1886

УДК 656.1(075)

ББК 30.82я73

Рецензент д-р техн. наук, проф. В.Л. Юша (ОмГТУ)

Работа одобрена научно-методическим советом академии в качестве лабораторного практикума по дисциплине «Эксплуатационные материалы» для студентов очной и заочной формы обучения по специальностям 140501, 190201, 190601, 190603, 190205, 190702.

Эксплуатационные материалы: лабораторный практикум/ сост.: В.С. Пономаренко, А.Л. Иванов, С.В. Корнеев – Омск: СибАДИ, 2010. – 80 с.

Изложены методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу «Эксплуатационные материалы», методы определения показателей качества основных эксплуатационных свойств топлив и смазочных материалов, а также охлаждающих жидкостей. Особое внимание уделено определению плотности, вязкости, фракционного состава, детонационной стойкости, давлению насыщенных паров, содержанию смол, серы, воды и механических примесей, температуры вспышки, качества моторных масел, консистентных смазок, антифризов. Задачи, решаемые в ходе лабораторных работ, имеют практическое значение.

Предназначен для студентов, обучающихся по специальностям «Двигатели внутреннего сгорания» (140501), «Автомобиле- и тракторостроение» (190201), «Автомобили и автомобильное хозяйство» (190601), «Сервис транспортных, технологических машин и оборудования» (190603), «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» (190205), «Организация и безопасность движения» (190702) и согласован с учебно-методическим комплексом по данным специальностям.

Табл. 28. Ил. 17. Библиогр.: 10 назв.

ГОУ «СибАДИ», 2010

2

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ….................................................................................................4

Техника безопасности и противопожарные мероприятия при выполнении лабораторных работ………………………………………..5

Лабораторная работа №1. Определение основных показателей качества бензинов……………………………………………………….6

Лабораторная работа №2. Определение основных показателей качества дизельных топлив ………………………………………….28

Лабораторная работа №3. Оценка качества масел ……………...…50

Лабораторная работа № 4. Определение основных показателей качества пластичных смазок и охлаждающих жидкостей…….…71

Библиографический список……….…………………..………………..80

3

ВВЕДЕНИЕ

Автомобильный транспорт в настоящее время занимает одну из важнейших позиций транспортных систем большинства государств мира. В России на его долю приходится около 55 % общего объема перевозок грузов и около 50 % – пассажирских перевозок. В нашей стране эксплуатируется более 30 млн единиц мобильных транспортных машин c двигателями внутреннего сгорания, среди которых около 20 млн автомобилей. Для привода в движение автомобилей и другой техники используют в основном двигатели внутреннего сгорания различных типов. При производстве современных двигателей применяют высокопрочные материалы, полимеры, новейшие технологии, компьютерную технику, электронное управление процессом сгорания топлива. Несмотря на достижения науки и техники, современные двигатели внутреннего сгорания имеют повышенный расход топлива и смазочных материалов, а также являются одним из основных источников загрязнения окружающей среды.

Несовершенство двигателей, низкое качество топлив, смазочных материалов, тяжелые условия эксплуатации, недостаточный уровень сервиса повышают требования к инженерам и специалистам, работающим в области конструирования, производства и технического обслуживания машин.

Современный инженер-механик должен знать новейшие технологии получения высококачественных топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей, их физико-химические, эксплуатационные и экологические свойства, требования к ним, передовой опыт, нормативные документы, классификацию, способы экономии, технику безопасности.

Специалист должен приобрести навыки экспресс-анализа, уметь определить вид эксплуатационного материала, его качество, взрывоопасность, подбирать к конкретным условиям эксплуатации, сопоставлять отечественную и зарубежную маркировку, определять расход топлива при работе двигателя.

В практикуме приведены лабораторные работы, охватывающие основные разделы дисциплин «Эксплуатационные материалы», «Эксплуатационные материалы и экономия топливно-энергетических ресурсов». Целью лабораторных работ является формирование знаний и умений у студентов технических специальностей в области теории и практики рационального использования моторных топлив, смазочных материалов.

При составлении практикума был учтен многолетний опыт организации и проведения лабораторных работ на кафедре теплотехники и тепловых двигателей Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии и согласован с учебно-методическим комплексом по дисциплине «Эксплуатационные материалы».

4

Техника безопасности и противопожарные мероприятия при выполнении лабораторных работ

Во время работы в лаборатории по исследованию топлив, смазочных материалов и технических жидкостей студенту приходится иметь дело с огнеопасными и ядовитыми веществами, поэтому необходимо очень строго соблюдать правила безопасности. Пожары, взрывы, отравления возникают там, где при обращении с нефтепродуктами допускаются небрежность, халатность и несоблюдение противопожарных правил и техники безопасности.

Каждый студент, приступивший к выполнению лабораторных работ по испытанию эксплуатационных материалов, должен пройти инструктаж и расписаться в специальном журнале.

При проведении лабораторных работ строго воспрещается:

1. Работать на установках с электрическими приборами без заземле-

ния.

2.Нагревать легковоспламеняющиеся вещества, особенно бензины, на открытых электроплитках.

3.Переливать нефтепродукты при включенных нагревательных приборах или открытом пламени.

4.Оставлять включенными электроприборы без присмотра даже на самые короткие промежутки времени.

5.Курить в помещении лаборатории, пользоваться зажигалками.

6.Держать на лабораторных столах бутылки, колбы с горючими или ядовитыми веществами, не участвующими в испытании.

7.Оставлять открытой посуду с горючими веществами.

8.Продолжать испытания при случайном проливе горючего на лабораторный стол, на пол лаборатории или на одежду.

9.Сливать остатки нефтепродуктов в раковины водопроводной сети. Особую осторожность необходимо соблюдать при работе с этилиро-

ванным бензином, так как он ядовит. При контакте бензина с кожей её протирают керосином и промывают теплой водой с мылом.

Обтирочные материалы, пропитанные нефтепродуктами, могут самовозгораться, поэтому должны храниться в железных ящиках.

Ядовитые эксплуатационные материалы (антифризы, тормозные жидкости, этилированный бензин) нужно хранить в закрытых специальных шкафах, а их исследования проводить в вытяжных шкафах.

При возникновении пожара нефтепродукты нельзя заливать водой. Для ликвидации огня нужно прекратить доступ воздуха к горящему предмету – накрыть плотным материалом (кошмой), засыпать песком, а при обильном пламени применить огнетушитель.

5

Лабораторная работа №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА БЕНЗИНОВ

1.1.Цели работы

1.Ознакомление с методами определения основных показателей качества бензинов.

2.Приобретение навыков по контролю, оценке качества бензинов

иустановлению возможности их применения для автомобильных двигателей.

3.Закрепление знаний основных марок бензинов и ГОСТов на

них.

1.2.Оборудование и приборы

1)нефтеденсиметр (ареометр);

2)стандартный аппарат для разгонки нефтепродуктов;

3)стекла часовые лабораторные диаметром 60 мм;

4)пластинка медная стандартная;

5)плитка электрическая;

6)посуда лабораторная;

7)химические реактивы;

8)октанометр ПЭ – 7300.

1.3.Последовательность выполнения работы

1.Оценить испытуемый образец бензина по внешним признакам (цвет, наличие воды и видимость невооруженным глазом механических примесей).

2.Определить плотность бензина.

3.Определить фракционный состав бензина и по результатам разгонки оценить эксплуатационные свойства бензина.

4.Определить содержание непредельных углеводородов и фактических смол в бензине.

5.Провести испытания на медной пластинке.

6.Определить содержание водорастворимых кислот и щелочей.

7.Определить кислотность бензина.

6

8.Сравнить качество испытуемого образца бензина с требованиями ГОСТа и сделать вывод о возможности его применения для автомобильных двигателей.

9.Определить предельные температуры окружающего воздуха, при которых еще возможен надежный пуск двигателя без подогрева, быстрый прогрев и хорошая приемистость, незначительное разжижение масла в картере.

10.Указать инженерные мероприятия, направленные на улучшение показателей работы двигателя при использовании топлива с допустимыми отклонениями от ГОСТа.

1.3.1. Основные требования, предъявляемые к автомобильному бензину ГОСТ Р 51105-97

Для обеспечения нормальной работы двигателя на различных режимах автомобильные бензины должны обладать физикохимическими и эксплуатационными свойствами в пределах установленных норм. Показатели качества бензинов должны соответствовать требованиям, изложенным в стандартах и технических условиях. К важнейшим эксплуатационно-техническим свойствам бензинов относят: горючесть, испаряемость, антикоррозионность, а также стабильность и прокачиваемость.

Детонационная стойкость характеризует способность бензина нормально сгорать в цилиндрах двигателя без возникновения детонации; оценивается октановым числом, определяемым по моторному и исследовательскому методам.

Испаряемость характеризует способность бензина обеспечивать легкий пуск, полноту испарения и сгорания топлива; оценивается по фракционному составу и давлению насыщенных паров бензина.

Стабильность бензина (химическая) характеризует склонность его к осмолению при длительном хранении, а также к образованию смолистых отложений во впускном тракте двигателя и нагара в камерах сгорания; оценивается содержанием в бензине фактических смол и нестабильных продуктов вторичной переработки нефти (непредельных углеводородов).

Физическая стабильность бензина характеризуется содержанием легких фракций, улетучивающихся при хранении.

Прокачиваемость бензина характеризуется основными показателями качества: наличие механических примесей, воды не допускается,

7

так как может вызвать засорение, а в зимнее время года и замерзание топливной системы.

Требования, предъявляемые к качеству бензина, изложены в ГОСТ Р 51105–97 (табл. 1.1).

По ГОСТ Р51105 97 выпускается четыре вида бензинов – Нормаль 80, Регуляр 92, Премиум 95, Супер 98. Все бензины не этилированные. В табл. 1.1 и 1.2 приведены основные физико-химические свойства и эксплуатационные показатели бензинов.

Таблица 1.1

В зависимости от климатического района применения по ГОСТ 16350 автомобильные бензины подразделяют на пять классов:

1 – для района II9 с 1 апреля по 1 октября;

2 – для районов II4 и II5 с 1 апреля по 1 октября;

3 – для районов I1 и I2 с 1 апреля по 1 октября и для района II9 с 1

октября по 1 апреля;

4 – для районов II4 и II5 с 1 октября по 1 апреля;

5 – для районов I1 и I2 с 1 октября по 1 апреля.

Данная классификация зависит от испаряемости бензина и представлена в табл. 1.2.

8

Таблица 1.2

Испаряемость бензинов

Октановое число бензина характеризует его способность противостоять детонационному (взрывному) сгоранию, определяется на одноцилиндровой установке УИТ-65 моторным (n = 900 мин-1) или исследовательским (n = 600 мин-1) методом. Например, бензин марки Аи-80 (автомобильный бензин с октановым числом 80), которое определено исследовательским методом. Цифра 80 показывает, что если взять эталонную смесь из 80 % изооктана C8H18 (октановое число 100) и 20 % гептана C7H16 (октановое число 0), то она имеет одинаковые антидетонационные характеристики с бензином, которому присвоили марку Аи-80. Октановое число, определённое исследовательским методом, выше на величину от 4 до 10 единиц, чем октановое число, определенное моторным методом. Это связано с тем, что частота вращения вала двигателя в 1,5 раза меньше, чем при моторном методе. Время на процесс сгорания увеличивается, что является благоприятным для образования очагов самовоспламенения (перекисей). При этом нужно меньше гептана, чтобы вызвать детонационное сгорание (октановое число увеличивается).

Октановое число по исследовательскому и моторному методу можно определить при помощи переносного портативного прибора октанометра ПЭ - 7300 (экспресс-метод). Прибор ПЭ-7300 позволяет за короткий промежуток времени определить октановые числа бензина по моторному и исследовательскому методам (рис. 1.1).

9