Principales materiales operativos: tipos, características, propósito

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Los equipos automotrices no pueden funcionar sin combustible, lubricantes y otros materiales. Tienen una serie de características especiales que dependen de las características del sistema. Los materiales operativos corresponden al modelo de vehículos, realizan muchas funciones en el proceso de aplicación. Lo que son, cómo se diferencian, se discutirá más adelante.

Definición general

Los consumibles son diversos materiales que se utilizan en los vehículos, como la gasolina, el gasóleo o el gas. Estas son formulaciones costosas y ambientalmente inseguras para las cuales los científicos ahora están buscando alternativas. En lugar de recursos naturales, la electricidad está involucrada en el proceso. Se imponen altas exigencias a los materiales modernos que se utilizan en el funcionamiento de un automóvil. Esto es necesario para mejorar la seguridad medioambiental.

En todo el mundo, los tipos clásicos de materiales operativos siguen siendo los más demandados. Acomo energía para el movimiento del vehículo se utiliza gasolina, así como otras sustancias similares de origen natural. Pero todo esto tiene un efecto negativo en el medio ambiente.

Los consumibles mantienen los sistemas del vehículo en la forma deseada. Para ello, cada modelo implica el uso de su propio tipo de combustible y otras composiciones. Para esto, se utiliza un sistema de marcas especiales. Diferentes vehículos tienen una estructura diferente. Por lo tanto, no puede haber materiales universales.

Variedades

Hay tres grupos de materiales que se utilizan en los automóviles:

• Combustible.
• Lubricantes.
• Fluidos técnicos.

El combustible puede ser líquido o gaseoso. En el primer caso, se trata de gasolina y diésel. Convierten la energía química en energía mecánica por medio de un motor de combustión interna. La gasolina se utiliza en motores de pistón de encendido por chispa, mientras que el combustible diésel se enciende por compresión.

Los aceites utilizados en los sistemas de automóviles se utilizan para ahorrar energía, que se gasta en la fricción. Al mismo tiempo, los lubricantes garantizan el funcionamiento seguro del vehículo. Según el campo de aplicación del aceite, existen:

• motor;
• transmisión;
• turbina;
• cilindro;
• compresión;
• reducido;
• aislamiento eléctrico;
• conservación;
• vacío;
• especializados;
• instrumento.

Bse asigna una categoría separada a las grasas, con la ayuda de las cuales se realizan sellado, sellado, conservación, etc.

Los fluidos técnicos especiales pueden realizar diferentes funciones. Se pueden utilizar en hidráulica como fluido de trabajo, como refrigerante, etc.

Gasolina

Al considerar las características de rendimiento de los materiales, vale la pena comenzar con el tipo de combustible más común: la gasolina. Este es un producto refinado, que junto con el combustible diesel es una mezcla de hidrocarburos, varios aditivos adicionales que mejoran las propiedades de desempeño del combustible.

La composición de la gasolina incluía hidrocarburos que pueden evaporarse cuando se calienta a 35-200 ºС. En los combustibles diesel, estos componentes hierven a 180-360 ºС. Hoy presentó estrictos requisitos de rendimiento para los materiales, incluida la gasolina:

• alimentación ininterrumpida al motor;
• formación de una mezcla con aire en la proporción adecuada;
• la combustión es normal, sin detonación, completa dentro del motor;
• a diferentes temperaturas contribuye a un arranque rápido y fiable del motor;
• no provoca corrosión ni desgaste prematuro;
• depósitos mínimos en el sistema;
• al almacenar y transportar, se conservan las cualidades originales.

Propiedades de la gasolina

Para cumplir con los requisitos anteriores, la gasolina debe tener una serie de propiedades. Los más importantes son:

1. Propiedades de carburación. La gasolina debe formar una mezcla de combustible con el aire, que debe ser homogénea y quemarse completamente en el motor. Para hacer esto, la gasolina debe tener ciertos indicadores de densidad, volatilidad, viscosidad, presión de vapor saturado, propiedades a baja temperatura.
2. Combustión. Esta es la velocidad de reacción de la interacción de los hidrocarburos y el oxígeno, que va acompañada de una gran cantidad de calor liberado.
3. Combustión normal y por detonación. En un proceso normal, el proceso se caracteriza por la combustión completa del combustible, su oxidación. La velocidad de propagación de la llama en este caso es de 10-40 m/s. Durante la combustión por detonación, la velocidad aumenta a 1500-2000 m/s. En este caso, el proceso es desigual, se produce una onda de choque.
4. Antidetonación. La composición incluye tetraetilo de plomo, que se mezcla con sustancias que evitan los depósitos de óxidos de plomo. Se llaman carroñeros.

Combustible diésel

Teniendo en cuenta los principales materiales operativos, vale la pena mencionar una variedad como el combustible diesel. Debido a ciertas características, este tipo de motor es un 25-30% más económico que las variedades de gasolina. En la mayoría de los casos, el combustible diésel se usa para motores de autobuses, camiones y algunos automóviles.

Se presentan requisitos específicos para el combustible diésel durante el funcionamiento:

• Entrada ininterrumpida al sistema.
• Promover la formación de una buena mezcla.
• No debe causar desgaste corrosivo.
• Bescape, tracto de admisión, cámara de combustión, no deben quedar depósitos en la aguja del atomizador.
• Las características iniciales deben conservarse durante el transporte y almacenamiento.

Las propiedades más importantes de un combustible tipo diésel son su volatilidad, inflamabilidad y rendimiento en frío.

En el proceso de uso de materiales de operación, se requiere asegurar un buen arranque del motor bajo cualquier condición. Por lo tanto, la facción no puede ser fácil. Las variedades pesadas tienen mejor autoencendido. Esta capacidad del combustible diesel se estima por número de cetano (CN). Esta es una característica condicional, que es igual al porcentaje de cetano en la mezcla de referencia. Debe ser equivalente al combustible de prueba en términos de inflamabilidad.

El índice de autoignición afecta la tendencia del combustible diésel a formar depósitos, el rendimiento del motor y la facilidad de arranque. En los vehículos modernos se utiliza una composición que se caracteriza por un CCH de 45 a 50 unidades. Si el combustible tiene este indicador al nivel de 40 unidades, el motor trabajará duro. No es aconsejable aumentar el CN por encima de 50 unidades. El combustible se quemará más rápido de lo que puede esparcirse por la cámara. Debido a esto, se interrumpe el funcionamiento del motor. Tal combustible diesel no podrá quemarse por completo. Se observará humo y la eficiencia del motor se reducirá notablemente.

Combustibles gaseosos

Los consumibles automotrices también incluyen combustibles gaseosos. Según su condición física, se dividen en dos categorías:

• comprimido;
• licuado.

Si los hidrocarburos se caracterizan por temperaturas críticas, por debajo del nivel habitual, entonces el gas se utiliza en forma comprimida. Si el indicador es más alto, entonces se usan las composiciones en estado licuado. Los requisitos principales para los combustibles gaseosos son:

• buena formación de la mezcla;
• alta en calorías;
• no debe conducir a un desgaste corrosivo;
• depósitos mínimos en el sistema;
• preservación de propiedades durante el almacenamiento y transporte;
• bajo costo de fabricación y envío.

El propano o butano se utiliza para producir gas licuado. Son fáciles de convertir a un estado líquido. Para su designación, se utiliza la marca CIS. Dichos materiales se almacenan bajo una presión de 1,6 MPa. Para los automóviles se producen mezclas de propano y butano, que se pueden utilizar tanto en verano como en invierno.

Los odorantes se agregan a la composición del CIS, lo que le da a la mezcla un olor fuerte. Esto permite que se filtren.

Los materiales de operación automotriz también incluyen gases comprimidos. Sus principales componentes son metano, monóxido de carbono, hidrógeno. Se obtienen a partir de gases de diversos orígenes. En el marcado, tales composiciones tienen las letras LNG. El metano en tal mezcla contiene de 40 a 82%. Este gas no se puede licuar sin enfriar.

Al usar combustible LNG, es posible reducir significativamente la capacidad de carga del vehículo. Kilometraje del vehículo con un tanque lleno en estecaso será 2 veces menos que en gasolina. Dado que el metano tiene una alta resistencia a la detonación, los motores aumentan su relación de compresión. El GNC es más seguro que la gasolina en términos de inflamabilidad. Pero al mismo tiempo, arrancar el motor a bajas temperaturas es difícil.

Aceites de motor

Los lubricantes operativos se asignan en una categoría separada. Una de sus variedades son los aceites de motor. Proporcionan:

• Reduce el desgaste de las piezas móviles debido a la fricción creando una película de aceite fuerte y delgada en la superficie;
• sellar huecos en las juntas;
• disipación de calor de las piezas móviles;
• eliminación de productos de desgaste, contaminantes de las zonas de fricción;
• protección de elementos metálicos contra la corrosión;
• Prevención de depósitos de cualquier tipo.

Hoy se presentan mayores requisitos para los aceites de motor:

• viscosidad óptima en todos los modos de funcionamiento;
• buena lubricidad;
• baja evaporación, delaminación y formación de espuma;
• protección contra la corrosión, grasa de baja oxidación;
• bajo consumo de aceite durante el funcionamiento del motor;
• larga vida útil sin dañar el sistema;
• preservación de las cualidades durante el almacenamiento y el transporte.

Las principales cualidades del aceite son la viscosidad y la resistencia a las bajas temperaturas. Hoy en día, se utilizan tres grupos de aceites de motor:

• sintéticos (componentes completamente artificiales);
• composición mineral(producido durante la refinación de petróleo);
• semisintéticos (contiene compuestos minerales y sintéticos).

Hay ciertas tasas de consumo de materiales operativos, que dependen de muchos factores. Vale la pena señalar que para las variedades sintéticas de lubricantes, esta cifra es mayor. La tasa de desperdicio será un 30-40% más alta que la de las composiciones minerales. Por lo tanto, los aceites sintéticos se cambian con mucha menos frecuencia. Estas son composiciones más avanzadas que pueden proporcionar una protección de alta calidad de los componentes y mecanismos, incluso en condiciones de carga.

Los aceites sintéticos tienen mejores características de viscosidad-temperatura, por lo que el consumo de combustible del automóvil se reduce en un 4-5%. Pero al mismo tiempo, vale la pena señalar que los sintéticos están lejos de ser adecuados para todos los motores. Para motores de estilo nuevo, esta es la mejor opción. Pero para motores con kilometraje que se instalaron en automóviles en el pasado, solo es adecuada la grasa mineral. La elección incorrecta del tipo de composición conduce a la rápida destrucción de los mecanismos.

Aceites para engranajes

Hoy en día existe una gran variedad de materiales operativos que se utilizan en los sistemas de automóviles y otras unidades. Una de las variedades de productos lubricantes es el aceite para engranajes. Se utiliza para mejorar la calidad de los engranajes. Dichos mecanismos se utilizan en la transmisión de varios tipos. Los engranajes hipoides (tornillos) se usan con mayor frecuencia en los automóviles modernos. Tienen dientes más fuertes que los dientes rectos. Esto asegura un funcionamiento suave y silencioso del mecanismo.

Para que el sistema funcione sin problemas, existen mayores requisitos de aceites para dichos engranajes. Esto se debe a las altas velocidades de deslizamiento. Los aceites para engranajes realizan una serie de funciones en el sistema:

• reduce el desgaste mecánico de las piezas móviles;
• reducir la pérdida de energía por fricción;
• contribuyen a eliminar el calor de los pares que se frotan;
• reduce el ruido, la vibración de los engranajes;
• Proporciona protección contra impactos;
• prevenir el desarrollo de la corrosión;
• en las transmisiones hidromecánicas cumplen la función de un fluido de trabajo.

Las propiedades de rendimiento de los materiales también están sujetas a mayores requisitos. Dependiendo de las condiciones en las que trabaje el lubricante, también se determinan las cualidades del material. Los principales parámetros que afectan el funcionamiento del aceite en la transmisión son:

• régimen de temperatura;
• velocidad de marcha;
• presión específica en la zona de contacto.

El aceite de la transmisión está expuesto a un calor considerable. Inicialmente, tiene la temperatura ambiente. Luego, durante el funcionamiento, el nivel de calentamiento alcanza los 120-130 ºС. En algunos casos, el indicador puede subir a 150 ºС. Por lo tanto, el lubricante debe ser resistente al calentamiento a alta temperatura. Con heladas, el lubricante no se congela y, cuando se calienta, no debe volverse demasiado fluido.

Grasas

Hay algunos requisitos para la calidad de los materiales operativos. Se están desarrollando una variedad de composiciones que pueden proporcionar las condiciones de trabajo correctas para el equipo. Uno deUna sustancia de uso común en el sistema del vehículo es la grasa. Tiene una consistencia espesa, similar a un ungüento. Este producto consiste en una base de aceite y un espesante sólido.

La grasa debe tener alta conservación, propiedades antidesgaste, estabilidad química, resistencia al calor. Para esto, los aditivos especiales están presentes en la composición. Las grasas pueden ser:

• antifricción;
• conservación;
• cuerda;
• sellado.

Teniendo en cuenta las propiedades operativas de los materiales, vale la pena señalar que cada una de las variedades enumeradas tiene su propio alcance. Por lo tanto, los compuestos antifricción se utilizan para reducir el desgaste y la fricción de los mecanismos móviles. Las variedades de conservación previenen el desarrollo de corrosión durante el almacenamiento y la operación. La cuerda y los compuestos de sellado se utilizan en los nodos respectivos.

Líquidos para amortiguadores

Los fluidos técnicos incluyen diversos materiales operativos. Una de las variedades es una composición diseñada para sistemas de amortiguación de vibraciones del cuerpo. Estos son fluidos de amortiguación que se utilizan en amortiguadores telescópicos. Esto permite que el vehículo funcione con mayor suavidad cuando se conduce por carreteras en mal estado.

Los líquidos de baja viscosidad sirven como fluido de trabajo en el sistema. Se fabrican principalmente a base de aceite. El principal indicador que se utiliza para determinar las propiedades del fluido amortiguador es su viscosidad. Se imponen requisitos particularmente altos a esta característica a temperaturas bajo cero. De lo contrario, el rendimiento de los amortiguadores se deteriora notablemente. La suspensión puede estar bloqueada debido a esto. Por lo tanto, hoy en día se utilizan formulaciones de base sintética.

El líquido amortiguador debe tener indicadores apropiados de conductividad térmica, capacidad calorífica y altas propiedades lubricantes. No debe ser propenso a la formación de espuma, oxidación. Las cualidades importantes son la estabilidad mecánica, la volatilidad, la compatibilidad con elementos estructurales, especialmente con sellos de goma.