18. Эксплуатационные требования к пластичным смазкам. Структура. Состав.

ПС - система, которая при малых нагрузках проявляет свойства твердого тела, при некоторой критической нагрузке смазка начинает пластично деформироваться (течь подобно жидкости) и после снятия нагрузки вновь приобретает свойства твердого тела. По своему составу ПС являются сложными веществами и состоят из масля­ной основы (дисперсной фазы), загустителей, присадок и наполнителей. Свойства твердого тела придает смазке структурный каркас загустителя. Процесс разрушения структурного каркаса ПС обратим. После снятия нагрузки течение смазки прекращается.

В качестве основы смазок используют масла нефтяного и синтетического происхождения. В качестве дисперсных масел используются вещества органического и неоргани­ческого характера. Размер частиц дисперсных масел составляет 0,1-10 мкм. Многие свойства ПС определяются свойствами дисперсионной среды. Для улучшения свойств в ПС вводят также присадки: антиокислитсльные и т.д. в кол-ве 0,001-3%. Как правило, используются те же присадки, что и при производстве моторных и транс­миссионных масел.

В смазки спец. назначения добавляют наполнители и твердые порошкообразные продукты, не растворимые в масле (от 1 до 50 %). Наполнители увеличивают проч­ность смазки, препятствуют выдавливанию ее из узлов трения, повышают термостойкость, снижают коэффици­ент трения, а следовательно и износ. Содержание загус­тителя в ПС составляет 10-20 %. ПС применяют в основном в узлах трения, в которых не возможно применение жидких смазочных материалов.

2. Влияние химического состава нефтей на св-ва полученных топлив и масел. Элементарный и групповой состав нефти.

Природная нефть представляет собой раствор углеродов различного состава и строения.

Элементарный и групповой состав нефти. Основную часть нефти составляют: углерод – 83-87%, водород 12-14%, сера 3-4%, а также азот, кислород и примеси.

Групповой состав: нефть состоит из углеродов, подразделенных на следующие группы: парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы), ароматические (арены).

Плотность, вязкость, температура кипения, углеводородов возрастает с ростом молекулярной массы которая как строение молекулы определяет свойства углеводородов в каждой группе. Углеводороды содержат от 1 до 4 атомов углерода находятся в газообразном состоянии. Состав бензина и дизеля топлива входят жидкие углеводороды с кол-вом атомов углерода от 5 до 15%. Св-ва нефтепродуктов зависят от типа и строения входящих в них углеродов.

Парафиновые углеводороды (алканы).

Их углеродные молекулы представляют собой сочетание углеродных и водородных атомов в виде незамкнутой цепочки.

Эмпирическая формула: СnH₂n+2

Парафиновые углеводороды входят в состав попутных и природных газов, содержат от 1 до 4 атомов углерода, они обладают высокой детонационной стойкостью, характеризуется октановым числом. Содержание парафиновых углеводородов в нефти зависит от месторождения. Цепочка парафин. углеводород. Может быть прямой (нормальной) или разветвлённой (изомерной).

Алкановые углеводороды имеют самую высокую теплоту сгорания, т. к. их молекулы содержат max число атомов водорода, приходящихся на 1 атом углерода.

ТСМ (топливо-смазочные материалы), содержащие большое кол-во алкановых углеводородов отличаются стабильностью. При получении высококачественных а/м бензинов желательно присутствие изопарафинов, т.к. нормальные парафины снижают детонационная стойкость бензина.

В то же время легкоокисляющиеся нормальные парафины обладают min периодом задержки самовоспламенения, что способствует более плавному нарастанию давления и лучшей работе для топлива, однако в зимних сортах их содержание ограничено (высокая тем-ра застывания).

Ароматические углеводороды (арены). Их молекулы содержат бензольные кольца с 3-мя одинарными связями, чередующие с двойными.

Общая эмпирическая формула: СnН2n-6

Строение Бензола: В различных нефтях содержание арена составляет от 5 до 20% по массе. Арены из-за высокой термической устойчивости является желательными для карбюраторных двигателей, т.к. они обладают самым большим октановым числом по сравнению с другими углеводородами. Учитывая высокое нагарообразование содержание ароматические углеводороды ограничивают в пределах от 40-45% по массе. В дизельных топливах в следствии высокой термической стабильности присутствие ароматических углеводородов нежелательным.

Непредельные углеводороды. Непредельные соединения (алкены, ди-, три- и полиены, алкины) в сырой нефти и природных газах отсутствуют. Чаще в нефтепродуктах присутствуют олефиновые углеводороды. Эмпирическая формула: СnH2n. К ним можно отнести этилен C₂ H₄ и бутен C₄ H₈.

В эксплуатационных условиях низкая химическая стойкость олефинов играет отрицательную роль, т.к. понижается стабильность нефтепродуктов. Бензины термического крекинга из-за окисления их jлефиновой группы осмаливаются при хранении и отриц. влияют на работу топливной системы.

Нафтеновые углеводороды. (ЦИКЛАНЫ).

Представляют собой циклические насыщенные углеводороды, в которые смежные углеродные атомы, соединяясь друг с другом одной валентной связью, образуют циклическую структуру. Эмпирическая формула: CnH_2n В нефти и нефтепродуктах содержатся главным образом представители нафтенового ряда и их производные, молекулы которые содержат по одному кольцу с 5 и 6 атомами углеводородов. Циклическое строение нафтеновых углеводородах предопределяет их высокую химическая стабильность, а низкие температуры плавления обуславливают хорошие низкотемпературные св-ва нефтепродуктов. Нафтеновые углеводородах обладают меньшей теплотой сгорания по сравнению с парафиновыми, но более высокой детонационной стойкостью и поэтому является желательными компонентами в топливах для карбюраторных двигателей и зимних сортах дизельного топлива. В масленых фракциях нафтеновые углеводороды увеличивают вязкость и улучшают маслянистость, но с другой стороны улучшаются и вязкостно-температурные св-ва, т.к. они могут образовывать длинные боковые цепи.

Сернистые соединения. Сернистые соединения делят на активные и неактивные. К активным относят соединения, способные корродировать металлы при нормальных условиях. При нормальных условиях металлы, контактирующие с неактивными сернистыми соединениями, не корродируют, то при полном сгорании топлива в двигателе соединения серы образуют сернистый и серный антигрид, способные вызывать коррозию и дающие в соединения с водой еще более активных коррозионных агентов - сернистую и серную кислоту. В малосернистых нефтях содержание сернистых соединений колеблется от 0,1 до 0,5%, а в сернистых – от 4 и более %. После перегонки сернистых нефтей, в бензиновых фракциях содержится от 0,15-0,20% серы, в керосиновых доходит до 1%, а в соляровых – до 2%.

Кислородные соединения. Кислородосодержащие соединения в нефтях редко составляют 10% по массе. Эти компоненты нефти представлены кислотами, эфирами, фенолами и т.д.. основная их часть сосредоточена в высококипящих фракциях, начиная с керосиновой.

Азотистые соединения. Они содержатся в нефтях по сравнению с кислородными и сернистыми в значительно меньших количествах и поэтому не оказывают заметное влияние на ТСМ.