Навчальний посібник з матеріалознавства

                         Автор-укладач:  викладач спеціальних предметів

                                           ДНЗ «Ржищівський професійний ліцей»

                              Софійчук Олександр Васильович

Збірник схвалено на засіданні методичної ради

(протокол № 2 від  23 грудня 2020 року)

Від автора        Думка про необхідність систематизації навчальних тем з предмету «Матеріалознавство»  (професія «Слюсар з ремонту автомобілів») виникла на основі багаторічних спостережень за рівнем знань учнів з різних предметів закладів загальної середньої освіти.

Щоб допомогти розібратися їм у різноманітті металів, матеріалів, професійних термінів, я вирішив систематизувати і конкретизувати навчальний матеріал,  адаптувати його для вивчення учнями у закладах професійної (професійно-технічної) освіти.

Вся інформація взята з доступних джерел.

Отже, мета моєї роботи – в доступній формі, без великої кількості цифр та формул донести до майбутніх фахівців знання про матеріали, з якими вони будуть працювати.

Систематизований матеріал призначений для учнів, що здобувають професію «Слюсар з ремонту автомобілів» з терміном навчання 1 рік.

Зміст 

Тема 1. Вступ. Класифікація матеріалів. Класифікація матеріалів за електропровідністю (провідники, напівпровідники, діелектрики). Електричні

властивості матеріалів………………………………………………………4

Тема 2. Метали і сплави ……………………………………..5

Тема 3. Кольорові метали і сплави. Припої легкоплавкі та тугоплавкі…………………………………………………………15

Тема 4. Антифрикційні   матеріали. Корозія металів та захист від корозії ………………………………………………30

Тема5. Мастильні матеріали, що використовуються в механізмах автомобілів ……………………………………….34

Тема6. Технічні рідини, які застосовуються при експлуатації сільськогосподарських машин, устаткування та автотранспортних засобів…………………………………..37

Тема № 7. Паливо для двигунів внутрішнього згорання……………………………………………………………42

Використана література……………………………………..45

Тема 1. Вступ. Класифікація матеріалів. Класифікація матеріалів за електропровідністю (провідники, напівпровідники, діелектрики).

Електричні властивості матеріалів.

Перед тим, як класифікувати матеріали за електропровідністю, необхідно дізнатися, що собою являє дана властивість.

Електрична провідність – здатність речовини проводити постійний електричний струм під дією незмінного в часі електричного поля. Електрична провідність речовини обумовлена наявністю в ній рухомих електричних зарядів – носіїв струму. В залежності від виду носіїв струму розрізняють електронну провідність (наприклад, у металах та напівпровідниках),  іонну (у електролітах) та змішану електронно-іонну провідність (наприклад, у плазмі).

Плазма (від грецької plasma, буквально виліплене, оформлене) – іонізований газ, що утворюється при електричних розрядах у газах.

В залежності від питомої електропровідності всі тіла поділяють на 3 групи:

провідники, напівпровідники, діелектрики.

Провідники електричні – тіла (речовини), які мають властивість добре проводити електричний струм. Провідники мають велику кількість носіїв струму – вільних електричних заряджених часток, які в електричному полі набувають впорядкованого руху, створюючи електричний струм провідності.

Найкращу провідність мають срібло, мідь та алюміній. Інші метали також проводять електричний струм, але не так як вищезгадані.

Напівпровідники – речовини, які володіють електронною провідністю, причому по питомій електропровідності займають проміжну позицію між добрими провідниками (металами) та ізоляторами (діелектриками).

Головною особливістю напівпровідників є різкий ріст їх питомої електропровідності із збільшенням температури. Напівпровідники можуть бути кристалічними, а також аморфними та рідкими.

До напівпровідників належать кремній, германій, селен, телур, арсен, фосфор та інші. При виготовленні напівпровідникових приладів використовуються варистори, навпівпровідникові діоди, транзистори, фоторезистори, фотодіоди, фотоелементи.

Напівпровідники широко використовуються у автомобілебудуванні, комбайнобудуванні, тракторобудуванні.

Діелектрики ( англ.dielectric, від грецьк. dia – через, крізь і англ. electrikелектричний) – речовини, які практично не проводять електричний струм. Бувають твердими, рідкими, газоподібними. В автомобілях використовуються як ізоляційні матеріали.

За магнітними властивостями матеріали класифікуються як магнітном’які, магнітно-тверді, ферити.

   Магнітно-м’які  матеріали –  феромагнітні матеріали, які намагнічуються до насичення та перемагнічуються у відносно слабких магнітних полях. Використовуються при виробництві електричних машин, трансформаторів.

 Магнітно-тверді матеріали –  феромагнітні матеріали, які намагнічуються до насичення та перемагнічуються у відносно сильних магнітних полях.

Із магнітно-твердих матеріалів виготовляють постійні магніти, які використовують у вимірювальних приладах.

Класифікація матеріалів за механічними властивостями

Міцність – це здатність матеріалу створювати опір дії зовнішнім силам. Мірою міцності є межа міцності, яка визначається навантаженням в кг, що припадає  на 1 мм ² перерізу зразка в момент його руйнування.

Твердість – здатність матеріалу створюваним опір вдавленню в його поверхню іншого, більш твердого матеріалу.

Пружність – це здатність матеріалів повністю відновлювати свою форму й розміри після усунення причин, що спричинили деформацію.

Пластичність – це здатність матеріалів зберігати набуті при деформуванні форму і розміри після усунення причин, що спричинили деформацію. (Це добре видно при деформуванні шматочка пластиліну або вогкої глини).

Класифікація за фізико-хімічними властивостями

Густина тіла – одна із основних фізичних характеристик тіла (речовини), дорівнює відношенню маси до об’єму.  Наприклад, 1 см3 води важить  1г, алюмінію – 2,7г  і  т. і.

Густина речовини зростає з підвищенням тиску і, як правило, знижується з підвищенням температури. При переході речовини із рідкого стану в газоподібний та із твердого в рідкий густина стрибкоподібно зменшується (виняток – вода та чавун, густина яких при плавленні збільшуються).

Теплове розширення. 

Відомо, що всі метали при нагріванні розширюються, а при охолодженні стискаються. Так, метали з невеликим коефіцієнтом лінійного розширення застосовують у годинникових механізмах та інших точних приладах. Найменший коефіцієнт лінійного розширення має сплав заліза та нікелю, який називається інваром.

Метали з великим коефіцієнтом лінійного розширення застосовують, наприклад, у приладобудуванні для деталей механізмів точної дії. При визначеній температурі такі деталі подовжуються і можуть вмикати або вимикати електричне коло.

  Теплопровідність – теплообмін, здатність матеріалів передавати тепло природним шляхом, тобто таким чином, що гарячі тіла охолоджуються, передаючи енергію холоднішим, температура яких підвищується. Ця властивість використовується у системі охолодження  двигунів внутрішнього згоряння.

Хімічна стійкість.  Однією із хімічних властивостей металів є їхня здатність протистояти впливу різних хімічних речовин. Велике значенням має така властивість металів, як  стійкість проти корозії (Corrosio – роз’їдання, від латинського corrodo – гризу) – це руйнування металів внаслідок утворення їх навколо з’єднань з киснем середовища (окислів металів).

Не всі метали характеризуються високою антикорозійною стійкістю. Стійкі проти корозії благородні метали (золото, срібло, платина)  та такі метали, як хром, нікель, цинк, алюміній та сплави, до складу яких вони входять. Стійкість  цих металів та сплавів проти корозії обумовлена тим, що на їх поверхні

утворюються захисні плівки, які перешкоджають проникненню кисню в метал.

 Види матеріалів, що застосовують під час ремонту автомобілів

Під час ремонту автомобілів використовуються деталі, виготовлені із чавуну (блок, циліндри, корпус коробки передач, компресійні  кільця) сталі

(клапани, коромисла клапанів, пружини, шайби, гвинти, гайки і т. і), алюмінієвих сплавів (поршень),сплавів на основні міді (радіатор, підшипники ковзання).

Питання для самоконтролю 

1.Які метали мають найкращу електропровідність?

2.В яких агрегатах автомобіля застосовують напівпровідники?

3.Яка роль діелектриків в електричній мережі автомобіля?

4.Охарактеризуйте поняття:

міцність,     твердість,     пружність,     пластичність. 5.Назвіть деталі автомобіля, які  мають вище вказані властивості.

6. Який вплив має густина тіла на масу деталей автомобіля?

7. Який вплив має теплове розширення на роботу двигуна внутрішнього згорання?

8. Навіщо потрібні проміжки між деталями двигуна внутрішнього згорання?

9.Що характеризує зміна густини електроліту в акумуляторах?

Тема 2. Метали і сплави

Чавуни і сталі

 Чавун – сплав заліза з вуглецем в якому вміст вуглецю від 2 до 6 % . Крім вуглецю в чавуні завжди є домішки: кремній, марганець, сірка, фосфор.

Чавун виплавляють в доменних печах. Матеріалом для виплавляння чавуну є залізна руда, паливо та флюси.

Залізна руда – суміш окису заліза з порожнюю породою. Залізні руди бувають багаті та бідні.

Багаті руди – це руди з вмістом біля 50 % заліза. Бідні – з вмістом біля 23% заліза.

Бідні руди збагачують на рудозбагачувальних комбінатах, тобто видаляють з них частину порожньої породи.

Паливо.  В металургійному виробництві використовують різні види палива:  тверде(деревне та кам’яне  вугілля, кокс), рідке (нафта, мазут) та газоподібне (природний, коксовий, доменний, генераторний гази ).

Основним видом палива для виплавки чавуну є кокс. Кокс отримують в результаті сухої перегонки кам’яного вугілля методом  обпалювання кам’яного вугілля в спеціальних коксових печах при температурі 1000-1100⁰С, без доступу повітря. Вміст вуглецю в коксі біля 90%.

За складом та будовою чавуни поділяють на білий або переробний, сірий  або ливарний, ковкий та спеціальний – феросплави.

Білий чавун. В білому чавуні вуглець (карбон) знаходиться у вигляді хімічного з’єднання   з залізом – карбіду.

На зламі білий чавун має дрібнозернисту структуру сріблясто білого кольору. Білий  чавун утворюється при швидкому охолодженні чавуну, в результаті чого вуглець (карбон) залишається в ньому у вигляді з’єднання з залізом.

Білий чавун дуже твердий та крихкий, майже не піддається обробці різальними  інструментами. В основному він призначається для переробки на сталь або ковкий чавун, тому його називають переробним.

Сірий чавун. Утворюється при повільному охолодженні чавуну. Вуглець (карбон) викристалізовується і утримується в чавуні  у вигляді графітних вкраплень.  Такий чавун має на зламі сірий колір. Сірий чавун у порівнянні з білим більш м’який, менш крихкий та більш еластичний. Він легко піддається обробці різальним інструментом, у розплавленому стані добре заповнює форми і застосовується в ливарному виробництві для виливання деталей машин. Тому сірий чавун називають ливарним.

Ковкий чавун. Якщо білий чавун поступово нагріти до температури 950 1000⁰С і деякий час витримати при цій температурі, а потім повільно охолодити, то відбувається відпал і чавун стає більш в’язким та міцним. Такий чавун називається ковким, його механічні властивості кращі, ніж властивості сірого чавуну. Він добре обробляється різальними інструментами.

СТАЛІ

  Матеріалом для виплавки сталі є головним чином білий (переробний) доменний чавун.

Сталь виплавляють у конверторах, мартенівських та електричних печах. В залежності від призначення сталі поділяють на конструкційні, спеціальні та інструментальні.

До конструкційних належать сталі з вмістом вуглецю (карбону) не більше 0,65%. Вони поділяються на вуглецеві конструкційні сталі звичайної якості (Ст.0,Ст.1, Ст.2, Ст.3, Ст.4, Ст.5, Ст.6, ст.7) та вуглецеві конструкційні сталі підвищеної якості (сталь 08, сталь10, сталь20, сталь30, сталь 45 до сталі 65).

Таким чином, марки якісних сталей, на відміну від звичайних, мають дві цифри. Цифра  вказує на вміст вуглецю в сотих частках відсотка. Чим більший номер сталі, тим більше в ній вуглецю (карбону) та більша її міцність.

Леговані конструкційні сталі.                  

До легованих конструкційних сталей відносяться сталі з вмістом вуглецю (карбону) не більше 0,65% та мають у своєму складі спеціально введені легуючі елементи.

Для легування сталей застосовують такі елементи: хром-Х, нікель-Н, молібден-М, титан-Т, вольфрам-В, кобальт-К, марганець-Г, кремній-С, ванадійФ, алюміній-Ю.

Леговані конструкційні сталі використовують для виготовлення відповідальних деталей машин.

Інструментальні сталі.

До них відносяться всі сталі з вмістом вуглецю більше 0,65%.

За хімічним складом інструментальні сталі поділяються на вуглецеві, леговані та високолеговані.

До вуглецевих інструментальних сталей відносяться сталі марок У7, У8, У9, У10, У12, У7А, У8А до У12А.

Літера У (вуглець) означає, що сталь є вуглецевою, а цифра вказує  на вміст  вуглецю в десятих частках відсотка. Буква Г вказує на підвищений вміст марганцю, а буква А означає, що сталь є високоякісною, тобто має знижений вміст сірки та фосфору.

Сталі марок У7, У8 та У9 застосовують для виготовлення напилків, зубил, металорізальних ножиць, ударних  та вимірювальних  інструментів.

Із сталі марок  У10, У10А, У12, У12А виготовляють металообробний інструмент, що працює при невисоких температурах (свердла, мітчики, плашки, різці)

Питання для самоконтролю

1. Що таке чавун?
2. Які ви знаєте види чавуну?
3. Який чавун найкраще обробляється різальними інструментами?
4. Назвіть деталі автомобіля виготовлені з чавуну?
5. Яка різниця між сталлю та чавуном?
6. Як називаються сталі в залежності від призначення?
7. Назвіть деталі автомобіля виготовлені із сталі?

Тема 3: Кольорові метали і сплави. Припої легкоплавкі та тугоплавкі.

В машинобудуванні розповсюджені такі кольорові метали, як мідь, алюміній, хром, нікель. Використовують їх в основному у вигляді сплавів, тому що механічні властивості технічно чистих кольорових металів невисокі.

Мідь. Має характерний червоний колір, м’яка,  в’язка, добре піддається холодній та гарячій обробці, добре проводить електричний струм, використовується для виготовлення електропроводів, деталей електроприладів.

Мідь добре сплавляється з більшістю металів,  утворюючи сплави. До сплавів на мідній основі належать латунь  та бронза.

Алюміній. Метал сріблясто-білого кольору, дуже м’який та в’язкий, легко обробляється у холодному та гарячому стані, добре прокатується та протягується в дріт.

Основними якостями алюмінію є невелика густина (2,7см)та висока антикорозійна стійкість. У машинобудуванні використовують у вигляді сплавів.

Магній. Найлегший з металів, які застосовують у техніці. В основному магній застосовують при виготовленні надлегких магнієвих сплавів.

Цинк. Білий крихкий метал з голубим відтінком, має високу антикорозійну стійкість і застосовується в чистому вигляді для покриття залізовуглецевих сплавів (цинкування). Також його використовують в багатьох сплавах.

Олово.  Метал сріблясто-білого кольору з  жовтуватим відтінком, дуже м’який у чистому вигляді. Олово застосовується для паяння та лудіння, як складова цей метал входить до багатьох сплавів.

Свинець.  Синювато-білий блискучий метал, що темніє на повітрі. Чистий свинець м’який та достатньо важкий. В основному його використовують як складову багатьох сплавів.

СПЛАВИ НА ОСНОВІ МІДІ

 До цих сплавів належать латуні та бронзи.

Латунь. Сплав міді з цинком та іншими елементами. Цинк надає сплаву міцності, пластичності та антикорозійної стійкості. Латунь добре обробляється тиском та різанням.

Бронза. Сплав міді з оловом, алюмінієм, нікелем, берилієм, цинком та іншими елементами.

Бронзи, до складу яких входить олово, називають олов’янистими.

Їх використовують в основному для виготовлення деталей, що піддаються при роботі тертю. Наприклад, вкладиші підшипників ковзання.

Нікелева бронза має підвищені механічні властивості,  добру зносостійкість та високі антифрикційні якості.

АЛЮМІНІЄВІ СПЛАВИ

Алюміній сплавляють з міддю, цинком, марганцем, кремнієм та залізом, причому кремній та залізо є постійними домішками та потрапляють до сплаву разом з технічним алюмінієм.

Алюміневі сплави поділяються на дві групи: ливарні,  які застосовуються для виготовлення деталей литтям, та такі, що деформуються, або ковальські, що  використовуються для виготовлення дротів, листів, профільного алюмінію,

а також деталей куванням та штампуванням.

До ливарних сплавів належать силуміни, а до деформівних –  дюралюміни.

До складу дюралюмінію в середньому входить 5 % міді, до 2 % магнію,  біля 1% кремнію,  від 0,3 % до 0,8 % марганцю, менше 0,1% заліза.  Він пластичний, легко кується та штампується.

ПРИПОЇ

Залежно від температури плавлення припої класифікують так: тверді (тугоплавкі) – високоміцні, що мають температуру плавлення понад 500⁰ С, м’які (легкоплавкі)-менш міцні, що мають температуру плавлення нижче 500⁰ С.

Легкоплавкі припої – це сплав олова зі свинцем.

Тугоплавкі припої – це тугоплавкі метали та сплави. З них широко застосовують мідно-цинкові та срібні.

Температура паяння припоїв на мідній основі становить 850-1150⁰ С.

Питання для самоконтролю

1. Що таке кольорові метали?
2. Назвіть широковживані кольорові метали?
3. Які ви знаєте сплави на основі міді?
4. Назвіть деталі автомобіля виготовлені з міді, або із сплавів, на основі міді?
5. Чи застосовують алюмінієві сплави в конструкціях сучасних автомобілів?
6. Назвіть деталі та пристрої автомобіля де застосовують олово та свинець?
7. Що таке припої?

Тема 4: Антифрикційні   матеріали. Корозія металів та захист від  корозії.

Антифрикційні матеріали – матеріал для деталей, що працюють в умовах тертя, головним  чином ковзання (підшипники, втулки, направляючі, вкладиші).

Розрізняють такі антифрикційні матеріали: сплави на основі олова та свинцю (баббіти), міді (бронзи), заліза (сірий чавун), цинку або алюмінію; спечені (бронзографіт).

Пластмаси (текстоліт, фторопласт, деревошарові пластики, складні композиції типу метал-пластмаса (пориста бронза, пори якої заповнені фторопластом).

Антифрикційний матеріал повинен добре припрацьовуватися, мати високу зносостійкість, низький коефіцієнт тертя в парі з матеріалом виробу, малу схильність до заїдання, здатністю забезпечувати рівномірне мащення поверхонь тертя.

Корозія металів – руйнування металів внаслідок хімічної або електрохімічної взаємодії  їх із зовнішнім середовищем.

Корозію класифікують:

• за геометричним характером корозійних руйнувань (наприклад, суцільна, підповерхнева, міжкристалічна, вибіркова);
• за характером взаємодії металу з середовищем (хімічна, що проходить в середовищах, які не проводять електричний струм (гази, нафта) та електрохімічна – у водяних розчинах електролітів;

• за типом корозійного середовища (наприклад, атмосферне, газове );
• за характером додаткові дії, якій піддається метал з одночасною дією корозійного середовища (наприклад, корозія під напругою, при терті, контактна корозія).

В результаті корозії вироби втрачають свої властивості майже до повного руйнування матеріалу. Для запобігання корозії в метали вводять компоненти, стійкі  до корозії  (так отримують, наприклад, спеціальні сталі – нержавіючі, корозійностійкі) , наносять на поверхню металу захисні покриття на основі інших металів (хромування, нікелювання), застосовують фарбування виробів.

Питання для самоконтролю  

1. Яка роль антифрикційних матеріалів у парах тертя вузлів автомобіля?
2. Які ви знаєте антифрикційні матеріали, застосовані у деталях автомобіля?
3. Що таке корозія металів?
4. Наведіть приклади корозії вузлів та деталей автомобіля?
5. Які ви знаєте матеріали та способи захисту металів від корозії?

Тема № 5. Мастильні матеріали, що використовуються в механізмах автомобілів.

Мастила– мазеподібні речовини, одержані загущенням рідкої, переважно мінеральної, оливи різними загусниками.

Характерною ознакою мастил є те, що залежно від умов роботи вони мають властивості, як твердих так і рідких речовин. Під дією невеликих зусиль поводяться, як тверде тіло  – можуть утримуватися на нахилених і вертикальних поверхнях, під дією великих навантажень – як дуже в’язкі рідини, що мають текучість. Ця особливість обумовлює їх широке застосування; вузли тертя, до яких неможливо подати оливу, вузли, що важко герметизувати, та з великими питомими навантаженнями.

Мастило має колоїдно–дисперговану структуру, де частинки загусника утворюють комірки, які нагадують губку, а основа, тобто рідка олива, мовби просочує цю губку. При руйнуванні структури з’являється дуже цінна властивість – текучість.

Відповідно до класифікації мастила поділяють на 4 групи: антифрикційні, консерваційні, ущільнювальні, канатні.

Асортимент мастил дуже широкий, проте робота автотранспортної техніки забезпечується порівняно невеликою їх кількістю. Серед мастил найпоширеніші синтетичні солідоли.

Солідол С(СКа3/7-2) і прес-солідол С(СКа4/5-0) – вони вологостійкі і колоїдностабільні.

Значно ширше застосовується мастило «Литол 24(Мли4/14-3)», замінюючи інші у вузлах тертя, термін роботи його у 2-4 рази більший порівняно з мастилами загального призначення.

Антифрикційні мастила призначені для зменшення тертя і зношування деталей, поділяються на 12 груп, позначених індексами, основними з яких є: С- загального призначення (роботоздатні до 70^о С); О-загального призначення для підвищених температур(110^о С); М- багатоцільові (здатні працювати у межах температур(-30^о до+130^о С). Тип загусника позначають двома першими буквами металу, що є у складі числа: Ка- кальцієвий; На- натрієвий; Ли- літієвий, тощо.

Рекомендований температурний діапазон застосування наведений у вигляді дробу: у чисельнику – зменшена у 10 разів, без знака мінус мінімальна температура, у знаменнику – зменшена у 10 разів максимальна температура.

Консистенцію мастил позначають умовним числом- від 0 до 7. Наприклад, мастило Литол-24 позначають МЛи4/13-3; М- мастило антифрекційне багатоцільове; Ли- загущене літієвими милами;  4/13- дієздатне у межах температур від -40^о до +130^о С, виготовлене на основі мінеральної ( нафтової) оливи; 3- третій клас консистенції.

Питання для самоконтролю

1.Яку роль відіграють антифрикційні мастила в вузлах та деталях автомобілів?

2.Назвіть мастильні матеріали, які найчастіше використовують для змащення поверхонь тертя автомобіля?

3.Які мастила використовують для захисту поверхонь автомобілів при тривалому зберіганні?

Тема №6. Технічні рідини, які застосовуються при експлуатації сільськогосподарських машин, устаткування та автотранспортних засобів.

Охолоджувальні рідини

Широке застосування в системах охолодження має вода, а при низьких температурах- низько замерзаючі охолоджувальні рідини.

Воді, як охолоджувальній рідині, незважаючи на переважне застосування, властиві суттєві експлуатаційні вади.

Висока температура замерзання (0^о С) знижує рівень застосування її взимку. При замерзанні вода збільшується в об’ємі на 10%, що призводить до пошкодження двигуна та радіатора. Низька температура кипіння інколи спричиняють закипання води у системі охолодження, інтенсивне випаровування, і припинення циркуляції через утворення парових пробок. Одним з  найбільших недоліків води є здатність утворювати накип на стінках деталей системи охолодження. Він, внаслідок низької теплопровідності (приблизно в 100разів нижче чавуну) погіршує відведення теплоти від стінок двигуна і порушує його тепловий режим, тому збільшується втрата палива, оливи, знижується потужність двигуна.

Для охолодження необхідно застосовувати м’яку воду. Найбільш м’якою і чистою є дощова і снігова(атмосферна)вода. Вона найкраще підходить для системи охолодження, але в неї дещо підвищені корозійні властивості через розчинні вуглекислий газ і кисень. Найпростіший спосіб пом’якшення води – кип’ятіння протягом 20-30хв.

При експлуатації тракторів та автомобілів з рідинною системою охолодження двигунів взимку, доцільно застосовувати рідини, які мають низькі температури замерзання – низько замерзаючі охолоджувальні рідини (НХР). Це суміші води із спиртами або гліцерином, суміші вуглеводнів та інші речовини. Для нових марок автомобілів і тракторів виготовляють низько замерзаючі рідини, розраховані на тривале всесезонне застосування: «Тосол А40М»  і «Тосол А65М», де цифри вказують найнижчу температуру застосування- відповідно – 40^оС і -65^оС.

Коефіцієнт теплового розширення НХР більший ніж у води, тому  якщо у системі немає розширювального бачка,  кількість НХР повинна бути на 6-8% менша від норми води.

Гальмівні рідини

Гальмівні рідини- робоче тіло гідравлічних приводів гальмівних систем. Їх характеризують: низька температура замерзання, високі мастильні та антикорозійні властивості, фізична та хімічна стабільність, вони не руйнують гумові вироби.

Найбільш поширені рідини «Нєва», «Томь» «Роса» сумісні змішування їх між собою можливе в будь яких співвідношеннях. Зарубіжними аналогами  «Нєва», «Томь» є рідини, що відповідають класифікації ДОТ -3, а для рідини «Роса» – ДОТ-4.

Властивості гальмівних рідин на основі полігліколей регламентується різними міжнародними специфікаціями (SAE 1703, JAN80, DOT-4, DOT- 5, ISO4952).Усі специфікації аналогічні одна одній і відрізняються лише значеннями низькотемпературної в’язкості, мінімальної температури кипіння чистої гальмівної рідини та температури кипіння після зволоження.

Питання для самоконтролю

1. Назвіть рідини, які використовують в системі охолодження двигуна внутрішнього згорання?
2. Які переваги та недоліки має звичайна вода в системі охолодження?
3. Який найпростіший спосіб пом’якшення води?
4. Які охолоджувальні рідини доцільно застосовувати за низьких температур?
5. Назвіть марки охолоджувальних рідин?
6. Які характеристики повинні мати гальмівні рідини?
7. Назвіть найбільш поширені марки гальмівних рідин та їх зарубіжні аналоги.

Тема № 7. Паливо для двигунів внутрішнього згорання.

Основним рідким паливом для карбюратора та інжекторних двигунів є бензин. Бензини повинні мати сумішоутворюючі властивості при роботі двигуна у різних експлуатаційних умовах; високу детонаційну стійкість для нормального згоряння палива на різних режимах роботи двигуна.

Детонаційне згорання. Під час роботи двигуна через певні причини(підвищення температури, не відповідність октанового числа бензину вимогам двигуна, та якості бензину вимогам стандарту, тощо) може виникнути детонаційне (вибухове) згоряння робочої суміші, або детонація. При цьому фронт полум’я поширюється зі швидкістю 1000-2300м/с, а температура підвищується до 2500-3000^оС. При детонаційному згоранні двигун перегрівається, працює жорстко і нестійко, його потужність зменшується, а витрати бензину збільшуються. При тривалій роботі двигуна з детонацією прогорають поршні, клапани, поршневі кільця, пошкоджуються підшипники та інші деталі кривошипно-шатунного механізму.

Властивість бензину протистояти детонації оцінюється октановим числом, мінімальне значення наведено у марці бензину: А80, АИ92, АИ95.

Дизельне паливо – нафтове паливо, яке застосовується в двигунах внутрішнього згорання з спалахом від стискання (в дизельних двигунах).

Схильність палива до самозаймання оцінюється цетановим числом: чим воно вище, тим коротший період затримки запалювання і легша робота дизельного двигуна. Цетанове число визначають на  спеціальній двигунній установці, для автотракторних дизелів, воно має бути 40-50.

Стандарти не допускають присутності у паливі механічних домішок і води. Найчастіше причинами виходу з ладу паливної апаратури є забруднення і обводнення палива під час транспортування, зберігання і заправки в польових умовах.

Перед заправкою паливо, повинно відстоятися не менше 48 год у спеціальних резервуарах обладнаних поплавками- забірниками. Заправка паливних баків автомобілів, тракторів, комбайнів повинна бути    механізованою і проводитися закритим способом.

Альтернативні види палива

У всьому світі зростає інтерес до альтернативних видів автомобільного палива: більш економічних, екологічних та ефективних. Вони виробляються з енергетичних запасів і створюють менше викидів в атмосферу. Ось деякі з них:

Природній газ. Доступний практично повсюди, виділяє менше токсичних речовин, ніж бензин або дизельне паливо, повністю згоряє при використанні.

Електрика. Електрокари на акумуляторах удосконалюються з кожним роком. Для зарядки вони під’єднуються до джерела живлення. Електрохімічна реакція в двигуні не забруднює навколишнє середовище.

Пропан. Зріджений газ- побічний продукт нафтопереробної промисловості. Його вже використовують в побуті і для опалювальних  систем.

Водень. Він використовується в системах з природним газом і в електричних паливних елементах(паливний елемент fuel cell) електрохімічний генератор, який забезпечує пряме перетворення хімічної енергії на електричну.

Метанол. Деревний спирт поки не придатний для використання в автомобілях, але з часом може стати перспективним, альтернативним джерелом.

Етанол. Етиловий спирт змішується з бензином для підвищення октанового числа палива та мінімізації токсичних викидів.

Біодизельне паливо. Виготовляється на основі рослинних або тваринних жирів, включаючи відходи харчової промисловості. Піддається біохімічному розкладу.

Питання для самоконтролю

1. Назвіть основні види рідкого палива для двигунів внутрішнього згорання?
2. Що таке детонаційне згорання?
3. Властивість бензину протистояння детонації оцінюється? (октановим числом)
4. Дайте характеристики дизельного пального.
5. Назвіть альтернативні види пального для двигунів внутрішнього згорання.

Використана література

1. Головчук А.Ф., Орлов В.Ф., Строков О.П. «Трактори» // видавництво «Грамота», Київ, -2003.
2. Білоконь Я.Ю., Окоча А.І. «Трактори і автомобілі» // видавництво «Урожай», Київ, -2002.
3. Ішлінський А.Н., «Політехнічний словник» // видавництво «Радянська енциклопедія», Москва -1980.-№2.
4. Тхоржевський Д.О., Чигнєва А.Н., «Основи металообробного виробництва» // видавництво «Радянська школа», Київ,-1973.