Групповой химический состав нефти и продуктов ее переработки

 

Пусковые  жидкости

 

Для пуска автомобильных  двигателей при низких температурах используются пусковые жидкости, выпускаемые в герметичных алюминиевых ампулах объемом 20-50 см³ (мл). Пуск осуществляется при помощи пусковых приспособлений, устанавливаемых на впускном коллекторе. Широко используются пусковые приспособления типа 5ПП-4 и 6ПП-40. Во время пуска ампула прокалывается в приспособлении, и жидкость попадает через впускной коллектор в двигатель. Расход жидкости составляет на один пуск 2-2,5 см³ на один литр объема цилиндров двигателя. Применение пусковых жидкостей особенно актуально для пуска двигателей большегрузных автосамосвалов в условиях зимней эксплуатации на севере.

При попадании жидкости «Холод-Д40» в цилиндры дизельного двигателя сначала воспламеняется диэтиловый эфир, затем изопропилнитрат, газовый бензин замедляет горение и делает его мягким.

Последним воспламеняется дизельное  топливо. Масло для газовых турбин улучшает противоизносные свойства. «Холод-Д40» обеспечивает надежный пуск дизелей, имеющих в системе смазки всесезонные моторные масла с маловязкой основой, при температурах окружающей средыдо-30...32°С.

 

                                                                                                 Таблица 38.

Состав легковоспламеняющихся  жидкостей для пуска автомобильных  двигателей

 

При попадании жидкости «Арктика» в цилиндр бензинового  двигателя также сначала воспламеняется диэтиловый эфир. Газовый бензин и изопропилнитрат подготавливают рабочую смесь бензина и воздуха к горению и обеспечивают плавный переход на основное топливо. Малое содержание масла для газовых турбин объясняется опасностью замасливания электродов. Жидкость «Арктика» обеспечивает пуск двигателей на всесезонных маловязких моторных маслах при температурах окружающей среды до -30...32°С за 8... 15 с.

Не следует применять  при пусках двигателей впрыск эфира  во впускной коллектор. Это вызывает резкое воспламенение в цилиндрах  двигателя и жесткое горение, что может привести к аварии двигателей.

Среди зарубежных легковоспламеняющихся  пусковых жидкостей можно отметить следующие:

• жидкость «Шеврон» (США) для пуска дизелей при температурах 
  до -45°С. Состоит жидкость из смеси различных углеводородов и 
  поставляется в алюминиевых капсулах объемом по 17 см³;
• жидкость «Спрей» (США) для пуска дизелей при температурах до 
  -35...40°С. Состоит из диэтилового эфира (98%),  коллоидного 
  графита   и   противокоррозионных   присадок.    Поставляется   в 
  баллонах по 330 см³;
• жидкость   «Старт-пилот»   (Франция)   для   пуска   бензиновых   и 
  дизельных двигателей при температуре до - 48°С. Поставляется в 
  алюминиевых капсулах объемом по 17 см³;

- жидкость «Калтекс» (Великобритания) для пуска бензиновых и 
дизельных двигателей при температурах окружающей среды до - 
30...35°С.  Поставляется в алюминиевых капсулах  объемом по 
17см³.

 

амортизаторные  жидкости

 

На современных автомобилях  устанавливаются преимущественно  гидравлические амортизаторы телескопического типа. Условия работы амортизаторных жидкостей тяжелые и характеризуются следующими основными параметрами:

• летом нагрев до 120... 140°С;
• зимой температура может понижаться до -50°С;
• давление в амортизаторах может достигать 10 МПа.

Основные марки и  свойства отечественных амортизаторных жидкостей приведены в табл. 39.

 

                                                                                               

 

 

 

 

Таблица 39.

Основные марки  отечественных амортизаторных жидкостей  и их свойства:

 

Срок смены жидкостей  составляет 25…30 тыс. км пробега. Жидкости изготавливаются на нефтяной основе с добавлением различных присадок. Наилучшей среди указанных в табл. 39 амортизаторных жидкостей следует считать АЖ-12Т. Эта жидкость наиболее часто используется при эксплуатации автомобилей.

 

 

 

Неметаллические конструкционные материалы

 

Применяемыми в автомобилестроении неметаллическими конструкционными материалами являются полимеры, преимущественно, синтетические. Это пластмассы и резинотехнические изделия.

 

Пластмассы

 

При использовании металлических деталей требуется, как правило, три вида обработки (литье, термообработка и механическая обработка) с большим числом технологических операций (до 30...50), в то время как для пластмассовых деталей достаточен только один вид обработки - формирование детали методом пластического деформирования.

Экономическая целесообразность применения пластмасс связана со снижением затрат на исходные материалы ввиду широкомасштабных и недефицитных ресурсов для их производства (нефти, природного и промышленного газа, целлюлозы и др.). Применение пластмасс способствует снижению материалоемкости, так как, в среднем, плотность пластмасс примерно в два раза ниже плотности такого, например, металла, как алюминий.

Масштабы применения пластмасс при изготовлении и ремонте автомобилей непрерывно увеличиваются. Дальнейший рост потребления пластмасс в автомобилестроении связан с применением полимерных обивочных теплоизоляционных материалов, топливных баков и с серийным производством пластмассовых кузовов.

В любую пластмассу входит полимер, представляющий собой  сложную молекулу, состоящую из простых  молекул-мономеров, от количества и  расположения которых зависят свойства данной пластмассы. В зависимости от степени упорядоченности расположения макромолекул полимеры могут быть кристаллическими и аморфными. Кристаллические полимеры состоят из кристаллитов, ламелей и сферолитов, аморфные- из глобулярных структур (глобул, клубков, доменов). Помимо мономеров в пластмассы входят наполнители различного назначения- антистарители (слюда); катализаторы, ускоряющие процесс полимеризации (известь, магнезия и пр.), красящие пигменты и др. компоненты.

Отрицательные свойства пласмасс- низкие, по сравнению с металлами, показатели прочности и низкий диапазон рабочих температур. Большинство пластмасс удовлетворительно работают при температурах не превышающих +160°С. К отрицательным свойствам относится также склонность пластмасс к старению. Старение полимерных материалов- это необратимые изменения технических характеристик. Причинами старения являются: свет, теплота, влага и др. немеханические факторы. Для замедления процессов старения в полимерные материалы добавляют различные стабилизаторы, например, фенолы.

Пластмассы квалифицируются:

- по назначению (конструкционные,  электротехнические, звукотеплоизоляционные и др.);

- по прочности (низко-, средне- и высокопрочные).

К низкопрочным относится, например, полиэтилен, к среднепрочным - капрон (капролактам). К высокопрочным пластмассам относятся пластмассы с различного рода наполнителями (текстолит, асбо- и стекловолокниты и др.). Достаточно распространенной классификацией, применительно к конструкционным пластмассам, является их классификация по характеру связующего вещества, от которого зависит поведение материала при нагревании и последующем остывании. В зависимости от указанного фактора пластмассы подразделяются на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты).

Термопластичные пластмассы (обратимые полимеры) при повторном нагревании размягчаются и поддаются формированию, а при охлаждении снова застывают, сохраняя прежние свойства, поэтому их можно неоднократно перерабатывать.

Термореактивные пластмассы относятся к необратимым полимерам, которые при нагревании, вследствие протекания необратимых химических реакций, превращаются в твердые неплавкие вещества.

Классификация полимерных материалов, наиболее часто применяемых при производстве и ремонте автомобилей, представлена на рис.15.

Рассмотрим кратко представленные на схеме пластмассы и укажем область их применения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. Пластмассы, применяемые при производстве и  ремонте автомобилей.

 

Полиамиды - группа пластмасс с известными названиями: капрон, нейлон и др. В составе макромолекул полимера присутствует алкидная группа (-NH-CO-), а также метиленовые группы (-СН₂-), повторяющиеся от 2 до 10 раз. Общая формула полиамидов имеет вид:

[-NH-CO-(CH₂)_n-NH-CO-(CH₂)-]_n...

Полиамиды при обычных  температурах представляют собой твердые  и эластичные материалы, а при  температуре 160...240°С переходят в жидкое состояние, они обладают высокими прочностными и антифрикционными свойствами, химостойкими к нефтепродуктам; в нагретом состоянии легко заполняют форму и затвердевают без пор и трещин. Из полиамидов, например, из капрона (поликапролактама) изготавливают большое число автомобильных деталей: втулки педалей и рессор, корпуса сальников, шестерни привода спидометра и др.

Этролы - этилцеллюлозные полимеры, обладают высокой прочностью в твердом состоянии и хорошо формирующиеся в нагретом состоянии. Растворяются в ацетоне и спирте, не подвержены действию нефтепродуктов. Изготавливают рулевые колеса, рукоятки управления, щитки приборов и др. детали.

Фторопласты [-CF₂-CF₂-]_n - аморфно-кристаллические полимеры. Аморфная фаза придает этим полимерам эластичность. Фторопласты обладают высокой химической стойкостью. Так, фторопласт-4 может длительно эксплуатироваться при температуре 250°С, стоек к действию растворителей, кислот и щелочей, является самым химически стойким из всех известных материалов: пластмасс, металлов, стекол и т.п. Из фторопластов (4, 4Д, 4М и др.) изготавливают уплотнительные прокладки, мембраны бензиновых насосов, различного рода втулки, вентили, а также антифрикционные детали.

 

Кристаллы разделены прослойками аморфного полимера.

 

 

 

                                     

Рис. Схема укладки макромолекул в радиальном сферолите.

 

Для изготовления отдельных деталей автомобиля применяются акрилопласты - для изготовления плафонов и стекол габаритных фонарей; винипласты - для изготовления банок аккумуляторных батарей.

Среди пластмасс на основе термореактивных смол наибольшее распространение получили фенопласты, основой которых являются фенолоформальдегидные смолы.

Фенопласты обладают высокими механическими и диэлектрическими свойствами, стойки к нефтепродуктам. К фенопластам относятся слоистые пластики - асботекстолит, текстолит и стеклотекстолит.

Асботекстолит получают горячим прессованием асбестовой ткани, пропитанной фенолоформальдегидной смолой. Асботекстолит обладает высокой теплостойкостью и хорошими фрикционными качествами. Он используется для изготовления тормозных накладок и накладок дисков сцепления.

Текстолит имеет в качестве наполнителя хлопчатобумажную ткань. Среди слоистых пластиков текстолит обладает наибольшей способностью поглощать вибрационные нагрузки, имеет высокие диэлектрические и прочностные свойства. Поэтому из текстолита, помимо деталей приборов электрооборудования, изготавливают шестерни и упорные шайбы распределительного вала.

В стеклотекстолитах в качестве наполнителя применяют стеклоткани. Демпфирующая способность стеклопластиков выше, чем у текстолитов. Длительно стеклопластики могут работать при температуре 200...400°С, а кратковременно, в течение нескольких десятков секунд, выдерживают температуру в несколько десятков тысяч градусов, что и определяет их применение в качестве теплоизоляционных материалов.

Помимо тканей, в качестве наполнителей используются и волокна этих тканей. Такие материалы относят к пластмассам с волокнистыми наполнителями, которые считаются более дешевыми по сравнению с тканевыми наполнителями. Наибольшее применение из пластмасс с волокнистыми наполнителями находят стекловолокниты, которые применяются в качестве тепло- и звукоизоляционных обивочных материалов, а также могут быть использованы для изготовления крупногабаритных изделий сравнительно простых форм, например, кузовов автомобилей.

Пластмассы с порошковыми наполнителем- композиции на основе эпоксидных смол, применяются при восстановлении повреждений крупногабаритных корпусов деталей автомобиля. Эпоксидная композиция- это эпоксидная смола, в которую добавляют пластификатор (дибутилфталат) для облегчения нанесения композиции на восстанавливаемую деталь. В качестве наполнителей используют мелкодисперсные материалы (порошки). Применение того или иного наполнителя зависит от материала восстанавливаемой детали. Так, при восстановлении блоков цилиндров, изготовленных из серых чугунов или литейных алюминиевых сплавов, применяют порошки соответствующих материалов. Непосредственно перед восстановлением детали добавляют отвердитель (полиэтиленполиамин). Необратимое отвердение эпоксидной композиции происходит в течение 48 часов.

Эпоксидные композиции используемые, например, для заделки  трещин водяной рубашки блоков цилиндров. Отремонтированные таким способом детали надежно работают при температуре не выше 100... 120°С.

К пластмассам с газовым  наполнителем относят пенопласты (поропласты). Эти материалы, состоящие на 95% из воздуха или газа-азота, который выделяется в процессе полимеризации, применяются для изготовления подушек и сидений автомобиля.