Определение кинематической вязкости масел

Кинематическая вязкость масел определяют в соответствии со стандартом /1/.

Приборы и реактивы: вискозиметр ВПЖ-2 , термостат, мешалка, нагреватель, термометр, термостатирующая жидкость.

При определении кинематической вязкости используют вискозиметр с тремя расширениями и диаметром капилляра не менее 1,5 мм. Маслом заполняют специальный резервуар вискозиметра и помещают в термостат, где выдерживают 10...15 минут. Термостат должен быть прозрачным, чтобы можно было наблюдать за истечением нефтепродукта через капилляр вискозиметра. Проводят не менее трех определений величины кинематической вязкости при температурах 50°C и 100°C.

Рис. 3. Номограмма для определения индекса вязкости масел

Для этого измеряют время истечения продукта через между контрольными рисками вискозиметра; рассчитывают среднее арифметическое из трех отчетов времени (t_ср, сек) и вычисляют кинематическую вязкость масла.

n= С * t_ср,

где С - постоянная вискозиметра ( по паспорту). Результат заносят в таблицу.

Результаты испытаний

Таблица

Пользуясь номограммой с прямолинейной зависимостью вязкости от температуры (рис.2), найти вязкость при 0°С и построить ВТХ в линейных координатах.

Оценка крутизны вязкостно-температурной характеристики

По отношению n₅₀/n₁₀₀, которое характеризует крутизну ВТХ в диапазоне прогретого масла, определить возможные условия его эксплуатации: при n₅₀/n₁₀₀<4 масло предназначено для эксплуатации зимой и в северных районах; при n₅₀/n₁₀₀<6 масло должно эксплуатироваться летом или в условиях жаркого климата.

Температурный коэффициент вязкости (ТКВ) определяется при температуре от 0°С-100°С.

ТКВ_0-100 = (n₀-n₁₀₀) /n₅₀

По значениям ТКВ_0-100 определяют, для каких условий можно использовать исследуемое масло. Зная вязкости n₅₀ и n₁₀₀, по номограмме (рис.3.) определить индекс вязкости (ИВ).

Оформление отчета

Данные эксперимента заносят в таблицу. По номограмме (рис. 3) определить вязкость при температуре 0°С . Построить ВТХ, определить по номограмме (рис. 3) индекс вязкости. Сравнить величину n и ИВ с показателями ГОСТ на моторные масла. Дать заключение, к какой марке масла можно отнести исследуемое.

Контрольные вопросы /3/

1. Как влияет вязкость на эксплуатационные свойства масла?

2. Как определить кинематическую вязкость масла?

3. Как определить по кинематической вязкости, к какому виду относится исследуемое масло?

4. Что такое ВТХ, в каких координатах она строится?

5. Как по номограмме (рис. 2) определить вязкость исследуемого масла при заданной температуре?

6. Что характеризует индекс вязкости?

7. Как определить ИВ по монограмме (рис.3)?

8. Как рассчитать индекс вязкости?

9. Какие параметры оценивают крутизну вязкостно-температурной характеристики?

Список использованной литературы:

1. ГОСТ 33-82. Нефтепродукты. Метод определения кинематической и расчет динамической вязкости. - М.: Издательство стандартов, 1986. - 12 с.

2. ГОСТ 25371-82 . Нефтепродукты. Метод расчета индекса вязкости масла. – М.: Изд-во стандартов, 1982.- 7 с.

3. Саванчук Р.В. Лабораторный практикум. -Шахты: Издательство ДГАС, 1997. – 54 с.

Лабораторная работа № 5

Определение содержания окиси углерода (СО) и углеводородов (СН) в отработавших газах карбюраторных двигателей

Цель работы: Изучить нормы и методы измерений СО и СН в отработавших газах карбюраторных двигателей.

Состав продуктов сгорания

К токсичным веществам, выбрасываемым в атмосферу с отработавшими газами бензиновыми двигателями внутреннего сгорания, относятся: оксид углерода (СО), оксиды азота (NO_х), оксиды серы (SO₂, SO₃), альдегиды (СН₂О), углеводороды (С_nН_m), сажа (С), сероводород (Н₂S), оксиды свинца (табл. 1).

Диапазоны измерений модификаций газоанализатора ГИАМ-27

Таблица 1

Легковой автомобиль с хорошо отрегулированным двигателем при годовом пробеге 15 тыс. км. выбрасывает 3250 кг углекислого газа, 530 кг угарного газа, 93 кг углеводородов, 27 кг окислов азота и др. /1/. Токсичные компоненты по разному действуют на организм человека. Оксид углерода вызывает кислородное голодание организма и поражает центральную нервную систему. Альдегиды раздражающе действуют на слизистые оболочки и поражают нервную систему. Сажа, оседая в легких человека, может вызывать появление злокачественных образований.

Выбросы вредных веществ автомобилями регламентируются соответствующими стандартами: «Допустимые нормы содержания окиси углерода и углеводородов в отработавших газах бензиновых двигателей» и «Дымность дизелей». Проверку допустимых норм содержания вредных компонентов в отработавших газах автомобилей проводят при ежегодных технических осмотрах, после технического обслуживания и ремонта.

Для проверки содержания СО и СН в отработавших газах бензиновых двигателей применяют газоанализаторы ГАИ-1, нфралит (измеряют содержание СО); 123-ФА, ГЛ1122 (измеряют содержание СН) и двухкомпонентные газоанализаторы (измеряют СО и СН): ГИАМ-21, ГИАМ-27 и др. Применяемый в данной работе газоанализатор ГИАМ-27-01 предназначен для определения содержания окиси углерода (СО), углеводородов (СН), а также числа оборотов коленчатого вала карбюраторных двигателей.

2. Краткая характеристика газоанализатора ГИАМ-27-01 /2/

В газоанализаторе использован оптико-адсорбционный метод анализа газа, основанный на измерении поглощения инфракрасной (ИК) энергии излучения анализируемым компонентом. Степень поглощения ИК-энергии излучения зависит от концентрации анализируемого компонента в газовой смеси. Каждому газу присуща своя область длин волн поглощения. Это обусловливает возможность проведения избирательного анализа газов.

Газоанализатор выполнен в настольно-переносной бесфутлярной конструкции. Корпус представляет собой переднюю и заднюю панели, соединенные между собой боковыми стенками. На передней панели при помощи винтов крепится блок индикации. Сверху и снизу каркас закрепляется П-образными штампованными обшивками.

В левой части газоанализатора располагается оптический блок, в средней - блок обработки сигнала, в правой – блок питания. На задней стенке расположен побудитель расхода. С внешней стороны задней стенки предусмотрен отсек для кабеля и фильтра.

Органы, выведения на переднюю панель газоанализатора, показаны на рис. 1.

На задней стенке расположены:

тумблер S2 для включения питания от бортовой сети автомобиля 12V;

переключатели S4, S5 для измерения числа оборотов двигателей с разным количеством цилиндров;

входной штуцер «вход»; выходной штуцер «выход»;

клеммы Х1, Х2 для подключения датчика частоты вращения коленчатого вала двигателя (только для модификации ГИАМ-27-01 и ГИАМ-27-02);

клемма ^;

розетка Х4 для подключения к бортовой сети автомобиля;

розетка Х10, Х11 для вывода аналоговых унифицированных сигналов по каналам СО, СН, СО₂, NO, NO_x или SO₂ и для возможности подключения устройств: блок индикации, являющийся выносным информационным табло (или ЭВМ); устройство регулирующее со встроенным блоком термопечати.

На рис. 2 изображена схема внешних соединений газовых линий двухканальных газоанализаторов ГИАМ-27-01, ГИАМ-27-02, ГИАМ-27-05 и ГИАМ-27-06, а также газоанализаторов с компенсационным каналом ГИМА-27-04, ГИАМ-27-07 и ГИАМ-27-08. Подобная схема для одноканального газоанализатора ГИАМ-27-03 отличается лишь отсутствием одной из последовательно соединенных рабочих камер.

Газ через газозаборники поступает во входной штуцер «D» фильтра «Ф». Далее через выходной штуцер «Ñ» фильтра «Ф», штуцер «вход» газоанализатора ГА и рабочие камеры каналов РК1, РК2 газ прокачивается побудителем расхода ПР.

Основные конструктивные элементы газоанализатора: газозаборник, фильтр, фильтр-осушитель, побудитель расхода газа.

Газозаборник (рис. 3) предназначен для отбора газовой пробы из выхлопной трубы. На ниппель 7 одевается трубка полихлорвиниловая из комплекта ЗИП. Газозаборник фиксируется на выхлопной трубе пружинкой 2. Фильтр (рис. 4) предназначен для отделения жидких компонентов, образующихся в газовой смеси при охлаждении и для очистки ее от механических примесей (ГИАМ-27-01…ГИАМ-27-03).

Фильтр-осушитель (рис. 5) предназначен для очистки и сушки анализируемой газовой пробы (ГИАМ-27-04…ГИАМ-27-08).

Рис.2.

Соединение газовых линий двухканальных газоанализаторов ГИАМ-27

Побудитель расхода газа (рис. 6) состоит из блока клапанов и блока приводов. Основной частью блока клапанов является корпус 4, в котором расположены всасывающий и нагнетательный лепестковые клапаны 2. Корпус блока клапанов при помощи 4-х винтов соединяется с корпусом привода 7 и зажимает мембрану 6. При подаче напряжения питания на побудитель расхода газа электродвигатель 1 через кольцо (пасик) 8 с помощью кривошипного механизма передает возвратно-поступательное движение мембране 6, обеспечивающей такт всасывания и нагнетания смеси.

Содержание работы

3.1. Оборудование и аппаратура: газоанализатор ГИАМ-27-01 с комплектом ЗИП и руководством по эксплуатации; автомобили ВАЗ 2106, АЗЛК 2141, подготовленые к работе.

3.2. Порядок работы

3.2.1. Проверить калибровку газоанализатора, выполнив следующие операции:

- включить питание газоанализатора (должны загореться цифровые индикаторы);

- прогреть газоанализатор не менее 30 мин.;

- включить кнопку «Насос»;

- проверить через одну мин. показания цифрового табло. Если показания отличаются от 0, то ручками установки нуля установить нулевое значение;

- выключить кнопку «Калибр». Зафиксировать числа, которые индицируют цифровые индикаторы.

- выключить кнопку «Калибр» повторным нажатием. Проверить нулевые показания индикаторов. Если показания не нулевые, то повторить операции.

Рис. 3.                                          Рис. 4.

3.2.2. Установить газозаборник, закрепить его с помощью пружины на выхлопной трубе предварительно прогретого двигателя.

3.2.3. Включить кнопку «Насос» и снять показания газоанализатора по установившимся значениям цифровых индикаторов. Для фиксации показаний нужно отключить кнопку «Насос». Для снятия следующего показания необходимо опять включить кнопку «Насос».

3.2.4. Для определения частоты вращения коленчатого вала двигателя включить кнопку «СН/ТАХ» переключения на индикацию тахометра и снять показания нижнего индикатора. Схема подключения газоанализатора представлена на рис. 7.

3.2.5. Отключить газозаборник от линии сброса выхлопных газов.

3.2.6. После установления показаний около нуля выключить кнопку «Насос».

3.2.7. Выключить газоанализатор.

Содержание отчета

4.1. Краткое описание и техническая характеристика газоанализатора ГИАМ-27-01 (эскизы, табл. 1).

               Рис. 5                                                                                                                Рис. 6

4.2. Сроки контроля содержания СО и СН в отработавших газах карбюраторных двигателей.

4.3. Методика измерений

4.4. Результат измерений (Табл. 2).

Таблица 2

Контрольные вопросы

5.1. Назначение газоанализатора ГИАМ-27 и его модификаций.

5.2. Принцип действия газоанализатора ГИАМ-27-01.

5.3. Органы лицевой панели двухканального газоанализатора.

5.4. Назначение и принцип работы основных конструктивных элементов газоанализатора: газозаборник, фильтр, побудитель расхода.

5.5. Порядок замера СО и СН газоанализатором ГИАМ-27-01.

5.6. Порядок замера частоты вращения коленчатого вала карбюраторного двигателя (схема подключения газоанализатора).

Рис. 7.

Список использованной литературы

1. Лышко Г.П. Топливо и смазочные материалы: Агропромиздат, 1985.-336 с.

2. Газоанализатор ГИАМ-27 Паспорт ИБЯЛ. 413311.009 ПС. ТУ-93. – Смоленск: ПО «Аналитприбор», 1993.- 36 с.

Лабораторная работа №6

Определение физико-химических показателей работавших масел экспрессными методами

Цель работы:оценить качество работавших масел по внешнему виду, плотности, условной вязкости, содержанию воды и механических примесей, температуре вспышки.

Общие положения

В процессе работы машины свойства смазочных материалов в узлах и агрегатах изменяются вследствие окисления и термического распада углеводородов, загрязнения пылью, попадания продуктов износа узлов трения, накопления в смазочной системе воды, проникающей из камеры сгорания с газами в виде пара, через неплотности в системе охлаждения или конденсации из воздуха. Происходит срабатывание присадок, введенных в масло для улучшения эксплуатационных свойств. В масло могут попадать продукты неполного сгорания топлива. Вследствие этого масло теряет свои первоначальные свойства, происходит его «старение».

Для обеспечения надежного функционирования трущихся элементов машины необходим периодический контроль пригодности масла к эксплуатации. Разработаны оценочные физико-химические показатели, порядок и методика их определения.

Оборудование лаборатории ЛАОН-2 позволяет производить анализ работавших нефтепродуктов экспрессными методами /1/. Оценочные показатели, диапазоны определений и точность методов представлены в табл. 1.

Таблица 1

Определяемые физико-химические показатели