ВВЕДЕНИЕ. Бийский технологический институт (филиал)

Бийский технологический институт (филиал)

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет

имени И.И. Ползунова»

Ю.Г. Некрасов, Е.В. Романова, О.А. Елисеева

ОСНОВЫ ХИММОТОЛОГИИ

АВТОМОБИЛЬНЫХ ТОПЛИВ И МАСЕЛ

Учебное пособие

Допущено УМО вузов РФ по образованию в области
транспортных машин и транспортно-технологических комплексов
в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся
по специальности «Автомобиле- и тракторостроение»

Бийск

Издательство Алтайского государственного технического университета
им. И.И. Ползунова

УДК 665.7.035

Рецензенты:

д.х.н., профессор БТИ АлтГТУ А.М. Белоусов;

к.т.н., доцент ФКП «БОЗ» А.Г. Сергеев

Некрасов, Ю.Г.

Основы химмотологии автомобильных топлив и масел: учебное пособие / Ю.Г. Некрасов, Е.В. Романова, О.А. Елисеева. - Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2008. - 129 с.

Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 190100 «Наземные транспортные системы», 190201 «Автомобиле- и тракторостроение», 190206 «Сельскохозяйственные машины и оборудование», 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство», 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)» при изучении ими курсов «Основы химмотологии автомобильных топлив и масел», «Тепловые процессы в двигателях внутреннего сгорания», «Рабочие процессы, конструкция и основы расчета энергетических установок и транспортно-технического оборудования», «Основы эксплуатации и ремонта», «Эксплуатационные материалы и экономия топливно-энергетических ресурсов», «Конструкция автомобиля и трактора», а также при выполнении лабораторных, курсовых работ и дипломных проектов.

Учебное пособие может быть полезно студентам, обучающимся другим автотракторным специальностям, и предназначено для самостоятельной работы.

УДК 665.7.035

Рассмотрено и одобрено на заседании научно-методического совета Бийского технологического института.

Протокол № 4 от 31.01.2008 г.

ISBN 978-5-9257-0115-7

© Ю.Г. Некрасов, Е.В. Романова, О.А. Елисеева, 2008

© БТИ АлтГТУ, 2008

Учебное издание

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Наиболее трудная и многоплановая проблема рационального применения топлив и масел связана со сложностью физико-химичес-ких превращений, протекающих в процессах их хранения и эксплуатации автотранспорта. Поэтому объективно в науке и технике появилось новое направление, изучающее теорию и практику рационального применения топлив, масел, смазок и специальных жидкостей. В начале 60-х годов прошлого века по предложению советского ученого
К.К. Папока и инженера В.В. Никитина это направление как прикладная наука было названо «химмотологией» – производным от слов «химия», «мотор», «логос» (наука) [1, 5, 8, 12].

Историческое развитие и техническое совершенствование, усложнение условий эксплуатации автотранспорта, необходимость повышения его надежности и долговечности, ограниченные возможности нефтехимической переработки по созданию и производству высококачественных горюче-смазочных материалов (ГСМ) остро поставили задачу разработки способов и средств наиболее рационального и экономного их применения. Конструкция двигателей и механизмов, качество применяемых в них ГСМ и специальных жидкостей, эксплуатация автотранспорта являются звеньями единой химмотологической системы, в которой каждое звено специфически влияет на соседние звенья и существенно зависит от них. Поэтому, какой бы совершенной ни была конструкция двигателя или механизма, без правильно подобранного топлива, смазочного материала или специальной жидкости, она не сможет комплексно обеспечить решение поставленных перед нею задач в конкретных условиях эксплуатации. Это обусловлено не только трением и износом конструкционных материалов, но и специфическими особенностями горения топлив, поведения смазочных масел в тепловых двигателях. С усложнением конструкции двигателей и механизмов, увеличением их мощности и теплонапряженности повысились требования к качеству и расширился ассортимент применяемых ГСМ. Остро проявились проблемы бездетонационного горения, лако- и нагарообразования, коррозионно-механического износа цилиндропоршневой группы (ЦПГ) и других пар трения. В связи с этим у нефтеперерабатывающей и химической промышленности появились соответствующие технологические и ресурсные проблемы, а у эксплуатационников – не менее сложные проблемы по обеспечению работоспособности, надежности и эффективной эксплуатации автотранспорта в конкретных, часто экстремальных условиях.

С другой стороны, определенные ограничения по физико-хими-ческим и другим эксплуатационным свойствам ГСМ, связанные с их химической природой, сырьевыми и технологическими возможностями, оказывают существенное влияние на изменение конструкции, подбор конструкционных материалов и технологию их изготовления. Однако только при эксплуатации реализуются и объективно оцениваются совершенство конструкции двигателей, механизмов, узлов, деталей и качество правильно подобранных ГСМ и специальных жидкостей. Следовательно, химмотология как прикладная наука об эксплуатационных свойствах, качестве, рациональном и экономном применении в автотранспорте топлив, масел, смазок и специальных жидкостей тесно связана с практикой и имеет огромное значение в экономике страны. Теоретическими основами химмотологии, развитие которой базируется на стыке различных наук (неорганическая, органическая, физическая, коллоидная химия, нефтехимия, физика, химическая физика, теплотехника, машиноведение, экономика, экология), являются основные положения теории поверхностных явлений, теории окисления, испарения, горения топлив, теории трения, износа металлов в двигателях и механизмах, электрохимическая теория коррозии металлов в нефтепродуктах.

Главным предметом исследований в химмотологии являются эксплуатационные свойства ГСМ и специальных жидкостей, которые, проявляясь в различных условиях эксплуатации, в значительной мере определяют работоспособность, надежность, экономичность и экологичность автотранспорта. К основным эксплуатационным свойствам ГСМ относятся: энергетические характеристики, воспламеняемость, горючесть, детонационная стойкость, склонность к нагаро- и лакообразованию, прокачиваемость, электризуемость топлив, моюще-диспер-гирующие свойства моторных масел, физическая и химическая стабильность, испаряемость, гигроскопичность, низкотемпературные коррозионные, защитные, антифрикционные, противоизносные, противозадирные свойства, токсичность, пожаро- и взрывоопасность. Химмотология (с учетом назначения, особенностей устройства и эксплуатации, обеспеченности сырьевой и производственной баз, экономики и экологии) научно обосновывает, экспериментально подтверждает и формулирует требования к эксплуатационным свойствам ГСМ. Эти требования она выражает выбором конкретных, предельно допустимых показателей качества ГСМ с установлением по ним норм и определенного ресурса их эффективной эксплуатации. Отсюда место, роль и сущность химмотологии автомобильных топлив и масел как прикладной науки заключается во взаимоувязке требований основных сфер деятельности (конструировании и изготовлении, переработке сырья и получения ГСМ, эксплуатации) в области автотранспортных машин и транспортно-технологических комплексов.

В «Концепции развития отечественной автомобильной промышленности до 2010 года» одной из основных составляющих является новый подход к подготовке и повышению квалификации кадров, который предусматривает необходимость глубоких, системных, конструкторско-технологических и специальных знаний молодыми специалистами в областях всего жизненного цикла (от конструирования до утилизации) автотранспорта. Эти знания, тесно связанные с всесторонним пониманием механизмов физико-химических процессов, протекающих на всех этапах жизненного цикла автотранспорта при окислении, испарении, горении и трении, помогут будущим конструкторам, эксплуатационникам и ремонтникам правильно рекомендовать химмотологам требования к качеству ГСМ, а также экономно, эффективно и без ущерба экологии применять их.