Іі. Методичні вказівки.

1.При підготовці до заняття викладач з’ясовує, який матеріал студенти вивчали на попередніх заняттях, готовить методичний матеріал до заняття та навчально-матеріальну базу, звертає увагу на необхідність поглиблених знань з технології виробництва моторних олив, їх класифікації та порядку застосування на військовій техніці і озброєнні.

2. Перевірка готовності студентів до заняття здійснюється шляхом виконання ними завдання, яке дано на самостійну роботу (конспектування статей керівних документів, доповнення конспектів лекції із рекомендованих джерел).

Потім викладач проводить контрольне опитування студентів по наступним питанням:

1. В чому заключається підготовка нафти до переробки?

2. Які існують способи переробки нафти?

3. Назвіть способи деструктивної переробки нафти.

Опитування проводиться усно.

Після відповіді кожного студента викладач вказує на допущені помилки і повноту відповіді, оголошує оцінку. По закінченні опитування – робить висновок про загальну підготовку взводу до заняття.

3.Перед початком лекційного заняття, у вступній частині, оголосити тему та начальні питання, час на їх вивчення, яку літературу необхідно використовувати при вивчені цієї теми, підкреслити актуальність і важливість вивчення теми для практичної роботи у військах (привести приклад з досвіду: свого, роботи служби ПММ академії, випускників ФПОЗ і відгуки на них).

Зазначити, що значне місце, як в мирний, так і у воєнний час, разом з

організацією забезпечення військової частини ПММ займають і знання технології виробництва моторних олив, їх класифікації та порядку застосування на військовій техніці і озброєнні, що є запорукою якісного та своєчасного забезпечення ними військових частин.

4. Під час викладення першого навчального питання, після висвітлення кадру слайду, оголошення його найменування, при поясненні технології виробництва олив, звернути увагу студентів на хімічний склад олив, виробництво яких здійснюється на нафтопереробних заводах за допомогою відповідних технологічних процесів.

Пояснення супроводжувати демонстрацією презентації лекції.

Для конспектування задиктувати студентам основні положення навчального матеріалу.

З метою закріплення навчального матеріалу задаю контрольні питання.

Підведення підсумків вивчення першого питання.

5.Викладення другого навчального питання, після оголошення його найменування, слід розпочинати з класифікації олив.

Роз’яснити студентам, що моторні оливи класифіціруються: - по способу їх отримання; -за місцем їх виробництва; -в залежності від двигунів.

Пояснення супроводжувати демонстрацією презентації лекції.

Для конспектування задиктувати студентам основні положення навчального матеріалу.

З метою закріплення навчального матеріалу задаю контрольні питання.

Підведення підсумків вивчення другого питання.

6. Вивчення третього питання, розпочати з того, які оливи застосовуються для карбюраторних та дизельних двигунів. Роз’яснити студентам порядок застосування моторних олив на військовій техніці і озброєнні.

Пояснення супроводжувати демонстрацією презентації лекції.

Для конспектування задиктувати студентам основні положення навчального матеріалу.

З метою закріплення навчального матеріалу задаю контрольні питання.

7.При проведенні заключної частини заняття, викладач робить висновки по заняттю, відзначає активних студентів. За результатами активності в процесі заняття кожен студент може бути оцінений.

Дає вказівки на самостійну роботу.

Відповіді на запитання.

ЗМІСТ

ВСТУП

Для підготовки студентів - молодих спеціалістів служби пального їм необхідні знання з питань: технології виробництва пально-мастильних матеріалів, складу, марок і порядку застосування пально-мастильних матеріалів і спеціальних технічних рідин, положень по застосуванню, контролю якості і витрат пального.

Нафта добувається на промислах і подається для переробки на нафтопереробні заводи (НПЗ). Вона повинна відповідати вимогам діючих стандартів та технічних умов.

Актуальність цієї теми полягає в тому, що в теперішній час стрімко зростає виробництво так споживання енергоресурсів і особливо нафтопродуктів. Кількість сучасних автомобілів та інших транспортних засобів у світі і в Україні збільшується, споживання бензинів, дизельного пального, олив, мастил та спеціальних технічних рідин зростає.

На озброєння ЗС України поступають нові зразки озброєння та військової техніки, які потребують високоякісних ПММ та сучасних технічних засобів заправки. І Ви як майбутні начальники служб ПММ військових частин повинні чітко знати склад, порядок забезпечення, застосування ПММ та технічних засобів служби, контролювати якість пального, правильно вести облік та його списання.

В зв’язку з тим, що ЗС України, і служба пального безпосередньо, в мирний час має обмежений склад і розгортається під час початку або напередодні війни, виникає необхідність подальшого удосконалення її організаційно-штатної структури. В зв’язку з цим потребується постійно підвищувати можливості служби пального за рахунок оснащення її новою технікою, удосконалення організаційної структури та більш ефективного використання ЕОМ.

Метою лекції є вивчення студентами технології виробництва олив, характеристики моторних олив та їх класифікації, порядку застосування їх на військовій техніці і озброєнні, виховувати у студентів почуття відповідальності за якість пально-мастильних матеріалів, які отримуються від ОЦЗ, нафтопереробних заводів (НПЗ).

ОСНОВНА ЧАСТИНА

1-ше навчальне питання. ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА ОЛИВ.

Від якості вироблених пально-мастильних матеріалів, особливо оливи, залежить надійність роботи двигунів різних видів транспорту та підвищення терміну їх експлуатації.

З метою більш детальної уяви про умови роботи змащувальних матеріалів у вузлах тертя машин розглянемо коротко таке фізичне поняття як сила тертя.

При відносному переміщені двох поверхностей які дотикаються або які тиснуть одна на одну виникає сила, яка торкається до цих поверхностей та направлена в сторону, протилежну руху. Ця сила називається силою тертя.

У всіх механізмах які рухаються обов’язково виникає сила тертя. Ця сила перешкоджає руху і тому завжди шкідлива, за виключенням випадків, коли тертя передає силу (фрикційні передачі, тормозні колодки).

Розрізняють тертя трьох напрямків:

1.Тертя першого напрямку або тертя ковзанням, яке виникає в результаті ковзання однієї поверхні по іншій, (наприклад, тертя між цапфою та вкладишом підшипника).

2.Тертя другого напрямку або тертя катанням, виникає при катані однієї поверхні по іншій (наприклад, тертя в шарикових та роликових підшипниках, тертя між колесом електровоза та рельсою).

3.Тертя третього напрямку умовно називають змішаним. Це тертя при якому проходить тертя першого та другого напрямків (наприклад, тертя яке виникає між колесом електровозу та рельсою при гальмуванні).

Кожний із цих напрямків тертя може бути різних видів:

1.Сухе тертя або тертя твердих тіл, при якому проходить безпосередній контакт двох твердих поверхонь.

2.Жидкісне тертя, при якому між двома поверхнями знаходиться шар змащувальної речовини та безпосередній контакт цих поверхонь виключається. Сила тертя в даному випадку визначається величиною сили внутрішнього тертя частинок змащувальної речовини.

3.Граничне тертя, при якому поверхні розділені пльонкою змащувальної речовини та тертя проходить між цими пльонками.

На практиці дуже рідко зустрічаються вузли, в яких проходить тертя якого - небудь одного виду. В більшості випадків зустрічаються одночасно два або всі три види тертя.

Тертя завжди визиває знос деталей.

Одним з найбільш ефективних способів зниження тертя і зносу в машинах та механізмах є застосування оливних та мастильних речовин.

Оливними та мастильними речовинами називають рідини та пластичні речовини, які здатні утримуватись між двома поверхностями які труться та знижають силу тертя і знос цих поверхностей, яка перешкоджає їх безпосередньому контакту.

Виробництво олив здійснюється на нафто-переробних заводах за допомогою відповідних технологічних процесів.

При класифікації олив по способу отримання, їх прийнято ділити на дистилатні, залишкові та синтетичні.

Дистилатними оливами називають оливи, які отримуються вакуумною перегонкою мазутів з послідуючою їх очисткою.

Сировиною для виробництва дистилатних олив є мазут. Мазутом називають залишок, який отримується при перегонці нафти та розділені її на фракції (бензинова, газойлева, мазутна, гудрон).

Мазут, нагрітий до температури 420-430 С в печі, поступає в вакуум-колону. Для недопущення крекінгу сировини для зниження температури кипіння оливних дистилятів в колоні при допомозі спеціальних апаратів створюється розрядження. Оливні дистиляти в пароподібному вигляді піднімаються вверх по колоні та по мірі охолодження конденсіруються.

Конденсат збирається на тарілках та відводиться в приймальні резервуари.

На нижніх тарілках збирається найбільш висококипяча фракція, на верхніх-фракція, яка википає при найбільш низьких температурах, а на проміжних тарілках-середні фракції. Тяжкий залишок, який не випаровується (гудрон) відводиться через нижній клапан у резервуари.

Отримані на такій установці оливні дистиляти мають деякі шкідливі речовини, які погіршують якість олив. Такі речовини видаляють очисткою.

Залишковими оливами називають такі, які отримуються очисткою напівгудронів масляних нафт. Напівгудронами називают залишок, який отримується після перегонки від нафти паливних фракцій та частини легких оливних фракцій.

Найбільш простими способами очищення оливних дистилатів є:

- кислотно-лугове очищення;

- кислотно-контактне очищення;

- селективне очищення;

- депарафінізація олив.

Кислотно-лугове очищення. В кислотну мішалку завантажується оливний дистилат та сірчана кислота (Н2 SO2), які щільно перемішуються. Після перемішування оливі дають час відстоятись. Сірчана кислота вступає в реакцію з тими з’єднаннями, які необхідно видалити (знищити) або розчиняє їх.

Сірчана кислота з видаленими з оливи шкідливими речовинами (кислий гудрон) опускається на дно мішалки, після чого його випускають через нижній клапан. Масло яке залишилось в мішалці утримує деяку кількість сірчаної кислоти, а також розчинених кислих продуктів. Для їх видалення оливу пропускають в лугову мішалку, в якій змішують з водним розчином лугу.

В результаті взаємодії лугу з кислотами, появляються солі , які розчиняються у воді, після чого вона відстоюється та випадає в нижній луговий прошарок (слой) і видаляється із мішалки (лугові відходи). Після цього, оливи, для видалення залишків в ній солей, промивають водою у промивочній ємкості.

Після промивання та видалення води, оливу сушать в сушильному барабані, продуваючи через нього нагріте повітря.

Кислотно-контактне очищення проводиться за допомогою сірчаної кислоти та відблюючої землі (гумбрин, зікеївська земля). Відбілююча земля

має здатність видаляти із оливи шкідливі речовини під дією їх розпаду (адсорбції). При цьому способі очистки оливу спочатку очищають сірчаною кислотою, а потім змішують з мілко роздробленою відблюючою землею та нагрівають в печі (контактування). Кислі та асфальтово-смолисті речовини розпадаються та осідають на відблюючу землю. Після щільного перемішування

оливу фільтрують та видаляють відбілюючу землю разом з шкідливими речовинами.

Селективне очищення основане на використані речовин (розчиників) , які здібні вибірково (селективно) розчиняти небажані для оливи з’єднання, не розчиняючи вуглеводородів, які входять до складу оливи.

Найбільш широко застосовуються розчинники, такі як фурфурол, нітробензол, фенол. Технологічний процес селективної очистки заключається в тому, що оливний дистилят щільно перемішують з розчинником. Після чого проходить розслоювання та образование рафінатного та екстрактного (прошарків) слоїв.

Рафінатний слой складається із очищеної оливи та невеликої кількості розчинника, а екстрактний слой – із розчинника з вилученими їз оливи небажаними речовинами. З обох слоїв відганяється розчинник, який знову використовується для очистки. Після селективної очистка олива доочищається відбілюючою землею.

Депарафінізація олив здійснюється з метою видалення парафінів та церезинів, які мають високі температури застигання. Цей процес необхідний для пониження температури застигання олив та покращення їх низькотемпературних властивостей.

Процес депарафінізації основується на застосуванні спеціальних розчинників, які добре розчиняють масло, але не розчиняють тверді частинки парафіну та церозіну. В якості розчинників частіше всього використовують рідкий пропан, суміш ацетону з бензолом і толуолом, суміш діхлоретану з бензолом.

Оливу перемішують з розчинником та охолоджують до температури трохи меншу за температуру застигання, яка повинна бути у депарафізірованої оливи. Парафіни та церезини при охолоджені переходять у твердий стан та виділяються у вигляді розрізренних частинок.

Якщо оливи охолоджувати без розчинника, то в’язкість його сильно підвищиться, а парафіни та церезіни, які виділяються, образують кристалічну решітку, заклишаючи оливу без руху.

Охолоджений розчин оливи фільтрується або направляється в центрифугу для видалення твердої фази. Потім розчинник, який має більш низьку температуру кипіння видаляється від оливи.

Синтетичні оливи це оливи які отримують в результаті деструктивної переробки нафти а також іншої сировини.

Найбільш розповсюдженими способами отримання синтетичних олив є:

- полімеризація та алкілірування рідких та газоподібних вуглеводів в присутності каталізаторів (хлористий алюміній, фтористий бор, сірчакна кислота);

- хлорування парафіну з послідуючим його алкіліруванням ароматичними вуглеводородами в присутності каталізатора;

- полімеризація та конденсація продуктів, які отримуються синтезом водяного газу. Процеси проходять також в присутності каталізаторів. Цими способами виробляють оливи високої якості.

Таким чином, від якості вироблених пально-мастильних матеріалів, особливо оливи, залежить надійність роботи двигунів різних видів транспорту та підвищення терміну їх експлуатації.

З метою покращення якості оливних матеріалів, в результаті наукових розробок та досліджень є можливість створювати раціональні технологічні процеси виробництва високоякісних пально-мастильних матеріалів та спеціального пального.

2-ге навчальне питання. КЛАСИФІКАЦІЯ МОТОРНИХ ОЛИВ.

З розвитком техніки та розширенням застосування різних видів двигунів внутрішнього згорання, агрегатів і технічних пристроїв значно підвищуються вимоги до якості пально-мастильних матеріалів і показники екології згідно стандартів ЄВРО, а також постійно зростає асортимент пального.

В залежності від призначення і області застосування, ПММ виробляються різних груп, сортів марок і видів, основними з яких є: автомобільні бензини, реактивні палива, моторні і трансмісійні оливи, антифрикційні, захисні та інші мастила, а також охолоджуючі, гальмові, амортизаторні рідини та рідини які застосовують проти намерзання льоду.

Якість пального і мастильних матеріалів характеризують їх придатність для застосування в двигунах і різних технічних пристроях.

Загальні зв’язки між експлуатаційними властивостями і фізико-хімічними процесами які проходять при зберіганні, транспортуванні і застосовуванні ПММ повинні забезпечувати прокачуємість, випаровуємість, запалюємість, горючість, антикоризийність та мати низьку токсичність.

Необхідний рівень експлуатаційних властивостей визначається як загальними вимогами до ПММ так і специфічними, які визначаються особливостями механізму фізико-хімічних процесів що проходять в двигунах, в вузлах тертя і інших механізмах, а також умовами застосування тої чи іншої техніки.

Моторні оливи застосовуються для зниження тертя і зносу деталей, що труться, ущільнення прозорів між контактуючими деталями, відводу теплоти від них та захисту деталей від корозії.

Загальні вимоги до якості ПММ

Пальне повинно мати:

• високі енергетичні показники які визначаються запасом хімічної енергії і термодинамічними властивостями продуктів горіння;

• забезпечувати оптимальну швидкість і високу ефективність процесу горіння та надійність роботи двигуна;

• мати добру прокачуємість в паливній системі;

• мати низьку корозійність по відношенню до деталей двигуна, засобів зберігання і транспортування;

• не міняти експлуатаційні властивості в умовах застосування і зберігання

Загальні вимоги до якості олив та мастильних матеріалів:

• забезпечити надійну роботу двигуна на всіх його режимах;

• забезпечити можливість запуску двигуна при всіх температурах, при яких

він експлуатується;

• мати низькі втрати енергії на тертя;

• зменшувати знос деталей що труться;

• забезпечувати надійний захист деталей двигуна і інші вузли тертя від корозійного впливу зовнішнього середовища;

• забезпечувати виділення з поверхонь що труться частинок зносу деталей і інших забруднень;

• ущільнення деталей двигуна від прориву газів;

• збереження властивостей в визначених умовах експлуатації та при зберіганні протягом встановленого часу;

• пально-мастильні матеріали не повинні бути токсичними по відношенню до людей і навколишнього середовища.

Крім того, оливи повинні мати достатню прокачуємість, добрі в’язкісно-температурні властивості, високі миючі, антиокислювальні, антипінні, захисні та інші експлуатаційні властивості, які сприяють легкому пуску двигуна, надійної його роботи в різних умовах.

Оливи неповинні:

• руйнувати поверхні деталей хімічною взаємодією з матеріалом, з якого деталі виготовлені;

• визивати підвищення відкладень лаку, нагарів та осадків в двигуні;

• визивати пригорання поршневих кілець;

• мати підвищену випаровуваність, яка веде до підвищеної витрати олив;

• різко міняти свої якості в процесі застосування та при фільтрації в двигуні.

Необхідний рівень експлуатаційних властивостей ПММ встановлюється з урахуванням вимог, виробничих можливостей, а також воєнно-економічних факторів. Необхідно враховувати також те, що практично неможливо покращувати в процесі виробництва всі експлуатаційні властивості.

Тому для різних умов застосування ПММ існує своє оптимальне співвідношення між величинами рівня експлуатаційних властивостей. Особливі вимоги до якості конкретних сортів пального і мастильних матеріалів визначаються фізико-хімічними показниками які встановлюються державними стандартами та технічними умовами.

Залежно від призначення та галузі застосування випускаються різні групи, сорти, марки і види пального: автомобільні і авіаційні бензини; реактивні та дизельні палива; моторні, реактивні, трансмісійні, турбінні, індустріальні, компресорні, трансформаторні, приладні, антифрикційні і захисні оливи, охолоджуючі, гальмові та інші спеціальні рідини.

Тепер розглянемо умови роботи олив в двигунах. Під умовами роботи олив розуміються фактори, які визначають вимоги, які пред’являються до якості олив, а саме:

• система змащування;

• питома вага на поверхні, яка підлягає тертю;

• робочі температури у вузлах тертя;

• відносна швидкість взаємного переміщення поверхностей;

• матеріал із якого виготовлені деталі двигуна;

• умови експлуатації двигуна (пора року, робота на землі, у повітрі і т. і.).

Система змащування різних двигунів розподіляється:

• змащування розбризкуванням;

• змащування під тиском;

• комбіноване змащування.

Змащування розбризкуванням – це змащування при якому налита в картер двигуна олива розбризкується колінчатим валом, який обертається та занурюється в нього. Бризки оливи та оливний туман, які появляються, осідають на внутрішніх деталях двигуна які труться або стікають на них з деталей через спеціальні отвори.

Змащування під тиском - це коли деталі, які підлягають тертю, змащуються під тиском за допомогою оливного насосу.

Комбіноване змащування – це змащування розбризкуванням та під тиском.

Щоб краще зрозуміти технологію змащування деталей двигуна, розглянемо фізико-хімічні та експлуатаційні властивості олив.

До основних фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей олив відносяться:

• в’язкість;

• маслянистість;

• стабільність;

• корозійні властивості;

• температурні властивості;

• чистота олив.

Для забезпечення мінімального зносу деталей необхідно у всіх випадках, де це можливо, створити жідкосне (рідинне) тертя. Основною якістю змащувальної оливи, яка визначає можливість створення цього виду тертя є в’язкість.

В’язкість оливи – це властивість її частинок, здійснювати опір переміщенню одної відносно другої під дією зовнішньої сили.

При переміщені частинок рідини під дією зовнішньої сили між цими частинками виникає тертя. Сила цього внутрішнього тертя і буде визначати величину в’язкості.

Величина в’язкості рідини може вимірятись в різних одиницях вимірювання: в абсолютних (динамічна та кінематична в’язкість), в умовних одиницях (умовна в’язкість).

Динамічною в’язкістю називається величина сили внутрішнього тертя рідини, чисельно яка дорівнює силі, яку необхідно прикласти до поверхні рідини площею в 1см2, яка стоїть від іншої такої поверхні на відстані 1см для того щоб поверхні переміщувались з відносною швидкістю 1см/сек..

За одиницю динамічної в’язкості приймається така в’язкість рідини, при якій ця сила рівна одна дінє.

Одиниця динамічної в’язкості називається пуазом.

Кінематичною в’язкістю називається відношення динамічної в’язкості до щільності рідини, яка обчислена при тій же температурі.

Для моторних і трансмісійних олив кінематична в’язкість, яка вказується в марці, визначається в сантистоксах при 100⁰С.

Маслянистістю або липкістю олив називають здатність речовин, які входять до складу олив, створювати на поверхнях що підлягають тертю, шар який забороняє контакту поверхностей та понижає коефіцієнт тертя.

Під стабільністю змащувальних олив розуміють здатність олив протистояти зовнішній дії та зберегти свою якість в умовах застосування та зберігання.

Під корозійними властивостями олив розуміють ступінь їх активності по відношенню до металу, з якого виготовлені деталі двигуна.

Температурні властивості. При знижені температури олив в’язкість його починає швидко рости та становиться дуже великою. В результаті підвищення в’язкості збільшується опір оливопроводів прокачуванню олив і як наслідок цього зменшується кількість оливи, яка повинна подаватись до поверхностей які підлягають тертю.

Крім того, підвищення в’язкості оливи, яке знаходиться між поверностями, які підлягають тертю, визиває збільшення крутячого моменту, необхідного для прокручування колінчатого валу при запуску двигуна.

Таким чином, олива при температурі запуску повинна мати в’язкість, яка забезпечує його прокачуємість по оливопроводу, подачу до деталей які підлягають тертю та прокручування валу двигуна з необхідною для запуску швидкістю.

Приведені вище вимоги можуть забезпечити не всі оливи. Тому, для запуску двигуна при низькій температурі зовнішнього повітря використовують різні способи, основними з яких є:

• підігрів двигуна та оливи перед запуском;

• використання спеціальних зимових олив, які мають понижену в’язкість при низькій температурі;

• розбавлення оливи пальним.

Чистота олив залежить від наявності в ній води та механічних домішок. Наявність води та механічних домішок в оливах недопустимо бо це може привести до корозії деталей двигуна, визиває піну та викидання оливи назовні, а механічні домішки визивають задири на поверхностях деталей двигуна та передчасний вихід двигуна із ладу..

Для зниження температури застигання олив, підвищення їх якості застосовуються спеціальні присадки(депресатори).

Присадками називають речовини, які добавляють до змащувальних олив в кількості до 3-5% з метою підвищення їх якості.

Присадки які є у теперішній час різновидні за своїм призначенням, характером дії та класифікуються наступним чином:

• присадки які покращують в'язкісні властивості олив;

• присадки які підвищують маслянистість олив;

• присадки які понижують температуру застигання олив;

• антиокислювальні присадки;

• противокорозійні присадки;

• миючі присадки;

• протизварювальні присадки;

• антипінні присадки;

• багатофункціональні присадки.

Для того, щоб створити можливість порівняння різних олив, розроблено ряд систем їх класифікації. Таким чином, оливи класифікуються:

• за місцем виробництва-вітчизняна та закордона класифікація.

Вітчизняна класифікація поділяється в залежності:

• від способу виробництва;

• від двигунів де застосовуються оливи.