Materiais operacionais principais: tipos, características, finalidade

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Equipamentos automotivos não funcionam sem combustível, lubrificantes e outros materiais. Eles têm uma série de características especiais que dependem dos recursos do sistema. Os materiais operacionais correspondem ao modelo dos veículos, desempenham muitas funções no processo de aplicação. O que eles são, como eles diferem, será discutido mais adiante.

Definição geral

Consumíveis são vários materiais que são usados em veículos, como gasolina, óleo diesel ou gás. Estas são formulações caras e ambientalmente inseguras para as quais os cientistas estão procurando alternativas. Em vez de recursos naturais, a eletricidade está envolvida no processo. Altas demandas são colocadas em materiais modernos que são usados na operação de um carro. Isso é necessário para melhorar a segurança ambiental.

Em todo o mundo, os tipos clássicos de materiais operacionais ainda são os mais procurados. NOcomo energia para a movimentação do veículo, é utilizada a gasolina, além de outras substâncias similares de origem natural. Mas tudo isso tem um efeito ruim no meio ambiente.

Os consumíveis mantêm os sistemas do veículo na forma desejada. Para isso, cada modelo envolve o uso de seu próprio tipo de combustível e outras composições. Para isso, é utilizado um sistema de marcações especiais. Veículos diferentes têm uma estrutura diferente. Portanto, não pode haver materiais universais.

Variedades

Existem três grupos de materiais usados em carros:

• Combustível.
• Lubrificantes.
• Fluidos técnicos.

O combustível pode ser líquido ou gasoso. No primeiro caso, é a gasolina e o diesel. Eles convertem energia química em energia mecânica por meio de um motor de combustão interna. A gasolina é usada em motores de pistão de ignição por centelha, enquanto o diesel é acionado por compressão.

Os óleos usados nos sistemas dos carros são usados para economizar energia, que é gasta em atrito. Ao mesmo tempo, os lubrificantes garantem a operação segura do veículo. Dependendo do campo de aplicação do óleo, existem:

• motor;
• transmissão;
• turbina;
• cilindro;
• compressão;
• reduzido;
• isolamento elétrico;
• conservação;
• vacuum;
• especializado;
• instrumento.

Buma categoria separada é atribuída às graxas, com a qual são realizadas selagem, vedação, preservação, etc..

Os fluidos técnicos especiais podem desempenhar diferentes funções. Eles podem ser usados na hidráulica como fluido de trabalho, como refrigerante, etc.

Gasolina

Ao considerar as características de desempenho dos materiais, vale a pena começar com o tipo mais comum de combustível - gasolina. Trata-se de um produto refinado que, juntamente com o óleo diesel, é uma mistura de hidrocarbonetos, vários aditivos adicionais que melhoram as propriedades de desempenho do combustível.

A composição da gasolina inclui hidrocarbonetos que podem evaporar quando aquecidos a 35-200 ºС. Nos combustíveis diesel, esses componentes evaporam a 180-360 ºС. Hoje apresentamos requisitos de desempenho rigorosos para materiais, incluindo gasolina:

• alimentação ininterrupta do motor;
• formação de uma mistura com ar na proporção certa;
• combustão normal, sem detonação, completa dentro do motor;
• em diferentes temperaturas contribui para uma partida rápida e confiável do motor;
• não causa corrosão e desgaste prematuro;
• depósitos mínimos no sistema;
• ao armazenar e transportar, as qualidades originais são preservadas.

Propriedades da gasolina

Para atender aos requisitos acima, a gasolina deve ter várias propriedades. Os mais importantes são:

1. Propriedades de carburação. A gasolina deve formar uma mistura de combustível com o ar, que deve ser homogênea e queimar completamente no motor. Para fazer isso, a gasolina deve ter certos indicadores de densidade, volatilidade, viscosidade, pressão de vapor saturado, propriedades de baixa temperatura.
2. Combustão. Esta é a velocidade da reação da interação de hidrocarbonetos e oxigênio, que é acompanhada por uma grande quantidade de calor liberado.
3. Combustão normal e por detonação. Em um processo normal, o processo é caracterizado pela combustão completa do combustível, sua oxidação. A velocidade de propagação da chama neste caso é de 10-40 m/s. Durante a combustão de detonação, a velocidade aumenta para 1500-2000 m/s. Neste caso, o processo é desigual, ocorre uma onda de choque.
4. Antidetonação. A composição inclui chumbo tetraetila, que é misturado com substâncias que impedem os depósitos de óxidos de chumbo. Eles são chamados de catadores.

Combustível diesel

Considerando os principais materiais operacionais, vale destacar uma variedade como o óleo diesel. Devido a certas características, este tipo de motor é 25-30% mais econômico que as variedades a gasolina. Na maioria dos casos, o óleo diesel é usado para motores de ônibus, caminhões e alguns carros.

Requisitos específicos são apresentados para o combustível diesel durante a operação:

• Entrada ininterrupta no sistema.
• Promovendo uma boa formação de mix.
• Não deve causar desgaste corrosivo.
• Bescapamento, tubo de admissão, câmara de combustão, nenhum depósito deve permanecer na agulha do atomizador.
• As características iniciais devem ser preservadas durante o transporte, armazenamento.

As propriedades mais importantes de um combustível do tipo diesel são sua volatilidade, inflamabilidade e desempenho a frio.

No processo de utilização de materiais de operação, é necessário garantir uma boa partida do motor em qualquer condição. Portanto, a facção não pode ser fácil. Variedades pesadas têm melhor auto-ignição. Essa capacidade do óleo diesel é estimada pelo número de cetano (CN). Esta é uma característica condicional, que é igual à porcentagem de cetano na mistura de referência. Deve ser equivalente ao combustível de teste em termos de inflamabilidade.

O índice de autoignição afeta a tendência do óleo diesel de formar depósitos, o desempenho do motor e a facilidade de partida. Nos veículos modernos, é utilizada uma composição caracterizada por um CCH de 45 a 50 unidades. Se o combustível tiver esse indicador no nível de 40 unidades, o motor trabalhará duro. Aumentar o CN acima de 50 unidades não é aconselhável. O combustível queimará mais rápido do que pode se espalhar pela câmara. Por causa disso, a operação do motor é interrompida. Esse combustível diesel não será capaz de queimar completamente. A fumaça será observada e a eficiência do motor será visivelmente reduzida.

Combustíveis a gás

Os consumíveis automotivos também incluem combustíveis gasosos. De acordo com sua condição física, eles são divididos em duas categorias:

• comprimido;
• liquefeito.

Se os hidrocarbonetos são caracterizados por temperaturas críticas, abaixo do nível usual, então o gás é utilizado na forma comprimida. Se o indicador for mais alto, as composições no estado liquefeito são usadas. Os principais requisitos para combustíveis gasosos são:

• boa formação de mistura;
• alta caloria;
• não deve causar desgaste corrosivo;
• depósitos mínimos no sistema;
• preservação dos bens durante o armazenamento e transporte;
• baixo custo de fabricação e envio.

Propano ou butano é usado para produzir gás liquefeito. Eles são fáceis de converter para um estado líquido. Para sua designação, é usada a marcação CIS. Tais materiais são armazenados sob pressão de 1,6 MPa. Para carros, são produzidas misturas de propano e butano, que podem ser usadas no verão ou no inverno.

Odorantes são adicionados à composição do CIS, que conferem à mistura um odor forte. Isso permite que eles vazem.

Materiais operacionais automotivos também incluem gases comprimidos. Seus principais componentes são metano, monóxido de carbono, hidrogênio. São obtidos a partir de gases de várias origens. Na marcação, tais composições possuem as letras LNG. O metano em tal mistura contém de 40 a 82%. Este gás não pode ser liquefeito sem resfriamento.

Ao usar combustível GNL, é possível reduzir significativamente a capacidade de carga do veículo. Quilometragem do veículo com tanque cheio nestecaso será 2 vezes menor do que na gasolina. Como o metano tem uma alta resistência à detonação, os motores aumentam sua taxa de compressão. O GNV é mais seguro que a gasolina em termos de inflamabilidade. Mas, ao mesmo tempo, é difícil dar partida no motor em baixas temperaturas.

Óleos de motor

Os lubrificantes operacionais são alocados em uma categoria separada. Uma de suas variedades são os óleos de motor. Eles fornecem:

• Reduzir o desgaste das peças móveis devido ao atrito criando uma película de óleo forte e fina na superfície;
• vedação das folgas nas juntas;
• dissipação de calor das partes móveis;
• remoção de produtos de desgaste, contaminantes das zonas de atrito;
• proteção de elementos metálicos contra corrosão;
• Prevenção de depósitos de qualquer tipo.

Requisitos aumentados são apresentados para óleos de motor hoje:

• viscosidade ótima em todos os modos de operação;
• boa lubrificação;
• baixa evaporação, delaminação e formação de espuma;
• proteção contra corrosão, graxa de baixa oxidação;
• baixo consumo de óleo durante a operação do motor;
• longa vida útil sem danos ao sistema;
• preservação das qualidades durante o armazenamento e transporte.

As principais qualidades do óleo são a viscosidade e a resistência a baixas temperaturas. Hoje, três grupos de óleos de motor são usados:

• sintéticos (componentes completamente artificiais);
• composição mineral(produzido durante o refino de petróleo);
• semi-sintéticos (contém compostos minerais e sintéticos).

Existem certas taxas de consumo de materiais operacionais, que dependem de muitos fatores. Vale a pena notar que, para variedades sintéticas de lubrificantes, esse número é maior. A taxa de resíduos será 30-40% maior do que a das composições minerais. Portanto, os óleos sintéticos são trocados com muito menos frequência. Estas são composições mais avançadas que podem fornecer proteção de alta qualidade de componentes e mecanismos mesmo sob condições de carga.

Os óleos sintéticos têm melhores características de viscosidade-temperatura, devido às quais o consumo de combustível do carro é reduzido em 4-5%. Mas, ao mesmo tempo, vale a pena notar que os sintéticos estão longe de ser adequados para todos os motores. Para motores de novo estilo, esta é a melhor opção. Mas para motores com quilometragem que foram instalados em carros no passado, apenas a graxa mineral é adequada. A escolha errada do tipo de composição leva à rápida destruição dos mecanismos.

Óleos de engrenagens

Hoje existe uma enorme variedade de materiais operacionais usados em sistemas de automóveis e outras unidades. Uma das variedades de produtos lubrificantes é o óleo de engrenagem. É usado para melhorar a qualidade das engrenagens. Tais mecanismos são usados na transmissão de vários tipos. As engrenagens hipóides (parafusadas) são mais frequentemente usadas em carros modernos. Eles têm dentes mais fortes do que dentes retos. Isso garante uma operação suave e silenciosa do mecanismo.

Para que o sistema funcione sem problemas, há requisitos maiores de óleos para essas engrenagens. Isto é devido às altas velocidades de deslizamento. Os óleos de engrenagem executam várias funções no sistema:

• reduzir o desgaste mecânico das partes móveis;
• reduzir a perda de energia de atrito;
• contribui para a remoção do calor dos pares de fricção;
• reduzir ruído, vibração da engrenagem;
• Fornece proteção contra impactos;
• prevenir o desenvolvimento de corrosão;
• nas transmissões hidromecânicas eles desempenham a função de um fluido de trabalho.

As propriedades de desempenho dos materiais também estão sujeitas a requisitos maiores. Dependendo das condições em que o lubrificante funciona, as qualidades do material também são determinadas. Os principais parâmetros que afetam o funcionamento do óleo na transmissão são:

• regime de temperatura;
• velocidade da engrenagem;
• pressão específica na zona de contato.

O óleo da transmissão é exposto a um calor significativo. Inicialmente, tem a temperatura ambiente. Então, durante a operação, o nível de aquecimento atinge 120-130 ºС. Em alguns casos, o indicador pode subir para 150 ºС. Portanto, o lubrificante deve ser resistente ao aquecimento de alta temperatura. Na geada, o lubrificante não congela e, quando aquecido, não deve ficar excessivamente fluido.

Graxas

Existem alguns requisitos para a qualidade dos materiais operacionais. Estão sendo desenvolvidas diversas composições que podem fornecer as condições de trabalho corretas para o equipamento. Um deUma substância comumente usada no sistema do veículo é a graxa. Tem uma consistência espessa, semelhante a pomada. Este produto consiste em uma base de óleo e um espessante sólido.

A graxa deve ter alta conservação, propriedades antidesgaste, estabilidade química, resistência ao calor. Para isso, aditivos especiais estão presentes na composição. As graxas podem ser:

• antifricção;
• conservação;
• corda;
• vedação.

Considerando as propriedades operacionais dos materiais, vale ress altar que cada uma das variedades listadas tem seu próprio escopo. Assim, compostos antifricção são usados para reduzir o desgaste e o atrito dos mecanismos móveis. As variedades de conservação evitam o desenvolvimento de corrosão durante o armazenamento e a operação. Corda e compostos de vedação são usados nos respectivos nós.

Líquidos para amortecedores

Os fluidos técnicos incluem vários materiais operacionais. Uma das variedades é uma composição projetada para sistemas de amortecimento de vibração do corpo. Estes são fluidos de amortecimento que são usados em amortecedores telescópicos. Isso permite que o veículo funcione mais suavemente ao dirigir em estradas ruins.

Líquidos de baixa viscosidade servem como fluido de trabalho no sistema. Eles são feitos principalmente à base de óleo. O principal indicador usado para determinar as propriedades do fluido de amortecimento é sua viscosidade. Exigências particularmente altas são apresentadas para esta característica em temperaturas abaixo de zero. Caso contrário, o desempenho dos amortecedores se deteriora visivelmente. A suspensão pode ser bloqueada por causa disso. Portanto, as formulações de base sintética são usadas hoje.

O fluido de absorção de choque deve ter indicadores apropriados de condutividade térmica, capacidade de calor, altas propriedades lubrificantes. Não deve ser propenso a formação de espuma, oxidação. Qualidades importantes são estabilidade mecânica, volatilidade, compatibilidade com elementos estruturais, especialmente com vedações de borracha.