مواد اصلی عملیاتی: انواع، ویژگی ها، هدف

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

تجهیزات خودرو بدون سوخت، روان کننده ها و سایر مواد نمی توانند کار کنند. آنها تعدادی ویژگی خاص دارند که به ویژگی های سیستم بستگی دارد. مواد عملیاتی با مدل وسایل نقلیه مطابقت دارد، عملکردهای بسیاری را در فرآیند کاربرد انجام می دهد. اینکه آنها چه هستند، چگونه تفاوت دارند، بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت.

تعریف کلی

مواد مصرفی مواد مختلفی هستند که در وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می گیرند، مانند بنزین، سوخت دیزل یا گاز. اینها فرمولاسیون های گران قیمت و برای محیط زیست ناایمن هستند که اکنون دانشمندان به دنبال جایگزین هایی برای آنها هستند. به جای منابع طبیعی، برق در این فرآیند دخالت دارد. مطالبات زیادی بر روی مواد مدرنی که در کارکرد خودرو استفاده می شود، اعمال می شود. این برای بهبود ایمنی زیست محیطی لازم است.

در سرتاسر جهان، انواع کلاسیک مواد عملیاتی همچنان بیشترین تقاضا را دارند. ATبه عنوان انرژی برای حرکت وسیله نقلیه، از بنزین و همچنین سایر مواد مشابه با منشاء طبیعی استفاده می شود. اما همه اینها تأثیر بدی بر محیط زیست دارد.

مواد مصرفی سیستم های خودرو را به شکل دلخواه نگه می دارد. برای انجام این کار، هر مدل شامل استفاده از نوع سوخت خود و سایر ترکیبات است. برای این، از یک سیستم علامت گذاری ویژه استفاده می شود. خودروهای مختلف ساختار متفاوتی دارند. بنابراین، هیچ مواد جهانی نمی تواند وجود داشته باشد.

انواع

سه گروه از مواد وجود دارد که در خودروها استفاده می شود:

• قابل احتراق.
• روان کننده ها.
• سیالات فنی.

سوخت می تواند مایع یا گاز باشد. در حالت اول بنزین و گازوئیل است. آنها انرژی شیمیایی را با استفاده از یک موتور احتراق داخلی به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. بنزین در موتورهای پیستونی با جرقه استفاده می شود، در حالی که سوخت دیزل به صورت فشرده مشتعل می شود.

روغن های مورد استفاده در سیستم های خودرو برای صرفه جویی در انرژی استفاده می شود که صرف اصطکاک می شود. در عین حال، روان کننده ها عملکرد ایمن خودرو را تضمین می کنند. بسته به زمینه کاربرد روغن، موارد زیر وجود دارد:

• موتور;
• انتقال؛
• توربین;
• سیلندر;
• فشرده سازی;
• کاهش یافته;
• عایق الکتریکی؛
• محافظت؛
• خلاء؛
• تخصصی;
• ساز.

Bدسته بندی جداگانه ای به گریس ها اختصاص داده شده است که به کمک آنها آب بندی، آب بندی، نگهداری و غیره انجام می شود.

سیالات فنی خاص می توانند عملکردهای مختلفی را انجام دهند. آنها را می توان در هیدرولیک به عنوان سیال کار، خنک کننده و غیره استفاده کرد.

بنزین

هنگامی که ویژگی های عملکرد مواد را در نظر می گیریم، ارزش آن را دارد که با رایج ترین نوع سوخت - بنزین شروع کنیم. این یک محصول تصفیه شده است که همراه با سوخت دیزل، مخلوطی از هیدروکربن ها، افزودنی های مختلف اضافی است که خواص عملکردی سوخت را بهبود می بخشد.

ترکیب بنزین شامل هیدروکربن هایی است که با حرارت دادن به 35-200 درجه سانتیگراد می توانند بجوشد. در سوخت های دیزل، این اجزا در دمای 180-360 درجه سانتیگراد می جوشند. امروز الزامات عملکرد سختگیرانه ای را برای مواد، از جمله بنزین، مطرح می کند:

• تامین بدون وقفه موتور؛
• تشکیل مخلوط با هوا به نسبت مناسب؛
• احتراق طبیعی است، بدون انفجار، در داخل موتور کامل است؛
• در دماهای مختلف به راه اندازی سریع و مطمئن موتور کمک می کند؛
• باعث خوردگی و سایش زودرس نمی شود؛
• حداقل سپرده در سیستم؛
• هنگام ذخیره سازی و حمل و نقل، کیفیت اصلی حفظ می شود.

خواص بنزین

برای برآوردن شرایط فوق، بنزین باید دارای تعدادی ویژگی باشد. مهمترین آنها عبارتند از:

1. خواص کربوراسیون.بنزین باید با هوا مخلوط سوختی تشکیل دهد که باید همگن باشد و در موتور کاملا بسوزد. برای انجام این کار، بنزین باید دارای شاخص های خاصی از چگالی، فرار، ویسکوزیته، فشار بخار اشباع، خواص دمای پایین باشد.
2. احتراق. این سرعت واکنش برهمکنش هیدروکربن ها و اکسیژن است که با مقدار زیادی گرمای آزاد شده همراه است.
3. احتراق عادی و انفجاری. در یک فرآیند عادی، فرآیند با احتراق کامل سوخت، اکسیداسیون آن مشخص می شود. سرعت انتشار شعله در این حالت 10-40 متر بر ثانیه است. در حین احتراق انفجار، سرعت به 1500-2000 متر بر ثانیه افزایش می یابد. در این مورد، فرآیند ناهموار است، یک موج ضربه ای رخ می دهد.
4. ضدتنشن. این ترکیب شامل سرب تترا اتیل است که با موادی مخلوط می شود که از رسوب اکسیدهای سرب جلوگیری می کند. به آنها لاشخور می گویند.

سوخت دیزل

با توجه به مواد اصلی عملیاتی، ذکر تنوعی مانند سوخت دیزل قابل ذکر است. با توجه به ویژگی های خاص، این نوع موتور 25-30 درصد اقتصادی تر از انواع بنزینی است. در بیشتر موارد، از سوخت دیزل برای موتور اتوبوس ها، کامیون ها و برخی خودروها استفاده می شود.

الزامات خاصی برای سوخت دیزل در حین کار ارائه می شود:

• ورود بدون وقفه به سیستم.
• ترویج تشکیل ترکیب خوب.
• نباید باعث سایش خورنده شود.
• Bاگزوز، مجرای ورودی، محفظه احتراق، هیچ رسوبی نباید روی سوزن اتومایزر باقی بماند.
• ویژگی های اولیه باید در طول حمل و نقل، ذخیره سازی حفظ شوند.

مهمترین خواص سوخت نوع دیزل فراریت، اشتعال پذیری و عملکرد سرد آن است.

در فرآیند استفاده از مواد عملیاتی، لازم است که موتور تحت هر شرایطی روشن شود. بنابراین جناحی نمی تواند آسان باشد. گونه های سنگین خود اشتعال بهتری دارند. این توانایی سوخت دیزل با عدد ستان (CN) تخمین زده می شود. این یک مشخصه شرطی است که برابر با درصد ستان در مخلوط مرجع است. این باید از نظر اشتعال پذیری معادل سوخت آزمایشی باشد.

شاخص خوداشتعالی بر تمایل سوخت دیزل به تشکیل رسوب، عملکرد موتور و راه اندازی آسان تأثیر می گذارد. در وسایل نقلیه مدرن، از ترکیبی استفاده می شود که با CCH از 45 تا 50 واحد مشخص می شود. اگر سوخت این نشانگر را در سطح 40 واحد داشته باشد، موتور سخت کار می کند. افزایش CN بیش از 50 واحد توصیه نمی شود. سوخت سریعتر از آن چیزی می سوزد که در داخل محفظه پخش شود. به همین دلیل، عملکرد موتور مختل می شود. چنین سوخت دیزلی قادر به سوختن کامل نخواهد بود. دود مشاهده می شود و راندمان موتور به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

سوخت گاز

مواد مصرفی خودرو نیز شامل سوخت های گازی است. با توجه به شرایط بدنی آنها به دو دسته تقسیم می شوند:

• فشرده؛
• مایع شده.

اگر هیدروکربن ها با دمای بحرانی، کمتر از سطح معمول مشخص شوند، پس از گاز به شکل فشرده استفاده می شود. اگر شاخص بالاتر باشد، از ترکیبات در حالت مایع استفاده می شود. الزامات اصلی برای سوخت های گازی عبارتند از:

• تشکیل مخلوط خوب؛
• کالری بالا؛
• نباید منجر به سایش خورنده شود؛
• حداقل سپرده در سیستم؛
• حفظ خواص در حین نگهداری و حمل و نقل؛
• هزینه تولید و ارسال کم.

پروپان یا بوتان برای تولید گاز مایع استفاده می شود. آنها به راحتی به حالت مایع تبدیل می شوند. برای تعیین آنها، از علامت گذاری CIS استفاده می شود. چنین موادی تحت فشار 1.6 مگاپاسکال ذخیره می شوند. برای خودروها مخلوطی از پروپان و بوتان تولید می شود که می توان از آن در تابستان یا زمستان استفاده کرد.

مواد خوشبو کننده به ترکیب CIS اضافه می شود که به مخلوط بوی قوی می دهد. این اجازه می دهد تا آنها را به بیرون درز کند.

مواد عملیاتی خودرو نیز شامل گازهای فشرده است. اجزای اصلی آنها متان، مونوکسید کربن، هیدروژن است. آنها از گازهایی با منشاء مختلف به دست می آیند. در علامت گذاری، چنین ترکیباتی دارای حروف LNG هستند. متان در چنین مخلوطی حاوی 40 تا 82٪ است. این گاز بدون خنک شدن به مایع تبدیل نمی شود.

هنگام استفاده از سوخت LNG، می توان ظرفیت حمل وسیله نقلیه را به میزان قابل توجهی کاهش داد. مسافت پیموده شده خودرو در باک پر در اینکیس 2 برابر کمتر از بنزین خواهد بود. از آنجایی که متان مقاومت بالایی در برابر انفجار دارد، موتورها نسبت تراکم خود را افزایش می دهند. CNG از نظر اشتعال پذیری ایمن تر از بنزین است. اما در عین حال، راه اندازی موتور در دماهای پایین دشوار است.

روغن موتور

روانکارهای عملیاتی در یک دسته جداگانه تخصیص داده می شوند. یکی از انواع آنها روغن موتور است. آنها ارائه می دهند:

• کاهش سایش قطعات متحرک در اثر اصطکاک با ایجاد لایه روغنی قوی و نازک بر روی سطح؛
• فاصله های مهر و موم در مفاصل؛
• دفع گرما از قطعات متحرک؛
• حذف محصولات سایش، آلاینده ها از مناطق اصطکاک؛
• محافظت از عناصر فلزی در برابر خوردگی؛
• پیشگیری از هر نوع سپرده.

روغن موتورهای مورد نیاز امروز افزایش یافته است:

• ویسکوزیته بهینه در همه حالت‌های عملکرد؛
• روانکاری خوب؛
• تبخیر کم، لایه لایه شدن و کف کردن؛
• محافظت در برابر خوردگی، گریس اکسیداسیون کم؛
• مصرف روغن کم در حین کارکرد موتور؛
• عمر طولانی بدون آسیب به سیستم؛
• حفظ کیفیت در هنگام نگهداری و حمل و نقل.

کیفیت اصلی روغن ویسکوزیته و مقاومت در برابر دماهای پایین است. امروزه از سه گروه روغن موتور استفاده می شود:

• Synthetics (اجزای کاملاً مصنوعی)؛
• ترکیب معدنی(تولید شده در طی پالایش نفت)؛
• نیمه سنتتیک (حاوی ترکیبات معدنی و مصنوعی).

میزان مصرف معینی از مواد عملیاتی وجود دارد که به عوامل زیادی بستگی دارد. شایان ذکر است که برای انواع روان کننده های مصنوعی این رقم بیشتر است. میزان ضایعات 30 تا 40 درصد بیشتر از ترکیبات معدنی خواهد بود. بنابراین، روغن های مصنوعی با دفعات کمتری تعویض می شوند. اینها ترکیبات پیشرفته تری هستند که می توانند حفاظت باکیفیت از اجزا و مکانیسم ها را حتی در شرایط بارگذاری فراهم کنند.

روغن های مصنوعی ویژگی های ویسکوزیته-دمای بهتری دارند که به همین دلیل مصرف سوخت خودرو بین ۴ تا ۵ درصد کاهش می یابد. اما در عین حال، شایان ذکر است که مصنوعی برای همه موتورها مناسب نیست. برای موتورهای سبک جدید، این بهترین گزینه است. اما برای موتورهای با مسافت پیموده شده که در گذشته روی خودروها نصب می شدند، فقط گریس معدنی مناسب است. انتخاب اشتباه نوع ترکیب منجر به تخریب سریع مکانیسم ها می شود.

روغن دنده

امروزه تنوع زیادی از مواد عملیاتی در سیستم های خودرو و سایر واحدها استفاده می شود. یکی از انواع محصولات روان کننده روغن دنده است. برای بهبود کیفیت چرخ دنده ها استفاده می شود. چنین مکانیزم هایی در انتقال انواع مختلف استفاده می شود. دنده های هیپوید (پیچ) بیشتر در اتومبیل های مدرن استفاده می شود. آنها دندان های قوی تری نسبت به دندان های صاف دارند. این کار یکنواخت و بی صدا مکانیسم را تضمین می کند.

برای اینکه سیستم به خوبی کار کند، نیازهای بیشتری برای روغن برای چنین چرخ دنده هایی وجود دارد. این به دلیل سرعت بالای لغزش است. روغن های دنده تعدادی عملکرد را در سیستم انجام می دهند:

• کاهش سایش مکانیکی قطعات متحرک؛
• کاهش اتلاف انرژی اصطکاک؛
• کمک به حذف گرما از جفت مالش؛
• کاهش سر و صدا، لرزش دنده؛
• محافظت در برابر ضربه را ارائه می دهد؛
• جلوگیری از توسعه خوردگی؛
• در انتقال هیدرومکانیکی آنها عملکرد یک سیال کار را انجام می دهند.

خواص عملکرد مواد نیز منوط به افزایش نیاز است. بسته به شرایطی که روان کننده در آن کار می کند، کیفیت مواد نیز تعیین می شود. پارامترهای اصلی که بر عملکرد روغن در گیربکس تأثیر می گذارد عبارتند از:

• رژیم دما؛
• سرعت دنده؛
• فشار خاص در ناحیه تماس.

روغن گیربکس در معرض حرارت قابل توجهی قرار می گیرد. در ابتدا دمای محیط را دارد. سپس، در حین کار، سطح گرمایش به 120-130 ºС می رسد. در برخی موارد، شاخص می تواند تا 150 ºС افزایش یابد. بنابراین، روان کننده باید در برابر حرارت بالا مقاوم باشد. در یخبندان، روان کننده یخ نمی زند و هنگام گرم شدن، نباید بیش از حد سیال شود.

گریس

برخی از الزامات برای کیفیت مواد عملیاتی وجود دارد. ترکیبات مختلفی در حال توسعه هستند که می توانند شرایط کاری صحیح را برای تجهیزات فراهم کنند. یکی ازماده ای که معمولا در سیستم خودرو استفاده می شود گریس است. دارای قوام غلیظ و پماد مانند است. این محصول از پایه روغنی و غلیظ کننده جامد تشکیل شده است.

گریس باید حفاظت بالا، خواص ضد سایش، پایداری شیمیایی، مقاومت در برابر حرارت داشته باشد. برای این، مواد افزودنی ویژه در ترکیب موجود است. گریس ها می توانند:

• ضد اصطکاک؛
• محافظت؛
• طناب;
• آب بندی.

با توجه به خواص عملیاتی مواد، شایان ذکر است که هر یک از گونه های ذکر شده دامنه خاص خود را دارد. بنابراین از ترکیبات ضد اصطکاک برای کاهش سایش و اصطکاک مکانیسم های متحرک استفاده می شود. انواع حفاظتی از ایجاد خوردگی در حین ذخیره سازی و بهره برداری جلوگیری می کند. از ترکیبات طناب و آب بندی در گره های مربوطه استفاده می شود.

سیالات ضربه گیر

سیالات فنی شامل مواد عملیاتی مختلفی هستند. یکی از انواع آن ترکیبی است که برای سیستم های میرایی ارتعاش بدن طراحی شده است. اینها سیالات میرایی هستند که در کمک فنرهای تلسکوپی استفاده می شود. این به وسیله نقلیه اجازه می‌دهد هنگام رانندگی در جاده‌های بد نرم‌تر حرکت کند.

مایعات با ویسکوزیته کم به عنوان یک سیال کار در سیستم عمل می کنند. آنها عمدتاً بر اساس روغن ساخته می شوند. شاخص اصلی که برای تعیین خواص سیال میرایی استفاده می شود ویسکوزیته آن است.به ویژه در دماهای زیر صفر الزامات بالایی برای این ویژگی مطرح می شود. در غیر این صورت، عملکرد کمک فنرها به طور محسوسی بدتر می شود. به همین دلیل ممکن است تعلیق مسدود شود. بنابراین، امروزه از فرمولاسیون های مبتنی بر مصنوعی استفاده می شود.

سیال ضربه گیر باید دارای شاخص های مناسب هدایت حرارتی، ظرفیت گرمایی، خواص روانکاری بالا باشد. نباید مستعد تشکیل کف، اکسیداسیون باشد. ویژگی های مهم پایداری مکانیکی، فرار، سازگاری با عناصر ساختاری، به ویژه با مهر و موم های لاستیکی است.