Курсовая с практикой на тему Определение кинематической вязкости и расчеты динамической вязкости масел

Содержание:

Введение 2
Глава 1. Теоретические основы определения кинематической вязкости и расчета динамической вязкости масел 3
1.1. Общая характеристика масел 3
1.2. Понятие о вязкости 9
1.3. Обзор возможных методов определения кинематической вязкости и расчета динамической вязкости масел 14
1.4. Теоретические основы оптимального метода определения кинематической вязкости и расчета динамической вязкости масел 17
Глава 2. Практическое обоснование определения кинематической вязкости и расчета динамической вязкости масел 19
2.1. Сущность метода определения 19
2.2. Оборудование и материалы 19
2.3. Проведение анализа 21
2.4. Обработка результатов анализа 23
Заключение 29
Список использованных источников 30

Введение:

Вязкость моторного масла — основная характеристика, по которой выбирают смазочную жидкость. Она может быть кинематической, динамической, условной и удельной. Однако чаще всего для выбора того или иного масла пользуются показателями кинематической и динамической вязкости. Их допустимые показатели четко указывает производитель двигателя автомобиля (зачастую допускается два или три значения). Правильный подбор вязкости обеспечивает нормальную работу двигателя с минимальными механическими потерями, надежную защиту деталей, нормальный расход топлива. Для того, чтобы подобрать оптимальную смазку, необходимо тщательно разобраться в вопросе вязкости моторного масла.
Целью данной работы является определение кинематической вязкости и расчета динамической вязкости масел. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Дать общую характеристику масел;
2. Изучить понятие о вязкости;
3. Провести обзор возможных методов определения кинематической вязкости и расчета динамической вязкости масел;
4. Изучить теоретические основы оптимального метода определения кинематической вязкости и расчета динамической вязкости масел;
5. Рассмотреть сущность метода определения;
6. Изучить оборудование и материалы;
7. Изучить методику проведение анализа;
8. Провести обработку результатов анализа.

Заключение:

Подбор смазывающей жидкости для конкретного двигателя машины — процесс достаточно трудоемкий, поскольку нужно проанализировать много информации для принятия правильного решения. В частности, кроме непосредственно вязкости желательно поинтересоваться физическими характеристиками моторного масла, его классами по стандартам API и ACEA, тип (синтетика, полусинтетика, минералка), конструкцию двигателя и много чего еще.
Выбор моторного масла дол основывается на вязкости, спецификации API, АСЕА, допусках и тех важных параметрах, на которые вы никогда не обращаете внимание. Подбирать нужно по 4 основным параметрам.
Выбора вязкости нового моторного масла, то стоит отметить, что изначально нужно исходить из требований завода-изготовителя двигателя. Как правило, в мануале (технической документации) имеется конкретная информация о том, смазывающие жидкости какой вязкости допускается использовать в силовом агрегате. Зачастую допускается применять два или три значения вязкости (например, 5W-30 и 5W-40).
Обратите внимание, что толщина образуемой защитной масляной пленки не зависит от ее прочности. Так, минеральная пленка выдерживает нагрузку около 900 кг на квадратный сантиметр, а такая же пленка, образованная современными синтетическими маслами на основе эстеров уже выдерживает нагрузку 2200 кг на квадратный сантиметр. И это при одинаковой вязкости масел.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Теоретические основы определения кинематической вязкости и расчета динамической вязкости масел
1.1. Общая характеристика масел
Моторное масло – это то, без чего не обойдется ни один автомобиль. Данное текучее вещество предназначено для того, чтобы смазывать детали двигателей внутреннего сгорания, чтобы они могли функционировать. Казалось бы, в чем тогда проблема? Берете моторное масло, вливаете его в двигатель и наслаждаетесь ездой. На самом деле все гораздо сложнее, так как существуют многочисленные разнообразные виды моторного масла, и вам необходимо знать, какое именно из них вам нужно. Обратите внимание на упаковку – там вы сможете обнаружить некоторые условные обозначения, которые непосвященному человеку вообще ни о чем не говорят. Чтобы разобраться с этим, вам необходимо изучить данную статью. Здесь будут детально разобраны основные виды моторного масла, а также их классификации. После изучения данного материала вы вполне легко и без особых проблем сможете выбрать нужное вам масло среди десятков вариантов, которые будут предложены вам в магазине [8].
Первая классификация, на которую стоит обратить внимание – по типу производства. Это самая основная классификация, которая позволяет вам понять базовые свойства конкретного варианта продукта. Итак, в первую очередь речь пойдет о минеральных маслах – если описывать их кратко и в общем, то можно сказать, что это те, которые были получены путем переработки нефти. Если же вдаваться в подробности, то о минеральном продукте можно сказать гораздо больше. Виды моторного масла могут быть самыми разнообразными, но именно минеральное считается наиболее пригодным для использования каждый день в стандартных городских условиях. Оно получается из базового масла, которое производится напрямую из сырой нефти. К базовому варианту затем добавляются определенные химические присадки, которые обеспечивают наличие у готового продукта тех или иных характеристик. Как уже было сказано ранее, этот вариант лучше всего подходит для стандартного водителя, который путешествует в городских условиях или за город, используя автомобиль практически ежедневно.
Естественно, виды моторных масел не ограничиваются только минеральными вариантами – также зачастую можно увидеть на полках магазинов полусинтетические продукты [11]. Что это означает? Стоит ли брать подобное масло? Лучше оно, чем минеральное, или хуже? На самом деле, просто так сказать невозможно – такое масло не лучше и не хуже, оно просто другое. Оно создается путем смешения натурального и синтетического продукта (о котором речь пойдет позже). Если вы являетесь любителем высоких скоростей и быстрой езды, то вам лучше подойдет этот вариант, так как минеральное масло, как вы уже успели понять, больше подходит для езды с нормальной городской скоростью. Однако не только лишь скоростными показателями определяется предназначение этого вида масла. Дело в том, что полусинтетическая модель является максимально устойчивой к окислению – соответственно, рекомендуется использовать такое масло в экстремальных температурных условиях. Для российской реальности этот вариант может оказаться гораздо более применимым, чем натуральный минеральный продукт, который определенно не вынесет суровых русских морозов. Но это еще не все виды моторных масел в данной классификации – вам предстоит познакомиться еще с синтетическим вариантом [14].
Многие начинающие автомобилисты считают, что виды моторного масла – «Мобил», «Эльф» и так далее. Однако это всего лишь производители, хотя в них вам также стоит ориентироваться и знать, какая продукция лучше всего подходит для двигателя именно вашего автомобиля. Что касается реальных видов масла, то в классификации по типу производства остается лишь один пункт – синтетическое. Многие утверждают, что именно этот вид масла является наилучшим, однако при этом он же и является самым дорогим. Дело в том, что в его создании вообще не используется нефть – оно производится путем сложного химического процесса синтеза (отсюда и название) исключительно в лабораторных условиях. В ходе производства к продукту добавляются исключительно высококачественные присадки, которые снабжают масло только самыми лучшими качествами. Чаще всего синтетические масла значительно превосходят минеральные и полусинтетические по ряду ключевых признаков, таких как вязкость, обеспечение защиты двигателя, расход топлива и так далее. Теперь вы знаете, какие виды моторного масла бывают, если рассматривать классификацию по типу производства. Но существуют еще и другие классификации, на которые также обязательно стоит обратить внимание.
Пришло время взглянуть на то, какие еще бывают виды моторных масел. Классификация, которая будет рассматриваться сейчас, имеет название SAE. Это сокращенное название организации, которая ввела данную классификацию, которая является характерной для европейских стран. Полностью организация называется «Общество Автомобильных Инженеров», так что если вы услышите данное название, то теперь будете знать, к чему именно оно относится. Однако в чем суть данной классификации? На какие виды подразделяется масло в соответствии с ней? Обозначение такого продукта чаще всего выглядит примерно так: 15W или просто 50 [18]. Естественно, если вы не в курсе подробностей данной классификации, то вам это обозначение ни о чем не скажет. Именно для этого вам и стоит ознакомиться с данной статьей. Отсюда вы узнаете, что буква W в названии обозначает Winter, то есть то, что это масло предназначено для использования в зимний период. Что касается числа, то оно используется и в зимних, и в летних, и во всесезонных продуктах. Оно обозначает класс вязкости, то есть позволяет вам сориентироваться, в каких погодных условиях вы сможете использовать конкретный вариант. Итак, теперь вы имеете общее представление о данной классификации – пора рассмотреть, какие именно бывают в соответствии с ней виды моторных и трансмиссионных масел.
Виды полусинтетических моторных масел, которые лучше всего использовать в зимние периоды, как вы уже поняли, обозначаются буквой W. Это означает, что масло зимнее – и всего существует шесть классов вязкости в соответствии с этой классификацией. Начинается отсчет с масла 0W и заканчивается маслом 25W. Что это значит? Чем ниже число, которое стоит перед буквой W, тем более низкие температуры может выдерживать этот продукт зимой. Например, масло с обозначением 20W можно использовать при температуре не ниже минус десяти градусов по Цельсию, в то время как масло с маркировкой 5W можно использовать даже при морозах до минус пятидесяти. Виды синтетических моторных масел, а также минеральных, имеют точно такую же маркировку. Просто стоит обратить внимание на то, что минеральные варианты крайне редко имеют выгодную зимнюю маркировку [9].
Что касается летнего масла по данной классификации, то здесь обозначение выстроено точно по такому же принципу – просто в названии отсутствует буква W, что может служить признаком того, что масло не является пригодным для использовании в зимний период. Летних продуктов существует пять различных классов, обозначение которых начинается с 20, и заканчиваются 60. Как и в случае с зимними маслами, число маркировки летних указывает на температурные границы, только на этот раз выше нуля. Чем выше число, тем выше температура, при которой масло сохраняет свою вязкую структуру и, соответственно, свои смазывающие свойства. Однако это еще не все виды моторных масел для автомобилей в данной классификации. Что же остается кроме летних и зимних продуктов? Оказывается, в рамках этой классификации существует также третий вид – всесезонные. Именно о них и пойдет речь далее.
Если говорить о всесезонных маслах в классификации SAE, то следует сразу же отметить, что здесь обозначение является немного более сложным. Однако, как только вы поймете принцип, то сможете быстро ориентироваться в различных классах. Итак, простейший пример всесезонного масла – это 10W-50. Что это означает? Дело в том, что всесезонные продукты совмещают в себе функциональность как зимних, так и летних масел. И, соответственно, совмещают в себе также и их маркировку – это значит, что первая часть (до дефиса) представляется собой зимние характеристики, в то время как вторая (после дефиса) – летние. Соответственно, наиболее качественным в плане вязкости маслом будет то, у которого разница между первым и вторым числом обозначения будет наиболее высокой. Это будет означать, что масло сохраняет свои свойства при низких и при высоких температурах. Естественно, классов всесезонного масла существует значительно больше, чем зимнего или летнего. Практически все комбинации первого и второго образуют новый класс всесезонного продукта. Вот и все, что вам нужно знать о том, как разделяются в соответствии с данной классификацией моторные масла. Виды, классификация, обозначения – все эти темы являются крайне важными для любого автомобилиста, так что если вы хотите, чтобы двигатель вашей машины работал эффективно и долго, вам необходимо разобраться с тем, какое масло выбирать. А для этого вам нужно изучить еще одну распространенную классификацию [4].
Если предыдущая классификация уделяла основное внимание именно вязкости моторного масла и сохранению функций при различных температурах, то эта делает акцент на общие эксплуатационные свойства. Именно здесь вы сможете найти виды моторных масел для дизельных двигателей отдельно от бензиновых. Что означает данное сокращение? Как и в случае с SAE, это сокращенное название организации, которая ввела данную классификацию. В этом случае API – это «Американский Нефтяной Институт». Соответственно, можно сделать вывод, что предыдущая маркировка характеризует европейское масло, а данная – американское. Однако на самом деле все немного иначе – дело в том, что эти две классификации затрагивают разные аспекты продуктов, поэтому чаще всего они размещаются рядом на упаковке. Итак, вид масла в соответствии с данной классификацией может выглядеть как, например, SA, CD или даже CB/SE [3].
Чтобы разобраться с данными обозначениями, необходимо сразу же разделить их на две части, то есть на две буквы. Если вы просмотрите немало классов масел, то заметите, что первая буква всегда либо S, либо C. Здесь все довольно просто – если первая буква S, то масло предназначено для бензинового двигателя, если же C – для дизельного. Вот и все, никаких особых проблем с пониманием и запоминанием этого быть не должно. Но что же обозначает вторая буква? Здесь все тоже довольно просто – в качестве второго символа может выступать гораздо большее количество букв, однако все они подвержены одной системе, независимо от того, рассматривается дизельный или бензиновый двигатель. Буква A обозначает самое устаревшее масло с наихудшими эксплуатационными свойствами. По мере продвижения по алфавиту растут эксплуатационные свойства продукта. Теперь вы можете себе полностью представить картину – первая буква отвечает за тип двигателя, а вторая – за эксплуатационные качества масла [7].
Как можно легко догадаться, самым первым маслом будет SA или CA – оно будет иметь самые низкие эксплуатационные качества, и будет относиться к тридцатым годам двадцатого века. Чтобы понять полную картину, стоит взглянуть на дизельные и бензиновые двигатели отдельно. Итак, если говорить о бензиновых моторах, то за всю историю было десять классов – от SA до SL. С тридцатых до восьмидесятых годов использовались пять из них – до SE, на сегодняшний день они считаются устаревшими. В восьмидесятых-девяностых годах появились масла SF, SG и SH, которые можно встретить и по сегодняшний день – однако актуальных классов осталось два – SJ и SL. Именно они имеют самые высокие эксплуатационные свойства. Что касается дизельных двигателей, то история была подобной, но немного другой. Изначально было три класса масла, затем добавилось еще два, а на сегодняшний день имеется пять актуальных классов – CF, CF-4, CG-4, CH-4 и самый лучший C1-4. Как уже было сказано раньше, иногда можно встретить обозначения CD/SE и подобные этому – что они означают? Все просто – это моторное масло, которое подходит как для бензинового, так и для дизельного двигателя. Естественно, уровень эксплуатационных свойств при использовании для разных моторов различается, поэтому для каждого из них имеется свое обозначение второй буквы.