Запитання для самоперевірки.

1. Що таке пластичні мастила, їх призначення та експлуатаційні вимоги, що пред'являються до них?

2. Основні властивості пластичних мастил?

3. Класифікація пластичних мастил?

4. Прилади для оцінки якості пластичних мастил?

5. Марки мастил? Вузли автомобілів, в яких вони знаходять застосування?

6. Як визначається температура краплепадіння?

7. Як визначається межа міцності мастил?

8. Що таке число пенетрації?

Лабораторна робота №5

ВИЗНАЧЕННЯ ЯКОСТІ ТЕХНІЧНИХ РІДИН.

1. Мета роботи.

Дослідження зразків антифризу за зовнішніми ознаками різними методами проведення контрольного аналізу, набуття практичних навичок у визначенні їх фізико-хімічних та експлуатаційних характеристик.

2. Обладнання і технічне оснащення.

1. Ареометр - гідрометр.

2. Скляний циліндр діаметром 40- 50 мм.

3. Хімічна склянка ємністю 250 мл.

4. Зразок антифризу.

5. Дистильована рідина.

3. Теоретичні відомості.

У процесі згоряння палива виділяється велика кількість теплоти, частина якої не перетворюється в механічну енергію. Даний надлишок погіршує наповнення циліндрів горючою сумішшю, підвищує механічні втрати двигуна. У зв'язку з цим у конструкції двигуна передбачена система охолодження, а циркулююча по ній охолоджуюча рідина переносить поглинене тепло від циліндрів двигуна в теплообмінник (радіатор), де відбувається розсіювання теплової енергії або вона йде на прогрів салону кузова при низьких температурах.

Ефективність і надійність роботи системи охолодження двигуна в значній мірі залежать від якості застосовуваної охолоджуючої рідини.

Таким чином, охолоджувальні рідини повинні задовольняти таким вимогам:

- володіти високою теплоємністю, теплопровідністю і певною в'язкістю;

- мати високу температуру кипіння і низьку температуру замерзання;

- не утворювати відкладень на омиваних стінках і забруднювати систему охолодження;

- не викликати корозії металевих деталей і не руйнувати гумові деталі;

- мати гарну хімічну та фізичну стабільність при експлуатації і зберіганні;

- не викликати поломок деталей системи охолодження при застиганні, не змінювати обсяг при нагріванні і не пінитися при попаданні нафтопродуктів;

- не мати токсичність і не підвищувати пожежну небезпеку.

3.1. Охолоджуючі рідини.

Найбільшою мірою цим вимогам відповідає вода і водні розчини деяких речовин. Вода має низку позитивних властивостей: доступність, високу теплоємність (4,19 кДж/кг ºС), пожежонебезпечність, нетоксичність, гарну плинність (кінематична в'язкість ν20ºС=1 мм²/с).

Негативні властивості води: замерзає при низьких температурах (збільшуючись в обсязі приблизно на 10%, що веде до створення тиску 200-250 МПа, внаслідок чого можуть утворюватись тріщини на стінках рубашки охолодження двигуна, вийти з ладу радіатор, система опалення та ін.), і закипає при температурі вище 100ºС; при досить жорсткій воді утворює накип; володіє корозійної активністю. Органічні домішки, в тому числі нафтопродукти, потрапляючи з водою в систему охолодження, утворюють шлами, які забруднюють канали та погіршують відведення тепла. Ці недоліки обмежують застосування води в якості охолоджуючої рідини.

У зв'язку з цим воду застосовують у весняно-осінній період експлуатації на вантажних автомобілях, а в тих кліматичних зонах, де не буває низьких температур або автомобілі експлуатуються тільки в літній період, вода може використовуватися в системах охолодження і легкових автомобілів. У цьому випадку важливо знати її властивості, щоб уникнути небажаних наслідків від експлуатації двигунів на воді.

У першу черга це відноситься до накипу - тверді і міцні відкладення на гарячих стінках систем охолодження, що утворюється в результаті осідання на стінках бікарбонатів, сульфатів і хлоридів кальцію і магнію, що містяться у воді (теплопровідність накипу приблизно в 100 разів менше теплопровідності сталі). Як наслідок - порушення теплового режиму роботи двигуна, збільшення витрати палива і оливи (при товщині накипу 1,5-2 мм витрата палива зростає на 8-10%).

Концентрація цих солей та їх якісна характеристика описуються показником загальна жорсткість води (таблиця 5.1).

Загальна жорсткість води є сумою карбонатної (тимчасової) і не-карбонатної (головним чином, сульфатної) жорсткості. Одиниця жорсткості - 1 мг екв/л солей, що відповідає 20,04 мг іона кальцію або 12,16 мг іона магнію в 1 літрі води. Жорсткість води орієнтовно може бути визначена без спеціального обладнання по піно утворенню при намилюванні рук милом: у м'якій воді піна стійка, а в жорсткій воді піна швидко гасне і на руках залишається сальний осад.

Таблиця 5.1.

Класифікація води.

Клас води	Походження води	Група жорсткості	Загальна жорсткість мг екв/л	Вплив на накипоутворення
Атмосферна	Дощова, снігова	Дуже м’яка	До 1,5	Накипу не утворює
Поверхнева	Річна, озерна	М’яка,середньої жорсткості	1,5-3 3-6	Утворює накип
Ґрунтова	Джерельна, артезіанська	Жорстка, дуже жорстка	6-12	Швидко утворюється значна накип

Всі ці недоліки обумовлюють необхідність запровадження у воді відповідних добавок для забезпечення стійкої роботи охолоджуючої системи.

В даний час в системах охолодження широко застосовують низько замерзаючі охолоджуючі рідини - антифризи, що є сумішшю етиленгліколю (двохатомного технічного спирту CH₂OH – CH₂OH, або C₂H₄(OH)₂, киплячого при 197 ºС і кристалізується при температурі -11,5 ºС) з дистильованою водою. Дана суміш в залежності від взаємної концентрації компонентів має температуру замерзання від 0 до -75 ºС.

На відміну від води при замерзанні антифризи не розширюються і не утворюють твердої суцільний маси. Утворюється пухка маса кристалів води в середовищі етиленгліколю. Зазвичай така маса не призводить до розморожування блоку і не перешкоджає запуску двигуна. Антифриз після пуску двигуна досить швидко переходить у рідкий стан. Однак прогрів салону утруднюється, тому необхідно підтримувати таку концентрацію антифризу, щоб він не замерзав до температури порядку -40 ºС.

Антифризи також притаманні деякі недоліки. Так, їх теплопровідність і теплоємність нижче, ніж у води, що трохи знижує ефективність систем охолодження. При нагріванні антифризи збільшують обсяг, через що в системі охолодження встановлюється розширювальний бачок, а щоб запобігти викиду суміші, її не доливають в систему охолодження на 6-8% від загального обсягу. Етиленгліколь корозійно агресивний по відношенню до металів, тому в антифризи при виготовленні додають антикорозійні присадки: декстрин - вуглевод типу крохмалю (1 г на літр), що оберігає від руйнування свинцево - олов'янистий припой, алюміній і мідь, і динатрій фосфат (2,5-3 , 5 г на літр), що захищає чорні метали, мідь та латунь. Іноді в прості антифризи вводять молібденовий натрій (7,5-8 г на літр), який запобігає корозії цинкових і хромових покриттів на деталях системи охолодження. При цьому в позначенні антифризу присутня буква М. Для гасіння піни додають також спеціальні протипінні присадки. Загальний вміст присадок становить 3-5%.

Температура кипіння антифризу досить висока і коливається в межах 120-132ºС (таблиця 5.2).

Таблиця 5.2

Характеристика водно – етиленглікольної охолоджуючої рідини.

Зміст гліколя, % по об’єму	Температура появи крижинок, ºС	Температура кипіння, ºС
10 20 30 40 50 66	–4 –9 –17 –26 –39 –65	101 102 104 106 108 132

Вітчизняна промисловість випускає прості антифризи – з концентратом (жовтого кольору), 40 і 65 (оранжевого кольору), а також етіленглікольові антифризи Тосол трьох марок: AM (концентрат), А-40 (блакитного кольору) і А-65м (червоного кольору). Цифра в марці антифризу відповідає температурі замерзання.

Дослідним шляхом встановлено, що термін служби Тосол А-40 - два роки, а термін служби Тосол А-40 М може бути збільшений до трьох років. Як правило, до трьох років експлуатації автомобілів, або 60 тис. км пробігу, в системі охолодження немає осередків корозії. При більш тривалих термінах експлуатації на деяких деталях системи охолодження починають з'являтися осередки корозії, в першу чергу на крильчатці водяного насоса, тобто на чавуні.

Кородують також деталі з алюмінію, припої в радіаторі, латунні трубки радіатора і корпус термостата, а викликано це тим, що антифриз в процесі експлуатації змінює свої характеристики: знижується запас лужності, збільшується схильність до піноутворення, зростає агресивність до гумі і збільшується здатність викликати корозію металів. Інтенсивність зміни характеристик антифризу залежить від середньої робочої температури в двигуні. У південних районах, де ці температури зазвичай вищі, антифриз старіє інтенсивніше. У північних же районах країни антифриз може служити і більше 3 років.

Закордонні виробники («Addinol Froostox», «Antifreeze», «Afrostin») випускають низкозамерзаючі рідини, близькі за складом до «Тосол» і «Лена», але більш довговічні (до трьох років). Це досягається за рахунок того, що для приготування антифризів використовують водні розчини спиртів, гліколей, гліцерину та деяких неорганічних солей з введенням комплексу присадок:

- сповільнювачів корозії - силікатів, нітратів, нітритів, похідних бензотіазолу;

- антипінних присадок - силіконів.