Материал: Эксплуатационные материалы и экономия топливно-энергетических ресурсов. метод. указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 190603. Устинов Ю.Ф., Волков Н.М

27

Воронка состоит из двух частей, соединяемых накидной гайкой 2 и штифтами 4. Верхняя часть корпуса 1 полая, в нижней части в штуцере 6 находится решетка 5, на которую помещают мембранный фильтр. Перед испытанием пробу моторного масла тщательно перемешивают 5 мин в бутылке, заполненной не более чем на 3/4 ее вместимости. Высоковязкие масла предварительно подогревают до 40...80°С. Затем в стеклянный стакан вместимостью 50 мл отбирают 5 г масла, взвешенного с погрешностью не более 0,01 г. В стакан доливают 45 мл бензина марки БР-1 «Галоша».

Мембранные фильтры диаметром 27 мм сушат в cyшильном шкафу 15 мин при температуре (100±2) оС, охлаждают при комнатной температуре и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г. Затем снова повторяют эти операции, чтобы убедиться в постоянстве массы фильтров. Расхождение между двумя последовательными взвешиваниями должно быть не более 0,0004 г.

Нижнюю часть разъемной головки при помощи пробки соединяют с колбой для фильтрования. Колбу через тройник сообщают резиновой трубкой с вакуумным насосом и мановакуумметром. На решетку в нижней части воронки помещают мембранный фильтр матовой стороной вниз. Верхнюю часть воронки надевают на штифты и завинчивают накидную гайку.

Включают вакуумный насос, устанавливают давление внутри фильтровальной колбы 20...30 мм рт. ст. и пропускают через мембранный фильтр 10 мл бензина марки БР-1 «Галоша». Затем фильтруют испытуемый раствор моторного масла в течение 5 мин. Если раствор масла полностью не отфильтровался за указанное время, то фильтрацию прекращают. Остаток раствора сливают обратно в стакан, снимают мембранный фильтр с решетки, устанавливают новый и снова продолжают фильтрацию в течение 5 мин. Таким образом фильтруют раствор испытуемого масла до конца, заменяя фильтр через каждые 5 мин. Если не удается отфильтровать раствор масла через пять фильтров, то испытание заканчивают.

Мембранные фильтры с осадками помещают на фильтровальной бумаге в сушильный шкаф, выдерживают при температуре (100+2) °С в течение 15 мин, затем охлаждают до комнатной температуры и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г. Эти операции снова повторяют, расхождение между двумя последовательными взвешиваниями мембранных фильтров должно быть не более

0,0004 г.

Обработка результатов. Массу x (мг на 100 г масла) осадков, задерживаемую мембранными фильтрами, находят по формуле

Массу x1 (мг на 100 г испытуемого масла) осадков, задерживаемую мем-

28

бранными фильтрами, при незаконченном фильтровании раствора масла определяют по формуле

где g - масса осадков на пяти фильтрах, мг; V — объем испытуемого

раствора масла, мл; m — навеска масла, г; V1 — объем неотфильтрованного масла, мл.

При проведении испытаний расхождение между двумя определениями числа фильтраций не должно превышать единицы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЩЕЛОЧНОГО ЧИСЛА МОТОРНОГО МАСЛА

Общие положения. Щелочное число является одним из важнейших оценочных показателей качества моторных масел. Значение щелочного числа масел обусловливается содержанием в них моющих и диспергирующих присадок, обладающих щелочными свойствами и препятствующих отложению смолистоасфальтовых веществ, карбенов и карбоидов на деталях кривошипношатунного механизма и особенно на деталях цилиндро-поршневой группы двигателей в виде лаков и нагаров.

Щелочное число моторного масла определяется потенциометрическим титрованием его раствора в неводном растворителе раствором соляной кислоты. Титрование проводят на лабораторном рН-метре типа ЛП-58, рН-340 и до значений ЭДС, установленных по буферным растворам.

За общее щелочное число принимают количество гидроксида калия КОН (мг), эквивалентное количеству соляной кислоты НСl, израсходованной на нейтрализацию всех основных соединений, содержащихся в 1 г анализируемого масла.

За щелочное число сильных оснований принимают количество гидроксида калия КОН (мг), эквивалентное количеству соляной кислоты НС1, израсходованной на нейтрализацию сильных оснований, содержащихся в 1 г анализируемого масла.

Проведение испытаний. Для работы необходимы следующие приборы и материалы: лабораторный рН-метр с ценой деления шкалы 5 мВ; индикаторный (стеклянный) и сравнительный (хлорсеребряный или каломельный) электроды; титровальный стенд; лабораторная стеклянная посуда; 0,1-процентный раствор соляной кислоты; кислый буферный раствор (спиртовой раствор гаммаколлидина и соляной кислоты) с рН=4; щелочной буферный раствор (спиртовой раствор метанитрофенола и гидроксида калия) с рН 11; растворитель (30% этилового спирта и 70 % толуола или 50 % изопропилового спирта, 49 % толуола и 1 % воды).

29

Стеклянный и хлорсеребряный (каломельный) электроды опускают в кислый буферный раствор для определения ЭДС. Показания прибора записывают со знаком минус. После этого электроды ополаскивают дистиллированной водой, погружают в стаканчик с 50 см3 растворителя, к которому добавлен 1 см3 0,1-процентного спиртового раствора КОН и снова определяют значение ЭДС. Это показание записывают со знаком минус. Если алгебраическая разность результатов двух измерений ЭДС менее 480 мВ, то стеклянный электрод для проведения анализа непригоден. Электроды после каждого определения промывают растворителем; перед определением опускают в дистиллированную воду на 5...10 мин.

Для определения значения ЭДС буферных растворов в стаканчик для титрования наливают 50 см3 растворителя и добавляют из пипетки 5 см3 соответствующего буферного раствора. Тщательно перемешивают полученную смесь и измеряют значение ЭДС.

Впредварительно взвешенный стаканчик для титрования берут навеску перемешанной в течение 5 мин пробы чистого масла в количестве 3...4 г для масел с щелочным числом от 1 до 5 мг КОН на 1 г масла. (Для загущенных масел и масел с многофункциональной присадкой навеска должна быть не более

1г.)

Встаканчик с навеской испытуемого масла добавляют 50 см3 растворителя, опускают в раствор электроды и включают мешалку. Перемешивают в течение 5 мин, после чего по шкале прибора записывают значение ЭДС в мВ.

Если ЭДС электродов меньше ЭДС щелочного буферного раствора, то это значит, что в растворе присутствуют сильные основания; если больше — то они в растворе отсутствуют.

При определении щелочного числа сильных оснований титрование ведут до значения ЭДС, установленного в щелочном буферном растворе. Титруют

0,1-процентным раствором НСl, медленно и малыми дозами (в один прием примерно по 0,05...0,1 см3). Если изменение ЭДС больше 15...20 мВ (0,25...0,35 рН), то дозу добавляемого раствора уменьшают до 0,02 см3. После каждой очередной дозы раствора ждут, пока потенциал установится, то есть изменится не более чем на 5 мВ за 1 мин.

Когда значение ЭДС на шкале прибора становится равным ЭДС щелочного буферного раствора, отмечают по шкале бюретки объем израсходованного на титрование раствора НС1.

Для определения общего щелочного числа дальше титрование продол-

жают до значения ЭДС, установленного в кислом буферном растворе. Титруют сначала так же медленно, в один прием по 0,05...0,1 см3. Если значение ЭДС будет изменяться меньше, чем на 15...20 мВ, то дозу увеличивают примерно в 3

раза. Когда показание шкалы становится близким ЭДС кислого буферного раствора, дозу раствора НС1 снова снижают до 0,05 см3 и каждый раз ждут, пока установится потенциал.

30

При равенстве показания прибора и ЭДС кислого буферного раствора отмечают объем израсходованного раствора соляной кислоты.

После этого проводят контрольный опыт с тем же объемом растворителя, но без навески испытуемого масла. В качестве титровального раствора применяют тот же раствор НС1; добавляют его дозами по 0,02...0,1 см3.

Обработка результатов. Щелочное число сильных оснований Щ1 (мг КОН на 1 г масла) вычисляют по формуле

где V1 и V0 — объемы 0,1-процентного раствора НС1, израсходованные на титрование испытуемого масла и контрольного опыта см3; Т — титр 0,1- процентного раствора НС1, мг/см3 КОН; m — масса навески масла, г.

Общее щелочное число Щ2 (мг КОН на 1 г масла) подсчитывают по фор-

муле

где V2 и V0’ — объемы 0,1-процентного раствора HCI, израсходованные на титрование испытуемого масла и контрольного опыта, см3.

За результат испытаний принимают среднее арифметическое значение двух последовательных определений. Результат округляют до 0,01. Полученные данные сравнивают с требованиями ГОСТа.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ КАПЛЕПАДЕНИЯ

ПЛАСТИЧНОЙ СМАЗКИ

Общие сведения. Температура каплепадения — это температура, при которой смазка из пластичного (полутвердого) состояния переходит в жидкое. При определении температуры каплепадения пластичная смазка, нагретая в специальном приборе, размягчается до такого состояния, при котором происходит образование жидкой капли и ее падение.

По температуре каплепадения смазки можно приближенно судить о ее работоспособности при повышенной температуре. Для надежного смазывания узлов трения необходимо, чтобы их рабочая температура была на 10...20°С ниже, чем температура каплепадения пластичной смазки.

В табл. 4 указаны температуры каплепадения и температурный диапазон применения ряда пластичных смазок.