Эксплуатационные материалы: Методические указания к выполнению лабораторных работ

Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра автомобильного транспорта

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Методические указания к выполнению лабораторных работ

Факультет экономики, менеджмента и автомобильного транспорта Направления и специальности подготовки дипломированного специалиста: 653300 – эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования 150200 - автомобили и автомобильное хозяйство 653400 – организация перевозок и управление на транспорте 240100.01 – организация перевозок и управление на транспорте (Автомобильный транспорт) Специализации: 150201-техническая эксплуатация автомобилей 240101.01-организация перевозок Направление подготовки бакалавра 551400 – наземные транспортные системы

Санкт-Петербург 2004

Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 629.113-721.004 (07) Эксплуатационные материалы: Методические указания к выполнению лабораторных работ. – СПб. СЗТУ, 2004.- 12 с. Методические указания к выполнению лабораторных работ разработаны в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлениям подготовки дипломированных специалистов 653300 (специальность 150200 – «Автомобили и автомобильное хозяйство», специализация 150201 – «Техническая эксплуатация автомобилей»), 653400 (специальность 240100.01 – «Организация перевозок и управление на транспорте», специализация 240101.01 – «Организация перевозок») и направлению подготовки бакалавра 551400 – «Наземные транспортные системы». Методический сборник содержит общие указания, библиографический список и описание лабораторных работ.

Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры автомобильного транспорта СЗТУ 10 февраля 2004 г., протокол № 13, утверждено методической комиссией факультета экономики, менеджмента и автомобильного транспорта 16 февраля 2004 г., протокол № 6.

Рецензенты: кафедра автомобильного транспорта СЗТУ (заведующий кафедрой А.Б. Егоров, канд. техн. наук, доц.) Е.Н. Климов, док. тех. наук, проф., заведующий кафедрой ПГ и ИГ СПбГУВК.

Составитель В.И. Костенко, канд. техн. наук, доц.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2004 2

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Выбор браковочных параметров для оценки качества работавшего масла и определения срока его службы — одна из основных задач при решении вопроса повышения экономичности и увеличения моторесурса двигателей. В зависимости от типа двигателя, режима его работы, качества применяемого масла и других факторов комплекс браковочных параметров может различаться. В качестве основных показателей, характеризующих свойства масла, следует назвать: вязкость, щелочность, содержание нерастворимых продуктов загрязнения и воды и др. (табл. 1). Таблица 1 Браковочные показатели масла Показатели

Значения показателей Бензиновые

Дизельные

25 20

35 20

1,0 0,5-2* 0,5 20 0,8

3,0 1,0-3,0* 0,3 20 0,8

Изменение вязкости, % : прирост снижение Содержание примесей, нерастворимых в бензине, % Щелочное число, мг КОН/г масла Содержание воды, % Снижение температуры вспышки, 0С Содержание топлива, % * Большие значения для масел высших групп.

Замена масла в двигателе необходима, если достигнуты предельные значения одного или нескольких браковочных показателей. Данные о типе используемого масла получить у преподавателя. Лабораторные работы проводятся на базе портативной лаборатории анализа масла ПЛАМ-1. Лаборатория предназначена для определения содержания воды в масле, щелочного числа масла, вязкости и качественного анализа масла по капельной пробе. Лабораторные работы выполняются на стандартных листах писчей бумаги формата А4. Рекомендуется оформлять лабораторные работы на компьютере: шрифт – Times New Roman Cyr, размер основного шрифта – кг. 14, размеры поля со всех сторон – 20 мм. Абзац начинается отступом, равным 5 пробелам (15-17 мм), межстрочный интервал – 1,2-1,5. Пример оформления титульного листа приведен в приложении. Графики следует выполнять или с помощью графических пакетов на ПК, или на миллиметровой бумаге.

При проведении лабораторных работ используются горючесмазочные материалы и химические реагенты, что требует обязательного соблюдения техники безопасности. Прибор запрещается: применять вблизи открытого огня, курить вблизи прибора, использовать реагента больше, чем указано по инструкции, допускать нагревание реагентов и приборов до температуры более 5000С, высыпать содержимое ампул в воду. После окончания работы вымыть руки с мылом. 2. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Кирченко Н.Б. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учеб. пособие – М.: Академия, 2003. – 208с. 3. ЗАДАНИЯ НА ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ Лабораторная работа № 1 Определение содержания воды в масле Цель работы: ознакомление с сущностью определения содержания воды в нефтепродукте. Основные теоретические положения Присутствие воды в работающих маслах объясняется рядом причин: попаданием из камеры сгорания вместе с прорывающимися газами (при сгорании 1 кг топлива образуется около 1,2—1,4 кг воды), возможным проникновением в картер из системы водяного охлаждения двигателя, конденсацией влаги, например, в случаях резкого снижения температуры, что наблюдается, в частности, при охлаждении двигателя после работы. Вредное воздействие воды (повышение коррозионности, ухудшение смазывающих свойств масла) должно сводиться к минимуму такими эксплуатационными мерами, как содержание в исправном состоянии системы вентиляции картера, возможно коротким по времени пуском и прогревом двигателя, поддержанием оптимального теплового режима двигателя. Содержание воды в масле допускается в пределах, приведенных в табл. 1. Вода в масле вызывает образование пены и эмульсии, которые, заполняя масляные каналы, ухудшают условия смазки трущихся деталей и способствуют образованию осадков, вызывают коррозию деталей, разрушают и вымывают присадки. Особенно недопустимо присутствие воды в масле в зимнее время, так как вода, отстаиваясь внизу, при замерзании может вызвать поломку масляного насоса и привода прерывателя-распределителя. Схема лабораторной установки приведена на рис. 1.

4

1. 2. 3. 4. 5.

Приборы и оборудование: Индикатор содержания воды в масле (ИВМ). Перфорированный стаканчик. Реагент А (гидрид кальция). Проба масла. Растворитель (дизельное топливо).

V1=V3=5мл, V2=15мл. Рис.1. Схема лабораторной установки: 1 – манометр; 2 – крышка; 3 - резиновая прокладка; 4- корпус; 5 - перфорированный стаканчик Порядок выполнения работы: В корпус 4 налить 5 мл масла и 15 мл растворителя. В стаканчик 5 насыпать 0,95 г. реагента А. Вставить стаканчик 5 в корпус 4, закрыть крышку 2 и покачивать из стороны в сторону на угол не более 80° в течение 2 минут. Показания с манометра снимать через 15 минут. При взаимодействии раствора масла с реагентом А происходит химическая реакция с выделением водорода (Н2), который и создает давление. По рис. 2 определить процентное содержание воды в масле.

Рис.2. График зависимости давления в приборе от содержания воды в масле 5

Сделать вывод по работе. В выводе указать пригодность масла по данному показателю. Содержание отчета. 1. Наименование и цель работы. 2. Приборы и оборудование, используемые при проведении работы. 3. Схема лабораторной установки. 4. Порядок выполнения работы. 5. График зависимости давления водорода от содержания воды в масле. 6. Вывод. Лабораторная работа №2 Определение щелочного числа масла Цель работы: ознакомление с сущностью определения щелочного числа моторного масла. Основные теоретические положения Необходимость введения щелочности в число браковочных параметров вызвана появлением в эксплуатации смазочных масел с присадками. Применение противокоррозионных присадок позволяет резко снизить коррозию подшипников, а также деталей цилиндропоршневой группы, особенно при работе двигателей на топливе с повышенным содержанием серы. Для нейтрализации продуктов неполного сгорания топлива и предотвращения их коррозионного воздействия на детали двигателя современные моторные масла обладают определенным щелочным запасом (как правило, 2—10 мг КОН/г). В зависимости от условий эксплуатации, применяемого топлива и качества моторного масла его щелочной запас в процессе работы расходуется с различной интенсивностью. Скорость расходования и исходное значение щелочности определяют величину коррозионного износа деталей, особенно в верхней части цилиндров дизельных двигателей. При работе дизельных двигателей на сернистом топливе маслу необходим большой запас щелочных свойств (не менее 5,5 мг КОН/г). В маслах, полностью отработавших свой срок в двигателе, показатель щелочности снижается до 0,5—1. Приборы и оборудование: 1. 2. 3. 4. 5.

Индикатор щелочного числа масла (ИЩЧ). Стаканчик с окошечками. Реагент Б (раствор щавелевой кислоты в гидролизном спирте). Проба масла. Растворитель (дизельное топливо)

6

V1=V3=5мл, V2=15мл, V4=10мл Рис.2. Схема лабораторной установки: 1- манометр; 2 – крышка; 3 - резиновая прокладка; 4 – корпус; 5 - стаканчик с окошками Порядок выполнения работы В корпус 4 налить 5 мл масла, 15 мл растворителя, 5 мл масла. В стаканчик с окошечками налить 10 мл реагента Б, вставить стаканчик в корпус 4, закрыть крышку 2 и покачивать прибор из стороны в сторону на угол не более 80° в течение 1 минуты. Показания снимать через 2 минуты. При контакте раствора масла с реагентом Б происходит химическая реакция с выделением углекислого газа (СО2). По графику перевести значение давления углекислого газа в щелочное число масла. По рис. 4 определить процентное содержание воды.

Давление, кг/см2 Рис.4. График зависимости давления в приборе от щелочного числа масла 7

Сделать вывод по работе. В выводе указать пригодность масла по данному показателю. Содержание отчета 1. Наименование и цель работы. 2. Приборы и оборудование, используемые при проведении работы. 3. Схема лабораторной установки. 4. Порядок выполнения работы. 5. График зависимости давления углекислого газа от щелочного числа масла. 6. Вывод. Лабораторная работа №3 Определение вязкости работавшего масла Цель работы: определить вязкость работавшего масла по сравнению со свежим маслом той же марки, что и работавшее. Основные теоретические положения В процессе эксплуатации вязкость масел, не содержащих вязкостных присадок, возрастает вследствие накопления в них продуктов окисления, а также частичного испарения наиболее легкокипящих углеводородов, обладающих наименьшей вязкостью. Изменение вязкости масел определяется условиями протекания двух взаимопротивоположных процессов: накоплением продуктов окисления, вызывающих увеличение вязкости масла, деструкцией вязкостных присадок, ведущей к уменьшению его вязкости, и разбавлением масла топливом. В результате этого исходная вязкость может оставаться неизменной, увеличиваться или уменьшаться, но индекс вязкости масла всегда уменьшается. При использовании масел со щелочными присадками для форсированных двигателей присадка может реагировать с продуктами окисления масла — образуются высоковязкие вещества. В этом случае вязкость масла может возрасти до 150%. Абсолютное значение кинематической вязкости работавшего масла определяется пересчетом по проценту отклонения от вязкости свежего масла. Схема лабораторной установки приведена на рис. 5. Приборы и оборудование: 1. Вискозиметр ВЦ. 2. Проба свежего масла. 3. Проба работавшего масла. 4. Емкость для слива масла.

8

Рис. 5. Схема лабораторной установки: 1 – корпус; 2 - емкость для работавшего масла; 3 - емкость для свежего масла; 4 – проточки; 5 – канавки; 6 - емкость для слива лишнего масла; 7 – шкала; 8 - нулевая отметка; 9 - центральная стенка; 10 – пробка; 11 – отверстия; 12 – отверстия; 13 - кольцевая проточка Порядок выполнения работы В емкость 2 налить свежее масло, в емкость 3 работавшее масло. Открыть пробку 10 и следить за истечением свежего масла, при достижении его уровня нулевой отметки пробку закрыть и определить разницу уровня работавшего масла по сравнению с уровнем свежего. По формуле 1 перевести процент изменения вязкости в вязкость работавшего масла. Vр. масла = (1+ (∆V/100))

(1)

Сделать вывод по работе. Содержание отчета 1. Наименование и цель работы. 2. Приборы и оборудование, используемые при проведении работы. 3. Схема лабораторной установки. 4. Порядок выполнения работы. 5. Расчет вязкости работавшего масла. 6. Вывод.

9

Лабораторная работа № 4 Качественный анализ масла Цель работы: определить загрязненность пробы масла. Основные теоретические положения: Капельная проба представляет маслянные пятна на хроматографической бумаге для визуальной оценки загрязненности масла и его окисления. Образцы эталонов капельной пробы по вертикалльным колонкам представляют оценку загрязненности для малощелочного масла (№1, №3, №5, №7 – первоначальное щелочное число до 12 мг КОН/г) и среднещелочного масла (№2, №4, №6 и №8 – первоначальное щелочное число 20-30 мг КОН/г), а также оценку окисления (№ 9, №10, №11и №12). По горизонтальным рядам приведены образцы эталонов для разных содержаний нерастворимого осадка в бензине (χнрб, %): менее 1%, от 1 до 2%, от 2 до 3% и более 3%. Капельная проба №11 и №12 свидетельствует о недопустимом окислении масла. Эталон капельной пробы имеется на рабочем месте. Приборы и оборудование 1. Эталон капельной пробы. 2. Хроматографическая бумага (обеззоленная фильтровальная бумага марки «Красная лента»). 3. Проба масла. 4. Щуп (деревянный стержень). Порядок выполнения работы Опустить щуп в пробу масла, вытащить его, дать стечь 5-6 кап. и 6-ю или 7-ю каплю нанести на обеззоленную фильтровальную бумагу марки «Красная лента». Дать высохнуть в течение 1 часа. Проба пригодна для анализа в течение 5-6 часов. По эталону капельной пробы определить загрязненность масла. Сделать вывод по работе. Содержание отчета 1. Наименование и цель работы. 2. Приборы и оборудование, используемые при проведении работы. 3. Схема лабораторной установки. 4. Порядок выполнения работы. 5. Расчет вязкости работавшего масла. 6. Вывод.

10

Приложение Образец оформления титульного листа Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет экономики, менеджмента и автомобильного транспорта Кафедра автомобильного транспорта

Отчет по лабораторным работам по дисциплине «Эксплуатационные материалы»

__________________________________ (студент:

фамилия,

имя,

__________________________________ отчество)

__________________________________ (специальность, курс)

__________________________________ (шифр, форма обучения)

__________________________________ (адрес проживания)

__________________________________ __________________________________ __________________________________

г._________________ 200__ г. 11

Содержание 1. Общие положения……..…………………………………………………………3 2. Библиографический список…….………………………………………………..4 3. Задания на лабораторные работы………………………………….…………….4

Приложение…………………………………………………………………..11

Редактор А.В. Алехина Сводный темплан 2004г. Лицензия № 020308 от 14.02.97 Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07.953.П.005641.11.03 от 21.11.2003 г.

Подписано в печать . . 2004. Б. кн . – журн. П. л. 1,0. Б. л. 0,5. Тираж 200.

Формат 60х84 1/16. РТП РИО СЗТУ Заказ

Северо-Западный государственный заочный технический университет РИО СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации вузов Санкт-Петербурга 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5

12