Эксплуатационные материалы и экономия топливно-энергетических ресурсов

 

 

Академия сферы социальных отношений

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

 

 

Тема: Эксплуатационные материалы и экономия топливно-энергетических ресурсов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                Выполнил:

                                                                                      студент 5 курса, гр. 06-09А

                                                                                 Аксютик Евгений Юрьевич

                                                                                    

 

                                                                             Проверил:

                                                                             Демидова Ирина Олеговна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2014

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………….3с

1.1.Технология получения бензина…………………………………………4-7с

1.2.Стабильность дизельного топлива и показатели его раскрывающие..7-8с

1.3. Система классификации и маркировки тормозных жидкостей…….8-11с

1.4. Характеристика эксплуатационных материалов…………………..11-12с

Заключение……………………………………………………………………13с

Список литературы…………………………………………………………..14с

 

 

Введение

 

Эксплуатация легкового автомобиля невозможна без применения материалов, которые расходуются при его работе, в результате чего требуется их периодическое пополнение или замена через определенный промежуток времени. К таким материалам, называемым эксплуатационными, относятся:

- автомобильное  топливо – бензин;

- автомобильные  масла для двигателя (моторные) и  для агрегатов трансмиссии (трансмиссионные);

- пластичные  смазки для узлов ходовой части  и механизмов управления;

- специальные  жидкости для системы охлаждения  двигателя и для тормозной  системы автомобиля.

Так как автомобильный транспорт потребляет значительную часть жидкого топлива, проблема экономии горюче-смазочных материалов для этой отрасли является наиболее острой. В связи с повышением роли и значения ГСМ в экономике страны, как фактора увеличения надёжности, долговечности и экономичности работы техники, возникла потребность иметь научную основу их применения.

 

1.1. Технология получения бензина

 

Бензин – самый важный продукт переработки нефти. Его получают путем переработки нефти, газового конденсата, природного газа, угля, торфа и горючих сланцев, а также синтезом из окиси углерода и водорода. Основным сырьем для производства автомобильных бензинов является нефть.

Современное производство бензина включает в себя ряд специальных технологических процессов, проводящихся, в большинстве случаев, на нефтеперерабатывающих заводах.

Основными технологическими процессами производства бензинов является каталитический крекинг и каталитический риформинг. Несмотря на ограничения по содержанию ароматических углеводородов, процесс каталитического риформинга по-прежнему остается определяющим процессом производства бензинов, так как он является основным источником высокооктановых компонентов, а также водорода для установок гидроочистки.

При каталитическом крекинге расщепление тяжелых молекул углеводородов нефти происходит при температуре 430 – 530 ºС, давлении, близком к атмосферному (0,07 – 0,3 МПа), и в присутствии катализатора. В качестве сырья используют газойлевую и соляровую фракции, а в качестве катализатора обычно применяются алюмосиликаты (75 – 80 % окиси кремния – SiO2 и 10 – 20 % окиси алюминия – Al2O3). Бензины каталитического крекинга имеют более высокую детонационную стойкость и химическую стабильность. С помощью каталитического крекинга получают бензин с октановым числом до 85 единиц по моторному методу, который используется при производстве бензина А-76 и керосиногазойлевые фракции, используемые в качестве реактивного и дизельного топлива. Выход бензиновых фракций составляет 40 – 45 %.

Для переработки средних и тяжелых нефтяных дистиллятов с большим содержанием сернистых и смолистых соединений, не пригодных для переработки чисто каталитическим способом, большое распространение получил каталитический крекинг в присутствии водорода – гидрокрекинг. Он осуществляется при температурах 350 – 450 ºС, давлении водорода 15 – 17 МПа и расходе его 170 – 350 м³ на 1м³ сырья. Применение водорода обеспечивает эффективное гидрирование на катализаторе высокомолекулярных и сернистых соединений с их последующим распадом. Благодаря этому выход светлых продуктов повышается до 70 %, значительно снижается содержание серы и непредельных углеводородов.

Гидрокрекинг позволяет получить из керосино-соляровых фракций, вакуумных дистиллятов и остаточных продуктов бензины. Октановое число бензиновых фракций составляет 85 – 88 единиц по исследовательскому методу.

Для улучшения одного из важнейших эксплуатационных свойств бензина – стойкости к детонациям – используются процессы риформинга. Различают два вида риформинга: термический и каталитический. Наиболее широкое применение в промышленности нашёл каталитический риформинг, позволяющий из прямогонного бензина получить риформинг-бензин.

Этот бензин содержит значительное количество (65 – 75) ценных ароматических углеводородов, что позволяет использовать их для повышения детонационной стойкости товарных бензинов.

При каталитическом риформинге сырьём является бензиновый дистиллят атмосферно-вакуумной перегонки нефти. Процесс происходит при температуре 480 – 540 ºС, давление 2 – 4 МПа, в среде водородсодержащего газа и в присутствии катализатора (молибденового или платинового). В результате получают до 80 % бензина, обладающего высокой детонационной стойкостью (октановое число – около 95 единиц по исследовательскому методу) и хорошими эксплуатационными качествами.

Бензин, после перегонки, должен быть очищен от органических (нафтеновых) кислот, смолистых и асфальтовых веществ, сернистых соединений, а также должен быть подвергнут стабилизации для повышения его химической и физической стойкости во время транспортирования, хранения и потребления, тем самым будет улучшено эксплуатационное свойство данного нефтепродукта.

Гидроочистка является одним из самых массовых каталитических методов очистки нефтяных топлив, как прямогонных, так и вторичного происхождения. Использование этого процесса позволяет увеличить выход бензина на 10 %, уменьшить примерно в два раза расход катализатора, снизить в сырье каталитического крекинга содержание ванадия и никеля на 50…70 %, значительно сократить загрязнение окружающей среды оксидами серы: снизить выбросы SO2 и SO3 примерно в 10 раз, утилизировать ценные компоненты нефти (серу, металлы). Процесс гидроочистки применяют также для облагораживания компонентов смазочных масел и парафинов с целью снижения содержания серы.

На современных нефтеперерабатывающих заводах прямая перегонка нефти, каталитический крекинг прямоточного вакуумного дистиллята и гидроочистка служат ведущими технологическими процессами, в результате которых получаются дизельные топлива требуемого качества. При производстве прямогонных дизельных топлив на заводах, где перерабатываются малосернистые нефти, для удаления кислородсодержащих соединений кислого характера применяется щелочная очистка, а для расширения ресурсов зимних дизельных топлив используется депарафинизация (удаление н-парафиновых углеводородов с высокими температурами застывания).

В итоге, полученное таким образом топливо называется товарным, т. е. это то топливо, которое поступает в автохозяйства и на автозаправочные станции (АЗС).

 

1.2. Стабильность дизельного топлива и показатели его раскрывающие

бензин топливо тормозной смазочный

Стабильность – это способность сохранять заложенные свойства в допустимых пределах, как при эксплуатации, так и при хранении топлива.

Под воздействием внешних факторов в дизельном топливе протекают физические и химические процессы, т.е. происходит испарение, загрязнение механическими примесями и водой, при охлаждении выпадают высокоплавкие компоненты, а также окисление, разложение и конденсация. Кроме этого в топливо попадают пыль из атмосферы, продукты коррозии, нерастворимые вещества, образующиеся в результате окисления.

Различают физическую и химическую стабильность.

Химическая стабильность дизельного топлива – способность противостоять окислительным процессам, протекающим при хранении. Эта проблема возникла с углублением переработки нефти и вовлечением в состав товарного дизельного топлива среднедистиллятных фракций вторичной переработки нефти, таких как лёгкого газойля каталитического крекинга, висбрекинга, коксования. Последние обогащены ненасыщенными углеводородами, включая диолефины и дициклоолефины, а также содержат значительное количество сернистых, азотистых и смолистых соединений. Наличие гетероатомных соединений, особенно в сочетании с ненасыщенными углеводородами способствует их окислительной полимеризации и поликонденсации, тем самым влияя на образование смол и осадков. Самыми сильными промоторами смоло- и осадкообразования являются азотистые и сернистые соединения.

Химическая стабильность оценивается по количеству образования в топливе осадка (мг/100 мл) по ASTM D 2274. Лёгкий газойль каталитического крекинга по химической стабильности существенно уступает прямогонным и гидроочищенным дистиллятным фракциям.

Физическая стабильность обусловлена химическим составом топлива и оценивается по изменению его фракционного состава с течением времени, по потерям при разгонке. Чем больше эти потери, тем меньше физическая стабильность топлива. Дизельные топлива изготавливают из фракций прямой перегонки нефти, добавляя до 20 % продуктов термического и каталитического крекинга, а серу и сернистые соединения удаляют гидроочисткой. Фракционный состав дизельных топлив включает: Л (летнее), З (зимнее), А (арктическое). По ГОСТ 305–82 фракционный состав дизельных топлив оценивается температурой выкипания 50% и 96 % топлива. В первом случае (50 %), температура характеризует пусковые качества дизельных топлив, а также однородность их состава, что влияет на устойчивую работу двигателя. Во втором случае (96 %), температура указывает на наличие в топливе трудноиспаряющихся тяжёлых фракций, ухудшающих смесеобразование, испарение и экономичность работы дизельного двигателя.

1.3. Система классификации и маркировки тормозных жидкостей

 

Тормозные жидкости по способу изготовления делятся на:

- тормозные  жидкости на касторовой основе;

- тормозные  жидкости на гликолевой основе.

Тормозные жидкости на касторовой основе имеют хорошие смазывающие свойства и не вызывают набухания или разъедания резиновых деталей. Они имеют следующие разновидности:

Жидкость БСК (ТУ 6-10-1533–75), прозрачная, однородная, красного цвета, без осадков и механических примесей. Она представляет собой смесь 50 % касторового масла и 50 % бутилового спирта. Плотность жидкости при 20 ºС составляет 890…900 кг/м³, кинематическая вязкость при температуре 50 ºС находится в пределах 9…13 сСт. Благодаря наличию касторового масла жидкость обладает хорошими смазывающими свойствами, не вызывает большого набухания или размягчения резиновых уплотнительных деталей тормозной системы. Однако вязкостно-температурные свойства этой жидкости неудовлетворительные. Недостаток спиртокасторовой смеси – высокая температура кристаллизации касторового масла. Кристаллизация начинается при –5 ºС и интенсивно протекает при –20 ºС. В результате этого образуются сгустки, которые могут закупорить трубопроводы гидравлического привода и вызвать отказ тормозов автомобиля. Жидкость БСК не рекомендуется применять при температуре окружающего воздуха ниже –20 и выше +30 ºС. Её следует предохранять от воды, которая может привести к расслоению жидкости.

Жидкость применяют в гидроприводе тормозов старых моделей грузовых и легковых автомобилей, кроме автомобилей ВАЗ.

Спиртокасторовая жидкость АСК, смесь изоамилового спирта (60 %) и касторового масла (40 %), ЭСК (40 % этилового спирта и 60 % касторового масла) имеют ряд недостатков, поэтому широкого применения не нашли. Касторовое масло при низких температурах образует кристаллы, вследствие чего эти жидкости не рекомендуется использовать при температуре воздуха ниже –20 ºС. Спиртокасторовые жидкости не смешиваются с водой (расслаиваются), становятся физически нестабильными и не пригодными к применению.

Тормозные жидкости на гликолевой основе включают в себя следующие разновидности жидкостей:

Тормозная жидкость ГТЖ-22М (ТУ 6-01-787–75) состоит из смеси гликолей (диэтиленгликоль и этилцеллозольв), воды и антикоррозионных присадок. Окрашена в зеленый цвет. По показателям близка к «Неве», но обладает худшими антикоррозионными и вязкостно-температурными свойствами (при 50 ºС вязкость колеблется в пределах от 7,9 до 8,3 мм2/с. Подвижность теряет при –50 ºС). Рекомендуется для применения во всех климатических зонах, кроме районов Крайнего Севера всесезонно;

Тормозная жидкость «Нева» (ТУ 6-01-1163–78), имеет цвет от светло-жёлтого до жёлтого, прозрачная. Основными компонентами являются гликолевый эфир (этилкарбитол) и полиэфир (полиоксилпропиленгликоль); содержит антикоррозионные присадки. Жидкость работоспособна при температуре до –40 ºС. Предназначена для гидропривода тормозов и сцеплений старых грузовых и легковых автомобилей (выпуска до 1985 года), которые эксплуатируются в умеренной климатической зоне. При увлажнении она обладает низкой температурой кипения и коррозионно-агрессивна к металлам. Тормозная жидкость «Нева» огнеопасна, попадание её на кожу человека приводит к дерматитам. Срок службы жидкости не превышает одного года;

Тормозная жидкость «Томь» (ТУ 6-01-1276–82) разработана взамен жидкости «Нева» и имеет лучшие эксплуатационные свойства и более высокую температуру кипения (200 ºС). Совместима с «Невой» при смешивании в любых соотношениях. Основные компоненты – концентрированный гликолевый эфир (этилкарбитол), полиэфир, бораты (для повышения эксплуатационных свойств) с добавлением загустителей; содержит антикоррозионные присадки. «Томь» работоспособна при температуре окружающей среды –40 до +45 ºС. Её используют в гидроприводе тормозов и сцеплений всех моделей грузовых и легковых автомобилей, за исключением переднеприводных автомобилей ВАЗ. Срок службы жидкости составляет два года.

Зарубежным аналогом «Нева» и «Томь» являются тормозные жидкости, соответствующие международной классификации ДОТ-3.

Тормозная жидкость «Роса» (ТУ 6-05-221-569–87), основным компонентом которой является борсодержащий полиэфир, содержит антикоррозионные и антиокислительные присадки. Жидкости имеют высокие значения температуры кипения (260 ºС) и температуры кипения «увлажненной» жидкости (165 ºС). Работоспособны в диапазоне температур окружающего воздуха от –40 до +45 ºС. Применяются в тормозных системах современных грузовых и легковых автомобилей, в том числе переднеприводных автомобилей ВАЗ. Совместимы с тормозными жидкостями «Томь» и «Нева» в любых соотношениях. Срок службы составляет три года.

Жидкости на гликолевой основе огнеопасны и токсичны. Эти жидкости взаимозаменяемы и могут смешиваться.

Зарубежными аналогами их являются жидкости ДОТ-3, ДОТ-4 и др.

 

1.4. Характеристика эксплуатационных материалов

 

Характеристика ПА

Сжиженный газ, должен отвечать ГОСТ 27578-87.

ПА – пропан автомобильный. Применяется при температуре окружающего воздуха –20… –35 ºС. Допускается применение этого газа при температуре не выше +10 ºС.

Характеристика ТМ-5-18

ТМ – трансмиссионные масла. Классификация в соответствии с ГОСТ 17479.2-85;

5 – принадлежность к группе масел по эксплуатационным свойствам;

ТМ-5 – для гипоидных передач с высоким смещением оси, работающих в условиях высоких скоростей при малых крутящихся моментов и ударных нагрузках на зубья шестерён. Для самых тяжелых условий эксплуатация с ударной и знакопеременной нагрузкой. Имеют большое количество серофосфорсодержащей противозадирной присадки;

18 – класс  вязкости. При t=100 ºС кинематическая вязкость равна 14,00-24,99 мм²/с. Температура, при которой динамическая вязкость не превышает 150 мПа·с равна –18 ºС.

Характеристика Hessol Superior SAE 15 W-40, API SJ/CG-4

Всесезонное, универсальное моторное масло.

Hessol Superior – название производителя;

SAE – классификация «Американское общество автомобильных инженеров». Эта классификация подразделяет масла по вязкости. Действует в Европе, США, Японии и в других странах.

15W-40 – где 15W является зимним классом, а 40 – летним. Каждая цифра означает вязкость в секундах Сейболта, которая для зимних классов измерена при температуре –17,8 ºС, летних – при +98,8 ºС. Таким образом, чем больше число, тем больше вязкость масла. Приведённый номер является сдвоенным, что указывает на то, что мало всесезонное.

API – классификация «Американский институт нефти». Подразделяет масла по уровню эксплуатационных свойств.

Запись SJ/CG-4 говорит от том, что можно использовать как для дизельных двигателей(CG-4), так и для бензиновых (SJ). Но так как запись SJ идёт впереди, то масло является «более бензиновое».

SJ – для двигателей, выпускаемых с 1996 года. Содержат меньше фосфора, введены дополнительные требования в отношении расхода масла в двигателе, энергосберегающих свойств и способности выдерживать нагрев не образуя отложения. Заменяет все низкие категории масел (SA-SH);

CG-4 – для четырёхтактных дизелей вне дорожных машин и грузовых автомобилей, выполняющих по токсичным выбросам нормы, установленные в США с 1994 года. Обладают лучшим моющим, противоизносными, антикоррозионными свойствами, меньшей вспениваемостью при высокой температуре и хорошо сочетаются с малосернистыми дизельными топливами.

 

Заключение

 

Следует подчеркнуть, что конкретным конструктивным особенностям и условиям эксплуатации техники должны соответствовать определенные по составу и свойствам топлива и смазочные материалы. Неправильный их выбор может привести к сокращению срока службы и надежности работы машин и оборудования. Таким образом, нефтепродукты, являясь эксплуатационными материалами, по влиянию на эффективность работы техники равнозначны конструкционным материалам. Поэтому знание их состава, свойств, областей применения, эксплуатационных характеристик, токсикологических и экологических особенностей необходимо как специалистам, эксплуатирующим технику, так и тем, кто занимается производством, транспортированием и хранением нефтепродуктов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Васильева, Л. С. Автомобильные эксплуатационные материалы / Л. С. Васильева. – М. : Наука-Пресс, 2004.

2. Бойкачев, М. А. Требования по оформлению отчетных документов самостоятельной работы студентов / М. А. Бойкачев и [др.]. – Гомель : БелГУТ, 2008.

3. Бойкачев, М. А. Эксплуатационные материалы. Часть 1 и 2 / М. А. Бойкачев. – Гомель : БелГУТ, 2004.

4. Кузнецов А.В. Топливо и смазочные материалы / А. В. Кузнецов. – М. : КолосС, 2007 – 199с.

5. Трофименко, И. Л. Автомобильные эксплуатационные материалы / И. Л. Трофименко. – Минск : Новое знание, 2008.

Размещено на Allbest.ru