Колесник П.А., Кланица В.С. Материаловедение на автомобильном транспорте
Подождите немного. Документ загружается.
вило, неорганического происхождения, нерастворимые в масле
(дисульфид молибдена, графит, слюда и др.), их доля составляет
1 ...20 % массы смазки;
модификаторы структуры — способствуют формированию
более прочной и эластичной структуры смазки, представляют со
бой поверхностно-активные вещества (кислоты, спирты и др.),
их доля составляет 0,1... 1 % массы смазки.
Далее приводятся основные показатели качества пластичных
смазок.
Пенетрация (проникновение) — характеризует консистенцию
(густоту) смазки по глубине погружения в нее конуса стандарт
ных размеров и массы. Пенетрация измеряется при различных тем
пературах и численно равна количеству миллиметров погружения
конуса, умноженному на 10.
Температура каплепадения — температура падения первой капли
смазки, нагреваемой в специальном измерительном приборе. Прак
тически характеризует температуру плавления загустителя, разру
шения структуры смазки и ее вытекания из смазываемых узлов,
определяет верхний температурный предел работоспособности (не
для всех смазок).
Предел прочности при сдвиге — минимальная нагрузка, при
которой происходит необратимое разрушение каркаса смазки. Да
лее она ведет себя как жидкость.
Водостойкость — применительно к пластичным смазкам обо
значает несколько свойств: устойчивость к растворению в воде,
способность поглощать влагу, проницаемость смазочного слоя для
паров влаги, смываемость водой со смазываемых поверхностей.
Механическая стабильность — характеризует тиксотропные
свойства, т.е. способность смазок практически мгновенно восста
навливать свою структуру (каркас) после выхода из зоны непо
средственного контакта трущихся деталей. Благодаря этому уни
кальному обратимому свойству смазка легко удерживается в не-
герметизированных узлах трения.
Термическая стабильность — способность смазки сохранять свои
свойства при воздействии повышенных температур.
Коллоидная стабильность — способность пластичной смазки
сопротивляться расслаиванию, т. е. характеризует невозможность
выделения масла из смазки в процессе механического и температур
ного воздействия при хранении, транспортировке и применении.
Химическая стабильность — в основном характеризует устой
чивость смазок к окислению.
Испаряемость — оценивает количество масла, испарившегося
из смазки за определенный промежуток времени, при ее нагреве
до максимальной температуры применения.
Коррозионная активность — способность компонентов смазки
вызывать коррозию металла в узлах трения.
180
Защитные свойства — способность пластичных смазок защи
щать трущиеся поверхности металлов от воздействия коррозион
но-активной внешней среды (воды, растворов солей и др.).
Вязкость — определяется величинами потерь энергии на внут
реннее трение в смазке. Фактически определяет пусковые характе
ристики механизмов, легкость подачи и заправки в узлы трения.
Пластичные смазки по консистенции занимают промежуточное
положение между маслами и твердыми смазочными материалами
(графитами). Ввиду отсутствия в качестве критериев разбивки на
классы других характеристик смазок, классификация по вязкости
признана основополагающей во всех странах. Некоторые произво
дители указывают в документации не только класс смазки, но и
уровень пенетрации.
Следует отметить существование разных классификаций плас
тичных смазок (по типу масла, по природе загустителя, по обла
сти применения), хотя они и не являются общепринятыми для
отечественных и зарубежных производителей.
Классификация по типу масла (основы) включает в себя
четыре типа пластичных смазок:
1) на нефтяных маслах (полученных переработкой нефти);
2) на синтетических маслах (искусственно синтезированных);
3) на растительных маслах;
4) на смеси выше перечисленных масел (в основном нефтяных
и синтетических).
В классификации п о природе загустителя также четы
ре типа смазок:
мыльные — это смазки, для производства которых в качестве
загустителя применяют мыла (соли высших карбоновых кислот).
В свою очередь, их подразделяют на натриевые (созданы в 1872 г.),
кальциевые и алюминиевые (1882 г.), литиевые (1942 г.), комплекс
ные (например, комплексные кальциевые, комплексные литие
вые) и др. На долю мыльных пластичных смазок приходится бо
лее 80 % всего их производства;
углеводородные — смазки, для производства которых в качестве
загустителя используются парафины, церезины, петролатумы и др.;
неорганические — смазки, для производства которых в качестве
загустителя используются силикагели, бентониты и др.;
органические — смазки, для производства которых в качестве
загустителя используются сажа, полимочевина, полимеры и др.
Классификация по области применения заложена в
ГОСТ 23258—78, в соответствии с которым пластичные смазки
делятся на следующие группы:
антифрикционные — снижают силу трения и износ трущихся
поверхностей;
консервационные — предотвращают коррозию металлических
поверхностей механизмов при их хранении и эксплуатации;
181
Применение смазок в узлах автомобиля
Таблица 10.1
Узел трения
Наименование смазки
Регулируемые подшипники ступицы,
нерегулируемые подшипники полуоси
Литол-24, ЛСЦ-15,
Зимол, Лита
Подшипники промежуточной опоры
карданного вала
Литол-24, ЛСЦ-15
Подшипники генератора, стартера
и других электродвигателей, оси октан-
корректора распределителя зажигания
Фиол-2М*,
Литол-24, Зимол,
№ 158, ЦИАТИМ-201
Игольчатые подшипники карданных
шарниров
Фиол-2У*,
ШРУС-4*, № 158
Шарниры равных угловых скоростей ШРУС-4
Шарниры подвески и рулевого
управления, имеющие пресс-масленки
ШРБ-4, ШРУС-4,
Литол-24
Герметизированные разборные шарниры
подвески
ШРБ-4*
Герметизированные шарниры рулевого
управления
ЛСЦ-15*
Герметизированные неразборные
шарниры подвески
ШРБ-4*
Шлицевые соединения ЛСЦ-15*, Литол-24
Оси, валики, подшипники скольжения,
петли, тросы в оболочках
ЛСЦ-15*, Литол-25,
ЦИАТИМ-201
Гибкий вал спидометра
ЦИАТИМ-201
Переключатель указателей поворота
КСБ
Шарниры и оси привода педалей газа,
включения сцепления
ЛСЦ-15*
Шарниры подвески и рулевого
управления легковых автомобилей ГАЗ
ВНИИ НП-242*,
Фиол-2У
Рессоры
Графитная, Литол,
ВНИИ НП-232
Монтаж деталей, работающих в контакте
резина—металл
ДТ-1
Стеклоподъемники, замки, стопорные
механизмы дверей
ЛСЦ-15*
* Применяется в качестве несменяемой смазки на весь период эксплуатации
автомобиля.
182
уплотнительные — герметизируют и предотвращают износ резь
бовых соединений и запорной арматуры (вентилей, задвижек,
кранов);
канатные — предотвращают износ и коррозию стальных кана
тов.
В свою очередь, антифрикционная группа делится на подгруппы:
смазки общего назначения, многоцелевые смазки, термостойкие,
низкотемпературные, химически стойкие, приборные, автомо
бильные, авиационные и т.д.
В автомобилях наибольшее распространение получили анти
фрикционные смазки многоцелевые (Литол-24, Фиол-2М, Зимол,
Лита) и антифрикционные смазки автомобильные (ЛСЦ-15,
Фиол-2У, ШРБ-4, ШРУС-4, КСБ, ДТ-1, № 158, Л3-31).
За рубежом фирмы-производители вводят наименование сма
зок произвольно из-за отсутствия единой для всех классификации
по эксплуатационным показателям (за исключением классифика
ции по консистенции). Это привело к появлению огромного ас
сортимента пластичных смазок (по различным оценкам, несколько
Тысяч наименований).
В отечественной практике смазку автомобилей проводят в со
ответствии с индивидуальной для каждого автомобиля картой
смазки. В случае ее отсутствия можно воспользоваться данными
табл. 10.1. Не каждая смазка допускает перемешивание с другой,
поэтому перед закладкой новой смазки рекомендуется тщательно
удалить остатки старой. Сделать это необходимо еще и потому,
что старая смазка содержит продукты износа.
Глава 11
ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКОНОМНОГО РАСХОДОВАНИЯ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ТОПЛИВ И МАСЕЛ
11.1. Общие сведения
Автомобильный транспорт использует свыше 50 % жидкого топ
лива. Расходы на топливосмазочные материалы (ТСМ) на авто
мобильном транспорте достигают 30 % общих затрат на единицу
транспортной работы. Снижение этих затрат позволяет улучшить
экономические показатели работы автотранспортной организации
(АТО).
Опыт работы водителей и АТО в целом показывает, что суще
ствуют резервы для снижения фактического расхода ТСМ против
нормативного на 20 % и более. Только в результате экономии зат
рат на ТСМ можно снизить себестоимость перевозок грузов авто
мобилями на 3...4%. Экономить автомобильное топливо и сма
зочные материалы — это значит обеспечивать меньший их расход
на выполнение одного и того же объема транспортной работы
при перевозке грузов и пассажиров.
Меры по экономии автомобильных жидких топлив и смазоч
ных материалов осуществляются главным образом автотранспорт
ными организациями. Однако для экономного расходования топ
ливосмазочных материалов важное значение имеет их качество и
соответствие типу подвижного состава, климатической зоне и се
зону года.
При несоответствии качества топливосмазочных материалов
предъявляемым к ним требованиям неизбежно увеличивается их
расход и, кроме того, ухудшаются показатели работы автомоби
лей в целом. Показатели работы автомобиля ухудшаются и при
несоблюдении рекомендаций к применению определенных марок
ТСМ в каждом конкретном случае.
Расход топлива и масел в значительной мере зависит от со
вершенства конструкции автомобиля, структуры парка подвижно
го состава. Меры, направленные на более полное использование
грузоподъемности автомобилей, неизбежно приводят к снижению
расхода топлива на единицу транспортной работы. В структуре авто
мобильного парка должны быть малотоннажные автомобили для
внутригородских перевозок и автопоезда максимальной грузоподъ
емности для междугородных перевозок.
Перспективными направлениями повышения топливной эко
номичности автомобилей является совершенствование конструк
ции двигателей, трансмиссии и других узлов, снижение массы
184
автомобилей, улучшение их аэродинамических качеств, а также
расширение применения электроники.
Для улучшения топливной экономичности двигателей повы
шают полноту и скорость сгорания топлива, снижают тепловые и
механические потери. Так, например, рабочий процесс с вихре
вым движением заряда горючей смеси обеспечивает экономию
бензина в пределах 5... 10 % за счет повышения степени сжатия и
степени сжигания обедненной смеси. Применение на автомоби
лях бортовых компьютеров позволит поддерживать стехиометри-
ческий состав смеси, т.е. иметь смесь, имеющую постоянное
оптимальное соотношение содержаний компонентов на всех
режимах работы двигателя, соответствующее оптимальному КПД.
С помощью компьютера можно выполнять такие сложные функ
ции, как электронный впрыск топлива, электронное зажигание,
автоматическое поддержание наивыгоднейшей скорости движе
ния, согласование переключения передач с оптимальным режи
мом работы двигателя.
Трансмиссия грузовых автомобилей с увеличенным числом
ступеней позволит выбирать наивыгоднейшую передачу по эко
номичности, скорости движения и тяговому усилию для любых
условий эксплуатации.
Снижение массы автомобилей обеспечивается за счет рацио
нального конструирования и применения прогрессивных материа
лов — легированных сталей, алюминиевых сплавов, пластмасс.
К примеру, каждый 1 кг алюминия, использованный в конструк
ции автомобиля, снижает его массу на 1,5 ...7,5 кг, а каждый 1 %
снижения массы, в свою очередь, эквивалентен 1% экономии
топлива. Использование низколегированных сталей и гнутых про
филей для рам снижает их массу на 10... 13 %.
Улучшение аэродинамических качеств автомобилей позволит
уменьшить расход топлива на преодоление силы сопротивления
воздуха Рв, Н, которая определяется следующей формулой:
Рв = CxpFv2,
где Сх — коэффициент сопротивления воздуха, зависящий от
форм автомобиля; р — плотность воздуха, кг/м3; F — лобовая
площадь автомобиля, м2, представляющая собой площадь про
екции автомобиля на плоскость, перпендикулярную его про
дольной оси; v — скорость движения автомобиля, м/с.
При постоянной скорости 90 км/ч на преодоление аэродина
мического сопротивления тратится 68 % мощности и только 32 % —
на качение. Уменьшение аэродинамических потерь у легковых ав
томобилей достигается снижением коэффициента
Сх за счет при
дания кузову автомобиля соответствующей обтекаемой формы и
установки в нижней передней части автомобиля спойлеров для
185
Рис. 11.1. Сравнение схем обтекания воздухом передней части седельного
тягача:
а — автопоезд без обтекателя; б — то же, с обтекателем
придания воздушному потоку нужного направления. Легковой ав
томобиль, у которого Сх = 0,16...0,23, при скорости 100 км/ч рас
ходует на 15...20 % бензина меньше, чем автомобиль, у которого
Сх = 0,45 (при той же скорости). Снижение сопротивления возду
ха на 10 % приводит к снижению расхода топлива на 3,5...4,5 %.
У седельных автопоездов с кузовом фургон коэффициент Сх со
ставляет 0,8... 1,2, поэтому на преодоление сопротивления возду
ха затрачивается значительное количество топлива при относи
тельно меньших скоростях движения по сравнению с легковыми
автомобилями. Для уменьшения сопротивления воздуха автопоез
да оборудуются обтекателями, или дефлекторами, снижающими
С*до 0,8...0,9 и расход топлива на 2,5...4,5 % (рис. 11.1).
В автотранспортных организациях экономное расходование топ
ливосмазочных материалов достигается путем осуществления стро
гого учета их расходования, эффективной организации транспорт
ного процесса, применения только рекомендованных топливо-
смазочных материалов для данных условий эксплуатации правильно
отрегулированных, технически исправных автомобилей, постоян
ного повышения мастерства вождения, совершенствования нор
мирования, сокращения потерь при транспортировании, хранении
и раздаче.
11.2. Принципы нормирования расхода
автомобильных топлив, масел и пластичных смазок
Принципиальная особенность действующих линейных норм
расхода топлива для автомобилей состоит в том, что для грузовых
автомобилей расход топлива по норме поставлен в прямую зави
симость от транспортной работы, т. е. от количества выполненных
тонно-километров. Такой принцип нормирования отражает фак
тический расход топлива, способствует лучшему использованию
грузоподъемности автомобилей и ставит в более выгодные усло
186
вия водителей тех автомобилей, у которых меньше пробег без гру
за и лучше используется грузоподъемность.
Расход топлива для бортовых автомобилей и автопоездов уста
новлен в литрах на 100 т- км и на 100 км пробега, т. е. на транспорт
ную работу и на пробег. При этом, как показал анализ, на едини
цу транспортной работы затрачивается практически примерно одно
и то же количество топлива для автомобилей разных моделей, но
с двигателями одного и того же типа (дизельными или карбюра
торными).
В соответствии с этим норма расхода топлива на каждые 100 т • км
транспортной работы установлена для карбюраторных автомоби
лей — 2 л, для дизельных автомобилей — 1,3 л и для газобаллон
ных (на сжиженном газе) — 2,5 л. Норма расхода топлива на про
бег (на 100 км) установлена в зависимости от модели указанных
автомобилей.
В наиболее общем виде расход топлива по линейным нормам
может быть определен по следующей формуле:
где QH — нормативный расход топлива, л; Кх — норма расхода
топлива на пробег, л/100 км; L — пробег автомобиля или ав
топоезда, км; D — поправочный коэффициент (суммарная
относительная надбавка) к нормам; К2 — норма расхода топлива
на транспортную работу и на дополнительную массу прицепа
или полуприцепа, л/100 т-км; Р — объем транспортной работы,
т-км; К3 — норма расхода топлива на ездку с грузом, л/ездка;
т — число ездок с грузом.
Вначале определяют расход топлива по нормам на пробег для
нормативных, т.е. принятых в нормах за основные, условий экс
плуатации. Далее определяют нормативный (поправочный) ко
эффициент, учитывающий особенности данных конкретных ус
ловий движения, и с его учетом подсчитывают расход топлива на
пробег автомобиля для данных условий движения. Затем опреде
ляют расход топлива на транспортную работу или на ездки с гру
зом. Заканчивается расчет суммированием расхода топлива на про
бег и на транспортную работу (ездки).
В частных случаях нормативный расход топлива QH, л, опреде
ляют по следующим формулам.
1. Для грузовых бортовых автомобилей, автомобилей повышен
ной проходимости, специализированных автомобилей, седельных
тягачей с полуприцепами и автопоездов
qh=EiL(i±d) + ^L.
н 100v ’ 100
187
2. Для автомобилей с прицепами
б„ =
KXL K2GnpL
100 + 100
(1±Z>).
К2Р
100 ’
где (?пр — собственная масса прицепа, т.
3. Для автопоездов, работающих с небазовыми полуприцепами,
бн =
K{L K2(Gc-G6)L
100 100
(1±D)-
К2Р
100 ’
где Gc — собственная масса применяемого полуприцепа, т; <5б —
собственная масса базового полуприцепа, т.
4. Для грузовых автомобилей и автопоездов с самосвальными
кузовами
где Къ — норма расхода топлива на одну ездку с 1рузом (0,25 л).
5. Для автомобилей-самосвалов с самосвальными прицепами
Q« =
KXL
100
K,\Cnp+^ f
Too
(1 + D) + K3m,
где gnp — номинальная грузоподъемность прицепа, т.
6. Для легковых автомобилей, автобусов и грузовых автомоби
лей, а также грузовых автомобилей с почасовой оплатой
н 100v ’
При работе автомобилей на внегородских дорогах с усовершен
ствованным покрытием нормы расхода должны быть понижены
на величину до 15 %.
Повышение нормы расхода разрешается зимой (при устано
вившейся средней температуре воздуха ниже 0 °С) на величину:
в южных районах — до 5 %, в районах с умеренным климатом —
до 10%; в северных районах — до 15% и в районах Крайнего
Севера — до 20 %.
При работе на дорогах со сложным планом (наличие в сред
нем на 1 км пути более пяти закруглений радиусом менее 40 м)
допустимое повышение норм расхода топлива может составлять
до 10%.
188
При работе в горных местностях нормы расхода топлива повы
шаются: при высоте над уровнем моря от 1000 до 1500 м — на 5 %;
от 1501 до 2000 м — на 10 %; от 2001 до 3000 м — на 15 % и свыше
3000 м — на 20 %. Для автомобилей, работающих с частыми оста
новками (более чем одна остановка на километр пробега), а так
же при перевозке грузов, требующих пониженных скоростей, нор
ма расхода может быть повышена до 10 %.
При работе в карьерах, тяжелых дорожных условиях, а также
при движении по полю при проведении сельскохозяйственных ра
бот увеличение норм расхода может достигать 20 и 10 % при работе
автомобилей с почасовой оплатой, а также в качестве технологи
ческого транспорта на территории организаций, внутри цехов.
Как исключение, допускается увеличение норм расхода топли
ва до 35 % на срок не более 1 мес при работе автомобилей в тяже
лых дорожных условиях в период сезонной распутицы и снежных
заносов. Кроме того, разрешается увеличивать установленную нор-
*му расхода на 100 км пробега до 5 % на первой тысяче километров
пробега новых и капитально отремонтированных автомобилей.
На учебную езду норма на пробег повышена на величину до 20 %.
На внутригаражные разъезды, технические осмотры, регули
ровочные работы, приработку деталей двигателя и автомобиля
после ремонта разрешается расходовать до 0,5 % топлива от обще
го количества, потребляемого в автотранспортной организации.
Для автобусов, маршрутных автомобилей-такси, грузовых ав
томобилей, осуществляющих централизованные и другие пере
возки грузов по установившимся маршрутам, могут быть введены
дифференцированные маршрутные нормы расхода топлива при
условии соблюдения в целом по автотранспортной организации
единых норм расхода топлива.
Нормы расхода топлива для автомобилей, на которых установле
но специальное оборудование, состоят из двух частей, из которых
одна учитывает расход топлива на передвижение автомобиля и вто
рая — расход топлива на работу имеющегося на них оборудования.
На передвижение автомобиля норма расхода устанавливается
из расчета на 100 км пробега из линейных норм, утвержденных
Для базовой модели автомобиля, и надбавки на каждую 1 т пре
вышения массы специализированного автомобиля против базо
вого: для карбюраторных автомобилей — на 2 л, для дизельных —
на 1,3 л и для газобаллонных — на 2,5 л.
11.3. Снижение расхода топлив и масел
в процессе работы автомобиля
Расход топлива и масла на транспортную работу при одних и
тех же дорожно-климатических условиях зависит от ряда факто
189