Архів якісних рефератів

Знайти реферат за назвою:         Розширений пошук

Меню сайту

Головна сторінка » Фізика

Фізико-хімічні властивості дизельних моторних олив (реферат)

Зміст:

1. Вступ.

2. Основні розрахунки, а також табличні і графічні матеріали.

3. Технологічні методи підвищення зносостійкості.

4. Фізико-хімічні властивості дизельних моторних олив.

5. Графічна частина роботи.

6. Список використаної літератури.

Вступ

Тертя, зношування і знос. У сучасній механіці під тертям розуміють широке коло явищ, викликаних взаємодією поверхонь дотику твердих тіл при відносному переміщенні, а також внутрішнім рухом у твердих, рідких і газоподібних середовищах при їх деформації. Однак основні причини, які викликають тертя, у більшості випадків пов'язані з поверхнею металу. Шорсткість і хвилястість поверхонь, обумовлені похибкою при виготовлені деталей, викривленням їх форми від навантаження або нагріву, призводять до того, що дві поверхні контактують на окремих малих площах. При відносному переміщенні двох дотичних поверхонь у площі дискретного дотику виникає опір, який називається зовнішнім тертям.

Розрізняють такі види тертя:

- за наявністю відносного руху – тертя спокою і тертя руху;

- за характером відносного руху – тертя ковзання і тертя кочення;

- за наявністю мастильного матеріалу – тертя рідинне, при якому поверхні тертя повністю розділені шаром мастила; тертя сухе, яке виникає при відсутності мастила між поверхнями; тертя граничне, при якому поверхні тертя розділені найтоншим шаром мастила товщиною від 0,1 до 1 мкм і знаходяться під дією молекулярних сил цих поверхонь; тертя змішане, яке поєднує умови сухого, граничного і рідинного тертя.

Зношування процес відокремлення матеріалу з поверхні твердого тіла при терті і (або) накопичення залишкової деформації, що проявляється у поступовій зміні розмірів і (або) форми тіла. Встановлено декілька видів зношування: механічне, корозійно-механічне, абразивне, ерозійне, кавітаційне, втомлене, зношування при заїданні, окислювальне і електроерозійне зношування.

Знос – це результат зношування, який визначається в установлених одиницях. У загальний знос механізмів свій внесок роблять усі види тертя і зношування.

Мащення і мастильні матеріали. Мастильні матеріали призначені для надійного розділення поверхонь тертя деталей в умовах граничного, гідродинамічного і еластогідродинамічного мащення. Одночасно вони повинні знижувати силу тертя, інтенсивність зношування, а також демпфувати удари і вібрації.

Мастильні матеріали і системи мащення повинні задовольняти наступним вимогам:

- гарантовано змащувати вузол тертя у заданих технічним умовами експлуатації інтервалах температури, тиску і швидкості ковзання;

- підтримувати установлені значення функціональних показників вузла тертя у межах визначеного терміну експлуатації і зберігання;

- не впливати шкідливо на контактуючі з ним матеріали;

- бути екологічно, пожежо- і вибухонебезпечними.

За агрегатним станом масла діляться на рідкі, пластичні (консистентні) і тверді; за призначенням розділяються на чотири групи: моторні, трансмісійні, індустріальні, спеціального призначення. Окремо існують групи гідравлічних і мастильно-охолоджуючих рідин.

Оскільки масла повинні забезпечувати гідродинамічний режим мащення, то їх найважливішим показником є в'язкість.

Незалежно від типу розділення поверхонь, виду мастильного матеріалу механізм антифрикційної дії представляється як сукупність дії кожного компоненту мастильного матеріалу: масла, різних присадок – речовин, які додають у незначних кількостях до масла для покращення або надання нових властивостей.

Різними поверхнево-активними присадками можуть бути різноманітні мила жирних і нафтенових кислот, жирні аміни, аміди та інші солі органічних кислот. Уведення таких речовин різко знижує коефіцієнт тертя і зсуває руйнування граничних шарів в область більш високих температур від 140 до 2700С.

Розрахунки:

Вихідні дані:

Частота обертання колінчастого валу двигуна – 3500 хв-1;

η0 = 0,15Па∙с; Pmax= 300000 Па; υ150= 1,0 мм2/с; Eц=1,0∙1011Па;

Ек= 2,15∙1011Па; Dц= 0,08 м; Dк= 0,0795 м; Нк = 0,00175 м;λц = 32 Вт/м∙0С; λк= 35Вт/м∙0С;αк =1,1∙105 м2/с; L= 0,10 м.

Кут повороту кривошипа, градус (і)

Лінійна швидкість поршня, м/с (Vi)

Тиск газів в циліндрі, Па (Pi)

Температура стінки циліндра, К (Ti)

Коефіцієнт тертя (fi)

4

1,60

304800

375,0

0.05470

І. Розрахунок товщини мастильного шару між першим компресійним кільцем та гільзою циліндра при робочому процесі двигуна внутрішнього згоряння.

1. Максимальне контактне навантаження по Герцу в зоні верхнього компресійного кільця ( ) за формулою:

.

2. Розрахунок п'єзокоефіцієнта в'язкості мастильного матеріалу в контакті (αі)виконуємо за формулою:

Аналогічно обчисленіαі для 10…716 кута повороту кривошипа.

Значення занесені в таблицю 1.

Таблиця 1

Кут повороту кривошипа, градус (і)

П'єзокоефіцієнт в'язкості, МПа (аi)

Динамічна в'язкість, Па·с

(ηi)

Параметр швидкості,

(Ui)

Параметр матеріалу

Товщина мастильного шару hi, мкм

 

 

 

 

 

 

4

0.463

1,217·10-5

7,168·10-15

2,948·105

2,027

3.Обчислимо зміну динамічної в'язкості мастильного матеріалу (ηі) в контакті залежно від і-го кута повороту кривошипа за формулою:

Аналогічно обчислити дані для 10…716 кута повороту кривошипа. Значення ηі занесені в таблицю 1.

4. Приведений модуль пружності (Епр) обчислюємо за формулою:

.

5. Радіус гільзи циліндра (Rц) розрахуємо за формулою:

.

6. Радіус компресійного кільця(Rк) розрахуємо за формулою:

.

7. Приведений радіус кривизни(Rпр) обчислюємо за формулою:

.

8. Параметр швидкості (Ui) обчислюється за формулою:

.

Значення U4 = 9,44·10-16 занесені в таблицю 1. Аналогічно обчисленіUi для 10…716 кута повороту кривошипа.

9. Безрозмірний параметр матеріалу (Gі) визначається за формулою (10):

.

Значення G4= 250458,72 занесені в таблицю 2. Аналогічно обчисленіGі для 10…716 кута повороту кривошипа. Значення Gі занесені в таблицю 1.

10. Параметр навантаження (W) обчислюється за формулою:

11.

.

12. За формулою обчислюємо значення параметра (k):

13.

.

12. Параметр мікрогеометрії контактних поверхонь (Z) розраховуємо за формулою:

.

14. Товщину мастильного шару між першим компресійним кільцем та гільзою циліндра залежно від кута повороту кривошипа визначаємо за формулою:

Значення h4 = 0,614 мкм заносені в таблицю 1. Обчислюємо товщину мастильного шару hi для 10…716 кута повороту кривошипа. Значення Uiта Gі –з таблиці 1, ці змінні залежать від і-го кута повороту кривошипа, параметри W, Zта Rпрє незмінними, значення цих параметрів не залежать від і-го кута повороту кривошипа. Значення hі занесені в таблицю 1.

15. Побудувати графік зміни товщини мастильного шару hі залежно від і-го кута повороту кривошипа (за даними таблиці 1) згідно рис. 1.

ІІ. Вплив параметрів робочого процесу двигуна внутрішнього згоряння на інтенсивність зношування гільзи циліндра.

1. Безрозмірний критерій, який характеризує температурні умови на поверхні тертя ( ) розраховуємо за формулою:

2.

Значення = 0,4179·10-4 занесені в таблицю 2. Аналогічно обчислити дані для 10…716 кута повороту кривошипа. Значення занесені в таблицю 2.

Таблиця 2

Кут повороту кривошипа, град.

Критерій

Число Пеклє,

Інтенсивність зношування,Іі

4

4,398·10-6

1,667·10-8

8,419-13

3. Число Пеклє( ) розраховуємо за формулою:

.

Значення = 0,119·10-8 занесені в таблицю 2. Аналогічно обчислити для 10…716 кута повороту кривошипа. Значення занесені в таблицю 2.

4. Об'єм робочого тіла в циліндрі (VР.Т.) обчислюємо за формулою:

.

5. Площу тепловідводу поверхні (S) розрахуємо за формулою:

.

6. Критерій (Тоб) розраховуємо за формулою:

.

7. Інтенсивність зношування гільзи (Іі) визначимо по формулі:

.

Значення І4 = 0,694·10-12 занесені в таблицю 2. Аналогічно обчисленіІі для 10…716 кута повороту кривошипа (значення та – з таблиці 2, Тобне залежить від кута повороту кривошипа). Значення Іі занесені в таблицю 2.

7. Побудувати графік залежності інтенсивності зношування гільзи циліндра Іі від і-го кута повороту кривошипа (за даними таблиці 2) згідно рис. 2.

Технологічні методи підвищення зносостійкості.

Великі можливості в технологічному управлінні якістю поверхні деталей машин мають такі прогресивні методи обробки, як різновиди обробно-зміцнюючої обробки, в основі яких закладено поверхневу пластичну деформацію (ППД). Необхідні параметри якості поверхні і практично всі найважливіші експлуатаційні властивості деталей машин можуть бути забезпечені процесами зміцнення їх методами поверхневої пластичної деформації, що максимально проявляють потенційні можливості матеріалу. Застосування пластичної деформації матеріалу дозволяє понизити матеріаломісткість і підвищити надійність і довговічність виробів. Залежно від призначення методу і пластичних деформацій всі ці методи можна розділити на три класи: 1) обробно-зміцнююча обробка поверхневою пластичною деформацією (накочення, обкачування, розкочування, випрасовування, віброобработка, динамічне зміцнення, електромеханічна і комбінована обробка різних поверхонь деталей машин); 2) формоутворювальна обробка пластичною деформацією (накочення зубів, шліців, резьб, фасонних поверхонь); 3) обробно-зміцнююча обробка пластичною деформацією (калібрування зовнішніх і внутрішніх поверхонь обертання і дорнованіє). Випрасовування проводять інструментом, робочим елементом якого є алмазний індентор, що ковзає по оброблюваній поверхні. Цим методом можна обробляти всі види поверхонь від плоскої до фасонної.

Накочення, розкочування і обкачування здійснюють спеціальним інструментом. При тиску робочого елементу на оброблювану поверхню відбувається її локальна пластична деформація в місці контакту, наявність різної обертальної і поступальної ходи дозволяє обробляти різні поверхні 9 плоскі, циліндрові, фасонні.

Комбінована обробка
Особливе місце серед методів підвищення якості деталей машин займає комбінована обробка, що суміщає лезвійную і що обробний-зміцнює обробки. В даний час для обробки зовнішніх і внутрішніх поверхонь обертання достатньо широкого поширення набуло сумісне точіння і обкачування, здійснюване із застосуванням комбінованих інструментів, що поєднують в собі ріжучі і деформуючі елементи. Переваги сумісної обробки різанням і ППД різних поверхонь комбінованими інструментами в порівнянні з роздільною обробкою незаперечно доведені в сучасній літературі [6]. Такий метод дозволяє не тільки підвищити якість поверхні, але і дає можливість збільшити продуктивність, понизити трудомісткість обробки, що є істотною перевагою комбінованої обробки перед іншими способами підвищення якості поверхневого шару. Проте в даний час в довідково-нормативній документації недостатньо повно представлені відомості про раціональну область застосування комбінованої обробно-зміцнюючої обробки. Отже, використання цього методу вимагає докладнішого дослідження і обгрунтування якості обробленої поверхні залежно від властивостей оброблюваного матеріалу, режимів різання, експлуатаційних властивостей оброблюваних деталей. Таким чином, всі методи обробки поверхневим пластичним де-формированием мають широкі можливості в управлінні параметрами стану поверхневого шару деталей машин, а отже і їх експлуатаційними властивостями. Досвід сучасного машинобудування свідчить, що при поєднанні процесу лезвійной обробки з ППД надається можливість разом з підвищенням експлуатаційних властивостей продукції, що виготовляється, одночасно підвищити точність і продуктивність технологічного процесу обробки в цілому.

Технологічне забезпечення експлуатаційних властивостей деталей машин нерозривно пов'язане з параметрами стану поверхневого шару деталей, що визначають їх експлуатаційні властивості. Найважливіші експлуатаційні характеристики деталей машин - зносостійкість, міцність, герметичність значною мірою залежить від стану їх поверхневого шару, визначуваного параметрами механічної обробки при виготовленні. Для успішного вирішення завдання підвищення якості машин необхідно розглянути теоретичні аспекти впливу параметрів стану поверхневого шару деталей на їх експлуатаційні властивості. Зносостійкість є найважливішою експлуатаційною характеристикою деталей машин. Для більшості машин основною причиною відмов є досягнення гранично допустимого рівня зносу їх найбільш відповідальних деталей, у зв'язку з чим підвищення зносостійкості деталей машин є вельми актуальним завданням. Зносостійкість деталей машин значною мірою залежить від стану їх поверхневого шару, визначуваного параметрами механічної обробки при виготовленні. Відоме рівняння для розрахунку інтенсивності зношування в період нормального зносу за постійних умов роботи і физико-механічних властивостей матеріалу залежно від параметрів поверхневого шару.

Фізико-хімічні властивості дизельних моторних олив.

В'язкість є однією з найважливіших характеристик мастил, що визначають силу опору масляної плівки розриву. Чим міцніше масляна плівка на поверхні тертя, тим краще ущільнення кілець в циліндрах, менше витрата масла на чад. Відповідно до нормативно-технічної документації в'язкісно-температурні властивості моторних масел оцінюються індексом в'язкості.
В'язкість динамічна - це сила опору двох шарів мастильного матеріалу площею 1 см2, віддалених один від одного на відстані 1 см і переміщаються один щодо іншого зі швидкістю 1 см / с.
В'язкість кінематична визначається як відношення динамічної в'язкості до щільності рідини.

Індекс в'язкості - відносна величина, що показує ступінь зміни в'язкості залежно від температури. Індекс в'язкості розраховують за значеннями кінематичної в'язкості при 40 і 100 ° С або знаходять за таблицями. В'язкісно-температурні властивості масел оцінюють також за кінематичної в'язкості при низькій температурі (0 і -18 ° С).

Кінематична в'язкість моторних масел, використовуваних в мастильних системах автомобільних двигунів, дорівнює 4 ... 14 мм2 / с при 100 ° С. З пониженням температури вона швидко збільшується, досягаючи при -18 ° С значення 10000 мм2 / с і більше. Масла з кінематичною в'язкістю 4 ... 8 мм2 / с використовують в зимовий час, з в'язкістю 10 ... 14 мм2 / с - влітку.

Температура застигання - це гранична температура, при якій масло втрачає рухливість. Масла, що мають температуру застигання -15 ° С і вище, відносяться до літніх. Якщо ж температура застигання -20 ° С і нижче, то масла відносяться до зимових. Температура застигання в якійсь мірі характеризує граничну температуру, при якій можливий запуск охолодженого двигуна. Однак, температура запуску двигуна на холоді залежать не стільки від температури застигання масла, скільки від величини його в'язкості при даній температурі.

Протизносні властивості характеризують здатність масла зменшувати інтенсивність зношування тертьових деталей, знижувати витрати енергії на подолання тертя. Ці властивості залежать від в'язкості і в'язкісно-температурної характеристики, здатності, що змазує і чистоти олії. Мийно-диспергуючі властивості поділяються на миючі та диспергуючі властивості. Миючі властивості характеризують здатність масла забезпечувати необхідну чистоту деталей двигуна і протистояти лакообразованію на гарячих поверхнях, а також перешкоджати прилипанню вуглецевих сполук. Диспергуючі властивості характеризують здатність масла перешкоджати злипанню вуглецевих частинок, утримувати їх у стані стійкої суспензії і руйнувати великі частки продуктів окислення при їх появі.

Протиокислювальні властивості визначають стабільність масла, від якої залежить термін роботи мастил у двигунах, характеризують їх здатність зберігати первинні властивості і протистояти зовнішньому впливу при нормальних температурах. Стійкість моторних масел до окислення підвищується при введенні антиокислювальних присадок.

Антикорозійні властивості. Корозійна активність моторних масел залежить, перш за все, від вмісту в них сірчистих з'єднань, органічних і неорганічних кислот та інших продуктів окислення. У лабораторних умовах антикорозійні властивості моторних масел оцінюють за втратою маси свинцевих пластин (у розрахунку на 1 м2 їх поверхні) за час випробування при температурі 140 ° С.

Корозійний знос деталей визначається також вихідним значенням лужності і швидкістю його зміни. Чим більше опрацювало масло, тим нижче стає показник лужності. Тому показник лужності вводиться у показників якості олії. Зольність масла дозволяє судити про кількість негорючих домішок в мастила без присадки, а мастила з присадками - про кількість введених зольних присадок. Зольність визначають у лабораторних умовах і висловлюють процентним відношенням утворилася золи до маси проби масла, взятої для аналізу. Зольність масел, що не містять присадок, не перевищує 0,02 ... 0,025% за масою. У масел з присадками зольність не повинна бути менше 0,4%, а у високоякісних марок масел не менше 1,15 ... 1,65% за масою.

Вміст механічних домішок і води. Механічних домішок в мастила без присадок повинно бути, а мастила з присадками їх значення не має перевищувати 0,015% за масою, причому механічні домішки не повинні надавати абразивного дії на поверхні, що труться. Вода в моторних маслах має бути відсутня. Навіть невелика кількість води викликає деструкцію присадок, відбувається процес шламообразованія.

Присадки застосовуються для додання моторних мастил нових властивостей або зміни існуючих. Присадки поділяють: на антиокислювальні - підвищують антиокислювальну стійкість масел; протикорозійні - захищають металеві поверхні від корозійного впливу кислото-і сірковмісних продуктів; мийно-диспергуючі - сприяють зниженню відкладень продуктів окислення на металевих поверхнях, протизносні, протизадирні і антифрикційні - покращують мастильні властивості масел; депресорні - знижують температуру застигання масел; антипінні - запобігають спінення масел.

Література:

1. М.Ф.Дмитриченко, Р.Г.Мнацаканов, О.О.МікосянчикТриботехніка та основи надійності машин: Навчальний посібник. – К.: Інформавтодр, 2006. – 216 с.

2. Д.Н. ГаркуновТриботехника (износ и безизносность): Учебник. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство МСХА, 2001. – 616 с.

3. П.Н.Богданович, В.Я.Прушак Трение и износ в машинах: Учебник для вузов – Минск: Вышэйшая школа, 1999. – 374 с.

4. Беркович И.И., Громаковский Д.Г. Трибология. Физическиеосновы, механика и техническиеприложения. Учебник для вузов. Самар.гос.тех.ун-т Самара, 2000. – 268 с.





Реферат на тему: Фізико-хімічні властивості дизельних моторних олив (реферат)


Схожі реферати



5ka.at.ua © 2010 - 2016. Всі права застережені. При використанні матеріалів активне посилання на сайт обов'язкове.    
.