Контрольно – курсовая работа по « Эксплуатационным материалам»

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение  высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Политехнический институт 

Кафедра «Автомобили и автомобильное  хозяйство» 
 

Контрольно  – курсовая работа

по дисциплине 

«ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ» 

Вариант № 8 
 
 

Выполнил: студент  гр. 630871                                               С.А. Гребенщиков

 

Проверил: к.т.н., доцент каф. АиАХ                                           Н. В. Григорьева

    
 
 
 
 

Тула, 2011

Содержание 

Часть 1. Теоретические вопросы……………………………………………….3

1. Влияние на работу двигателя давления насыщенных паров бензина. Интенсивность смоло- и нагарообразования……………………………3
1. Что такое бензин……………………………………………………...3
2. Какие требования предъявляются к бензинам……………………..3
3. Какое влияние на работу двигателя оказывает давление насыщенных паров……………………………………………………4
4. Интенсивность смоло- и нагарообразование в двигателе…………5
2. Контроль качества и оценка старения моторных масел………………...7
1. Моторное масло………………………………………………….…...7
2. Контроль качества и оценка старения моторных масел……….….7
3. Использование специализированного парка автомобилей на    экономию топлива………………………………………………………..15
1. Пути снижения расхода топлива……………………………………15
2. Нормы расхода топлива на автомобильном транспорте………….16
3. Линейные нормы расхода топлива…………………………………17

Часть 2. Расчет норм расхода топлива на автомобильном транспорте………………………………………………………………………..21

Задание 1. Нормирование линейного расхода топлива для  легковых автомобилей………………………………..…………………………….………21

Задание 2. Нормирование линейного расхода топлива для  грузовых бортовых автомобилей, тягачей, самосвалов и специального подвижного состава…………………………………..………………………………………..23

Список использованной литературы………………………………………..…29 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Часть 1. Теоретические  вопросы 

1. Влияние на работу двигателя  давления насыщенных паров бензина. Интенсивность  смоло- и нагарообразования.

 

1.1 Что такое бензин. 

       Бензины - это сложная смесь легких ароматических, нафтеновых, парафиновых углеводородов  и их производных с числом углеродных атомов от 4...5 до 9. .10, средней молекулярной массы около 100, выкипающая в пределах 35 ...200 С. Бензины - легковоспламеняющиеся  бесцветные или слегка желтые (без  специальных добавок) жидкости. Основную массу бензина получают при переработке  нефти (прямая перегонка, термический  и каталитический крекинг) или нефтяных газов. Очень небольшое количество вырабатывают из смол твердых видов  топлива (сланцы, каменный уголь).

         Бензины -легколетучие жидкости, температура вспышки минус 20...40 С, застывания - ниже минус 60 С.  Кинематическая вязкость примерно  вдвое меньше, чем у воды. Растворимость  воды в бензине составляет около 6 · 10-5 кг/кг, кислорода - (5,3...5,5) · 10-6 м3 /кг. Показатель преломления (коэффициент рефракции) 1,37...1,58, поверхностное натяжение примерно 20 · 10-3 Н/м, относительная электрическая проницаемость 1,75...1,80, удельное сопротивление (3...8) · 1010 Ом · м, удельная проводимость (0,3...10,0) · 10-12 Ом-1·м-1, теплоемкость 2,0...2,8 кДж/(кг·°С), теплопроводимость 0,11 Дж/ (м · с · °С) (при 100 °С), температурный коэффициент объемного расширения 0,0012 °С-1, теплота испарения 234...270 кДж/кг. 

       1.2  Какие требования предъявляются к бензинам.

         Надежная, эффективная, долговечная  и экономичная работа любого к двигателя будет обеспечена только в том случае, если бензин удовлетворяет следующим требованиям:

       

         Рис. 1. Влияние степени сжатия на литровую мощность и расход топлива. 

       - имеет высокие карбюра-ционные свойства, т.е. образует такую горючую смесь, которая обеспечивает легкий пуск двигателя и устойчивую работу при всех возможных режимах;

       - не вызывает детонации двигателя, т.е. имеет достаточную детонационную стойкость;

       - обеспечивает полное сгорание, не вызывает смоло- и нагарообразования на деталях двигателя;

       - обладает высокой стабильностью, т.е. при длительном хранении, перекачках и транспортировке состав и свойства остаются без существенных изменений;

       - при хранении не вызывает коррозии металла резервуаров, баков, трубо- и топливопроводов, а при сгорании - деталей двигателей от действия продуктов сгорания (имеет высокие антикоррозионные свойства);

       - теплота сгорания горючей смеси должна быть максимально возможной.

       Основная  тенденция современного автомобильного двигателестроения - повышение степени  сжатия (степень сжатия - это отношение  полного объема цилиндра двигателя  к объему камеры сгорания), т.к. только в этом случае можно существенно  улучшить технико-экономические и  эксплуатационные показатели автомобиля. При повышении степени сжатия (рис. 1) увеличивается литровая мощность и снижается удельный расход бензина. Одновременно повышается коэффициент  использования теплоты сгоревшего топлива. Однако усовершенствование двигателей при увеличении степени сжатия требует  применения бензина с улучшенной детонационной стойкостью. 

       1.3  Какое влияние на работу двигателя оказывает давление насыщенных паров. 

       При испарении топлива в замкнутом  пространстве одновременно происходит конденсация паров. Чем выше их давление, тем интенсивнее процесс конденсации. Давление, которое оказывают пары испаряющегося бензина на стенки емкости, называют упругостью паров. Упругость (или давление) паров бензина зависит  от его химического и фракционного состава. Как правило, чем больше в топливе содержится легкокипящих углеводородов, тем выше упругость  паров. Она возрастает также при  повышении температуры. Определяют давление паров, выдерживая испытуемый бензин 20 мин в герметичном резервуаре при 38 °С. По прошествии данного времени по манометру фиксируют давление паров бензина.

         Использование бензина с высокой  упругостью паров приводит к  повышенному образованию паровых  пробок в топливоподающей системе,  снижению наполнения цилиндров,  падению мощности. В летних сортах  давление насыщенных паров не должно быть больше 0,066 МПа (500 мм рг. ст.). Зимние сорта бензинов для облегчения пуска двигателя в холодное время года имеют большее давление - 0.066...0.093 МПа (500...700 мм рт. ст.). 

       1.4  Интенсивность смоло- и нагарообразование в двигателе. 

       Интенсивность смоло- и нагарообразования зависит  от качества используемого топлива  и моторного масла. Чем тяжелее  фракционный состав бензина, выше его  плотность, больше содержание непредельных и ароматических углеводородов, тем выше склонность к смолообразованию. Основной показатель качества, характеризующий  склонность бензина к образованию  отложений в двигателях, - содержание в нем смолистых веществ.

         Смолы — это темно-коричневые  жидкие или полужидкие вещества  с плотностью около 1000 кг/м3, молекулярной  массой 350...900, обладают сильной красящей  способностью, легко растворимы  во всех нефтепродуктах и органических  растворителях (кроме ацетона  и спирта). Смолистые и смолообразующие  вещества всегда содержатся в  бензине. Их количество зависит  от технологии получения, способа  очистки, длительности и условий  хранения топлива. 

         Содержащиеся в бензине тяжелые  молекулы углеводородов, входящие  в состав смол, не могут испариться, они накапливаются на горячих  стенках трубопроводов, забивают  жиклеры. Значительное накопление  смолистых веществ приводит к  уменьшению проходных сечений  различных участков топливоподающей  аппаратуры, всасывающего коллектора. Все это снижает мощность и  ухудшает экономичность двигателя. 

         В зоне высокой температуры  (клапаны, днище поршня, камера  сгорания, поршневые канавки) смолистые  отложения постепенно уплотняются,  частично выгорают, образуют хрупкие  и твердые нагары, которые в  основном состоят из углерода. При большом накоплении нагаров  в двигателе повышается износ,  ухудшается процесс сгорания, увеличивается  расход топлива. 

         Стандартом нормируют количество  фактических смол, т.е. соединений, которые находятся в бензине  в момент определения. Сущность  определения (ГОСТ 1567-83) заключается  в испарении горячим воздухом 25 мл топлива при температуре  150 °С. Остаток после испарения  в миллиграммах на 100 мл топлива  показывает количество фактических  смол. Для бензина различных марок  их содержание не должно превышать  7...15 мг/100 мл.

         Если содержание фактических  смол отвечает требованиям стандарта,  то двигатели длительное время  работают без повышенного смоло-  и нагарообразования. Нередко  же при эксплуатации техники  содержание смол в топливе значительно выше. На рисунке 2 показано влияние содержания фактических смол на интенсивность накопления отложений во впускном трубопроводе. Аналогична закономерность для всасывающего клапана. Если содержание фактических смол в 2...3 раза больше нормы, то моторесурс карбюраторного двигателя снижается на 20...25 %. Кроме этого, при эксплуатации возникают различные неполадки: зависают клапаны, закоксовываются кольца.

         Процесс смолообразования зависит  также от технического состояния  и условий эксплуатации двигателей. Все примеси, которые попадают  в двигатель с поступающим  для сгорания воздухом, находятся  в масле и топливе, а кроме  того, продукты износа деталей  могут участвовать в образовании  отложений.

       

         Рис. 2. Влияние содержания смол на интенсивность накопления отложений:

        1 - во впускном трубопроводе;

        2 - во всасывающем клапане. 

       На  интенсивность загрязнения существенно  влияют количество и чистота воздуха, поступающего для сгорания бензина. В смоло- и нагаро образовании  также участвуют выделяющиеся при  неполном сгорании топлива тонкодисперсные  углеродистые продукты (сажа), которые  оседают на горячих деталях двигателя. В составе высокотемпературных  отложений, накапливающихся на клапанах и в камере сгорания, содержатся также оксиды свинца, входящего в  состав антидетонаторов.

         По стандарту в бензине наличие  механических примесей не допускается.  Однако прн транспортировании,  хранении, приемоотпускных операциях  топливо обычно загрязняется  пылью из окружающего воздуха.  Определенное количество примесей  почти всегда содержится даже  в чистом по внешнему виду  топливе. Вместе со смолистыми  и нагарообразующими веществами примеси увеличивают интенсивность накопления высокотемпературных отложений.

         Кроме того, проникающие в двигатель  абразивные частицы повышают  скорость изнашивания. 

         Если в топливе содержатся  абразивные механические примеси,  то резко увеличивается расход  бензина, а срок службы топливо-подающей  аппаратуры в зависимости от  загрязненности сокращается в  2...3 раза. Механические примеси проникают  в зазоры между поршневыми  кольцами и гильзой цилиндра, вызывая их повышенный износ.  Зависимость износа цилиндров  двигателя автомобиля ЗИЛ-130 от  содержания механических примесей  в бензине, на котором он работает, показана на рисунке 3. Увеличение темпа изнашивания ведет к падению мощности, ухудшению экономичности, преждевременному выходу двигателя из строя.