Что можно приготовить из кальмаров: быстро и вкусно
Изучить причины трения, виды трения, выяснить природу силы трения, её направление, от чего она зависит, способы уменьшения и увеличения силы трения.
Познавательные: формировать умение планировать и проводить физические опыты, объяснять физические явления;
Развивающие и воспитательные: формировать умение систематизировать и обобщать изученное,
Раскрывать взаимосвязь между изученным теоретическим материалом и явлениями в жизни, формировать умения взаимодействовать в процессе групповой работы.
1.Что является мерой действия одного тела на другое
2 .Какой буквой обозначается сила.
3.В каких единицах измеряется сила.
4.Как называется прибор для определения силы.
5.Как называется сила притяжения тел к Земле.Запишите формулу.
6.Какая сила действует на пружину.
7.Сила,с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес, называется …
На столе лежит деревянный брусок. Толкните его и наблюдайте за его движением. Прикрепите к нему динамометр и тяните равномерно. Замените брусок цилиндром и проделайте то же самое.
Что вы можете сказать о скорости тела? Как она изменялась в опытах?
Установим 2 причины трения и наличие или отсутствие сходства между силой трения и силой упругости.
Опыт 2: возьмите 2 стеклянные пластины, прижмите их друг к другу, а затем сдвиньте одну пластину относительно другой. Что вы наблюдаете? Почему пластины трудно сдвинуть?
Капните пипеткой на одну пластину 2-3 капельки воды и повторите опыт. Почему стало еще труднее сдвигать пластины?
Опыт 3 :возьмите лист бумаги и карандаш.Проведите любую линию.А теперь то же самое попробуйте сделать на стекле.Что наблюдаете.
Назовите 2 причины возникновения трения.
Введение
С светом также происходит дифракция, но сложнее воспринимать дифракцию световых волн, поскольку препятствия и отверстия, в которых падает свет, обычно довольно велики по отношению к их длине волны. Однако, если мы пропустим свет сквозь маленькие и меньшие отверстия, отметим, что свет будет дифрагирован, когда он пройдет через это отверстие.
Радуга Радуга появляется, когда солнце появляется в конце дождя и связано с преломлением света в капельках воды в воздухе. Первоначально белый свет от Солнца страдает преломлением, когда он достигает каждой капли воды, продолжаясь внутри нее. По достижении другой точки на разделительной поверхности цветные огни претерпевают новое преломление и оставляют капли, возвращаясь в атмосферу отдельно, создавая характерный эффект радуги.
Тысячелетия назад величайшим изобретением человечества стало колесо и впервые появилось искусственно созданное техническое устройство. Оно содержало все элементы современной конструкции: собственно колесо; ось, на которую это колесо одевалось; примитивный (кожаный) подшипник скольжения; смазку и стопор, чтобы колесо не соскакивало с оси. Появилась так называемая кинематическая пара и проблема снижения трения или правильнее снижения внутренних механических потерь и уменьшения скорости износа деталей встала в полный рост. Пока скорости относительного перемещения деталей в кинематических парах были низкими обходились относительно простыми конструкциями и материалами, но с появлением паровых машин, двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей и сложных трансмиссий ситуация коренным образом поменялась. Проблемы трения и износа стали тормозом в развитии техники, возникла специальная наука — трибология, появилась масса исследовательских центров по указанным проблемам. Во второй половине 20 века во всех промышленно развитых странах мира были приняты национальные программы по трибологии, началось государственное финансирование этих исследований.
Плоское зеркало В общем плоском зеркале мы видим, что наше изображение имеет ту же форму и размер, но, похоже, лежит за зеркалом, перевернутым, на том же расстоянии, что и мы. Лучи объекта, перед плоским зеркалом, отражаются в зеркале и достигают наших глаз. Таким образом, мы получаем световые лучи, которые описывали угловую траекторию, и создается впечатление, что они исходят из объекта позади зеркала по прямой линии, то есть мысленно расширяют отраженные лучи в противоположном направлении позади зеркала.
Фазы Луны происходят, потому что плоскость вращения Луны вокруг Земли наклонена относительно плоскости вращения Земли вокруг Солнца, а также потому, что Луна не имеет собственного света, она отражает свет, исходящий от Луны. Солнце. Когда Луна вращается вокруг Земли, и в зависимости от положения Луны по отношению к Земле, только часть Луны подсвечивается или все освещается или не может быть замечена.
Что же побудило человечество уделить этой проблеме столько внимания?
Два аспекта этой проблемы достойны внимания и имеют конкретные количественные оценки:
Во-первых «Износ» . Ежегодно в мире прямые потери от износа машин и механизмов составляют около одного триллиона евро и их надо постоянно восполнять, расходуя на это человеческие ресурсы, громадные количества углеводородного сырья, природных ископаемых, засоряя атмосферу и водные ресурсы планеты и самое важное необходимо восстанавливать оборудование, станки, инструменты на которых выпускаются новые узлы и детали, взамен изношенных. Техногенная система работает сама на себя, на поддержание своего существования, за счёт ускоренного расходования ресурсов. Она имеет в своём развитии точку «насыщения», когда ресурсов хватит только на поддержание достигнутого уровня развития, а далее спад или переход на качественно другой уровень жизни цивилизации. (Прогресс или регресс? Вот в чём вопрос.)
Имитация оптического волокна Сделайте небольшое отверстие вблизи основания пластикового контейнера. Заполните контейнер водой и контролируйте утечку с помощью крышки для бутылки, чтобы сформировать непрерывное изогнутое водяное филе. Возьмите лазерную указку и сфокусируйте испускаемый свет точно на конце воды. Красный свет лазерной указки будет захвачен филе воды, что лучше видно в темной среде. Таким образом, имитируется волокно, используемое в коммуникациях, медицине и т.д.
Видение Мы знаем, что в отсутствие освещения и, следовательно, света человеческий глаз очень трудно отличить объекты. Это означает, что они существуют, независимо от нашей способности их видеть. С другой стороны, нарушение зрения может препятствовать просмотру объектов, даже при наличии света. Физики сегодня понимают, что явление зрения обусловлено сочетанием этих двух элементов: света и глаза. Кроме того, также необходимо, чтобы наш приемный аппарат «света и нашего» устройства декодера находился в идеальном режиме.
Во-вторых «Внутренние механические потери» . Самые совершенные двигатели внутреннего сгорания тратят от 12 до 20% углеводородного горючего на преодоление своих собственных внутренних механических потерь, плюс не менее 10% потерь в трансмиссии, а в сумме до 30% горючего расходуется на преодоление трения и износ деталей двигателя и трансмиссии. На сегодня в мире сотни миллионов автомобилей, речной и морской транспорт, дорожно-строительная техника, сельскохозяйственная техника, электростанции. Сотни миллиардов литров горючего сжигается в двигателях ежегодно и из них до одной трети для преодоления внутренних потерь, т. е. это тот расход, который необходимо свести к минимуму. Один процент снижения внутренних потерь в машинах и механизмах приводит к экономии миллиардов литров горючего, в воздух не выбрасываются десятки миллиардов литров парниковых газов и вредных веществ.
Кроме того, объект должен находиться в поле зрения наших глаз, а его размер влияет на максимальное расстояние, на котором мы можем признать это. Основные понятия Концепция волны довольно широка, так как она используется во всех областях физики. Очень разные явления, такие как звук, свет, радиосигналы и землетрясения, имеют общую характеристику для волн. На самом деле мы обычно говорим о звуковых волнах, световых волнах, радиоволнах и сейсмических волнах. Например, что происходит, когда мы бросаем каплю воды или камня в спокойный танк.
Круговая конфигурация простирается от точки удара. Нарушение этого типа называется волной, и если вы внимательно наблюдаете, как волна этого вида перемещается по поверхности жидкости, вы обнаружите, что хотя вода может перемещаться на месте, она не перемещается с волной. Это совершенно ясно, если вы заметили кусок дерева или небольшое пятно масла, плавающее в баке. Дерево или масло поднимаются и опускаются при прохождении волны, но не идут с ним.
Экономятся миллионы тонн нефти, запасы которой ограничены и невосполняемы.
Как решаются эти проблемы мы рассмотрим на примере конкретного продукта под торговой маркой «Нановит», созданного в последние годы с использованием нанодисперсных порошков. Продукт можно применять в системах смазки всех машин и механизмов.
NanoVit Motor Renovator — продукт для применения в системах смазки бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания.
Простые гармонические движения В повседневной жизни гармонические движения довольно часты. Примерами являются движения пружины, маятника и гитарной струны. Каждое из этих колебательных движений совершает возвратно-поступательное движение по балансировочному положению и характеризуется периодом и частотой. Период - это время, которое объект проводит для полного колебания, а частота - это количество колебаний в единицу времени. Изучение этого движения обычно происходит из кругового и равномерного движения.
Для этого рассмотрим частицу по круговому и равномерному движению по окружности. Сделайте проекцию кругового движения на ось ниже. Заметим, что по мере перемещения частицы по окружности проекция движется между крайностями колебаний. Движение проекции - это простое гармоническое движение. При колебании пружины скорость отменяется в крайних положениях и максимальна при прохождении через центральное положение.
Продукт проверен на эффективность и сертифицирован TUV THURINGEN сертификат номер 8141.076.06.44.
Описание продукта (по любым вопросам пишите filin2230(пёс)yandex.ru)
Продукт представляет собой суспензию нанодисперсных порошков диоксида кремния, триоксида алюминия и терморасщепленного кислотоинтеркалированного графита в базовом моторном масле SAE 10W-40 DIN 51511. Средняя размерность частиц композиции нанопорошков составляет 14 нанометров. Площадь поверхности частиц достаточно велика и составляет 156 квадратных метров на один грамм нанопорошка.
Струнный телефон Сделайте два маленьких отверстия, один в центре каждой пластмассовой чашки, и пройдите через концы струны. Сделайте две или три из них, чтобы сохранить струну из отверстий. Протяните нитку плотно, поговорите со своим ртом в одной из чашек и попросите кого-нибудь послушать с другой стороны. Голос создает звуковые волны в воздухе внутри стекла. Эти волны заставляют дно стекла вибрировать. Нижняя часть стекла, в свою очередь, вызывает вибрацию струны. Это приводит звук к другому стеклу, которое получает его таким же образом, позволяя другому человеку, помещенному на другом конце, слышать голос.
Продукт расфасован в две бутылки ёмкостью по 125 мл. В каждой бутылочке находится по 0,05 грамма нанодисперсного порошка. Нанопорошок в виде концентрата при фасовке индивидуально вводится в каждую бутылку, что гарантирует его количество в каждой дозе продукта. Предполагается, что комплект из двух бутылок вводится в двигатели с рабочим объёмом не более 2,5 литров и с количеством масла в системе смазки до 5,0 литров. Рабочая концентрация нанодисперсных порошков в масле двигателя после введения составляет 0,001-0,002%, что в сто раз меньше прочих примесей.
Принцип суперсоции. Когда две волны генерируются одна против другой, результирующая волна будет представлять собой сумму двух, например, в поророке две маленькие волны объединяются, образуя большую. Типы волнМеханика: в воде, на веревке; Электромагнитный: микроволновая печь, свет.
Акустика В музыкальном ремонте музыканты не могут слышать звук ящиков, которые стоят на сцене, поэтому используются обратные боксы. Флорианополис, международный аэропорт Герцилио Луз, ноябрь. Самолет страдает несколькими повреждениями, а 122 пассажира должны покинуть воздушное судно через аварийные выходы. Возникновение этой последовательности инцидентов в бразильских аэропортах, все без жертв, в качестве основного фактора способствовало явлению, которое приобретает актуальность среди экспертов по безопасности полетов с появлением летних дождей, аквапланированием.
Разделение комплекта на две части обусловлено сильным моющим действием продукта, необходимостью заменить через короткое время после введения первой бутылки продукта масляный фильтр, а в некоторых случаях и само масло, при этом часть продукта выносится из двигателя.
Состав продукта
1. Моторное масло плюс дисперсная суспензия нанопорошков.
Опасности аквапланирования, особенно во время посадки или после прерывания взлета, существуют независимо от модели или размера самолета, участвующего в операции, и пилот должен всегда знать об этой возможности. Широко известная водителям транспортных средств, гидропланирование гораздо чаще встречается в авиации, чем предполагалось, особенно в период с ноября по март, когда многие районы Бразилии следят за осадками, которые разливаются в течение короткого периода времени воды, загрязняя взлетно-посадочную полосу водными горками и делая их чрезвычайно опасными.
Продукт сам есть суспензия нанопорошков в моторном масле и вводится он в систему смазки, в моторное масло, поэтому следует кратко остановиться на моторных маслах.
Основные свойства моторных масел определяются их способностью уменьшать трение между трущимися поверхностями деталей, снижать износ трущихся поверхностей, предотвращать их сваривание и заедание, охлаждать детали, защищать их от коррозии и загрязнения углеродистыми отложениями и самое главное сохранять эти свойства во всём диапазоне температур и нагрузок максимально возможное время.
Опасность аквапланирования не появляется на практически затопленном пути, а в условиях, когда на дорожке имеется тонкая пленка воды, предотвращающая прилипание шины к земле и приводящая к потере направленного контроля над воздушным судном. Исследования космических агентств показали, что шины с давлением ниже требуемых параметров подвергаются большему риску аквапланирования. Это происходит потому, что аквапланирование происходит или нет, в соответствии с балансом между силой, которая стремится поставить самолет в землю и гидродинамической силой, которая толкает шину в противоположном направлении тротуара.
При производстве моторных масел используют базовые масла, к которым для получения товарных продуктов добавляют присадки, составляющие до 25% их весового количества. Применяют базовые масла трёх типов: минеральные, синтетические и частично синтетические. Синтетические масла занимают более 30% рынка моторных масел.
Основную проблему для потребителей представляет не тип масла, а степень очистки базового масла от углеводородов, склонных к образованию твёрдых нерастворимых отложений на стенках маслопроводов, нагаров и лаков в зонах трения.
В этой балансировке критическое значение не может быть превышено. Это происходит только тогда, когда гидродинамический подъем, действующий на шину, равен сумме веса шины плюс вертикальной вниз нагрузки, действующей на нее. Любое увеличение скорости, превышающее этот предел, приведет к росту шины, в результате чего резина полностью потеряет контакт с землей и начнет процесс аквапланирования.
В аэронавигационной области исследование показало, что в случае самолетов с двумя шинами на одной и той же ноге шасси оба должны получать калибровку с тем же давлением. В противном случае самолет будет стремиться тянуть к шине с меньшим давлением, значительно увеличивая риск аквапланирования и последующую потерю контроля.
Моторные масла классифицируются по вязкости и эксплуатационным свойствам, на рынке представлены десятки видов масел и с определённой периодичностью появляются новые виды, что говорит о сложности проблемы создания некой «универсальной» смазки.
Независимо от типа масла пакеты стандартных присадок к ним содержат более 15 видов конкретных присадок, основные из них это: вязкостные или загущающие, корректирующие вязкостно-температурную характеристику масла; моющие и диспергирующие присадки; депрессорные, антиокислительные, антикоррозионные, противопенные; улучшающие смазывающие свойства масла; антифрикционные, противоизносные и противозадирные присадки, консервационные и др.
Согласно работам, скорость, с которой самолет будет во время аквапланирования, на трассе без канавок и без пористого покрытия, всегда будет зависеть от давления шин. В случае, если самолет сталкивается с загрязненной взлетно-посадочной полосой на ощупь, критическая скорость в 7, 7 раза превышает квадратный корень давления в шинах, согласно НАСА. Исследование показывает, что для определения скорости целесообразно использовать в этом уравнении меньшее давление, то есть носового поезда. Кроме того, было доказано, что используемые шины более склонны к аквапланару, чем новые модели, что легко объясняется уменьшением глубины канавок.
Следует заметить, что антифрикционные и противоизносные присадки в товарном масле составляют 3-5%, а «Нановит» в три, пять тысяч раз меньшее количество, что напрямую говорит о совершенно другом механизме его действия.
«Нановит» совместим с любым видом масла, в силу своей химической пассивности не вступает во взаимодействие с пакетом стандартных присадок и не меняет свойств товарного масла.
Важно отметить, что в тех случаях, когда новая шина установлена на том же наборе, что и используемая шина, эффект аналогичен эффекту шин с неравномерным давлением. Общепринято считать, что противоскользящая система избегает аквапланирования, не позволяя колесам блокироваться. При старте аквапланирования противоскольз распознает потерю скорости затронутых колес и снимает тормозное давление, но шина будет восстанавливать нормальное вращение только тогда, когда она покинет загрязненную область, либо водой, либо льдом.
Наконец, одним из важных моментов является регулярное обслуживание трека, особенно в областях прикосновения, что позволяет избежать накопления резины. Практически невозможно приземлиться или снять самолет со скоростями ниже критических, но номера НАСА служат ссылкой на увеличение нормы безопасности при выходе или прибытии аэропорта.
2. Композиция нанопорошков
Необходимо пояснить почему были выбраны именно эти вещества для создания продукта и почему в нанодисперсной форме и какие принципы нанотехнологий при этом использовались.
Диоксид кремния {SiO2}n — нанодисперсный кремнезём в виде полимерных частиц с реакционно способными силанольными группами на своей поверхности.
Оно выражает силу, с которой тело прижимается к поверхности трения. Реакция поддержки действует в контакте с восходящей опорой. Эти две силы эквивалентны, равны друг другу и противоположно направлены. Нормальное давление не зависит от размера контактных поверхностей. Формы поверхностей трения показаны на рисунке. Более грубая поверхность имеет более высокий коэффициент трения. На рисунке показано изменение силы трения, которая выше, чем начинается движение между телом и поверхностью. После начала движения тела он проходит через порог статической удерживающей силы и сила трения уменьшается.
Из предыдущих опытов, проводившихся учёными в разных странах и в разное время, с различными присадками, содержавшими кремний, было известно следующее:
разложение молекул присадки во фрикционной зоне сопровождалось образованием снижающих трение и износ трибополимеров, а также силицированием поверхностей трения. Рентгеновский микроанализ пятен износа показывал наличие в них кремния. Подтверждалось образование в зоне трения кремний органических продуктов Si-O-C.
На спектрограмме масла после испытаний обнаруживалось резкое снижение пика Si-O, что подтверждало его разрушение и внедрение кремния в поверхности трения и участие в образовании трибополимеров.
Моторные испытания показывали наличие моющего диспергирующего действия наряду с антифрикционным и противоизносным. Было обнаружено улучшение окислительной стабильности и отсутствие отрицательного влияния присадок на коррозионность моторного масла.
Повышенная адсорбционная способность молекул присадок на ювенильных участках поверхностей трения, что имеет важное значение для модификации поверхностного слоя металла.
Триоксид алюминия {Al2O3} — нанодисперсный порошок лейкосапфира
При росте нагрузок в зонах трения происходит разрыв связей алюминий-кислород и атомы алюминия замещают атомы железа на поверхности, образуется поверхностный слой, представляющий собой твёрдый раствор с иной пластичностью. В поверхностном слое металла образуются оксиды и карбиды алюминия и железа, что меняет его износостойкость. Количество железа уменьшается до 70%, а количество алюминия и углерода увеличивается до 12% и 17% соответственно.
Адсорбционное модифицирование алюминием кремнезёма приводит к появлению амфотерных свойств его поверхности, что расширяет возможности использования кремнезёма в композициях с полимерами.
Терморасщепленный интерполированный графит {С} — аморфная форма.
В масле частицы являются центрами образования мицелл при повышении температуры, а на поверхностях трения участвуют в образовании износостойкого слоя.
Необходимо особо подчеркнуть, что все упомянутые вещества находятся в нанодисперсной форме и имеют другие физические свойства, чем их макроаналоги — кварцевый песок, глинозём и кристаллический графит, и с которыми во всех автомобилях ведётся принципиальная борьба с помощью масляных, воздушных и топливных фильтров. Размер частиц и их количество исключают возможность появления абразивного износа деталей.
Какие задачи решались при создании «Нановита»?
Во-первых, создать в масле возможность появления кластеров — трёхмерных структур молекул масла в центре которых находятся наночастицы оксида кремния, причём этот процесс протекает тем интенсивней, чем выше нагрузка на двигатель, т. е. чем выше температура и давление. Масло адаптируется под термодинамические условия эксплуатации изменением своей физической структуры. Части разрушенных молекул масла, имея на своих концах активные незаполненные связи, встраиваются в кластеры чем компенсируется износ и старение масла, сохраняются смазывающие свойства продлевается срок службы. Обеспечить штатные условия гидродинамического трения в максимально широком диапазоне нагрузок и оборотов двигателя в условиях реального износа деталей. Снизить внутренние механические потери двигателя.
Во-вторых, создать условия для постоянной модификации поверхностей трения с целью сохранения тончайшего пластичного слоя, принимающего на себя все напряжения сдвига при трении поверхностей металлов. Это должно достигаться созданием «положительных» дислокаций Si, O, Al, C, в поверхностном слое, образованием оксидов и карбидов, что позволит минимизировать скорость износа «приработанной» поверхности. «Нейтрализовать» ювенильные поверхности металла, интенсивно влияющих на развитие химических реакций в масле.
В-третьих, создать на поверхностях трения прочную плёнку масла и трибополимеров связанную с частицами оксидов кремния и алюминия, внедрёнными в поверхность металла. Исключить возможность сухого трения.
Чтобы понять, почему используются нанопорошки и нанотехнологические принципы, следует остановиться на описании процессов в открытых термодинамических системах с внешним источником энергии. В примере с двигателем внутреннего сгорания энергия топлива тратится по трём направлениям:
> до 30% на преодоление внутренних механических потерь в двигателе и трансмиссии и так же на нагрев деталей и износ поверхностей трения;
> до 50% преобразуется в механическую работу движения автомобиля.
В двигателе образуется значительное количество «свободной» энергии, до 50% от энергии топлива, не используемой позитивно и выбрасываемой в окружающую среду. Идея состоит в том, чтобы использовать часть этой энергии на модификацию и адаптацию моторного масла к условиям смазочного процесса, восстановлению смазочных свойств масла. Запустить на металлических поверхностях трения процесс перестройки структуры и состава контактного слоя металла с целью минимизации или компенсации износа.
При этом в масле процессы должны быть обратимые, без накопления в нём каких-либо посторонних веществ, а на поверхностях трения должно происходить встраивание в структуру металла деталей, в зерна и границы их раздела. Не допускать покрытие плёнкой другого материала поверхностей трения, только встраивание.
Так как термодинамические процессы в двигателе протекают определённым образом и не могут быть изменены для решения наших задач, необходимо было отказаться от идеи принудительной организации процессов и использовать явления самоупорядочения и самоорганизации синтеза в условиях далёких от равновесных. Участвовать в подобных процессах могут вещества находящие в некотором неравновесном состоянии (не в смысле химической нестабильности), постоянно сохраняющие свои свойства и свою структуру. Подобным требованиям отвечают частицы нанодисперсных порошков, имеющие энергетическую, полевую и «вещественную» неравновесность на развитых поверхностях, усилить которую можно уменьшением размеров и другими специальными приёмами.
Поэтому и были отобраны описанные выше нанодисперсные порошки, которые проходят многоэтапный процесс обработки для получения требуемых свойств.
Результаты испытаний антифрикционных и противоизносных свойств «Нановита»
Противоизносные свойства продукта проверялись в лабораторных условиях на испытательном стенде, имитирующем возвратно-поступательные движения поршня двигателя. Результаты показали как минимум двукратное снижение скорости износа. Испытания на реальном двигателе подтвердили трёхкратное снижение скоростей износа.
Антифрикционные свойства многократно проверялись в различных условиях смазки, при различных величинах нагружения и концентрациях продукта в масле. Были сделаны однозначные выводы о снижении коэффициентов трения при определённых условиях до значений 0,01-0,001, причём с увеличением нагрузки регистрировались более низкие значения коэффициентов. При испытаниях на четырехшариковой машине трения при максимальной нагрузке 12000 Н шарики не сваривались и коэффициент трения был равен 0,12.
Практические результаты применения «Нановита» в двигателях внутреннего сгорания
При введении «Нановита» в масляную систему двигателей внутреннего сгорания наступают четыре прямых эффекта:
> отмываются поверхности трения и стенки деталей масляной системы автомобиля;
> модифицируются поверхности трения, снижается скорость износа сопряжённых деталей;
> уменьшаются внутренние механические потери двигателя;
> продлевается срок службы моторного масла.
Вторичные эффекты:
> повышается мощность и улучшаются динамические характеристики автомобиля;
> восстанавливается компрессия в цилиндрах;
> экономится топливо;
> снижается токсичность выхлопных газов;
> уменьшается шум двигателя.
Экономические результаты — экономия топлива и моторного масла, сокращение расходов на техническое обслуживание и ремонт двигателя, продление сроков эксплуатации автомобиля.
Отмывка масляной системы и поверхностей трения
Отмывка масляной системы происходит в процессе работы двигателя. Начинается отмывка сразу после введения «Нановита» в двигатель и продолжается в течение всего периода эксплуатации автомобиля, сохраняя двигатель чистым. Отложения со стенок попадают в масло и накапливаются в масляном фильтре, который необходимо сменить после пробега в 100 — 200 км. Масло приобретает чёрный цвет, что никак не сказывается на его смазывающих свойствах.
На этом этапе выявляются все технические проблемы связанные со степенью износа двигателя, его загрязнённостью, сохранностью резиновых уплотнений, маслосъемных колпачков и т. д., выявляется степень технической исправности автомобиля, причём величина пробега автомобиля не является определяющей.
Вопрос замены масла решается исходя из экономической и технической целесообразности. Длительность эксплуатации масел в двигателях, работающих на газообразном топливе, в 2 раза больше, чем в двигателях работающих на жидком топливе.
Образование примесей и органических отложений в масле дизельных двигателей в 5 раз больше, чем в бензиновых, и в 10 раз больше, чем в масле двигателей, работающих на газе. В городских условиях двигатели до 80% времени работают на частичных нагрузках, что приводит к образованию низкотемпературных осадков, загрязнению масла несгоревшим топливом, частицами пыли, конденсацией водяных паров и т. д. Установление сроков замены масла по изменению его цвета без детального анализа пока не возможно, поэтому следует руководствоваться рекомендациями производителя и условиями эксплуатации автомобиля.
Опытным путём установлено, что «Нановит» продлевает сроки эксплуатации моторных масел в несколько раз. Это можно объяснить образованием трёхмерных субмолекулярных структур масла вокруг наночастиц, каталитическим эффектом и перестройкой разрушенных молекул. Смазочные свойства масла не ухудшаются в процессе его эксплуатации и поэтому вопрос о его замене связан со степенью его загрязнённости посторонними продуктами.
Снижение скорости износа сопряжённых деталей
Износ — это сложный процесс взаимодействия двух поверхностей, происходящий при их непосредственном контакте и движении относительно друг друга под действием переменных внешних нагрузок. При этом происходит деформирование и частичное разрушение шероховатостей в зоне контакта с выделением значительных количеств тепла, пластическое деформирование поверхностных слоев, изменение их формы, структуры и состава, перенос материала с поверхности и встраивание в поверхность трения, зарождение микротрещин и появление дислокаций. Скорость износа зависит от многих факторов: контактных давлений и температур, механических свойств материалов, величин сил трения, свойств смазочных материалов, наличия загрязнений в зоне контакта и т. д.
Для двигателя работающего в нормальных условиях и технически исправного два важнейших фактора влияют на износ его деталей. Первый — это уменьшение длины зоны трения, в которой нарушаются условия гидродинамического трения, когда поверхности разделены слоем смазки и нет непосредственного контакта. При переходе к граничному трению сила трения может возрастать до десяти раз, соответственно возрастает и износ. Второй — повышение износостойкости поверхности трения, сохранение пластичности поверхностного слоя и его способности к локальным деформациям без разрушений. При обработке двигателя «Нановитом» происходит модификация поверхностей трения и их упрочнение. В поверхностном слое образуются прочные соединения, органично включённые в структуру металла деталей. Адгезия молекул масла к поверхностям металла резко возрастает. Механические потери в двигателе сокращаются до 30%, что впрямую связано со снижением нарушений условий гидродинамического трения, а следовательно и к существенному снижению износа.
Испытания на реальном двигателе при высоких нагрузках показали, что обработка «Нановитом» приводит к снижению скорости износа поршневых колец в 3 раза, а вкладышей подшипников коленчатого вала в 5 и более раз.
Разборка двигателей также показала, что на стенках деталей в зонах трения образуются устойчивые гелеобразные плёнки трибополимеров масла не стекающие с их поверхностей, что дополнительно защищает пары трения при холодном пуске от повышенного износа.
Защита от износа безусловно подтверждается лабораторными, стендовыми и реальными испытаниями.
Уменьшение внутренних механических потерь в двигателе
Основные механические потери в двигателе — это потери трения в цилиндро-поршневой группе. В зависимости от конструкции двигателя и режима его работы они могут составлять до 70% от всех потерь трения. Далее — это трение в подшипниках коленчатого вала — до 20% от потерь трения, присутствуют также потери на привод механизма газораспределения и вспомогательных агрегатов.
Для двигателя вводится понятие механического КПД и максимальное значение которого для бензиновых двигателей редко превышает — 0.75, для дизеля — 0.85. Для наиболее распространённого класса двигателей — бензиновых на номинальных режимах работы теряется до 30% мощности на преодоление внутреннего трения, причём 80-85% от этих потерь составляют потери в цилиндро-поршневой группе и подшипниках коленчатого вала двигателя, т. е. те потери, снижение которых и обеспечивает введение «Нановита» в масло двигателя.
В узлах двигателя в различных ситуациях имеют место все три вида трения: сухое, граничное и гидродинамическое, хотя в нормальных режимах все узлы должны работать только в гидродинамических режимах. Для поддержания гидродинамического режима смазки необходимо поддерживать толщину смазочного слоя как минимум на порядок больше высот микронеровностей поверхностей трения. При введении «Нановита» происходит очищение и модифицирование поверхностей трения, изменение их химического состава, структуры и профиля неровностей, образование трибополимерной плёнки из молекул масла на них, что уменьшает критическую толщину смазочного слоя и существенно уменьшает вероятность граничного трения. Образование в масле, в зонах трения трёхмерных субмолекулярных структур также тормозит вытеснение молекул масла из нагруженных зон, сохраняя достаточную толщину смазочного слоя и поддерживая гидродинамический режим смазки. Максимальный эффект снижения механических потерь в двигателе ощущается на низких и на высоких оборотах, когда толщины смазочного слоя минимальны и критическая зона граничного трения ближе всего. Механические потери в двигателе в среднем снижаются на 20-30%.
Экономия топлива, повышение мощности и динамических характеристик двигателя
Основное снижение расхода топлива и рост мощности двигателя обеспечивается уменьшением внутренних механических потерь в узлах трения двигателя. Размер экономии зависит от типа двигателя, степени его износа и режимов работы. Эффект снижения расхода топлива максимален на режимах малых нагрузок и низких оборотов, так как механические потери на этих режимах весьма значительны и забирают до половины мощности. Реальное уменьшение расхода топлива составляет на этих режимах до 25%, в городском цикле 15 — 18%, в режимах больших нагрузок 5 — 8% для бензиновых двигателей. Для двигателей, работающих на газе, показатели снижения расхода выше, а для дизельных двигателей эффект снижения удельного расхода топлива после обработки меньше чем для бензиновых, так как в дизельных двигателях механические потери в целом меньше. Практические показатели сокращения расхода топлива на реальных автомобилях имеют более широкий диапазон значений, чем приведённый выше, причём это получается на автомобилях производства РФ, США, ФРГ, Франции, Японии и других стран с пробегом от 1,0 тыс. км до 1,0 млн. км.
Испытания на стенде показали прирост максимальной мощности двигателей на 2-3% после обработки «Нановитом», однако динамика автомобиля определяется, в первую очередь, не максимальной мощностью двигателя, а величиной и темпом нарастания крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала в зоне низких и средних оборотов. Обработанный двигатель в полтора-два раза быстрее выходит на те же значения крутящего момента, что необработанный, совершая при этом больше на 35-40% работы по разгону автомобиля. Преимущество в разгоне неоспоримо.
Выравнивание компрессии в цилиндрах
Ухудшение компрессии затрудняет пуск двигателя, снижает его мощность, увеличивает расход топлива. Одним из положительных результатов обработки двигателя «Нановитом» является восстановление и выравнивание компрессии по цилиндрам до значений близких к номинальным, за исключением двигателей с предельным износом, с механическими дефектами и поломками в цилиндро-поршневой группе. Однако этот процесс носит динамический характер. В первой фазе отмывки двигателя компрессия может понижаться и меняться в каждом цилиндре. Значения компрессии в дальнейшем стабилизируются и сохраняются на всё время действия «Нановита».
Расход масла
При обработке двигателя «Нановитом» как правило снижается расход масла на угар. Угар масла присутствует в любом двигателе на любой стадии износа, и если степень износа средняя, то можно ожидать значительного эффекта снижения расхода масла на угар.
Если же у двигателя полностью изношены или разрушены поршневые кольца, никогда не менялись маслосъемные колпачки, в верхней части цилиндров визуально определяется «ступенька износа», резиновые уплотнения имеют трещины заполненные отложениями, то после фазы отмывки расход масла (течь) может носить недопустимый характер. Двигатели в таком состоянии встречаются крайне редко.
Снижение токсичности выхлопных газов
Снижение внутренних механических потерь в двигателе и уменьшение расхода топлива для достижения тех же мощностных характеристик при сохранении расхода воздуха влечёт за собой увеличение коэффициента избытка воздуха. Это приводит к уменьшению содержания СО в зоне холостого хода и малых нагрузок более чем в три раза, а в зоне высоких нагрузок до двух раз. На уменьшение выхода остаточных углеводородов СН влияет обеднение топливно-воздушной смеси, снижение угара масла, уменьшение протечек газа из камеры сгорания в зазоры поршневой группы. Выход СН уменьшается в два и более раз. В дизельных двигателях дымность выхлопа уменьшается до четырёх раз.
Приведённые результаты подтверждаются прямыми измерениями на обработанных автомобилях.
Снижение шума двигателя
Уменьшение шума работы двигателя проверялось прямыми измерениями с использованием специальной аппаратуры. Снижение уровня шума на обработанных двигателях лежит в диапазоне от 0,5 до 1,0 децибелл и это явно ощущается водителем.
Каждый конкретный двигатель характеризуется следующими показателями состояния: степенью износа рабочих поверхностей двигателя и трансмиссии; загрязнённостью камеры сгорания, клапанов, систем подачи топлива и смазки, при этом наблюдается снижение мощности, увеличение расхода топлива и масла, дымный выхлоп, пониженная компрессия, существенно неравномерная по отдельным цилиндрам и т. д.
Задача обработки — получить улучшение всех показателей двигателя, а критерий качества обработки — степень восстановления технико-экономических параметров двигателя, продление срока службы до ремонта, связанного с заменой деталей, формирующих узлы трения.
До обработки следует провести начальную диагностику двигателя: оценить уровень расхода масла и топлива, замерить компрессию по отдельным цилиндрам и определить степень её неравномерности, замерить величину давления картерных газов — стандартная диагностика.
Если повышенный расход масла сопровождается резким снижением давления конца сжатия в отдельных цилиндрах, то это означает наличие прогаров либо в поршне, либо в клапанах. Об этом говорит и отличие компрессии по отдельным цилиндрам в два-три раза. В этой ситуации требуется обычный ремонт. Аналогично следует поступить при обнаружении разрушения маслоотражательных колпачков и маслосъемных колец.
Явных дефектов не обнаружено — можно приступать к обработке, руководствуясь инструкцией по применению.
Следует помнить, что отмывка двигателя происходит постоянно и замена масляного фильтра обязательна. Если в процессе дальнейшей эксплуатации автомобиля при нормальном уровне масла в двигателе появляется аварийный сигнал «масло», следует ещё раз заменить фильтр.
Если история автомобиля известна, техническое обслуживание проводилось регулярно и в полном объёме, а экстремальных условий эксплуатации в его истории не было, то все показатели двигателя после обработки улучшаются. Пробег автомобиля характеризует в целом общий износ двигателя, но более существенными факторами износа являются экстремальные условия его работы — низкие обороты с большой нагрузкой или высокие, близкие к предельным. Обрабатывались автомобили (такси) с пробегом 600,0 тыс. км и 1 млн.200 тыс. км. Оба двигателя показали очень хорошие результаты.
Через тысячу километров пробега возможно проведение диагностики двигателя для объективного подтверждения результатов обработки.
Когда следует обрабатывать новый двигатель? Новый двигатель можно обработать сразу (влить только одну бутылку) или после окончания гарантийного срока, чем раньше, тем лучше.
Поддержание эффекта обработки возможно периодической добавкой препарата, но после замены масла и фильтра и не ранее 40-50 тыс. км пробега.
Топливная экономичность автомобиля
Проведённая обработка двигателя обеспечивает технические результаты, позволяющие расходовать меньшее количество топлива при эксплуатации автомобиля, но для правильной оценки этих результатов следует учитывать все факторы, влияющие на топливную экономичность автомобиля:
-> экономичность двигателя;
-> масса автомобиля;
-> расход энергии на преодоление сил трения в трансмиссии;
-> сила сопротивления качению колёс автомобиля;
-> условия движения;
-> стиль вождения автомобиля;
-> техническое состояние автомобиля.
Экономичность двигателя определяется прежде всего его конструкцией и техническими параметрами. Обработка «Нановитом» повышает его экономичность.
Полную массу автомобиля желательно снижать. Для грузовых дизельных автомобилей при движении по ровной дороге со скоростью 60-80 км/час снижение массы на 10% даёт экономию 5-6% топлива, а для автомобилей с карбюраторными двигателями 6-8%.
Тип и параметры трансмиссии оказывают влияние на скоростные качества и топливную экономичность. Оптимизация параметров силовой передачи грузовых автомобилей и автобусов позволяет повысить их топливную экономичность на 10-15%.
Сопротивление качению зависит от величины сил внутреннего трения в шине колеса и увеличивается с ростом толщины протектора шины. Радиальные шины имеют почти на 25% меньшее сопротивление качению.
Значительный перерасход топлива вызывает снижение давления в шинах. Снижение давления на 10% ведёт к перерасходу топлива до 5,5%, а на 20% -7,5%.
При снижении скорости движения на 10% сопротивление качению снижается примерно на 15%, а расход топлива как минимум на 3%.
Доля расхода топлива на преодоление сопротивления воздуха может достигать 30% от общего расхода топлива. При скоростях более 90-100 км/час оно становится доминирующим.
Инерциальное сопротивление существенно при интенсивном разгоне. При разгоне автопоезда с дизелем (полная масса 28 тонн) с места расход топлива дополнительно составляет 21%, а при разгоне с 40 до 90 км/час только 5%.
Изменение температуры окружающей среды на 10 °С приводит к изменению расхода топлива на 6-7%. При снижении температуры на 30 °С расход топлива может увеличиться на 25%.
Тип сложность маршрута влияют на среднее передаточное число трансмиссии, число переключений коробки передач, и загрузку низших ступеней трансмиссии, а следовательно, и на расход топлива.
При ухудшении профиля дорожного покрытия от асфальто-бетонного до булыжного, скорость грузового автомобиля снизится примерно на 35-40%, а расход топлива увеличится на 30-40%.
Стиль вождения автомобиля влияет на его экономичность. Месячное обучение водителей экономичному вождению автомобиля позволяет добиться экономии топлива до 15%.
Наиболее значительное влияние на экономичность автомобиля оказывают неисправности двигателя, которые увеличивают расход топлива на 10-20%.
Правильная оценка эффективности применения «Нановита» предполагает, что все перечисленные выше факторы экономичности до и после обработки совпадают и не вносят искажений в результаты.