Kde najdete chemii ve svém autě?

Co můžeme použít na stavbu auta?

Přestože srdcem každého vozu je motor, který do značné míry určuje dynamiku celého vozu, neméně důležitou roli hrají i další komponenty, včetně karoserie. Materiál, ze kterého je vyroben, je kombinací znalostí a zkušeností v chemii, fyzice a materiálovém inženýrství. Přestože ocel je stále základním materiálem používaným v karoseriích automobilů, roste obliba použití kompozitů, polymerů a dokonce i některých recyklovaných odpadů. Většina prvků karoserie je vyrobena z válcované oceli. Ocel je slitina železa a uhlíku. Kromě toho, aby se zlepšila výkonnost konečného materiálu, jsou zaváděny modifikátory ve formě vybraných chemických prvků, včetně mědi, manganu, niklu a kobaltu. V závislosti na konstrukčním prvku vozu bude mít použitá ocel poněkud odlišné hmotnostní složení; například ocel použitá v ložiskové části vyniká nízkým obsahem uhlíku. Kromě toho pro splnění specifických požadavků vyvinuli inženýři speciální třídy oceli, včetně takových, které zajišťují požadovanou tažnost nebo pevnost hotového výrobku. Z hliníku lze vyrobit například rám auta. Hliník má ve srovnání s ocelí některé nevýhody (například nižší mechanickou pevnost), ale je také méně náchylný na vlhkost. Nepoužívá se jako čistý kov, ale pouze ve formě slitin. Druh a množství legovacích přísad závisí na požadovaných konečných vlastnostech. Nejčastěji používanými přísadami jsou hořčík, křemík, měď a mangan. Jednotlivé slitiny se liší svými parametry, proto by měly být vybírány podle požadavků finálního prvku. Mezi oblíbené konstrukční materiály patří kompozity . To je to, co nazýváme materiály, které se skládají z více než dvou složek. Kompozity pro automobilový průmysl jsou vyráběny za použití tzv. obecných kovů (železo a jeho slitiny, slitiny niklu, hliníku, hořčíku, mědi atd.), základní keramiky (oxid hlinitý, nitrid křemíku aj.) a základní polymery (termosety a chemicky vytvrditelné pryskyřice, termoplasty atd.). Nejčastěji používanými kompozity jsou skleněná vlákna. Vyrábějí se přidáním polymerního plniva do skleněného vlákna . V posledních letech byla věnována zvláštní pozornost použití kompozitů vyztužených uhlíkovými vlákny kvůli jejich mnoha výhodám, zejména vysoké mechanické pevnosti.

Paliva a maziva

Dalšími důležitými prvky, které hrají v automobilovém průmyslu velmi důležitou roli, jsou paliva a maziva. I zde najdeme spoustu chemických sloučenin.

Paliva

Nejdůležitějším aspektem paliv jsou jejich vlastnosti. Jsou přímo závislé na jejich chemickém složení. Paliva jsou produkty založené převážně na uhlovodících a obsahující příměsi dalších prvků.

• Benzín je kapalná směs alifatických uhlovodíků obsahující 5 až 12 atomů uhlíku, která se získává rektifikací ropy. Benzin navíc obsahuje nenasycené uhlovodíky (obsahující ve svých molekulách vícenásobné vazby) a aromatické uhlovodíky (obsahující benzenové kruhy). Pro zlepšení vlastností se přidávají i tzv. antidetonační činidla (vybrané chemické sloučeniny). Jejich celkový obsah obvykle nepřesahuje 1 %. Důležitým parametrem, který udává kvalitu benzínu, je oktanové číslo. Jeho hodnota definuje schopnost paliva efektivně spalovat. Čerpací stanice běžně nabízejí benziny s oktanovým číslem 95 a 98.
• Motorová nafta je palivo získané destilací ropy. Motorová nafta obsahuje naftenické, parafinické a aromatické frakce. Surový produkt obsahuje značné množství síry, což je vysoce nežádoucí. To je důvod, proč se síra získává hydrorafinací. Kvalitu motorové nafty určuje tzv. cetanové číslo. Je to parametr, který udává schopnost nafty samovznícení. To závisí přísně na chemickém složení. Čím vyšší hodnota, tím snazší je nastartovat studený motor s co nejnižšími emisemi výfukových plynů.
• LPG a CNG jsou dva druhy plynu používané v automobilovém průmyslu. Auta obvykle používají LPG systémy. Tento plyn je směsí uhlovodíků pocházejících z ropy. Jeho hlavními složkami jsou propan a butan. Jeho pole doprovázejí ropu a těží se spolu s ní. LPG se získává jako vedlejší produkt při zpracování ropy. CNG je zkratka pro stlačený zemní plyn, který se těží z vrtů. Je to zemní plyn, hlavně metan. Může také obsahovat malá množství dusíku, ethanu nebo propanu. Obsah každé složky závisí na poli plynu.

Přečtěte si více o chemii pro palivový průmysl . A o těžbě a produkci ropy a plynu .

Mazadla

Maziva jsou stejně důležitá pro motorová vozidla. Hrají řadu rolí při kontrole tření a opotřebení jednotlivých součástí. Maziva také chrání motor před korozí , zajišťují vhodnou teplotu pístu a mnoho dalšího. Obecná klasifikace maziv používaných v automobilovém průmyslu zahrnuje:

• Motorové oleje jsou mazací prostředky, které chrání motor. V naprosté většině se skládají ze základového oleje, zbytek tvoří přísady ovlivňující jejich vlastnosti. Základem jsou obvykle minerální oleje, které jsou směsí kapalných uhlovodíků pocházejících ze zpracování ropy. Používaná aditiva zahrnují povrchově aktivní sloučeniny (které působí jako emulgátory ), modifikátory viskozity nebo antikorozní činidla.
• Hlavní úlohou převodových olejů je snížit tření mezi protilehlými prvky. Jejich hlavní složkou je základový olej, což je minerální nebo syntetický olej. Zbytek tvoří různé přísady.
• Plastová maziva nanášená na spoje pohyblivých prvků (jako jsou ložiska nebo klouby). Struktura plastických maziv připomíná kostru vyrobenou ze zahušťovadla (obvykle jednoduchá mýdla, vosky, polymery nebo hydrolyzovaný oxid křemičitý) s olejem uvnitř. Velkoobjemové fázi v mazivech dominuje kontinuální fáze, kterou tvoří minerální nebo syntetické oleje, polyglykoly, estery nebo tekuté silikony. Používají se také zlepšovače, jako jsou kovové prášky, teflon nebo sirník molybdenu. Složení plastických maziv se může značně lišit v závislosti na výrobci a na vlastnostech a konečném použití maziva.

Zjistěte více o průmyslových mazivech a funkčních kapalinách .

Automobilový galvanický článek, tj. baterie

Baterie je reverzibilní elektrochemický zdroj energie. V automobilech zodpovídá za ukládání energie, kterou lze využít například k napájení veškerého vybavení a systémů vozu nebo k nastartování motoru. V každé buňce probíhají chemické reakce, které jsou zdrojem elektronů. Pohybující se elektrony tvoří elektrický proud. Hlavním typem baterií používaných v automobilech jsou olověné baterie. Baterie jsou vysoce „chemická“ zařízení. Jsou vyrobeny z řady článků zapojených do série. Jsou umístěny v oddělených oddílech pouzdra vyrobeného z materiálu odolného vůči kyselinám. Jedna buňka se skládá z kladných a záporných desek uspořádaných střídavě. Kladná elektroda je vyrobena z oxidu olovnatého a záporná elektroda je vyrobena z porézního olova. Kostra každé desky je tvořena mřížkou ze slitiny olova a vápníku. Nejnovější baterie obsahují i ​​další chemický prvek: stříbro. Zvyšuje odolnost zařízení vůči cyklickému provozu a vysokým teplotám elektrolytu. Talířové rozpěrky v baterii jsou vyrobeny z polyetylenu . Prostor mezi deskami je vyplněn 37%vodným roztokem kyseliny sírové (VI). Princip činnosti baterií je založen na chemické reakci, ke které dochází. Voda z kyseliny sírové (VI) způsobí, že se molekuly kyseliny rozloží (disociují) na vodíkové ionty a kyselé radikály, které se při nabíjení a vybíjení baterie dopravují mezi kladnou a zápornou desku. Když je baterie připojena k přijímači proudu, proud protéká elektrolytem. Mění se chemické složení elektrod a vzniká síran olovnatý, který způsobí vybití baterie. Nabíjení se provádí obrácením celého procesu. Když proud prochází z externího zdroje, jako je usměrňovač, způsobí to, že se síran olovnatý přemění zpět na oxid olovnatý a porézní olovo. Proces nabíjení je také doprovázen rozkladem (elektrolýzou) vody na kyslík a vodík.

Chemikálie pro péči o auto

O tom, že údržba auta je extrémně důležitá, není třeba nikoho přesvědčovat. Nejen, že udržuje vůz čistý a dobře udržovaný, ale také pomáhá prodloužit životnost mnoha prvků výbavy. Produkty používané pro péči o vozidla jsou běžně označovány jako chemikálie pro péči o automobily . Patří sem produkty určené pro:

• péče o tělo,
• péče o čalounění,
• péče o palubní desku,
• konzervace mechanických dílů.

Uvedené produkty obsahují řadu chemických látek. Jejich druh a množství závisí na konečném použití. Produkty určené k mytí a péči o tělo, jako jsou automobilové šampony, budou obsahovat především povrchově aktivní látky (povrchově aktivní látky). Jsou zodpovědné za účinné odstraňování nečistot. Mezi takové látky patří sloučeniny s názvy INCI , jako je Sodium Lauryl Sulphate nebo Coco Dietathanolamid. Kromě toho se často používá chlorid sodný a isopropylalkohol. Alkoholy se používají zejména v přípravcích určených k čištění a péči o autoskla. Usnadňují odstraňování nečistot a rychle se odpařují a nezanechávají šmouhy. Mezi produkty určené k čištění čalounění a palubní desky patří především látky s čisticími a odmašťovacími vlastnostmi a také tenzidy a vosky. Jako přísady se používají vonné sloučeniny. Podívejte se na hotové produkty a chemické přípravky pro automobilový průmysl .