Контрольні запитання

1. Яке призначення мастильних матеріалів, їх класифікація?

2. Що являє собою товарна моторна олива?

1. Який вплив в'язкості і в'язкісно-температурних властивостей олив на роботу і зношування:

а - двигуна; б - трансмісії?

4. Від чого залежить спрацювання оливи та необхідність її заміни?

5. Які можуть бути причини необхідності передчасної заміни оливи?

4. Які присадки входять до складу "пакета" присадок; що таке сумісність присадок?

5. Яка класифікація моторних та трансмісійних олив за в'язкісно-температурними властивостями?

4. Яка класифікація моторних олив за призначенням?

5. Яка класифікація трансмісійних олив ба призначенням?

10. Що являють собою товарні синтетичні оливи, в чому їх пере­вага перед мінеральними?

11. Як можна змішувати оливи?

12. Чому мастила називають високоструктурованими тиксо­тропними дисперсними системами?

13. Які показники якості мастил характеризують їх структурно-механічні (реологічні) властивості (дайте їм характеристику)?

14. Які зміни у властивостях мастил відбуваються при тиксо­тропному термозміцненні і які наслідки використання таких мастил (назвіть їх)?

15. Яка класифікація мастил за їх призначенням?

16. Чи можна змішувати різні мастила?

ТЕХНІЧНІ РІДИНИ

Охолоджувальні рідини

Для забезпечення нормальної роботи двигуна його необхідно охолоджувати. Під час роботи деталі двигуна (камера згоряння, ци­ліндри, поршні, клапани та ін.) нагріваються, що призводить до підси­леного нагаро- і лакоутворення, підвищеного зношування деталей, перевитрат палива та оливи, забруднення довкілля. Для нормаль­ної роботи двигуна температура його деталей повинна підтримува­тись на визначеному рівні.

Перегрівання двигуна призводить до погіршення роботи оливної системи, заїдання та заклинювання перегрітих деталей, знижен­ня міцності конструкційних матеріалів, пригоряння поршневих кілець, прогоряння поршня і його розтріскування, передчасного запалюван­ня робочої суміші в бензинових двигунах, порушення процесу зго­ряння та ін.

Надмірне охолодження двигуна також небажане, бо зменшуєть­ся потужність двигуна, погіршується випаровування палива, що при­зводить до неповного його згоряння, збільшуються втрати потужності на тертя за рахунок підвищення в'язкості оливи, інтенсифікуються корозійні процеси. Підвищення швидкості корозійного зношування при зниженні температури охолоджувальної рідини зумовлене збільшенням кількості кислот, які утворюються з продуктів згоряння палив. Найбільшій корозії піддаються двигуни, які працюють на зни­жених теплових режимах, а також двигуни, що працюють на змінних режимах роботи, тобто у яких превалює "рідинна" корозія.

Зниження температури охолоджувальної рідини до 45 °С і ниж­че зумовлює перевитрати палива на 8-10%, при цьому погіршуєть­ся сумішоутворення, зменшуються економічність і моторесурс дви­гуна, підвищується забруднення навколишнього середовища.

Таким чином, тепловий режим двигуна має дуже великий вплив на його моторесурс та економічність. Охолодження двигуна повин­но бути обмежене температурними межами, за яких створюються найкращі умови для здійснення робочого процесу.

Система охолодження, залежно від швидкохідності, потужності двигуна, особливостей його конструкції відводить 15-35% теплоти, що утворюється при згорянні палива. В бензинових та газових дви­гунах частка теплоти, що відводиться при охолодженні, більша по­рівняно з дизельними двигунами.

Система охолодження може бути повітряною і рідинною. У по­вітряній системі охолодження відведення теплоти від стінок камери згоряння і циліндрів здійснюється зустрічним потоком повітря чи примусовим обдуванням за допомогою вентиляційних обладнань. Ступінь охолодження двигуна залежить від сезонності, швидкості руху, умов експлуатації, майстерності водія, технічного стану двигу­на та інших факторів.

В рідинній системі охолодження, яка більш розповсюджена по­рівняно з повітряною, температурний стан двигуна, його деталей підтримується на необхідному рівні шляхом примусової циркуляції рідини. При рідинній системі охолодження покращується наповнен­ня циліндрів, зменшується шумність при роботі двигуна. Оскільки температура системи охолодження тісно пов'язана з корозійними процесами та іншими видами зношування двигуна, всі засоби швид­кого пуску і розігрівання двигуна після його пуску, підтримання не­обхідного рівня температури зменшують зношування. Так, темпера­тура стінок циліндрів нижче за 66 °С сприяє значному корозійному зношуванню стінок циліндрів і кілець внаслідок інтенсивної конден­сації вологи із відпрацьованих газів, утворення кислот (вугільної, сірчаної, сірчистої, "азотної, азотистої) та деяких інших корозійних сполук.

Надійна робота системи охолодження залежить від правильно­го вибору і якості охолоджувальної рідини. Охолоджувальні рідини повинні відповідати таким вимогам: мати низьку температуру за­мерзання (застигання), високу температуру кипіння, високу теп­лоємність та теплопровідність; не утворювати накипу та інших відкладень в системі охолодження; не впливати на гумові та пласт­масові вироби і не спричинювати корозії металів; мати високу тем­пературу спалаху та самозапалювання для безпеки експлуатації та високі антипінні властивості; не бути токсичними і при експлуатації не утворювати сполук високої токсичності; забезпечувати малі вит­рати палив і олив; бути дешевими і мати достатню сировинну базу. Однак жодна з охолоджувальних рідин, що використовується, не відповідає всім вимогам.

Як охолоджувальні рідини можуть використовуватись вода, во­дяні розчини одно-, двох- та трьохатомних спиртів, гас, дизельне паливо та ін.

Паливо може використовуватись як охолоджувальний агент при великих теплонавантаженнях агрегатів, наявності оливних радіа­торів системи приводів тощо. При цьому паливо повинно мати: тем­пературу початку кипіння вищу за можливу температуру нагрівання його на виході з теплообмінника; високу термічну і хімічну ста­більність, не утворювати відкладень; високу теплоємність і тепло­провідність. Теплоємність вуглеводневих палив приблизно вдвічі менше теплоємності води, з підвищенням температури вона збільшується. Теплоємність палив залежить від хімічного складу: високу мають н. парафінові вуглеводні, найменшу-ароматичні, тоб­то при збільшенні співвідношення С : Н (ваг.) вона зменшується. Теплопровідність вуглеводневих палив залежить від хімічного скла­ду. З підвищенням температури теплопровідність зменшується.

Вода як охолоджувальна рідина має переваги перед рештою рідин за такими показниками якості, як висока теплоємність, що до­рівнює 4,19 Дж/(кг • °С), і теплопровідність, мале значення в'язкості (1 мм²/с), екологічна та пожежна безпека. Вода доступна і має дос­татню сировинну базу. Але вона має великі недоліки, основними з яких є низька температура кипіння, висока температура застигання і здатність утворювати накип та відкладення в системі. Вода кипить при температурі 100 °С, якщо тиск становить 0,1 МПа. Підтримува­ти робочу температуру води в межах 80...90 °С в системі охолод­ження двигуна в різні пори року та різних регіонах важко через зміну умов експлуатації техніки, а також залежно від її технічного стану та інших факторів.

Вода замерзає при температурі 0 °С і нижче, збільшуючись при цьому в об'ємі на 10%, що може бути причиною розриву головок блоків циліндрів, блоків і радіаторів, оскільки при розширенні лід тисне на стінки системи з силою приблизно 24,6 МПа.

Вода має корозійні властивості за рахунок розчинених у ній газів і деяких солей. Високу корозійність має кисень, вуглекислий газ і сірководень. Розчинені солі, що містяться у воді, утворюють в сис­темі накип та відкладення. Накип в системі охолодження пов'яза­ний з випадінням із розчину солей кальцію та магнію, наявність яких характеризується жорсткістю води. Накип - це щільні міцні відкла­дення, які утворюються на гарячих стінках сорочки системи охолод­ження. Відкладення (або шлам) - мулисті утворення мінерального або органічного походження, поступово коагулюються і осідають в застійних зонах системи охолодження. Накип і шлам зменшують переріз каналів і, маючи низьку теплопровідність, різко зменшують відведення теплоти від деталей, що охолоджуються. Це призводить до перегрівання двигуна, погіршення змащування деталей, підви­ щення їх зношування, перевитрат палива та оливи, підвищення ток­сичності відпрацьованих газів.

Систему охолодження, в якій застосовується вода як охолоджу­вальна рідина, слід періодично очищати від накипу. Очищення сис­теми можна проводити під час роботи техніки. Для цього в систему охолодження заливають суміш трилону технічного з водою з розра­хунку 20 г трилону на 1 дм³ води. Очищення системи охолодження проводять протягом 4-5 днів з урахуванням, що двигун працює щодня 6-7 годин. Кожного дня готують новий розчин, відпрацьова­ний зливають і заливають свіжий.

Для сучасної техніки широкого розповсюдження набули всесе-зонні низькозастигаючі рідини - антифризи, якими можуть бути су­міші води із спиртами одноатомними (наприклад, етанолу чи мета­нолу), двохатомними (етиленгліколю, пропиленгліколю), трьохатом­ним спиртом (гліцерином) в суміші з одноатомними спиртами.

При виборі спиртів для приготування антифризу слід звертати увагу на температуру кипіння, спалаху спирту та застигання водя­них розчинів цих спиртів, визначаючи економічну доцільність їх ви­користання. Деякі показники якості спиртів та їх водяних розчинів

Спирт	Температура, °С
	кипіння	спалаху
Метиловий	64,7	9,5
Етиловий	78,5	12
ізопропиловий	82,5	—
Етилекгліколь	197.4	122
Пропиленгліколь	! 188,2	97,2
Гліцерин	290,0	_

Водяні розчини етанолу, метанолу та ізопропанолу придатні для використання тільки в районах з дуже холодним кліматом, тому що спирти мають низькі температури кипіння і спалаху. До того ж ізопро­пиловий спирт дорогий порівняно з вартістю метанолу та етанолу. При використанні різних водяних розчинів спиртів необхідно вра­ховувати їх підвищену корозійність, дефіцитність, наприклад, глі­церину.

Найбільшого розповсюдження набули етиленгліколеві антифри­зи, а також суміші етилен- та пропіпенгліколю. Гліколі, зокрема ети­ленгліколь і пропиленгліколь, які є основними компонентами анти­фризів для сучасних двигунів, мають теплоємність меншу в по­рівнянні з теплоємністю води. Етиленгліколь - масляниста рідина, солодка на смак, з густиною 1114 кг/м³ при температурі 20 °С, тем­пературою кипіння 197,4 °С, сильна харчова отрута. Етиленгліколь корозійний, ще більшу корозію спричинюють продукти його окислен­ня, що утворюються при використанні антифризу в системі охоло­дження двигуна. Температура замерзання етиленгліколю становить мінус 11,5 °С, а суміші його з водою мають температуру замерзання до мінус 70 °С, залежно від вмісту етиленгліколю

Щоб запобігти корозії етиленгліколевими антифризами (як і інши­ми спиртовими антифризами), до їх складу вводять антикорозійні присадки, для подолання піноутворення - антипінні присадки, вво­дять деякі інші присадки. Етиленгліколеві антифризи мають вели­кий коефіцієнт розширення (8-10% об.) при нагріванні до робочих температур.

При замерзанні етиленгліколеві антифризи утворюють кашопо­дібну масу, об'єм якої збільшується дуже незначно (близько 0,25%), тому не існує небезпеки "розморожування" двигуна. Етиленгліко­леві антифризи мають дуже велику проникливість, спричинюють незначне розм'якшення гуми.

Концентровані антифризи (гліколь + пакет присадок) викорис­товувати не можна, їх треба попередньо розбавити дистильованою водою. При розбавленні концентрованого антифризу дистильова­ною водою у співвідношенні 1:1 температура застигання цього роз­чину становить близько мінус 32-35 °С. Для одержання антифризу з температурою застигання близькою до мінус 20 °С змішують 1 об'єм концентрату з 2 об'ємами дистильованої води.

Система охолодження двигуна розрахована на використання певної охолоджувальної рідини (антифризу чи води). Довільна заміна антифризу на воду в системі охолодження супроводжується нега­тивними явищами, такими як підвищене зношування двигуна внас­лідок невідповідності теплового режиму, збільшення токсичності відпрацьованих газів, відмова водяного насоса (для втулки помпи водяного насоса антифриз є ще й мастильним матеріалом, власти­востей яких не має вода), інтенсифікація корозійних процесів.

При експлуатації етиленгліколь (чи інші спирти) окислюється, спрацьовуються присадки, тому антифриз необхідно міняти. Перед­часна поява каламуті, втрата прозорості антифризу свідчить про необхідність негайної його заміни, якщо навіть антифриз не про­йшов певних кілометрів чи терміну використання. При зменшенні рівня антифризу (якщо антифриз із системи охолодження не виті­кає) до нього слід додавати дистильовану воду, оскільки вона випа­ровується в першу чергу.

Змішувати антифризи, виготовлені різними фірмами, не реко­мендується, бо вони можуть утворити суміш, непридатну до подаль­шого використання внаслідок несумісності присадок. Різні фірми використовують майже однакові за призначенням присадки до анти­фризу, але вони мають різний хімічний склад. При змішуванні анти­фризів різних фірм присадки можуть взаємодіяти між собою.