HEMIJA SA

GORIVIMA I

MAZIVIMA

toplotna energija dobijena sagorevanjemgoriva u motoru pretvara se u mehanikuenergiju za pogon tokova

usled sagorevanja goriva u motoru se postiuvisoke temperature

Toplotna energija:

troi se na rad

odlazi sa gasovima sagorevanja

odvodi se iz motora posredstvom sistema za hlaenje, da bi se spreilo pregrevanje i otedenje delova motora

Sistem za hlaenje

Sistem za hlaenje vodom se sastoji od:

prostora za vodu, koji okruuje tople delove (cilindre) motora

hladnjaka

odvodne i dovodne cevi

pumpe za vodu

termostata

ventilatora

tenost za hlaenje predaje toplotu iz motora okolini (vazduhu)

pijada voda, kao rashladna tenost, prouzrokuje:

- obrazovanje kamenca

- ru

- koroziju

ta je antifriz?

antifriz je tenost koja spreava smrzavanje vode u sistemu za hlaenje

to je rastvor ETILEN-GLIKOLA i vode, sa dodatkom aditiva (inhibitora korozije i antipenuavaca)

Tipovi antifriza

Postoje dva tipa antifriza:

koncentrat

antifriz ved razblaen vodom (sipa se direktno u hladnjak)

Koncentrat (ija je temperatura mrnjenja najmanje -35oC) se pre punjenja hladnjaka motora razblauje omekalom vodom (kinicom, destilovanom vodom, prokuvanom vodom) do eljene take mrnjenja.

Tabela zavisnosti temperature mrnjenja od procenta zastupljenosti

koncentrata i vode

Antifriz koncentrat [%] Voda [%] Temperatura mrnjenja [oC]

50 50 -35

45 55 -30

40 60 -25

35 65 -18

30 70 -14

25 75 -11

Taka mrnjenja

Taka mrnjenja antifriza se odreuje HIDROMETROM. Ako je taka mrnjenja -30oC, antifriz nije due od 2 godine u hladnjaku.

Preporuka je da se ne koristi antifriz stariji od 3 godine.

Antifriz u hladnjaku motora treba zameniti svake druge godine zbog troenja aditiva, koji su sastavni deo antifriza.

Dobijanje etilen-glikola (1)

Dobijanje etilen-glikola (2)

Osobine etilen glikola

temperatura kljuanja tk=198oC

temperatura mrnjenja tm=-11,5oC

potpuno se mea sa vodom

Naponski niz metala

K, Na, Ca, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Cd, Co, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Au

Rude

Opti postupci za dobijanje metala iz ruda

Metalurki postupci za dobijanje metala

najvaniji metalurki postupci za dobijanje metala:

1)pirometalurki

2)elektrometalurki

3)hidrometalurki

Pirometalurki postupak za dobijanje metala iz ruda

Elektrometalurki postupci za dobijanje metala iz ruda

ovi postupci baziraju se na elektrolizi:

hidroelektrometalurgija (elektroliza u vodenom rastvoru)

piroelektrometalurgija (elektroliza rastopa soli ili oksida na visokim temperaturama)

Hidrometalurki postupak za dobijanje metala iz ruda

Legure

Legure ija je osnova bakar

Legure ija je osnova aluminijum

elik

Elektrohemija

grana fizike hemije koja prouava zakonitosti pretvaranja hemijske energije u elektrinu i obrnuto

elektrohemijske reakcije = reakcije primanja i otputanja elektrona na povrini elektroda

Elektrohemijski sistemi

Provodnici

Elektrodni potencijal

- redoks sistem:

metal

rastvor korespodentnih jona

- elektrodni potencijal ne moe se meriti!

Galvanski elemenat (delija, spreg)

to je sistem od dve elektrode potopljene u rastvor elektrolita

standardna vodonikova elektroda (NUL elektroda) prema njoj se odreuje elektrodni potencijal

Rad galvanskog elementa Danijelova delija

elijski dijagram

Elektroliza

Primena elektrohemijskih procesa

Leklaneova (suva) baterija

Litijumske baterije

Punjenje:

Pranjenje:

Olovni akumulator

Punjenje:

Olovni akumulator

Pranjenje:

Alkalni akumulatori

Alkalni akumulatori

Primena elektrolize u tehnici

galvanotehnika: - galvanizacija

- galvanoplastika

galvanizacija: elektrolitiko prevlaenje metalnih predmeta slojem plemenitijeg metala (katoda = metalni predmet; anoda = metal kojim se vri prevlaenje) u cilju zatite od korozije i poboljanja izgleda

galvanoplastika: dobijanje metalnih otisaka (novca, medalja) pomodu elektrolitikog taloenja metala na elektrolitiki provodljivim kalupima; koristi se za izradu bezavnih cevi!

Goriva

goriva = materije koje se pri zagrevanju u prisustvu kiseonika intenzivno oksiduju uz oslobaanje velike koliine toplote, koja se moe ekonomino iskoristiti za zagrevanje, odnosno proizvodnju mehanike i elektrine energije

podela goriva prema poreklu:

- prirodna (drvo)

- prirodna fosilna (nafta, sve vrste ugljeva, bituminozni kriljci, prirodni gas)

najvanije karakteristike goriva:

- hemijski sastav

- toplotna mod

- temperatura sagorevanja

toplotna mod i temperatura sagorevanja zavise od hemijskog sastava goriva

elementarni sastav goriva (A=pepeo, W=vlaga)

indekssastav u masenim %

C H O N S A W

g goriva masa

s suva masa

r radno gorivo

donja toplotna mod uslovi: uslovi 1. i 2. su isti kao kod gornje toplotne modi, dok je voda kao produkt sagorevanja u parnom stanju

Tena goriva

Prerada sirove nafte

e) rafinacija benzina doktor proces

treda faza = reforming hemijska transformacija jedinjenja

krekovanje:

- termiko

- katalitiko

izomerizacija = n-parafini se prevode u izoparafine

alkilovanje = zasideni ravasti ugljovodonici i alkeni prelaze u vie ravaste ugljovodonike

ciklizacija (aromatizacija) = prevoenje ugljovodonika normalnog niza u aromatine ugljovodonike

polimerizacija - polimerizacijom alkena (olefina) nastaje polimerizacioni benzin visokog oktanskog broja (98-100)

hemijska prerada proizvoda primarne destilacije obuhvata rafinaciju i reforming

etvrta faza = bojenje, dodavanje aditiva u cilju poboljanja osobina, obezbojavanje

Motorni benzini

c) da tako obrazovana smea to potpunije i bre sagori

d) da ne utie na habanje motora

e) da obezbedi start motora u svim vremenskim uslovima

f) da ne stvara taloge u usisnoj grani i komori za sagorevanje

g) da ima to vedu toplotnu mod

h) da u izduvnim gasovima ne obrazuje ili to manje obrazuje otrovne komponente

i) da produkti sagorevanja ne deluju koroziono

Fiziko-hemijske karakteristike benzina

oktanski broj benzina = merilo otpornosti benzina prema detonaciji, odnosno nekontrolisanom (detonantnom) sagorevanju smese goriva i vazduha; detonantno sagorevanje je posledica stvaranja peroksida; sa porastom temperature i pritiska, koncentracija peroksida raste i izaziva detonaciju; karakteristike benzina zavise od njegovog hemijskog sastava

Dizel goriva

Fiziko-hemijske karakteristikedizel goriva

najmanju temperaturu samopaljenja imaju parafinski ugljovodonici, zatim naftenski, a najviu aromatini ugljovodonici

prema naim standardima, cetanski broj dizel goriva D-1 i D-2 je minimum 45

temperatura stinjavanja = najvia temperatura na kojoj uzorak dizel goriva vie ne tee pri hlaenju u propisanim uslovima

Vrste dizel goriva i njihova namena

D1 (vrlo lako) = koristi se za pogon brzohodnih dizel motora koji rade sa estim promenama opteredenja i posebno pri vrlo niskim temperaturama okoline; sadri najvie do 0,5% sumpora

D2 (lako) = koristi se za pogon dizel motora u uobiajenim uslovima rada; sadri najvie do 1% sumpora

Aditivi dodaci dizel gorivima

Gas

- produava vek upotrebe svedica

- ne ostavlja tragove na klipovima i ventilima motora

- manje zagauje okolinu

nedostaci:

- trokovi ugradnje gasne instalacije u motornom vozilu

- smanjen prtljani prostor vozila zbog ugradnje rezervoara za gas

- slabije ubrzanje vozila, smanjena maksimalna brzina kretanja vozila

Goriva za traktore i kombajne

za pogon motora traktora koristi se dizel gorivo D2 (leti letnji kvalitet, zimi zimski kvalitet ili gorivo D1)

za pogon motora kombajna koristi se takoe dizel gorivo D2 (leti letnji kvalitet, zimi zimski kvalitet ili gorivo D1)

Petrolej

Benzen (benzol)

u cilju povedanja oktanskog broja, benzinu se dodaje 10-30% benzena

motorni benzol sadri: 70% benzena, 18% toluola, 8% ksilola, 3,5% parafinskih i olefinskih ugljovodonika, 0,5% sumpora

Kerozin

Gasno ulje

Ulje za loenje (mazut)

Trenje, habanje, podmazivanje

habanje = gubitak materijala sa povrine tela usled mehanikih, fizikih i hemijskih procesa koji se deavaju na povrini i u povrinskom sloju materijala

vrste habanja: koroziono, oksidaciono, abrazivno, eroziono...

podmazivanje (smanjuje trenje i habanje) = postupak razdvajanja tarudih povrina tankim slojem sredstva koje omoguduje da se relativno kretanje tela ostvari sa to manjim gubitkom energije i neznatnim otedenjem povrina

sredstva za podmazivanje nazivaju se maziva

podmazivanje moe biti potpuno (HSP, HDP, EHDP mod noenja) i nepotpuno (meovito i granino)

kod svih naina potpunog podmazivanja neophodno je da se u sloju maziva ostvari pritisak sposoban da nosi spoljno opteredenje, odnosno potrebno je da sloj ima odgovarajudu mod noenja

u sluaju HSP, mod noenja sloja maziva obezbeuje se dovoenjem maziva izmeu tarudih povrina pod pritiskom ostvarenim pomodu posebnog ureaja (hidrostatikog sistema); HSP je zastupljeno kod kliznih leaja, pumpi, turbina, maina, alatki, itd.

kod HDP pritisak u sloju maziva nastaje kao posledica relativnog kretanja tela odreene geometrije pri dovoljnoj brzini; to znai da se pritisak generie mazivu samo pri kretanju elemenata maina, dok su pri mirovanju njihove povrine u direktnom dodiru; HDP se primenjuje kod radijalnih i aksijalnih kliznih leaja

poseban nain podmazivanja nastaje kod elemenata maina sa visokim specifinim opteredenjima izmeu delova u kretanju (kotrljajni leaji, bregasti mehanizmi, zupanici); visoko specifino opteredenje uzrokuje porast viskoznosti maziva i promenu geometrije dodira povedava se dodirna povrina kao rezultat elastinih deformacija povrinskih slojeva spregnutih materijala; mod noenja sloja maziva odreuju elastina svojstva materijala i hidrodinamiki efekti, pa se takav nain podmazivanja naziva elastohidrodinamiki (EHDP)

Osobine ulja za podmazivanje

osobine ulja za podmazivanje zavise od strukture i osobina ugljovodonika i sadraja i osobina aditiva

fizike osobine ulja za podmazivanje

viskoznost

dinamika viskoznost = odnos sminog naprezanja i gradijenta brzine (otpornost prema teenju); jedinica je P (Poaz)

termika stabilnost = otpornost ulja na termiko razlaganje (hemijsko razlaganje na povienoj temperaturi sa ili bez prisustva kiseonika)

neutralizacioni broj = mera ukupne kiselosti (sadraj jakih i slabih kiselina) maziva

sadraj pepela = merilo sadraja jedinjenja metala i drugih neorganskih supstanci u mazivu; oksidni pepeo se odreuje u mazivima bez aditiva, a sulfatni pepeo se odreuje u mazivima sa aditivima)

sadraj koksa = koristi se za ocenu ponaanja ulja u termiki opteredenim mehanikim sistemima, a naroito za ocenu starosti ulja u toku upotrebe

korozivnost = agresivno ponaanje komponenti mazivih ulja prema elementima mehanikih sistema; tokom upotrebe dolazi do postepene degradacije nekih konstituenata mazivih ulja; degradacioni produkti mogu biti korozivni, to se mora kontrolisati da bi se donela odluka o pravovremenoj zameni ulja

Radne osobine ulja za podmazivanje

radne osobine = kvalitetni nivoi ulja se odreuju ispitivanjem svih (5) funkcija koje mazivo ulje treba da obavi u nekom mehanikom sistemu u odreenim uslovima eksploatacije

1. PODMAZIVANJE u cilju smanjenja trenja i habanja i efikasnijeg iskoridenja energije

2. ZATITA od korozivnog dejstva materija koje nastaju sagorevanjem goriva i degradacijom ulja

3. ZAPTIVANJE motora odravanjem uljnog filma odreene debljine, radi ouvanja kompresije, boljeg sagorevanja goriva i iskoridenja energije, kao i radi snienja emisije toksinih i kancerogenih supstanci koje zagauju ivotnu sredinu

4. HLAENJE klipova, leaja i prstenova radi pouzdanijeg rada i dueg radnog veka motora

5. PRANJE spregnutih kontaktnih povrina radnih elemenata u cilju to efikasnijeg podmazivanja i hlaenja

Opta podela maziva prema agregatnom stanju i sastavu

mineralna bazna ulja treba da zadovolje sledede zahteve:

- da su dovoljno viskozna

- da imaju nisku temperaturu stinjavanja

- da imaju malu promenu viskoziteta sa temperaturom

- da dobro rastvaraju aditive

- da su hemijski stabilna

- da ugljovodonici u njihovom sastavu imaju visoke temperature kljuanja

Klasifikacija maziva prema nameni i osnovnim fizikim karakteristikama

ISO osnovna podela industrijskih maziva u 18 grupa (podgrupe)

npr: A grupa ... mazivo za protono podmazivanje

B, C, D grupa

E grupa ... ulja za motore SUS

F, G, H, M, N grupa

P grupa ... mazivo za pneumatske alate

Q grupa ... ulja za prenos toplote

R grupa ... maziva za zatitu od korozije

T, U, X, Y grupa

Z grupa ... ulja za cilindre parnih maina

tena maziva = mineralna i sintetska ulja sa i bez aditiva

1.ulja za podmazivanje maina i ureaja u industriji

2.ulja za podmazivanje saobradajnih sredstava, graevinske, rudarske i poljoprivredne mehanizacije

a) ulja za podmazivanje motora SUS

b) ulja za podmazivanje elemenata prenosnika snage (menjaa i diferencijala)

SAE podela ulja za podmazivanje motora SUS prema viskoznosti 10 viskozitetnih grupa

multigradna ulja (za motore SUS)! npr. SAE 10W-30

viskozitetna grupa

0W 3,8

5W 3,8

10W 4,1

15W 5,6

20W 5,6

25W 9,3

20 5,6 9,3

30 9,3 12,5

40 12,5 16,3

50 16,3 21,9

Klasifikacija ulja za podmazivanje motora SUS prema nameni, vrsti i

uslovima rada motora (API podela)

motorna ulja servisnog tipa S preporuuju se za podmazivanje motora koji rade u uslovima gradske vonje (etvorotaktni benzinski motori putnikih vozila OTO motori)

motorna ulja komercijalnog tipa C preporuuju se za podmazivanje dizel motora

podgrupe oznaavaju sistem kvaliteta:

SA, SB, SC, SD zastarele varijante koje ne odgovaraju motorima proizvedenim posle 1972. godine

SE sadre vedi procenat aditiva u odnosu na SD

SF

SG ulja za motorna vozila sa katalizatorom

SH, SJ odgovaraju i novim verzijama motora sa pogonom na bezolovni benzin

CA, CB, CC zastarele varijante koje ne odgovaraju novijim generacijama dizel motora

CD

CD-II ulja za dvotaktne dizel motore

CE

CF-2

CF, CF-4 motorna ulja za teke kamione sa prikolicama koji voze na dugim relacijama

CG-4 minimalna emisija izduvnih gasova

Maziva za traktore i kombajne

A mazivo za motor motorno ulje

B mazivo za transmisioni-hidrauliki sistem = UTTO ulje (univerzalno traktorsko transmisiono ulje)

C mazivo za motor, transmisiju, hidrauliku, mokre konice i mokre spojnice prikljunih vratila = STOU ulje (super traktorsko univerzalno ulje)

koristiti:

- ulja A i B

- samo ulje C!

u Evropi se STOU ulje koristi vie od 70%, a u SAD samo 1%

Redovno odravanje traktora(zamena maziva)

1. motorno ulje (SAE 10, 20, 30, 14W40 najnieg kvaliteta API CD) ili STOU zamena nakon 200-250 asova rada

2. UTTO ili STOU ulja u sistemima traktora, gde se ona preporuuju zameniti po preporuci proizvoaa traktora (nakon 400, 500 ili 800 asova rada)

3. ulje u upravljakoj kutiji zameniti nakon 750 asova rada

4. ulje u servoupravljau zameniti nakon 400 asova rada

5. konu tenost u sistemu za koenje zameniti svake druge godine

6. podmazivanje mazivim mastima vriti po uputstvu proizvoaa traktora svakodnevno, svakih 10, 50, 100 i 200 asova rada, a nakon 800 asova rada zameniti mast u leajima prednjih tokova i leajima zadnjih poluosovina

Aditivi za maziva ulja

aditivi su sintetike supstance razliitog hemijskog sastava koje poboljavaju postojede osobine mazivima

prema funkcijama koje vre u mazivima, aditivi se mogu podeliti na sledede grupe

A. za zatitu metalnih povrina od trenja, habanja i korozije:

aditivi za zatitu od habanja

inhibitori re i korozije

agensi za zatitu od ekstremnih pritisaka (EP aditivi)

disperzanti

detergenti

modifikatori trenja

B. za snienje take teenja i povedanja I.V.:

depresanti take teenja

poboljivai I.V. (impruveri)

C. za zatitu baznog ulja od oksidacije i brze degradacije:

inhibitori oksidacije ulja (antioksidanti)

inhibitori pene (antipenuavci)

inhibitori re i korozije:

a. neutraliu organske kiseline koje u ulju nastaju oksidacijom na viim temperaturama (cink-ditiofosfati)

b. smanjuju katalitiko dejstvo metala

depresanti aditivi za sniavanje temperature stinjavanja; osnovna funkcija je spreavanje formiranja kristala parafina, tj. imobilizacija ulja na niskim temperaturama

impruveri aditivi za poboljanje indeksa viskoziteta; to su polimeri velike molske mase koji povedavaju viskoznost mazivih ulja na visokim temperaturama kada njihova rastvorljivost u uljima raste, dok im je delovanje na niskim temperaturama slabije, jer su tada manje rastvorljivi; mehanizam tog delovanja se tumai promenom konfiguracije

molekula polimera sa promenom temperature: na nioj temperaturi su spiralnog oblika, a na vioj ispruenog, to povedava meusobno dejstvo molekula polimera i ulja i povedava indeks viskoziteta

antioksidanti (inhibitori oksidacije ulja) oni se na viim temperaturama na vazduhu oksiduju; time se povedava njihova viskoznost i udeo organskih kiselina, koje na vrudim povrinama mogu stvarati lakove (talozi karakteristini za oksidaciju), a u ekstremnim sluajevima i koksne taloge; mehanizam

Mazive masti

maziva mast u eksploataciji mora da ispuni osnovne zahteve:

- podmazuje leaj, obrazuje postojani mazivi sloj i time smanji trenje i habanje

- da obezbedi zatitu od korozije

- da obezbedi zaptivanje

tehnike masti za podmazivanje karakterie:

- otpornost na vodu

- visoka oksidaciona stabilnost

- dobra antikoroziona svojstva

Klasifikacija tehnikih masti prema tvrdodi (konzistenciji)

osnovna fizika karakteristika tehnikih masti

NLGI podela tehnikih masti prema tvrdodi

NLGI broj(konzistencija)

penetracioni broj (1/10mm)

namena

000 (vrlo tena) 445-475 zupasti prenosnici

00 (tena) 400-430 protona podmazivanja

0 (polutena) 355-385 centralni sistemi

1 (vrlo meka) 310-340

kotrljajni i klizni leaji, zglobovi, lanci, uad

2 (meka) 265-295

3 (polutvrda) 220-250

4 (tvrda) 175-205

klizni leaji male brzine5 (vrlo tvrda) 130-160

6 (naroito tvrda briketna)

85-115