МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВЛАДИВОСТОКСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВЛАДИВОСТОКСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА
ИНСТИТУТ ИНФОРМАТИКИ, ИННОВАЦИЙ И БИЗНЕС-СИСТЕМ
КАФЕДРА СЕРВИСА ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ЭКОНОМИЯ
ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
Рабочая программа учебной дисциплины
Основная образовательная программа
190500.62 «Эксплуатация транспортных средств»
Владивосток
Издательство ВГУЭС
2009
1
ББК **.**
Рабочая программа дисциплины «Эксплуатационные материалы и экономия топливноэнергетических ресурсов» составлена в соответствии с требованиями ООП для студентов
направления 190500.62 «Эксплуатация транспортных средств».
Составитель: В.В. Пермяков, профессор кафедры СТС,
Н.С. Каминский, ассистент кафедры СТС.
Рекомендована к изданию учебно-методической комиссией института информатики, инноваций и бизнес – систем.
© Издательство Владивостокский
государственный университет
экономики и сервиса, 2013
2
ВВЕДЕНИЕ
Необходимость введения дисциплины «Эксплуатационные материалы и экономия топливно-энергетических ресурсов» обусловлена потребностью подготовки специалистов широкого профиля в области технической эксплуатации автомобилей, рационального использования топлив и смазочных материалов, применения нетрадиционных видов топлив, методам решения экологических проблем, связанных с загрязнением окружающей среды, израсходованием невосстанавливаемых природных ресурсов. Дисциплина тесно связана и опирается на такие ранее изученные дисциплины, как «Материаловедение и технология конструкционных
материалов», «Рабочие процессы, конструкция и основы расчета автомобильных двигателей».
Знания по экономии топлива являются частью дисциплины «Эксплуатационные свойства автомобилей». Специфика данной учебной дисциплины обусловлена наличием у обучаемого
глубоких знаний теории и конструкции двигателей и автомобилей для всестороннего анализа
вопросов экономии топлива и масел.
3
Организационно-методические указания
1.1. Цель и задачи учебной дисциплины
Целью настоящей дисциплины является формирование практических навыков по нормированию, правилам транспортировки и хранения, рациональному использованию автомобильных эксплуатационных материалов, а так же добавок к ним. Основные задачи дисциплины заключаются в рассмотрении классификации эксплуатационных материалов, их назначения и
обозначения; взаимозаменяемости с зарубежными аналогами; различия минеральных и синтетических смазочных материалов, альтернативных топлив.
1.2. Перечень компетенций, приобретаемых при изучении дисциплины
Дисциплина формирует профессиональный взгляд на классификацию, маркировку, области применения эксплуатационных материалов, позволяет ориентироваться в ассортименте
товаров автохимии. Знания, полученные в процессе изучения дисциплины, имеют практическое применение при планировании сроков замены смазочных материалов и технических
жидкостей в процессе технической эксплуатации автомобилей.
1.3. Основные виды занятий и особенности их проведения
Программой дисциплины предусмотрено для студентов дневной формы обучения чтение
лекций в объеме 34 часа, выполнение лабораторных работ в объеме – 16 часов. Для студентов
заочной формы обучения предусмотрено чтение лекций в объеме – 12 часов, выполнение лабораторных работ в объеме – 8 часов. Так же предусмотрена одна контрольная работа, которая
охватывает 9 разделов курса. Освоение дисциплины предполагает, помимо посещения лекций,
практических занятий и выполнения лабораторных работ самостоятельную работу на которую
отводится для студентов дневной формы обучения – 50 часов, а для студентов заочной формы
обучения – 80 часов.
1.4. Техническое и программное обеспечение дисциплины
Лабораторные работы проводятся в специализированной лаборатории № 4201. Для проведения лабораторных работ используется учебное пособие: Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу Автомобильные эксплуатационные материалы. – Владивосток: Издво ВГУЭС. – 2007. – 65 с.
2. Содержание дисциплины
2.1 Темы лекций
Тема 1. Принципы переработки нефти
Состав нефти. Основные принципы переработки нефти:
- прямая перегонка;
- термический крекинг;
- каталитический крекинг;
- термический риформинг;
- каталитический риформинг;
- изомеризация;
- алкилирование;
- полимеризация.
Тема 2. Очистка топлив и масел
Основные способы очистки:
- очистка щелочью;
- очистка серной кислотой;
- очистка с помощью растворителей (селективная очистка);
- депарафинизация;
- адсорбционная очистка;
- гидроочистка.
4
Тема 3. Альтернативные топлива
Основные процессы переработки твердых горючих ископаемых в жидкие топлива: коксование, полукоксование; деструктивная гидрогенизация.
Тема 4. Общие требования к топливу двигателей с искровым зажиганием
Четыре группы требований, которые предъявляют двигатели с искровым зажиганием к качеству применяемого топлива:
1. Топливо должно обеспечивать создание однородной топливовоздушной смеси необходимого состава при любых температурных условиях.
2. Топливно-воздушная смесь должна сгорать с возможно большей полнотой за отведенный промежуток времени.
3. Не должно возникать затруднений при транспортировке, хранении и подаче топлива по
системе питания в двигатель при любых климатических условиях.
4. Топливо должно быть недорогим, по возможности нетоксичным и производство его
должно быть обеспечено широкими сырьевыми ресурсами.
Тема 5. Испарение, смесеобразование и сгорание топлив
Коэффициент избытка воздуха, нормальная богатая и бедная топливно-воздушная смесь.
Способы получения горючей смеси в поршневых двигателях внутреннего сгорания: карбюрацией и непосредственным впрыском бензина в цилиндры двигателя. Преимущества непосредственного впрыска. Статическое и динамическое испарение бензина. Определение давления
насыщенных паров бензина методом Рейда и методом Валявского и Бударова. Зависимость
скорости испарения топлива от коэффициента диффузии паров топлива в окружающую среду.
Влияние скрытой теплоты испарения (теплоты парообразования) на процесс испарения топлив. Плотность и вязкость бензина. Высшая и низшая теплота сгорания топлив. Анилиновая
точка.
Тема 6. Антидетонационные свойства, фракционный состав бензинов
Определение октанового числа бензинов моторным и исследовательскими методами.
«Чувствительность» бензина. Фактическое октановое число автомобильного бензина. Требования автомобильных двигателей к детонационной стойкости бензинов. Оценочная величина
падения мощности двигателя для определения допустимого снижения антидетонационных
требований двигателей. Антидетонационные присадки. Особенности применения этилированных бензинов. Фракционный состав и его влияние на пусковые свойства карбюраторного двигателя. Влияние фракционного состава на образование паровых пробок в системе питания, на
прогрев и приемистость на износ двигателя и экономичность его работы, на горячий пуск и
работу двигателя на холостом ходу, на обледенение карбюратора.
Тема 7. Химическая стабильность, склонность к образованию отложений в двигателях, коррозионная агрессивность, низкотемпературные свойства и ассортимент бензинов
Склонность бензинов к окислению. Антиокислительные присадки к бензинам. Антиокислители: древесносмольный, Ф4-16 и парооксидифениламин. Образование отложений в системе питания, во впускной системе двигателя. Нагарообразование в камерах сгорания. Коррозионные свойства бензинов. Коррозия деталей двигателя продуктами сгорания сернистых бензинов. Температура помутнения, растворимость воды в бензинах. Содержание серы в товарных автомобильных бензинах.
Тема 8. Общие требования к дизельному топливу, смесеобразование и сгорание
Преимущества и недостатки дизельных двигателей с точки зрения процесса смесеобразования горючей смеси. Влияние вязкости, фракционного состава, давления насыщенных паров
и поверхностного натяжения дизельного топлива на процесс смесеобразования. Цетановое
число. Зависимость между величинами цетанового числа и дизельного индекса. Зависимость
цетанового числа топлива от его октанового числа.
Тема 9. Склонность к образованию отложений в дизельных двигателях, коррозионная агрессивность, низкотемпературные свойства и ассортимент дизельных топлив
5
Влияние содержания серы на нагарообразование. Йодное число топлива. Зольность, коксуемость дизельных топлив (ДТ). Коррозионные свойства ДТ. Содержание меркаптановой серы в товарных ДТ. Коррозия деталей двигателя продуктами сгорания сернистых дизельных
топлив. Низкотемпературные свойства ДТ. Температура помутнения, застывания ДТ. Депрессорные присадки. Классификация товарных дизельных топлив.
Тема 10. Состав и свойства газообразных топлив, сжатые, сжиженные газы, особенности применения газообразных топлив
Природные, попутные, заводские газы. Разделение газообразных топлив на две группы:
сжатые и сжиженные газы. Особенности применения газообразных топлив..
Тема 11. Основные требования к качеству масла
Определение октанового числа бензинов моторным и исследовательскими методами.
«Вязкостные (полимерные), депрессорные, моющие и диспергирующие, противоокислительные, противопиттинговые, противокоррозионные, противоржавейные, противопенные, многофункциональные присадки.
Тема 12. Вязкостные, противоокислительные, моющие, противоизносные, противокоррозионные, противопенные свойства масел для двигателей
Зависимость вязкости масла от давления. Индекс вязкости (ИВ). Выбор оптимального
уровня вязкости для двигателей. Разбавление масла топливом. Улучшение низкотемпературных свойств масла с помощью депрессорных присадок. Нагары, лаки, шламы. Зольные и беззольные моющие присадки. Щелочность масел. Моющий потенциал масла. Противозадирные,
противоизносные свойства масел. Коррозионность масел. Три способа подавления коррозионных процессов в двигателе. Противопенные свойства масел. Различия минеральных и синтетических смазочных материалов.
Тема 13. Стабильность и возможность смешения масел разных марок, старение масла в двигателях, ассортимент масел для двигателей
Стабильность масла при хранении. Возможность смешения масел для двигателей разных
марок друг с другом. Старение масла в двигателях: вязкость, зольность, кислотное число, щелочность механические примеси, сроки смены масла. Классификация масел по ГОСТ, по SAE,
по API. Соответствие классов вязкости по классификации ГОСТа и SAE. Товарные масла карбюраторных, дизельных двигателей, взаимозаменяемость их с зарубежными аналогами.
Тема 14. Условия работы масел, эксплуатационные свойства, ассортимент трансмиссионных масел. Масла для гидромеханических передач
Условия работы масел в зависимости от типа передач. Температурный режим работы
масла в трансмиссии. Эксплуатационные свойства масел. Подразделение трансмиссионных
масел в зависимости от сезонных и климатических условий. Требования к маслам для гидромеханических передач.
Тема 15. Состав пластичных смазок и их производство, эксплуатационные свойства
и методы их оценки, ассортимент пластичных смазок, клеев и герметиков
Строение пластичных смазок. Загустители. Мыльные смазки. Углеводородные смазки.
Температура каплепадения смазок. Предел прочности, вязкость смазок. Пенетрация. Антикоррозионные и защитные свойства смазок. Коллоидная и химическая стабильность смазок. Ассортимент пластичных смазок, клеев и герметиков.
Тема 16. Пусковые, охлаждающие жидкости, жидкости для гидравлических передач,
моющие составы, электролит
Пусковые жидкости для дизельных и карбюраторных двигателей. Вода, жесткость воды.
Умягчение воды. Низкозамерзающие охлаждающие жидкости. Особенности этиленгликолевых антифризов. Антикоррозионные присадки в антифризах. Жидкости для гидравлических
передач. Тормозные жидкости на гликолевой основе. Амортизаторные жидкости. Электролит.
Средства для ухода за лакокрасочными покрытиями и области применения. Средства защиты
от коррозии. Средства для мойки, очистки, окраски.
6
Тема 17. Изменение качества топлив, смазочных материалов и жидкостей при хранении, заправке и применении
Химические изменения. Испарения и потери. Обводнение. Попадание механических примесей. Восстановление качества топлив и регенерация масел.
Тема 18. Пути экономии и утилизации эксплуатационных материалов
Экономия топлив. Экономия масел. Экономия пластичных смазок. Экономия тормозных
жидкостей. Утилизация горюче-смазочных материалов. Отчетная документация.
2.2. Перечень тем практических занятий
Тема 1. Определение расхода энергии на перемешивание масел в мешалках.
Тема 2. Определение кинематической вязкости масла.
Тема 3. Определение кинематической вязкости автомобильных дизельных топлив.
Тема 4. Определение констант процесса фильтрования масла.
Тема 5. Определение оптической плотности и концентрации антифриза.
Тема 6. Определение температуры вспышки нефтепродуктов.
Тема 7. Определение плотности нефтепродуктов.
Тема 8. Определение температуры замерзания и содержания гликоля в антифризах.
3. Образовательные технологии
В образовательном процессе используются инновационные технологии обучения (интерактивные занятия): активная дискуссия, семинары в диалоговом режиме, режиме круглого
стола, практические работы.
Основные виды занятий:
1. Лекции, на которых дается основной систематизированный материал по курсу.
2. Практические занятия расширяют фактическую база знаний.
3. Консультации включают помощь при самостоятельном освоении материала.
Для обработки данных, полученных в ходе эксперимента необходимы пакеты программ:
Microsoft office, Internet Explorer, или других аналогичных.
4. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
4.1 Основная литература
1. Вержичинская, С.В. Химия и технология нефти и газа: учебное пособие для студ.
оброзоват. учреждений сред. проф. образования / С.В. Вержичинская, Н.Г. Дигуров, С.А. Синицин. – М.: Форум: ИНФРА-М, 2007. – 400 с.: ил.
2. Кириченко, Н.Б. Автомобильные эксплуатационные материалы: учебное пособие для
студ. учреждений сред. проф. образования / Н.Б. Кириченко. – 3-е изд., стереотип. – М.: Академия, 2007. – 208 с.: ил. – (Среднее профессиональное образование).
3. Колесник, П.А. Материаловедение на автомобильном транспор-те: учебник для студ.
вузов / П.А. Колесник, В.С. Кланица. – 3-е изд., стереотип. – М.: Академия, 2007. – 320 с.: ил.
– (Высшее профессиональное образование).
4.2 Дополнительная литература
1. Ульянов, А.Г. Смазочные масла: монография / А.Г. Ульянов, С.В. Куличков. – Владивосток: Профессорский клуб ЮНЕСКО, 2005. – 100 с., ил.
2. Емельянов, В.Е. Альтернативные экологически чистые виды топлива для автомобилей:
Свойства разновидности, применение / В.Е. Емельянов, Н.Ф. Крылов. – М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2004. – 128 с..
7
6. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для качественного проведения лекционных занятий по данной дисциплине используются аудитории, оснащенные мультимедийным оборудованием.
7. Словарь основных терминов
Химмотология – междисциплинарная отрасль знаний, комплексно изучающая
закономерности физико-химических процессов, протекающих в топливах и смазочных
материалах и технических жидкостях при их работе в машинах и механизмах.
Фракция – часть жидкости, выкипающая в определенном диапазоне температур. Прямая
перегонка (дистилляция) – первичный процесс переработки нефти, заключается в выделении
из нефти отдельных фракций, которые называют дистиллятами.
Термический крекинг – процесс нагрева обрабатываемого сырья до определенной
температуры без доступа воздуха.
Каталитический крекинг – процесс нагрева обрабатываемого сырья до определенной
температуры без доступа воздуха в присутствии катализатора.
Гидрокрекинг – разновидность каталитического крекинга, проводимого в атмосфере
водорода.
Риформинг – изомеризация (образование предельных углеводородов с разветвленной
углеводородной цепью) и ароматизация (образование ароматических углеводородов) тяжелых
бензиновых фракций с температурами кипения свыше 100оС для получения полуфабрикатов
высококачественных автомобильных бензинов.
Платформинг – риформинг, при котором в качестве катализатора используют
соединения платины (алюмоплатина).
Гидроформинг – процесс дегидрирования и одновременной циклизации углеводородов
тяжелых топливных фракций.
Кислотная очистка – обработка нефтепродуктов 96 ÷ 98%-ным раствором серной
кислоты.
Щелочная очистка – нейтрализация кислотных продуктов натриевой щелочью с
образованием нерастворимых в углеводородах или водорастворимых нейтральных
соединений.
Селективная очистка – очистка моторных масел с помощью органических жидкостей,
которые избирательно растворяют различные типы углеводородов, содержащихся в
нефтепродуктах.
Гидроочистка – процесс удаления сернистых, азотистых и кислородных соединений
путем их восстановления водородом с образованием легко растворимых в воде веществ –
сероводорода, аммиака и воды.
Адсорбционная очистка – процесс удаления примесей из нефтепродуктов с помощью
адсорбентов.
Депарафинизация – процесс удаления углеводородов с высокими температурами
застывания (парафинов) из нефтепродуктов.
Ультрафильтрация – метод разделения нефтепродуктов и удаления из них
нежелательных примесей с помощью полупроницаемых мембран.
Давление насыщенного пара – давление пара в состоянии термодинамического
равновесия с испаряющейся жидкостью.
Октановое число топлива – условная единица измерения его детонационной стойкости,
8
численно равная процентному (по объему) содержанию изооктана в смеси с нормальным
гептаном в эталонном топливе, эквивалентном по детонационной стойкости данному топливу
при стандартных условиях испытания. Т
Температура самовоспламенения топлива – минимальная температура, при которой
смесь паров топлива с воздухом воспламеняется при отсутствии инициирующего источника
воспламенения.
Цетановое число – условная единица измерения самовоспламеняемости топлива,
численно равная процентному (по объему) содержанию цетана С16Н34 в его смеси с альфаметилнафталином С11Н10 (эталонное топливо), эквивалентной по самовоспламеняемости
испытуемому топливу при стандартных условиях испытания.
Относительная вязкость – отношение вязкости жидкости к вязкости воды при
одинаковых температурах.
Температура помутнения – температура, при которой теряется физическая однородность
топлива вследствие образования микрокристаллов наиболее высокоплавких углеводородов и
воды.
Температура кристаллизации – температура, при которой кристаллы в топливе
обнаруживаются невооруженным глазом.
Температура застывания – температура, при которой происходит сращивание
кристаллов и топливо теряет подвижность.
Депрессоры – присадки, улучшающие низкотемпературные свойства дизельных топлив.
Стабильность топлив – способность сохранять заданные показатели качества в заданных
эксплуатационных условиях.
Коррозионная агрессивность топлива – свойство топлива или продуктов его сгорания
вызывать при контакте с металлами их коррозию.
9
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1.
Организационно-методические указания
3
4
1.1. Цели освоения учебной дисциплины
4
1.2. Перечень компетенций, приобретаемых при изучении дисциплины
4
1.3. Основные виды занятий и особенности их проведения
4
1.4. Техническое и программное обеспечение дисциплины
4
2. Структура и содержание учебной дисциплины
4
2.1. Темы лекций
4
2.2. Перечень тем практических занятий
7
3. Образовательные технологии
7
4. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
7
4.1 Основная литература
7
4.2 Дополнительная литература
7
5. Материально-техническое обеспечение дисциплины
8
6. Словарь основных терминов
8
10