смоленское областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Рославльский многопрофильный колледж» Исследовательская работа на тему: «Химия в профессии автомеханика». Выполнил: обучающийся группы 11 ТК Будников Максим Владимирович Руководитель: преподаватель химии Савина Светлана Александровна Содержание Введение Основная часть 1.Химия в автомобилестроении: применение металлов и их сплавов в автомобилях; применение полимеров в автомобилях; химия в аккумуляторе 2.Химия в эксплуатации автомобиля: химические средства для ухода за автомобилем; топливо для автомобилей; техника безопасности при использовании химических веществ Заключение Библиографический список использованных источников 2 Введение «Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие! Куда ни посмотрим, куда ни оглянемся, везде обращаются пред очами нашими успехи ее прилежания» – написал Михаил Васильевич Ломоносов в своем труде «Слово о пользе химии» в 1751 Актуальность темы: Оглянитесь вокруг, и Вы увидите, что жизнь современного человека невозможна без химии. Мы используем химию при производстве пищевых продуктов. Мы используем туалетную воду, мыло и дезодоранты, производство которых немыслимо без химии. Мы передвигаемся на автомобилях, металл, резина, пластмассы которых сделаны с помощью химических процессов. «Химия кормит, поит, лечит, одевает, обувает, строит, добывает полезные ископаемые, позволяет взлететь в космос, опускаться на дно океана, создавать вещества и материалы, которых не знала природа. В содружестве с другими науками химия помогает все глубже познавать тайны мироздания» (энциклопедический словарь). Использование людьми достижений современной техники и химии требует высокой общей культуры, большой ответственности и, конечно, профессиональных знаний. Знание химии необходимо для человека с любой профессией, так как долг каждого из нас – способствовать развитию и сохранению цивилизации на нашей планете. Так думаю я и ученые…но не мои однокурсники, задача которых- получить профессию! Многие ребята думают, что в их будущей профессии химия не пригодится. Сколько людей сейчас по-настоящему интересуется химией? Эта наука удивительна, но не актуальна на данный момент – так рассуждают многие, ну зачем изучать химию, если я буду автомехаником, электриком, сварщиком, парикмахером? Многие ребята в наше время, думают, что химия нужна лишь в нескольких профессиях и незачем тратить своё время на изучение этой науки. Но это не так! И я постараюсь вам это доказать! 3 В нашем современном мире - в мире технологий самыми востребованными являются специальности технической направленности. А чтобы стать высококлассным специалистом, необходимо ещё в годы обучения профессии приложить свои усилия в познании таких предметов, как физика, математика и химия. Большинство технических профессий связаны с изучением химических элементов, их свойств, с изучением их возможностей. Работа автомеханика представляет сложную мыслительную деятельность, направленную на решение комплекса разноплановых задач. Ему приходится выявлять неисправности, производить разборку, ремонт и сборку различных узлов, механизмов и машин в целом. В связи с этим автомеханик должен обладать большим запасом знаний и умений – знать основные классы органических соединений, рассматривая их в аспекте практического применения в профессиональной сфере и жизни, знать вещества, применяемые при ремонте и эксплуатации автотранспортных средств, особенности их строения, знать правила техники безопасности при их использовании в профессиональной деятельности и в повседневной жизни. Цель исследования- изучить роль химии в профессии автомеханика. Задачи исследования: Раскрыть значимость химии в профессиональной деятельности. Познакомиться с материалами, которые используются производстве автомобилей. 1. 2. 3.Изучить химические средства для его эксплуатации. ухода за автомобилем в процессе Исследовательская работа проходила по трём этапам: 1 этап – подготовительный (сбор информации из различных источников) 2 этап – практический (обработка информации) 3 этап – аналитическая деятельность и выводы Методы: метод наблюдения, поиск информации в библиотеке, использование интернет- ресурсов, метод анализа информации, творческий метод. 4 в 1.Химия в автомобилестроении Автомобиль — один из наиболее ярких символов цивилизации XXI века — непременный элемент нашей сегодняшней и завтрашней жизни. Развитие автомобильной промышленности за 100 лет чем дальше, тем больше ставило свои задачи перед самыми разнообразными областями науки и техники и вовлекало в свою орбиту достижения как фундаментальных, так и прикладных исследований. Нельзя сравнивать вклад в создание современного автомобиля продуктов различных отраслей промышленности, потому что без любого из них обойтись нельзя. Но все же, бесспорно, наибольший объем потребления автомобилю обеспечивает химическая промышленность. Можно выделить две области применения продукции химической промышленности. Одна из них — это область крупного современного индустриального производства заводов, выпускающих десятки и сотни тысяч автомашин в год. Но вот автомобиль попал к потребителю; ради которого он был сделан,— к автолюбителю, или в небольшое хозяйство, или в ремонтную мастерскую. И это вторая область применения продукции химической промышленности. Здесь в полной мере приходится столкнуться с множеством повседневных проблем, для которых нет простых и очевидных путей решения. И не только в силу дефицита тех или иных материалов или деталей, а из-за дефицита знаний — общих представлений, конкретных рецептов и советов, из-за неумения понять специфический язык химических названий, терминов, марок веществ, тонких различий между, казалось бы, почти одним и тем же, предназначенным почти для одного и того же… Применение металлов и их сплавов в автомобилях Практически все технические профессии связаны с изучением металлов, их свойств, с изучением их возможностей, а значит со знанием таблицы Менделеева, с которой мы знакомимся еще в школьные годы на уроках 5 «Химии». Автомеханик — рабочий, выполняющий ремонт и техническое обслуживание автомобильного транспорта, а также осуществляющий контроль над техническим состоянием автомобилей с помощью диагностического оборудования и приборов. Поэтому знание металлов и их свойств ему необходимо. В профессии автомеханика металл был и остаётся наиболее актуальным материалом, из которого изготавливают немалое количество деталей автомобиля. Рассмотрим какие же металлы и их сплавы используют в автомобилях. 1.Медь Медь — металл красного цвета, плотностью 8,93 г/см3 И температурой плавления 1083 °С. Медь обладает наивысшей после серебра электропроводностью и теплопроводностью. Медь выпускается в виде слитков, отливок, прутков, автомобильной листов, проволоки, промышленности медь лент, фольги применяется и для порошка. В изготовления электропроводов, деталей приборов электрооборудования и в качестве компонента различных сплавов. 2. Алюминий (А1) В автомобилестроении алюминий применяют в основном как компонент в различных сплавах, для изготовления фольги, идущей на обкладки конденсаторов, для покрытия рефлекторов фар и т. д. 3. Олово (Sn) В чистом виде олово применяется для лужения. Наиболее широкое применение олово находит как добавка в сплавы цветных металлов, для приготовления припоев и изготовления баббитов. 4.Свинец(РЬ) В автомобилестроении свинец применяют для изготовления решеток аккумуляторных пластин, активной массы пластин, клемм и перемычек 6 аккумуляторов, его используют также как компонент в бронзах, припоях и антифрикционных сплавах. 5.Латунь Латунь — это сплав меди с цинком. Повышение процентного содержания меди в составе латуни улучшает ее пластичность, теплопроводность, электропроводность и коррозионную стойкость. Относительное повышение содержания цинка улучшает обрабатываемость латуни резанием, прирабатываемость, повышает износостойкость. Включение в состав латуни свинца увеличивает ее антифрикционные свойства. Наличие олова, марганца, кремния, железа повышает прочность латуни и способствует улучшению антикоррозионных свойств. В автомобилестроении и авторемонтном производстве широко применяют деформируемые латуни, из которых изготовляют втулки генератора, бачки радиатора, трубки водяного и масляного радиаторов, различные краники и др. 6.Бронза Бронза представляет собой сплав меди с оловом и другими элементами (алюминием, свинцом, кремнием, марганцем, железом и др.). В зависимости от химического состава бронзы делятся на оловянистые и безоловянистые или специальные. Оловянистые подразделяют на литейные и деформируемые. Автомобильные детали изготовляют из оловянистых бронз, которые характеризуются достаточной прочностью, высокими антифрикционными качествами, коррозионной стойкостью, хорошей теплопроводностью. Деформируемые оловянистые бронзы отличаются, кроме того, хорошими упругими свойствами. Повышение содержания олова в оловянистых бронзах увеличивает прочность и твердость, но уменьшает пластичность и ударную вязкость. Из оловянистых бронз изготавливают арматуру, втулки шкворней, полуосевые и упорные шайбы, втулки коромысел, шатунов и др. 7.Сплавы на цинковой основе. 7 В состав цинковых сплавов входят алюминий, медь, магний и другие элементы. Сплавы на цинковой основе имеют низкую температуру плавления. Их применяют для изготовления автомобильных деталей сложной формы с тонкими сечениями методом литья под давлением. Из цинковых сплавов изготавливают корпуса карбюраторов, корпуса топливных насосов, тормозные краны, облицовку радиаторов и т. п. Применение полимеров в автомобиле Использование полимерных материалов позволяет значительно снизить трудоёмкость ремонта автомобиля, так как при этом не требуется сложного оборудования и высокой квалификации рабочих, а также появляется возможность производить ремонт без разборки узлов и агрегатов. Во многих случаях использование полимерных материалов позволяет не только заменить сварку или наплавку, но и производить ремонт таких деталей, которые другими известными способами отремонтировать невозможно или опасно. Применение пластмасс(пластиков) в конструкции автомобилей приобретает всё более широкие масштабы. Это объясняется в первую очередь тем, что по ряду показателей – плотности, коррозионной стойкости, антифрикционным и электротехническим, а также технологическим свойствам – пластики значительно превосходят традиционные материалы, используемые при габаритных фонарей изготовлении автомобиля. Для изготовления плафонов и стекол применяют акрилопласты, для изготовления банок аккумуляторных батарей – винипласты. К пластмассам с газовым наполнителем относят пенопласты. Эти материалы на 95% состоят из воздуха или азота, который выделяется в процессе полимеризации. Применяются для изготовления подушек и сидений для автомобиля. Существуют различные разновидности пенопластов: пенополиуретан, пенополиэтилен Автомобильные пенополистирол, и бамперы изготавливают из разных другие. типов пластмасс: полипропилена, полиуретана, стеклопластика и так называемых твердых пластмасс. Наиболее широкое применение в автомобильных бамперах и деталях кузова 8 автомобиля получил полипропилен. Для того, чтобы определить тип пластмассы при ремонте бампера, следует уметь расшифровать маркировку детали, которая наносится на ее внутренней стороне. В автомобиле - полиамиды- используются следующие типы пластмасс: кристаллизирующиеся полимеры капрон, нейлон и другие. Полиамиды при обычных температурах при обычных условиях представляют собой твердые и эластичные материалы, при температуре 160-240 градусов переходят в жидкое антифрикционными состояние. Они свойствами, обладают устойчивы к прочностными и нефтепродуктам. Из капрона изготавливают втулки педалей и рессор, корпуса сальников, шестерни привода спидометра и другие детали; - этролы-этилцеллюллозные полимеры, обладающие достаточно высокой прочностью в твердом состоянии, хорошо формируются в нагретом состоянии, растворяются в активных растворителях, на подвержены действию нефтепродуктов. Из этролов игзотавливают рулевые колеса, рукоятки управления, щитки приборов и другие детали; - фторопласты – аморфно-кристаллические полимеры, обладают высокой химической стойкостью. Из фторопластов изготавливают уплотнительные прокладки,мембраны бензиновых насосов, различные втулки, вентили, а также антифрикционные детали. Широкое применение в автомобилях имеют резинотехнические изделия Резину используют для изготовления шлангов, уплотнителей, прорезиненных ремней привода вентилятора, генератора и компрессора, амортизирующих прокладок и втулок и других деталей. Однако главное применение резины в автомобиле – это изготовление шин. Резину получают вулканизацией резиновой смеси, в состав которой входят: каучук; вулканизирующие агенты; ускорители вулканизации; активаторы; 9 противостарители; активные наполнители или усилители; • неактивные наполнители; • красители; • ингредиенты специального назначения К достоинствам резины можно отнести высокую эластичность, способность поглощать вибрации и ударные нагрузки, высокие показатели прочности, сопротивления и стираемости. Химия в аккумуляторе На автомобилях для пуска двигателя и питание электропотребителей при неработающем двигателе применяется аккумуляторная батарея. Особенностью работы автомобильной аккумуляторной батареи является питание стартера при пуске двигателя, для работы которого требуется большой ток. Батарея является химическим источником питания. Основными элементами свинцовой аккумуляторной батареи являются электроды, которые помещены в корпус. Электроды представляют собой свинцовые решётки, ячейки которых заполнены химическиактивным веществом. В положительных пластинах используется диоксид свинца (PbO2), а в отрицательных губчатый свинец (Pb). Так же в аккумуляторе используется электролит, который представляет из себя раствор серной кислоты (H2SO4). Работа аккумуляторной батареи заключается в следующем. При заряде батареи электроны движутся к отрицательным пластинам, нейтрализуя ионы двухвалентного свинца, в результате чего на поверхность выделяется губчатый свинец. Под влиянием зарядного тока двухвалентные ионы свинца у положительных пластин окисляется в четырёх валентные, которые в результате 10 химической реакции соединяясь с кислородом находящемся в электролите образуя двуокись свинца (PbO2). При разряде аккумуляторной батареи происходит обратный процесс. Химическая реакция заряда выглядит следующим образом: разряд PbO2 + 2H2SO4 + Pb = PbSO4 + 2H2O заряд PbSO4 + 2H2O = PbO2 + 2H2SO4 + Pb 11 2.Химия в эксплуатации автомобиля Химической промышленностью выпускается широкий ассортимент химических средств для выполнения ремонта и для ухода за автомобилем, применение которых повышает безопасность езды, продлевает срок службы автомобиля, поддерживает хороший внешний вид и надежность работы его агрегатов и узлов, облегчает, удешевляет и сокращает время на его обслуживание. Химические средства для ухода за автомобилем Моющие средства По трудности удаления с поверхности автомобиля загрязнения можно условно подразделить на три вида: слабосвязанные (песок с глинистыми примесями), среднесвязанные (песок с глинистыми примесями, а также с примесями органических и маслянистых веществ) и прочно-связанные (частицы асфальта, различные смолистые загрязнения). Слабосвязанные загрязнения можно смыть водой, среднесвязанные и прочносвязанные загрязнения удалить с помощью одной воды не удается. Слабосвязанные, среднесвязанные и в значительной степени прочно-связанные загрязнения удаляются с применением моющих средств. Не рекомендуется использовать для мытья кузова автомобиля обычные синтетические моющие средства, а также мыло. Для мытья лакокрасочных покрытий, а также обивки и пластмассовых деталей автомобиля применяют автошампуни, куда входят поверхностно-активные вещества, спирты, карбоксиметилцеллюлоза, триполифосфат натрия, капролактам, жидкое натриевое стекло, полиакриламид. Автошампуни выпускаются в виде жидких, пастообразных и порошкообразных препаратов. 12 Рецептуры автошампуней подбираются таким образом, чтобы они не оказывали коррозионного действия. Имеются автошампуни, применение которых способствует антикоррозионной защите. Для мытья сильнозагрязненных рук применяют специальные средства (например, Паста моющая для рук), с помощью которых удаляют сажу, масла, ржавчину и другие нерастворимые в воде загрязнения. Небольшое количество пасты выдавливают на увлажненные руки, растирают и смывают водой. Чистящие средства Чистящие средства предназначены для очистки различных частей и агрегатов автомобиля от загрязнений: ржавчины, нагара и других прочносвязанных загрязнений, которые не удаляются с помощью автошампуней. Эти препараты применяются как в период эксплуатации, так и при ремонте автомобиля. Они подразделяются на средства для чистки лакокрасочных и металлических поверхностей, чистящие средства для двигателя и автоочистители стекол. Полирующие средства Применяются для поддержания и восстановления блеска лакокрасочного покрытия, продления срока его службы. В зависимости от срока эксплуатации автомобиля и состояния лакокрасочного покрытия используют соответствующие полирующие средства. Защитные средства В процессе эксплуатации автомобиля на его деталях, особенно в труднодоступных для осмотра и проведения антикоррозионной защиты местах, возникают разнообразные очаги коррозии (статистика показывает, что после трех лет эксплуатации автомобиля на его металлических деталях возникает более 100 очагов коррозии). Особенно сильно коррозии подвергаются днище и крылья, внутренние поверхности порогов, лонжеронов, корпусов дверей. Возникают очаги коррозии в местах царапин, дефектов и повреждений 13 лакокрасочного покрытия, на деталях мотора, хромированных деталях кузова автомобиля и др. Защитные средства предназначаются для предохранения от коррозии днища, крыльев, двигателя и других окрашенных и неокрашенных узлов и деталей, продления срока службы резиновых деталей и т. п. Герметизирующие средства Эти средства применяют при эксплуатации и ремонте автомобиля, для быстрого устранения в условиях дороги и гаража различных повреждений и неплотностей: течь в радиаторе, течь в соединениях с прокладками, раковины, трещины и другие случаи нарушения герметичности узлов и устройств автомобиля. Эксплуатационные средства Эти средства обеспечивают нормальный режим работы всех механизмов и систем автомобиля; без применения средств этой подгруппы технически невозможна эксплуатация автомобиля. К эксплуатационным средствам относятся смазочные материалы, антифризы, тормозные жидкости и другие технические жидкости. Вспомогательные средства К этой группе отнесены средства различного назначения, которые облегчают многие виды работ по уходу за автомобилем как в период его эксплуатации, так и при ремонте. Топливо для автомобилей Топливом называют горючие вещества, способные при сжигании выделять тепловую энергию. Автомобильное топливо представляет собой смесь углеводородов и присадок, предназначенных для улучшения их эксплуатационных свойств. В качестве сырья для производства различных видов топлива используется нефть. 14 1.Автомобильный бензин (франц. benzine, от араб. любан джави — яванское благовоние) – почти бесцветная жидкость (если разговор идет о бензине высокого качества), замерзающая при температуре ниже -60 градусов Цельсия. Представляет собой смесь углеводородов различного строения и способная в парообразном состоянии образовывать взрывчатые смеси при достижении концентрации паров бензина в воздухе 75…125г/м3. 2. Дизельное топливо представляет собой сложную смесь углеводородов и их производных: парафиновых от 10 до 40 %, нафтеновых от 20 до 60 %, ароматических от 14 до 30 %, со средней молекулярной массой 110-230, выкипающих в пределах 170-380 °С, температура вспышки находится в пределах 35-80 °С, застывания ниже минус 5 °С. 3. В ДВС наряду с жидкими топливами применяют газообразные. Автомобильная промышленность на базе бензиновых автомобилей серийно выпускает газобаллонные, которые в основном используются в качестве городского транспорта. Значительная часть автомобилей в крупных городах уже переведена на газообразное топливо, которое имеет существенные технико-экономические и санитарно-гигиенические преимущества топливами. К естественным газам относятся легкие углеводороды, улавливаемые при добыче нефти, и природные газы чисто газовых месторождений. Искусственные газы получают при переработке твердых и жидких топлив. Техника безопасности при использовании химических веществ По степени опасности для человека химические средства для ухода за автомобилем можно разделить на три группы: — безопасные (на упаковке отсутствуют предупредительные надписи); к ним относятся автошампуни, автоочистители стекол и др.); — опасные (на упаковках указаны предупредительные надписи, например: «Беречь глаза», «Работать на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении»); к ним относятся многие автопрепараты: серная кислота, автомастика Эластокор 15 и др.; — огнеопасные (на упаковках написаны предупредительные надписи: «Огнеопасно», «Не распылять вблизи открытого огня» и др.). К ним относятся многие автопрепараты в аэрозольной упаковке, растворители и др. Поскольку автомеханику приходится работать практически не только с целевыми химическими средствами для ухода за автомобилем, но и с другими видами средств (и применять их в некоторых случаях или для ухода за автомобилем, или в процессе его эксплуатации), необходимо как в первом, так и во всех других случаях строго соблюдать правила техники безопасности. 16 Заключение В ходе проделанной работы произошло знакомство с материалами, которые используются в производстве автомобилей, изучены химические средства по уходу за автомобилями, раскрыта значимость химии в профессии автомеханик. В наш скоростной век автомобилей без профессии автомеханика не обойтись. Кто как не он найдёт причину неисправности и устранит её. Чтобы быть механиком - профессионалом, недостаточно простого знания устройства автомобиля. Здесь необходимо знать виды неисправностей и пути их устранения, необходимы навыки работы с диагностическим оборудованием, виды, свойства, правила использования смазок, масел, изоляционных материалов, свойства обрабатываемых металлов, основы взаимозаменяемости материалов. Автомеханик должен знать, например, как отреагирует вещество покрытия автомобиля на состав моющих, чистящих, полирующих средств. Как химический состав стали, из которой, как правило, делаются топливные бачки, провзаимодействует с химическим составом топлива. Какие материалы нужно применять для защиты от коррозии? Автомеханик обязательно должен в этом разбираться, да еще давать рекомендации клиентам по правильному уходу за автомобилем. К тому же при работе с химическими веществами автомеханику необходимо соблюдать правила техники безопасности, чтобы не навредить себе и окружающим. Куда же здесь без химии? Я призываю вас учить химию. Знания химических процессов нужны даже простому автолюбителю. Итак, эта работа позволила убедиться, что без знаний химии автомеханику не обойтись. 17 Библиографический список 1. Березин, С. В. Справочник автомеханика / С.В. Березин. - М.: Феникс, 2010. 352 c. 2. Колесник, П.А. Автомобильные материалы и шины (пособие автомеханику) / П.А. Колесник, Н.Д. Морозов. - М.: Автотрансиздат; Издание 2-е, перераб., 2016. - 192 c. 3. Савосин, Сергей Советы автомеханика. Техобслуживание, диагностика, ремонт / Сергей Савосин. - М.: БХВ-Петербург, 2011. - 192 c. 4. Слон, Ю. М. Автомеханик / Ю.М. Слон. - М.: Феникс, 2011. - 352 c. 5. Чумаченко Материаловедение для автомехаников / Чумаченко, Ю.Т. и. - М.: Ростов н/Д: Феникс, 2004. - 480 c. 6. Чумаченко, Ю. Т. Материаловедение для автомехаников / Ю.Т. Чумаченко, Г.В. Чумаченко, А.И. Герасименко. - М.: Феникс, 2008. - 480 c. Источники информации: http://ru.wikipedia.org http://schoolchemistry.by.ru http://www.alhimikov.net http://www.periodictable.ru http://www.chem.isu.ru/ http://www.xumuk.ru/ http://himia.ucoz.ru/ 18
