология». Эта наука о свойствах и рациональ
Введение ном применении топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей в технике. Химмотология занимается решением следующих основных задач: исследование процессов, происходящих в топливе при использовании его в двигателях, а также при транспортировке, хранении и перекачке; изучение физико-химических свойств топлива, взаимозаменяемости эксплуатационных материалов; установление закономерности между качеством топлива и показателями работы двигателей; обоснование оптимальных требований к качеству топливно-смазочных материалов, технических жидкостей и разработка их высококачественных сортов; снижение расхода, потерь и сохранение качества топлива и смазочных материалов в процессе использования и при хранении. При эксплуатации автомобиля используются различные смазочные материалы и специальные жидкости. У каждого узла своя специфика работы, поэтому универсальным материалом не обойтись. Конструкторским документом, регламентирующим номенклатуру, сроки эксплуатации до замены и возможные заменители топлив и смазочных материалов в узлах и агрегатах определенной модели автомобиля, является химмотологическая карта, которая составляется в соответствии с ГОСТ 25549–90 «Топлива, масла, смазки и специальные жидкости. Химмотологическая карта». В настоящее время значительно ужесточились требования, предъявляемые к эксплуатационным материалам, особенно с экологической точки зрения. Это вызвано повсеместным использованием автомобилей различных производителей, которые для своей продукции рекомендуют индивидуальные смазочные материалы и технические жидкости. Например, моторных масел насчитывается более 100 наименований. Однако имеющаяся информация по автоэксплуатационным материалам в большинстве случаев носит рекламный характер, не позволяя в достаточной степени понять состав и предназначение рекламируемого товара.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НЕФТИ. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО НЕФТЯНОГО ТОПЛИВА И МАСЕЛ 1.1. Общие сведения о нефти Основным исходным продуктом для получения топлива и смазочных материалов для автомобилей является нефть. На вид это маслянистая жидкость, обычно темноокрашенная – от темно-бурого, почти черного, до буро-коричневого или буро-зеленого цвета. Нефть представляет собой сложную смесь жидких органических веществ, в которых растворены различные твердые углеводороды и смолистые вещества. Основу нефти и нефтепродуктов составляют следующие химические элементы: y y углерод (83 %); y y водород (12 %); y y сера (3 %); y y азот и кислород (2 %). Углеводороды. Кислородные соединения в нефти представлены кислотами, фенолами, эфирами и другими компонентами. Основная их часть сосредоточена во фракциях нефти, кипящих при высокой температуре (высококипящих), начиная с керосиновой. Простейшие кислородные соединения в нефти – это органические вещества. В незначительном количестве они присутствуют в топливе и маслах в виде высококипящих (с температурой кипения выше 200 °С) маслянистых жидкостей, вызывающих сильную коррозию некоторых цветных металлов (свинца, цинка и др.), поэтому их количество в топливе и маслах строго ограничено государственными стандартами. Сернистые соединения. Нефть многих месторождений является сернистой или высокосернистой. Общее содержание серы в нефти составляет 0,5...5,0 % по массе.
1.1. Общие сведения о нефти Сернистые соединения придают нефти неприятный запах. Наличие соединений серы в топливе нежелательно, так как при ее увеличении мощность двигателя падает, растет расход топлива. Кроме того, при сгорании топлива образуется серный ангидрид, который содержится в выхлопных газах и наносит вред окружающей среде, а находящиеся в топливе сероводород и меркаптан вызывают коррозию топливной системы. Переработка такой нефти требует дополнительных затрат, так как при увеличении содержания серы в бензине с 0,033 до 0,15 % мощность двигателя снижается на 10,5 %, расход топлива увеличивается на 12 %, а число капитальных ремонтов возрастает в два раза. Сернистые соединения подразделяют на активные и неактивные. К активным относят сероводород, меркаптаны и элементарную серу. Находясь в растворенном или взвешенном состоянии, эти соединения способны вызвать сильную коррозию металлов при любых температурных условиях. В соответствии со стандартами присутствие активных сернистых соединений в нефтепродуктах не допускается. Неактивные сернистые соединения при нормальных условиях не вызывают коррозии металлов, но при полном сгорании топлива в двигателе образуют сернистый и серный ангидриды, дающие в соединении с водой сернистую и серную кислоты. В малосернистой нефти содержание сернистых соединений достигает 0,5 %, а в сернистых доходит до 5 %. После перегонки в бензиновых фракциях содержится около 0,15 % неактивных сернистых соединений, в керосиновых – до 1 %. Азотистые соединения содержатся в нефти в небольших количествах (до 1 %) и концентрируются в тяжелых фракциях. Придают нефти неприятный запах, термически стабильны, на свойства топлива и масел заметного влияния не оказывают. Однако при хранении дизельного топлива они вызывают усиленное смолообразование. Азотистые соединения делят на основные и нейтральные. Основные азотистые соединения отделяют от нефти в процессе обработки слабой серной кислотой. Как видно из приведенного выше состава, основа нефти – углеводороды, которые делят на парафиновые, нафтеновые и ароматические. Парафиновые углеводороды, в составе которых от 1 до 4 атомов углерода, – это газы: метан, этан, пропан, бутан, изобутан. Их преимущество – высокая детонационная стойкость (октановое число (ОЧ) = 100). Если в составе парафиновых угле
1. Общие сведения о нефти. Способы получения автомобильного нефтяного топлива водородов от 5 до 15 атомов углерода, то это бензин и дизельное топливо (ДТ). Наличие парафиновых углеводородов нежелательно в бензинах, так как они легко детонируют, а при низких температурах густеют и замерзают. Смазочные материалы, содержащие парафиновые углеводороды, имеют высокую температуру застывания, поэтому их применение в холодное время также затруднено. В бензинах желательно наличие изопарафиновых углеводородов, так как они устойчивы к действию кислорода при высоких температурах, т. е. такие бензины отличаются высокой химической стабильностью. Наличие нафтеновых углеводородов (циклогексан) желательно в топливе для бензиновых двигателей и в зимних сортах ДТ. Ароматические углеводороды (бензол) желательны для бензина, так как их наличие повышает детонационную стойкость бензина и нежелательны в ДТ, поскольку обладают низкой воспламеняемостью. Наличие нафтеновых углеводородов в смазочных материалах определяет увеличение их вязкости и улучшение маслянистости. Вследствие своей высокой термической устойчивости ароматические углеводороды являются желательными составляющими в топливе для бензиновых двигателей, которое должно иметь самое высокое ОЧ. Из-за высокой нагарообразующей способности допустимое содержание ароматических углеводородов в бензинах составляет 40...45 %. В дизельных видах топлива вследствие термической стабильности ароматических углеводородов их присутствие нежелательно. Содержание в топливе соединений кислорода также ограничивается, так как наличие кислорода приводит к коррозии. Физико-химические свойства нефти зависят от ее месторождения. Плотность большинства нефтей находится в диапазоне 770...840 кг/м3, плотность более тяжелых нефтей достигает 1040 кг/м3. Теплота сгорания нефти 43 000–45 500 кДж/кг. Нефть как сырье для производства топлива и масел обладает рядом неоспоримых достоинств: прежде всего по калорийности (1 кг нефти при сгорании выделяет столько же тепла, сколько 1,3 кг антрацита или 3 кг бурого угля), способу добычи (себестоимость добычи нефти в 6 раз ниже, чем угля), а удобство ее транспортирования и использования создает дополнительные преимущества перед другими видами сырья. Различают элементный и групповой составы нефти.
1.1. Общие сведения о нефти Стоимость нефти – переменная, которая зависит от огромного количества параметров: это ее качественные характеристики, условия поставки, уровень спроса, состояние крупнейших экономик мира. Конечно, первый фактор – это физические параметры нефти. Они сводятся к двум величинам: плотность и сернистость. Есть и другие параметры, но они не так сильно влияют на стоимость нефти – это фракционный состав, вязкость, содержание воды, хлористых солей и механических примесей. Чем легче нефть, тем больше из нее можно произвести светлых нефтепродуктов (авиационный керосин, бензин, дизельное топливо), которые стоят дороже. В тяжелой нефти больше содержание парафинов и смол, из нее выходит больше мазута и битумов, которые стоят не очень дорого. Измерение плотности производят в градусах API или по удельному весу в кг/м3 (г/дм3). По этому показателю различают следующие сорта нефти: y y сверхлегкие – до 50 градусов API или 820 г/дм3; y y легкие – до 40 градусов API или 870 г/дм3; y y средние – до 30 градусов API или 920 г/дм3; y y тяжелые – до 20 градусов API или 1000 г/дм3; y y сверхтяжелые – меньше 10 градусов API или больше 1000 г/дм3. Сернистость – это процент содержания серы как в свободном виде, так и в виде сероводорода, а также сернистых и смолистых соединений. Нефти без серы не бывает, но ее содержание может колебаться от сотых долей процентов до 5...6 %, реже – больше. Более ценными сортами считают те, в которых содержание серы минимальное, так как она токсична, усиливает коррозию, имеет неприятный запах. По содержанию серы принято разделять три категории нефти: y y до 0,5 % – низкосернистая; y y от 0,5 до 2 % – среднесернистая; y y более 2 % – высокосернистая. Высокое содержание серы в нефтяном сырье приводит к необходимости дополнительной очистки, вызывающей повышенные затраты при получении продуктов нефтепереработки. Маркерные сорта нефти (эталонные сорта; англ. benchmark crude) – это сорта нефти с определенным составом (содержание серы, плотность), цены на которые широко используют в
1. Общие сведения о нефти. Способы получения автомобильного нефтяного топлива мире при установке цен на покупку и продажу других сортов сырой нефти для удобства производителей и потребителей нефти. Самыми известными мировыми маркерными сортами нефти считаются американский WTI и европейский Brent. Исторически сорт WTI (West Texas Intermediate), ранее известный как Texas light sweet – «сладкая легкая» нефть из Техаса, стал стандартом для США и всего американского континента. Это легкая и малосернистая (0,24 %) нефть, прекрасно подходящая для производства бензина и других дистиллятов. В настоящее время поставки этой нефти достаточно ограничены – считается, что физически объемы ее добычи около 1 % от общемировой. Маркерный сорт Brent назван в 1971 г. по имени одноименного месторождения в Северном море. Само название образовано по первым буквам пяти залежей, а добыча нефти этой марки велась кроме месторождения Brent еще на трех других. Это легкая малосернистая (0,37 %) нефть, очень близкая по свойствам к WTI. Она служит эталоном для определения подавляющего большинства котировок нефти в мире (до 70 %) и в частности для российских марок Urals и Siberian Light, которые на данный момент в России являются самыми известными и массовыми маркерными сортами. Сорт Urals – это тяжелая сернистая (1,3 %) нефть, которая представляет собой смесь из легкой западно-сибирской нефти и тяжелой высокосернистой нефти уральских и поволжских месторождений. Нефть Urals торгуется относительно нефти марки Brent с дисконтом, так как содержит больше серы и тяжелых углеводородов. Эту нефть транспортируют в том числе по магистральному трубопроводу «Дружба», а также к морским нефтеналивным портам на Балтике и Черном море. Нефть марки Siberian Light добывается в основном на севере Западной Сибири. Это легкая малосернистая (0,57 %) нефть, близкая к мировым эталонам WTI и Brent. Ожидается, что аналогичный состав будут иметь нефти шельфовой зоны Карского моря. На дальневосточном рынке продается нефть марки ESPO, поставляемая от месторождений Восточной Сибири по трубопроводу к берегам Тихого океана. Она близка по свойствам к Siberian Light, но торгуется с привязкой к сорту Dubai Crude – как с дисконтом, так и с премией. По мнению ряда экспертов, нефть этой марки имеет шансы с развитием трубопроводной си