Principali materiali operativi: tipologie, caratteristiche, scopo

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Le apparecchiature automobilistiche non possono funzionare senza carburante, lubrificanti e altri materiali. Hanno una serie di caratteristiche speciali che dipendono dalle caratteristiche del sistema. I materiali operativi corrispondono al modello dei veicoli, svolgono molte funzioni nel processo di applicazione. Cosa sono, come differiscono, sarà discusso ulteriormente.

Definizione generale

I materiali di consumo sono vari materiali utilizzati nei veicoli, come benzina, gasolio o gas. Si tratta di formulazioni costose e non sicure per l'ambiente per le quali gli scienziati sono ora alla ricerca di alternative. Invece delle risorse naturali, nel processo è coinvolta l'elettricità. Sono richiesti elevati requisiti ai materiali moderni che vengono utilizzati nel funzionamento di un'auto. Ciò è necessario per migliorare la sicurezza ambientale.

In tutto il mondo, i tipi classici di materiali operativi sono ancora i più richiesti. Acome energia per il movimento del veicolo viene utilizzata la benzina, oltre ad altre sostanze simili di origine naturale. Ma tutto questo ha un effetto negativo sull'ambiente.

I materiali di consumo mantengono i sistemi del veicolo nella forma desiderata. Per fare ciò, ogni modello prevede l'uso del proprio tipo di carburante e altre composizioni. Per questo viene utilizzato un sistema di contrassegni speciali. Veicoli diversi hanno una struttura diversa. Pertanto, non possono esserci materiali universali.

Varietà

Ci sono tre gruppi di materiali utilizzati nelle auto:

• Combustibile.
• Lubrificanti.
• Fluidi tecnici.

Il carburante può essere liquido o gassoso. Nel primo caso si tratta di benzina e diesel. Convertono l'energia chimica in energia meccanica per mezzo di un motore a combustione interna. La benzina viene utilizzata nei motori a pistoni con accensione a scintilla, mentre il carburante diesel viene acceso per compressione.

Gli oli utilizzati nei sistemi delle automobili vengono utilizzati per risparmiare energia, che viene spesa per l'attrito. Allo stesso tempo, i lubrificanti garantiscono il funzionamento sicuro del veicolo. A seconda del campo di applicazione dell'olio, ci sono:

• motore;
• trasmissione;
• turbina;
• cilindro;
• compressione;
• ridotto;
• isolante elettrico;
• conservazione;
• vuoto;
• specializzato;
• strumento.

Buna categoria separata è assegnata ai grassi, con l'aiuto dei quali vengono eseguite sigillatura, sigillatura, conservazione, ecc.

I fluidi tecnici speciali possono svolgere diverse funzioni. Possono essere utilizzati nell'idraulica come fluido di lavoro, refrigerante, ecc.

Benzina

Quando si considerano le caratteristiche prestazionali dei materiali, vale la pena iniziare con il tipo di carburante più comune: la benzina. Si tratta di un prodotto raffinato che, insieme al carburante diesel, è una miscela di idrocarburi, vari additivi aggiuntivi che migliorano le proprietà prestazionali del carburante.

La composizione della benzina includeva idrocarburi che possono evaporare se riscaldati a 35-200 ºС. Nei combustibili diesel, questi componenti evaporano a 180-360 ºС. Oggi propone severi requisiti di prestazione per i materiali, inclusa la benzina:

• alimentazione ininterrotta al motore;
• formazione di una miscela con aria nella giusta proporzione;
• La combustione è normale, nessuna detonazione, completa all'interno del motore;
• a diverse temperature contribuisce a un avvio rapido e affidabile del motore;
• non provoca corrosione e usura prematura;
• depositi minimi nel sistema;
• durante lo stoccaggio e il trasporto, le qualità originali vengono preservate.

Proprietà della benzina

Per soddisfare i requisiti di cui sopra, la benzina deve avere una serie di proprietà. I più importanti sono:

1. Proprietà di carburazione. La benzina deve formare una miscela di carburante con l'aria, che deve essere omogenea e completamente bruciata nel motore. Per fare ciò, la benzina deve avere determinati indicatori di densità, volatilità, viscosità, pressione del vapore saturo, proprietà a bassa temperatura.
2. Combustione. Questa è la velocità di reazione dell'interazione di idrocarburi e ossigeno, che è accompagnata da una grande quantità di calore rilasciato.
3. Combustione normale e con detonazione. In un processo normale, il processo è caratterizzato dalla combustione completa del carburante, dalla sua ossidazione. La velocità di propagazione della fiamma in questo caso è di 10-40 m/s. Durante la combustione per detonazione, la velocità aumenta a 1500-2000 m/s. In questo caso, il processo non è uniforme, si verifica un'onda d'urto.
4. Antidetonazione. La composizione include piombo tetraetile, che viene miscelato con sostanze che impediscono i depositi di ossidi di piombo. Sono chiamati spazzini.

Gasolio

Considerando i principali materiali operativi, vale la pena menzionare una tale varietà come il carburante diesel. A causa di alcune caratteristiche, questo tipo di motore è del 25-30% più economico rispetto alle varietà a benzina. Nella maggior parte dei casi, il carburante diesel viene utilizzato per i motori di autobus, camion e alcune automobili.

Sono previsti requisiti specifici per il carburante diesel durante il funzionamento:

• Ingresso ininterrotto nel sistema.
• Promuovere una buona formazione del mix.
• Non dovrebbe causare usura corrosiva.
• Bscarico, tratto di aspirazione, camera di combustione, non devono rimanere depositi sull'ago dell'atomizzatore.
• Le caratteristiche iniziali devono essere preservate durante il trasporto, lo stoccaggio.

Le proprietà più importanti di un carburante di tipo diesel sono la sua volatilità, infiammabilità e prestazioni a freddo.

Nel processo di utilizzo dei materiali operativi, è necessario garantire un buon avviamento del motore in qualsiasi condizione. Pertanto, la fazione non può essere facile. Le varietà pesanti hanno una migliore autoaccensione. Questa capacità del carburante diesel è stimata dal numero di cetano (CN). Questa è una caratteristica condizionale, che è uguale alla percentuale di cetano nella miscela di riferimento. Dovrebbe essere equivalente al carburante di prova in termini di infiammabilità.

L'indice di autoaccensione influisce sulla tendenza del gasolio a formare depositi, sulle prestazioni del motore e sul facile avviamento. Nei veicoli moderni viene utilizzata una composizione caratterizzata da un CCH da 45 a 50 unità. Se il carburante ha questo indicatore a livello di 40 unità, il motore lavorerà sodo. Non è consigliabile aumentare il CN sopra le 50 unità. Il carburante brucerà più velocemente di quanto possa diffondersi attraverso la camera. Per questo motivo, il funzionamento del motore è interrotto. Tale carburante diesel non sarà in grado di bruciare completamente. Si osserverà del fumo e l'efficienza del motore sarà notevolmente ridotta.

Combustibili a gas

I materiali di consumo per autoveicoli includono anche combustibili gassosi. In base alla loro condizione fisica, si dividono in due categorie:

• compresso;
• liquefatto.

Se gli idrocarburi sono caratterizzati da temperature critiche, al di sotto del livello abituale, il gas viene utilizzato in forma compressa. Se l'indicatore è più alto, vengono utilizzate le composizioni allo stato liquefatto. I requisiti principali per i combustibili gassosi sono:

• buona formazione della miscela;
• ad alto contenuto calorico;
• non dovrebbe causare usura corrosiva;
• depositi minimi nel sistema;
• conservazione delle proprietà durante lo stoccaggio e il trasporto;
• basso costo di produzione e spedizione.

Il propano o il butano sono usati per produrre gas liquefatto. Sono facili da convertire in uno stato liquido. Per la loro designazione viene utilizzata la marcatura CIS. Tali materiali sono immagazzinati a una pressione di 1,6 MPa. Per le automobili vengono prodotte miscele di propano e butano, utilizzabili in estate o in inverno.

Alla composizione del CIS vengono aggiunti gli odoranti, che conferiscono alla miscela un forte odore. Ciò consente loro di essere trapelati.

I materiali operativi per autoveicoli includono anche i gas compressi. I loro componenti principali sono metano, monossido di carbonio, idrogeno. Sono ottenuti da gas di varia origine. Nella marcatura, tali composizioni hanno le lettere LNG. Il metano in una tale miscela contiene dal 40 all'82%. Questo gas non può essere liquefatto senza raffreddamento.

Quando si utilizza carburante GNL, è possibile ridurre notevolmente la capacità di carico del veicolo. Chilometraggio del veicolo con un pieno in questoil caso sarà 2 volte inferiore rispetto alla benzina. Poiché il metano ha un'elevata resistenza alla detonazione, i motori aumentano il loro rapporto di compressione. Il metano è più sicuro della benzina in termini di infiammabilità. Ma allo stesso tempo, è difficile avviare il motore a basse temperature.

Oli motore

I lubrificanti operativi sono assegnati in una categoria separata. Una delle loro varietà sono gli oli motore. Forniscono:

• Ridurre l'usura delle parti mobili dovuta all'attrito creando un film d'olio forte e sottile sulla superficie;
• sigilla le fessure delle articolazioni;
• dissipazione del calore dalle parti mobili;
• rimozione di prodotti di usura, contaminanti dalle zone di attrito;
• protezione degli elementi metallici dalla corrosione;
• Prevenzione di depositi di qualsiasi tipo.

Oggi sono previsti maggiori requisiti per gli oli motore:

• viscosità ottimale in tutte le modalità operative;
• buona lubrificazione;
• bassa evaporazione, delaminazione e formazione di schiuma;
• protezione dalla corrosione, grasso a bassa ossidazione;
• basso consumo di olio durante il funzionamento del motore;
• lunga durata senza danni al sistema;
• conservazione delle qualità durante lo stoccaggio e il trasporto.

Le principali qualità dell'olio sono la viscosità e la resistenza alle basse temperature. Oggi vengono utilizzati tre gruppi di oli motore:

• sintetici (componenti completamente artificiali);
• composizione minerale(prodotto durante la raffinazione del petrolio);
• semi-sintetici (contiene composti minerali e sintetici).

Ci sono determinati tassi di consumo di materiali operativi, che dipendono da molti fattori. Vale la pena notare che per le varietà sintetiche di lubrificanti, questa cifra è più alta. Il tasso di rifiuti sarà del 30-40% superiore a quello delle composizioni minerali. Pertanto, gli oli sintetici vengono cambiati molto meno frequentemente. Si tratta di composizioni più avanzate in grado di fornire una protezione di alta qualità di componenti e meccanismi anche in condizioni di carico.

Gli oli sintetici hanno migliori caratteristiche di viscosità-temperatura, grazie alle quali il consumo di carburante dell'auto è ridotto del 4-5%. Ma allo stesso tempo, vale la pena notare che i sintetici sono tutt' altro che adatti a tutti i motori. Per i motori di nuovo stile, questa è l'opzione migliore. Ma per i motori con chilometraggio installati in passato su automobili, è adatto solo il grasso minerale. La scelta sbagliata del tipo di composizione porta alla rapida distruzione dei meccanismi.

Oli per ingranaggi

Oggi c'è un'enorme varietà di materiali operativi utilizzati nei sistemi delle auto e in altre unità. Una delle varietà di prodotti lubrificanti è l'olio per ingranaggi. Viene utilizzato per migliorare la qualità degli ingranaggi. Tali meccanismi sono utilizzati nella trasmissione di vario tipo. Gli ingranaggi ipoidi (a vite) sono più spesso utilizzati nelle auto moderne. Hanno denti più forti dei denti dritti. Ciò garantisce un funzionamento regolare e silenzioso del meccanismo.

Affinché il sistema funzioni senza intoppi, sono aumentati i requisiti per gli oli per tali ingranaggi. Ciò è dovuto alle elevate velocità di scorrimento. Gli oli per ingranaggi svolgono una serie di funzioni nel sistema:

• ridurre l'usura meccanica delle parti mobili;
• ridurre la perdita di energia per attrito;
• contribuiscono alla rimozione del calore dalle coppie di sfregamento;
• ridurre il rumore, le vibrazioni degli ingranaggi;
• Fornisce protezione dagli impatti;
• prevenire lo sviluppo della corrosione;
• nelle trasmissioni idromeccaniche svolgono la funzione di fluido di lavoro.

Anche le proprietà prestazionali dei materiali sono soggette a requisiti più elevati. A seconda delle condizioni in cui opera il lubrificante, vengono determinate anche le qualità del materiale. I parametri principali che influiscono sul funzionamento dell'olio nella trasmissione sono:

• regime di temperatura;
• velocità del cambio;
• pressione specifica nella zona di contatto.

L'olio della trasmissione è esposto a un calore significativo. Inizialmente, ha la temperatura ambiente. Quindi, durante il funzionamento, il livello di riscaldamento raggiunge 120-130 ºС. In alcuni casi, l'indicatore può salire a 150 ºС. Pertanto, il lubrificante deve essere resistente al riscaldamento ad alta temperatura. In caso di gelo, il lubrificante non si congela e, una volta riscaldato, non dovrebbe diventare eccessivamente fluido.

Grassi

Ci sono alcuni requisiti per la qualità dei materiali operativi. È in fase di sviluppo una varietà di composizioni in grado di fornire le condizioni di lavoro corrette per l'attrezzatura. Uno diUna sostanza comunemente usata nel sistema del veicolo è il grasso. Ha una consistenza densa, simile a un unguento. Questo prodotto è costituito da una base oleosa e da un addensante solido.

Il grasso deve avere un'elevata conservazione, proprietà antiusura, stabilità chimica, resistenza al calore. Per questo, nella composizione sono presenti additivi speciali. I grassi possono essere:

• anti-attrito;
• conservazione;
• corda;
• sigillatura.

Considerando le proprietà operative dei materiali, vale la pena notare che ciascuna delle varietà elencate ha il proprio scopo. Pertanto, i composti antifrizione vengono utilizzati per ridurre l'usura e l'attrito dei meccanismi in movimento. Le varietà di conservazione prevengono lo sviluppo della corrosione durante lo stoccaggio e il funzionamento. Corde e composti sigillanti vengono utilizzati nei rispettivi nodi.

Liquidi per ammortizzatori

I fluidi tecnici includono vari materiali operativi. Una delle varietà è una composizione progettata per sistemi di smorzamento delle vibrazioni del corpo. Questi sono fluidi di smorzamento utilizzati negli ammortizzatori telescopici. Ciò consente al veicolo di funzionare più agevolmente durante la guida su strade dissestate.

I liquidi a bassa viscosità fungono da fluido di lavoro nel sistema. Sono realizzati principalmente a base di olio. L'indicatore principale utilizzato per determinare le proprietà del fluido di smorzamento è la sua viscosità. Requisiti particolarmente elevati sono richiesti a questa caratteristica a temperature inferiori allo zero. In caso contrario, le prestazioni degli ammortizzatori si deteriorano notevolmente. La sospensione potrebbe essere bloccata per questo motivo. Pertanto, oggi vengono utilizzate formulazioni a base sintetica.

Il fluido ammortizzante deve avere adeguati indicatori di conducibilità termica, capacità termica, elevate proprietà lubrificanti. Non dovrebbe essere soggetto a formazione di schiuma, ossidazione. Qualità importanti sono la stabilità meccanica, la volatilità, la compatibilità con gli elementi strutturali, in particolare con le guarnizioni in gomma.