Kde nájdete chémiu v aute?

Čo môžeme použiť na stavbu auta?

Hoci srdcom každého auta je motor, ktorý do značnej miery určuje dynamiku celého vozidla, rovnako dôležitú úlohu zohrávajú aj ostatné komponenty vrátane karosérie. Materiál, z ktorého je vyrobený, je kombináciou vedomostí a skúseností v oblasti chémie, fyziky a materiálového inžinierstva. Hoci oceľ je stále základným materiálom používaným v karosériách automobilov, čoraz obľúbenejšie je používanie kompozitov, polymérov a dokonca aj niektorého recyklovaného odpadu. Väčšina prvkov karosérie je vyrobená z valcovanej ocele. Oceľ je zliatina železa a uhlíka. Okrem toho sa na zlepšenie výkonu konečného materiálu zavádzajú modifikátory vo forme vybraných chemických prvkov vrátane medi, mangánu, niklu a kobaltu. V závislosti od konštrukčného prvku automobilu bude mať použitá oceľ trochu iné hmotnostné zloženie; napríklad oceľ použitá v ložiskovej časti vyniká nízkym obsahom uhlíka. Okrem toho inžinieri na splnenie špecifických požiadaviek vyvinuli špeciálne druhy ocele, vrátane takých, ktoré zaisťujú požadovanú ťažnosť alebo pevnosť hotového výrobku. Z hliníka sa dá vyrobiť napríklad rám auta. Hliník má v porovnaní s oceľou určité nevýhody (napríklad nižšiu mechanickú pevnosť), ale je tiež menej náchylný na vlhkosť. Nepoužíva sa ako čistý kov, ale len vo forme zliatin. Druh a množstvo zliatinových prísad závisí od požadovaných konečných vlastností. Najčastejšie používané prísady sú horčík, kremík, meď a mangán. Jednotlivé zliatiny sa líšia svojimi parametrami, preto by sa mali vyberať podľa požiadaviek finálneho prvku. Medzi obľúbené konštrukčné materiály patria kompozity . To je to, čo nazývame materiály, ktoré sa skladajú z viac ako dvoch komponentov. Kompozity pre automobilový priemysel sa vyrábajú s použitím tzv. základných kovov (železo a jeho zliatiny, zliatiny niklu, hliníka, horčíka, medi atď.), základnej keramiky (oxid hlinitý, nitrid kremíka a pod.) a základných polyméry (termosetové a chemicky vytvrditeľné živice, termoplastické materiály atď.). Najčastejšie používané kompozity sú sklenené vlákna. Vyrábajú sa pridaním polymérneho plniva do skleneného vlákna . V posledných rokoch sa osobitná pozornosť venuje použitiu kompozitov vystužených uhlíkovými vláknami kvôli ich mnohým výhodám, najmä ich vysokej mechanickej pevnosti.

Palivá a mazivá

Ďalšími dôležitými prvkami, ktoré zohrávajú v automobilovom priemysle veľmi dôležitú úlohu, sú palivá a mazivá. Aj tu nájdeme množstvo chemických zlúčenín.

Palivá

Najdôležitejším aspektom palív sú ich vlastnosti. Závisia priamo od ich chemického zloženia. Palivá sú produkty na báze uhľovodíkov a obsahujúce prímesi iných prvkov.

• Benzín je kvapalná zmes alifatických uhľovodíkov s 5 až 12 atómami uhlíka, ktorá sa získava rektifikáciou ropy. Okrem toho benzín obsahuje nenasýtené uhľovodíky (obsahujúce vo svojich molekulách viacnásobné väzby) a aromatické uhľovodíky (obsahujúce benzénové kruhy). Na zlepšenie vlastností sa pridávajú aj takzvané antidetonačné činidlá (vybrané chemické zlúčeniny). Ich celkový obsah zvyčajne nepresahuje 1 %. Dôležitým parametrom, ktorý udáva kvalitu benzínu, je oktánové číslo. Jeho hodnota definuje schopnosť paliva efektívne spaľovať. Čerpacie stanice bežne ponúkajú benzíny s oktánovým číslom 95 a 98.
• Motorová nafta je palivo získané destiláciou ropy. Motorová nafta obsahuje nafténové, parafínové a aromatické frakcie. Surový produkt obsahuje značné množstvo síry, čo je vysoko nežiaduce. To je dôvod, prečo sa síra extrahuje hydrorafináciou. Kvalitu motorovej nafty určuje takzvané cetánové číslo. Je to parameter, ktorý udáva schopnosť nafty samovznietiť sa. To závisí prísne od chemického zloženia. Čím je hodnota vyššia, tým je ľahšie naštartovať studený motor s čo najnižšími emisiami výfukových plynov.
• LPG a CNG sú dva druhy plynu používané v automobilovom priemysle. Autá zvyčajne používajú LPG systémy. Tento plyn je zmesou uhľovodíkov pochádzajúcich z ropy. Jeho hlavnými zložkami sú propán a bután. Jeho polia sprevádzajú ropu a ťažia sa spolu s ňou. LPG sa získava ako vedľajší produkt pri spracovaní ropy. CNG znamená stlačený zemný plyn, ktorý sa ťaží z vrtov. Ide o zemný plyn, najmä metán. Môže tiež obsahovať malé množstvo dusíka, etánu alebo propánu. Obsah každej zložky závisí od plynového poľa.

Prečítajte si viac o chémii pre palivový priemysel . A o ťažbe a produkcii ropy a plynu .

Mazivá

Mazivá sú rovnako dôležité pre motorové vozidlá. Zohrávajú množstvo úloh pri kontrole trenia a opotrebovania jednotlivých komponentov. Mazivá tiež chránia motor pred koróziou , zaisťujú primeranú teplotu piestu a oveľa viac. Všeobecná klasifikácia mazív používaných v automobilovom priemysle zahŕňa:

• Motorové oleje sú mazivá, ktoré chránia motor. V drvivej väčšine pozostávajú zo základového oleja, zvyšok tvoria prísady ovplyvňujúce ich vlastnosti. Základom sú zvyčajne minerálne oleje, ktoré sú zmesou kvapalných uhľovodíkov pochádzajúcich zo spracovania ropy. Použité prísady zahŕňajú povrchovo aktívne zlúčeniny (ktoré pôsobia ako emulgátory ), modifikátory viskozity alebo antikorózne činidlá.
• Hlavnou úlohou prevodových olejov je znižovať trenie medzi párovými prvkami. Ich hlavnou zložkou je základový olej, ktorým je minerálny alebo syntetický olej. Zvyšok tvoria rôzne prísady.
• Plastické mazivá aplikované na spoje pohyblivých prvkov (ako sú ložiská alebo kĺby). Štruktúra plastických mazív pripomína kostru vyrobenú zo zahusťovadla (zvyčajne jednoduché mydlá, vosky, polyméry alebo hydrolyzovaný oxid kremičitý) s olejom vo vnútri. Vo veľkoobjemovej fáze v mazivách dominuje kontinuálna fáza, ktorú tvoria minerálne alebo syntetické oleje, polyglykoly, estery alebo tekuté silikóny. Používajú sa aj zlepšovače, ako sú kovové prášky, teflón alebo sulfid molybdénu. Zloženie plastických mazív sa môže značne líšiť v závislosti od výrobcu a od vlastností a konečného použitia maziva.

Zistite viac o priemyselných mazivách a funkčných kvapalinách .

Automobilový galvanický článok, teda batéria

Batéria je reverzibilný elektrochemický zdroj energie. V autách má na starosti ukladanie energie, ktorá sa dá využiť napríklad na napájanie všetkých zariadení a systémov auta alebo na naštartovanie motora. V každej bunke prebiehajú chemické reakcie, ktoré sú zdrojom elektrónov. Pohybujúce sa elektróny tvoria elektrický prúd. Hlavným typom batérií používaných v automobiloch sú olovené batérie. Batérie sú vysoko „chemické“ zariadenia. Skladajú sa z radu článkov zapojených do série. Sú umiestnené v oddelených priehradkách krytu vyrobeného z materiálu odolného voči kyselinám. Jedna bunka pozostáva z kladných a záporných dosiek usporiadaných striedavo. Kladná elektróda je vyrobená z oxidu olovnatého a záporná elektróda je vyrobená z porézneho olova. Kostra každej dosky je tvorená mriežkou zo zliatiny olova a vápnika. Najnovšie batérie obsahujú aj ďalší chemický prvok: striebro. Zvyšuje odolnosť zariadenia voči cyklickej prevádzke a vysokým teplotám elektrolytu. Doskové rozpery v batérii sú vyrobené z polyetylénu . Priestor medzi doskami je vyplnený 37 %vodným roztokom kyseliny sírovej (VI). Princíp činnosti batérií je založený na chemickej reakcii, ku ktorej dochádza. Voda z kyseliny sírovej (VI) spôsobí, že sa molekuly kyseliny rozložia (disociujú) na vodíkové ióny a kyslé radikály, ktoré sa pri nabíjaní a vybíjaní batérie prenášajú medzi kladnú a zápornú dosku. Keď je batéria pripojená k prijímaču prúdu, prúd preteká elektrolytom. Chemické zloženie elektród sa mení a vzniká síran olovnatý, ktorý spôsobuje vybíjanie batérie. Nabíjanie prebieha obrátením celého procesu. Keď prúd prechádza z externého zdroja, ako je napríklad usmerňovač, spôsobí to, že sa síran olovnatý premení späť na oxid olovnatý a porézne olovo. Proces nabíjania sprevádza aj rozklad (elektrolýza) vody na kyslík a vodík.

Chemikálie na starostlivosť o auto

O tom, že údržba auta je mimoriadne dôležitá, netreba nikoho presviedčať. Nielenže udržiava auto čisté a dobre udržiavané, ale pomáha aj predĺžiť životnosť mnohých prvkov výbavy. Produkty používané na starostlivosť o vozidlo sa bežne označujú ako chemikálie na starostlivosť o vozidlo . Patria sem produkty určené pre:

• starostlivosť o telo,
• starostlivosť o čalúnenie,
• starostlivosť o palubnú dosku,
• konzervovanie mechanických častí.

Uvedené produkty obsahujú množstvo chemických látok. Ich druh a množstvo závisí od konečného použitia. Produkty určené na umývanie a starostlivosť o telo, ako sú automobilové šampóny, budú obsahovať hlavne povrchovo aktívne látky (povrchovo aktívne látky). Sú zodpovedné za účinné odstraňovanie nečistôt. Medzi takéto látky patria zlúčeniny s názvami INCI ako Sodium Lauryl Sulphate alebo Coco Dieathanolamid. Okrem toho sa často používa chlorid sodný a izopropylalkohol. Alkoholy sa využívajú najmä v prípravkoch určených na čistenie a starostlivosť o sklá automobilov. Uľahčujú odstraňovanie nečistôt a rýchlo sa odparujú a nezanechávajú šmuhy. Medzi produkty určené na čistenie čalúnenia a palubnej dosky patria predovšetkým látky s čistiacimi a odmasťovacími vlastnosťami, ako aj povrchovo aktívne látky a vosky. Ako prísady sa používajú vonné zlúčeniny. Pozrite si hotové výrobky a chemické prípravky pre automobilový priemysel .