Читайте также: |
|
Пластические материалы и их применение. Термореактивные пластмассы. Термопластические материалы. Применение пластмасс для восстановления деталей. Резинотехнические изделия. Древесные материалы.
Вспомогательные эксплуатационные материалы: моющие средства; лакокрасочные материалы; обивочные, прокладочные, изоляционные материалы. Клеи и герметики,
4. Самостоятельная работа И ОРГАНИЗАЦИЯ
КОНТРОЛЬНО-ОЦЕНОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Надежная, эффективная, долговечная и экономичная работа бензинового двигателя будет обеспечена только в том случае, если бензин удовлетворяет ряду требований. Какое требование не предъявляется к бензинам:
1. Иметь высокие карбюрационные свойства, т.е. образует такую рабочую смесь, которая обеспечивает легкий пуск двигателя и устойчивую работу при всех возможных режимах.
| ||||||||||||||||||||||||||
Соответствие бензина предъявляемым требованиям зависит от его физико-химических свойств: 1. Детонационной стойкости; 2. Фракционного состава; 3. Давления насыщенных паров; 4. Удельной теплоты сгорания; 5. Кислотности; 6. Индукционного периода. 7. Все выше перечисленные | ||||||||||||||||||||||||||
Детонационная стойкость (детонация) - важнейший показатель качества бензина. Детонация вызывается 1. самовоспламенением наиболее удаленной от свечи зажигания части бензовоздушной смеси, горение которой приобретает взрывной характер. 2. невозможность воспламенения топливовоздушной смеси и пропуски в зажигании 3.преждевременное воспламенение топливовоздушной смеси от перегретого изолятора свечи 4. | ||||||||||||||||||||||||||
Условия для детонации наиболее благоприятны в той части камеры сгорания, где выше температура и больше время пребывания смеси. Внешне детонация проявляется в виде 1. звонких металлических стуков - результата многократных отражений от стенок камеры сгорания образующихся ударных волн и вибрации цилиндров, обусловленных этим. 2. Рывками в работе двигателя и характерного троения при его работе 3. Двигатель идет в разнос и продолжает работать даже после его глушения | ||||||||||||||||||||||||||
Возникновению детонации способствуют повышение степени сжатия, увеличение угла опережения зажигания, повышенная температура воздуха и особенности камеры сгорания. Вероятность детонационного сгорания топлива возрастает 1. при наличии нагара в камере сгорания и по мере ухудшения технического состояния двигателя. 2. при наличии нагара на изоляторе свечи и по мере увеличения зазора между электродами 3. при наличии накипи в системе охлаждения и по мере ухудшения теплоотводящих свойств системы охлаждения | ||||||||||||||||||||||||||
В результате детонации снижаются экономические показатели двигателя, уменьшается его мощность, ухудшаются токсические показатели отработавших газов. Способность вызывать детонацию зависит от многих свойств сжигаемого бензина: строения углеводородов, фракционного состава, химической и физической стабильности, содержания серы и др. Наименьшей детонационной стойкостью обладают нормальные парафиновые углеводороды, наибольшей - ароматические. Остальные углеводороды, входящие в состав бензинов, занимают промежуточное положение. Варьируя углеводородным составом, получают бензины с различной детонационной стойкостью. Детонационная стойкость бензинов характеризуется 1. Октановым числом 2. Цетановым числом 3. Гептановым числом. | ||||||||||||||||||||||||||
Октановое число определяется на специальных одноцилиндровых установках с переменной степенью сжатия по моторному или исследовательскому методам. Сущность определения сводится к сравнительному сжиганию испытуемого бензина, октановое число которого нужно найти, и эталонного топлива, октановое число которого известно. Эталонное топливо составляют из двух компонентов: изооктана (Октановое Число равное 100 ед.) и гептана (Октановое Число равное 0). Испытание ведут следующим образом. Одноцилиндровый двигатель заправляют испытуемым бензином. В процессе работы степень сжатия постепенно повышают до появления детонации. Ее интенсивность измеряют специальным датчиком. Фиксируют степень сжатия, при которой возникла детонация. После этого двигатель заправляют эталонным топливом и подбирают такую смесь изооктана и гептана, при которой интенсивность детонации будет такой же, как на исследуемом бензине. По количеству (процентному содержанию по объему) изооктана в смеси устанавливают октановое число. Как называется этот метод определения октанового числа: 1. Исследовательский метод 2. Моторный метод 3. Аналитико-математический метод | ||||||||||||||||||||||||||
В марке автомобильного бензина число характеризует минимальное значение октанового числа по моторному методу. Если в марке содержится буква "И", то октановое число определено исследовательским методом. Какой метод отражает более реальное октановое число 1. Исследовательский метод 2. Моторный метод 3. Аналитико-математический метод | ||||||||||||||||||||||||||
Исследовательский метод характеризует антидетонационные свойства бензина при сравнительно низкой тепловой напряженности и рекомендуется для топлив легковых автомобилей. При повышении теплового режима (перевозка грузов, езда по плохим дорогам) фактическая детонационная стойкость бензинов больше соответствует ОЧ, определенным по моторному методу. Требовательность двигателей к детонационной стойкости бензинов определяется, в первую очередь, степенью сжатия и диаметром цилиндра. Ориентировочно требуемое октановое число можно подсчитать по формуле: (6.1) где ОЧм - октановое число по моторному методу; - степень сжатия; - диаметр цилиндра, мм. . Как называется этот метод определения октанового числа: 1. Исследовательский метод 2. Моторный метод 3. Аналитико-математический метод | ||||||||||||||||||||||||||
Бензин с высокой детонационной стойкостью можно получить 1. подбором сырья, технологии его переработки, 2. добавлением высокооктановых компонентов, 3. вводя в бензин антидетонаторы. | ||||||||||||||||||||||||||
В качестве антидетонатора до недавнего времени, в основном, использовался тетраэтилсвинец (ТЭС) - Pb(C2H5)4 - густая бесцветная ядовитая жидкость, легко растворяется в нефтепродуктах и не растворяется в воде. В чистом виде ТЭС использовать нельзя, так как продукты сгорания (а именно свинец в чистом виде) откладываются и накапливаются в камере сгорания, что приводит к увеличению степени сжатия двигателя. В связи с этим ТЭС добавляют в бензин в смеси с выносителями свинца, образующими с ним при сгорании летучие вещества, которые удаляются из двигателя вместе с отработавшими газами. В качестве выносителей применяют вещества, содержащие бром или хлор. Смесь ТЭС и выносителя, которая применяется как антидетонатор, называется 1. каталитическое вещество 2. этиловая жидкость, 3. прецизионная пара 4. усиливающая фракция | ||||||||||||||||||||||||||
Этилированный бензин очень ядовит и требует повышенных мер безопасности. Этилированные бензины окрашены, какого цвета нет: 1. А-76 - в желтый цвет, 2. АИ-93 - в оранжево-красный, 3. АИ-98 - в синий. 4. А-96- зеленый | ||||||||||||||||||||||||||
Содержание ТЭС не должно превышать 0,52 г на 1 кг бензина. Введение жестких требований к экологичности двигателей потребовало отказаться от использования этилированных бензинов. На это были две причины: токсичность самого ТЭС и применение на современных зарубежных автомобилях каталитических нейтрализаторов отработавших газов, у которых при воздействии свинца разрушается дорогостоящий (чаще платина) активный элемент. Переход на неэтилированные бензины осуществляется путем изменения технологии производства бензинов и применения нетоксичных антидетонационных добавок. Какие антидетонационные добавки не используют 1. пентакарбонил марганца Mn(CO)5 Хорошая эффективность (на уровне ТЭС) у марганцевых антидетонаторов, 2. метилциклопентадиэтилкарбонил марганца CH3C5H4Mn(CO)3 - МЦКМ. Марганцевые антидетонаторы - неядовитые жидкости, но их применение сдерживается из-за снижения долговечности двигателя. Наиболее– 3. метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ). перспективной является высокооктановая добавка Физико-химические свойства МТБЭ близки к свойствам бензина. Добавка 10% МТБЭ к бензину повышает ОЧ на 5...6 ед. 4. органическое вещество – кумол. 5 Фенил формальдегидные смолы | ||||||||||||||||||||||||||
С фракционным составом связаны такие характеристики двигателя, как его пуск, образование паровых пробок в системе питания, прогрев и приемистость, экономичность и долговечность работы. Сущность определения фракционного состава сводится к следующему. Бензин в количестве 100 мл нагревают в специальном приборе, образующиеся пары охлаждают, они конденсируются, превращаются в жидкость, которую собирают в мерный цилиндр (мензурку). Во время перегонки записывают температуру начала кипения (н.к) - падения первой капли в цилиндр, а затем выкипания 10, 50 90% и конца перегонки (к.п). Эти данные приводят в стандартах и паспортах качества бензина и обозначаются, соответственно, Тн.п, Т10%, Т50%,Т90%, Тк.п. и называют 1. Фракции бензина по кривой перегонки. 2. параболическая функция бензиновой перегонки 3. синусоидальная зависимость перегонки ои состава | ||||||||||||||||||||||||||
Для обеспечения надежного пуска двигателя при полной исправности систем питания и зажигания необходимо соблюдение следующих условий. Частота вращения вала двигателя на режиме пуска не должна опускаться ниже определенного порога, при котором снижение расхода воздуха приводит к перебоям в смесеобразовании и истечении топлива в диффузор карбюратора. Кроме того, понижение пусковой частоты вращения уменьшает интенсивность сжатия смеси в цилиндре двигателя, что приводит к увеличению потерь тепла в стенках цилиндра (возможна даже конденсация испарившегося топлива на холодных деталях двигателя) и потерь давления из-за прорыва через поршневые кольца. Для успешного зимнего пуска частота вращения вала двигателя должна быть: 1. не ниже 70 об/мин. 2. более 200об/мин 3. менее 20 об/мин 4. не регламентируется | ||||||||||||||||||||||||||
Кроме требования к частоте, существует требование к количеству паров бензина. В условиях двигателя воспламеняется и сгорает только испаренная часть бензина, подаваемого в мотор. Неиспарившиеся фракции в сгорании не участвуют и стекают в картер, смывая масляную пленку со стенок цилиндра. Чем ниже температура воздуха при пуске холодного двигателя, тем в меньшем количестве испаряются легкие фракции бензина и тем более затруднен пуск. Для облегчения пуска количество легких фракций в бензине должно быть увеличено. Зная температуру выкипания 10% бензина, можно оценить минимальную температуру воздуха, при которой пуск лёгкий (Тл.п), пуск возможен (Тв.п) и пуск невозможен (Тн.п): (6.3) (6.4) (6.5) Для примера имеем: летний бензин Тн.п = 40° С, Т10% = 70° С; зимний бензин Тн.п = 35° С, Т10% = 55° С. Тогда получим: летний бензин Тл.п=-3° С, Тв.п=-15,5° С, Тн.п=- 18,8° С; зимний бензин Тл.п=-15° С, Тв.п=-23° С, Тн.п=- 28° С. Полученные цифры нельзя воспринимать как незыблемый критерий возможности пуска. Формулы эмпирические, и результаты могут варьироваться как в одну, так и в другую сторону в зависимости параметров. От каких параметров не зависит возможность пуска двигателя: 1. от состояния двигателя в целом, 2. от стояния аккумуляторной батареи 3. от работоспособности системы дожига отработавших газов 4. от состояния карбюратора или инжектора. | ||||||||||||||||||||||||||
Однако повышенное содержание низкокипящих фракций в бензине не всегда является положительной особенностью. Почему? 1. Т.к. при этом может увеличиться склонность бензинов к образованию паровых пробок. 2. Т.к. при этом греется двигатель и возможны перегревы 3. т.к. насос двигателя не позволяет прокачать систему | ||||||||||||||||||||||||||
Такие характеристики двигателя, как время его прогрева и приемистость связаны со значением температуры перегонки 50% бензина.. Чем меньше время прогрева двигателя, тем ниже расход бензина, затраты времени, а также износ деталей двигателя. С понижением температуры окружающего воздуха требуются бензины с более низкой температурой перегонки 50% бензина. Применение бензинов с Т50% для летнего сорта не выше 115° С и зимнего не выше 100° С обеспечивает быстрый прогрев двигателя и его хорошую приемистость Приемистостью двигателя называют его 1. способность обеспечивать быстрый разгон автомобиля. 2. способность автомобиля перевозить большее пассажиров 3. топливный расход приемлемый для данного автомобиля | ||||||||||||||||||||||||||
Температура перегонки концевых фракций влияет на полноту испарения топлива, полноту сгорания, на токсичность выхлопа, а также на экономичность и износ двигателя. Концевые фракции поступают в цилиндр, не испарившись, они не участвуют в сгорании, и экономичность двигателя ухудшается. Тяжелые фракции бензина, осевшие на стенках цилиндра, смывают масло и увеличивают износ. Несгоревшее топливо откладывается также на поверхностях камеры сгорания и поршней в виде нагара, который инициирует детонационное сгорание и калильное зажигание. Чем меньше Т90% и Тк.п бензина, тем лучше. Для бензинов установлены нормы на Т90% и Тк.п: 1. для летнего бензина соответственно не выше 180 и 195° С, для зимнего - не выше 160 и 185° С. 2. для летнего бензина соответственно не выше 300 и 295° С, для зимнего - не выше 260 и 285° С. 3. для летнего бензина соответственно не выше 80 и 95° С, для зимнего - не выше 60 и 85° С. | ||||||||||||||||||||||||||
Давление насыщенных паров (ДНП) характеризует испаряемость бензиновых фракций и их пусковые качества. Давление (или упругость) паров бензина зависит от его химического и фракционного составов. Как правило, чем больше в топливе содержится легкокипящих углеводородов, тем выше упругость паров. Определяют ДНП, выдерживая испытуемый бензин 20 мин в герметичном резервуаре при 38° С при соотношении объемов бензина и его паров в пропорции 1:4. Фиксируют ДНП бензина по манометру. Использование бензина с высокой упругостью паров приводит к повышенному образованию паровых пробок в системе питания, снижению наполнения цилиндров, падению мощности. В летних сортах бензинов ДНП не должно быть больше 0,066 МПа (500 мм рт. ст.). Зимние сорта бензинов имеют давление в сравнении с летним 1. больше чем у летнего МПа...0,093 МПа (до 700 мм рт. ст.). 2. одинаково значения в ГОСТ е не прописано 3. меньше чем у зимнего | ||||||||||||||||||||||||||
Удельной теплотой сгорания называют количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг топлива. Различают два понятия теплоты сгорания: высшую и низшую. Высшая теплота (Н в) - это максимально возможное количество тепла, полученное расчетным способом при допущении, что вода, содержащаяся в топливе, а также получаемая от сгорания водорода, находится в капельно-жидком состоянии. Низшая теплота (НU) меньше высшей на величину тепла, затраченного на испарение воды. Для выявления удельной теплоты сгорания используют: 1. пользуются эмпирическими формулами, точность которых ± 2...4%, например: НU = 339· С + 1030· Н [кДж/кг]. Для бензина с составом С =86%, Н =14% НU =43574 кДж/кг. 2. пользуются специальной тарировочной установкой 3. удельная теплота сгорания величина не постоянная и точно ее определить е возможно | ||||||||||||||||||||||||||
Кислотность бензина оценивается щелочным числом – это количество щелочи КОН, необходимое для полной нейтрализации кислот в 100 мл топлива. Для бензинов нормированное значение щелочного числа – 1. 5 мг КОН/100 мл. 2. 30 мг КОН/1л 3. 50 кг КОН/1мг | ||||||||||||||||||||||||||
Индукционный период. Процесс окисления бензина происходит сначала медленно, затем резко ускоряется. Период до резкого ускорения окисления называется индукционным. Этот показатель, определяемый в лабораторных условиях, характеризует химическую стабильность бензина. Например, значение индукционного периода» 900 мин гарантирует стабильность бензина в течение длительного времени (гарантийный срок хранения - 5 лет со дня изготовления). Определение длительности индукционного периода при хранении - слишком долгий процесс, поэтому применяются лабораторные методы определения индукционного периода в условиях ускоренного окисления. Ускорение окисления достигается за счет повышения температуры (обычно до 100 ° С) и подачи чистого кислорода. Чтобы избежать испарения бензина, процесс ведут под давлением» 7 атм в герметичном сосуде. О начале вступления топлива во взаимодействие с кислородом судят по падению давления в сосуде, что свидетельствует о переходе газообразного кислорода в химические соединения с углеводородами топлива. Химически нестабильные бензины способствуют образованию на деталях двигателя отложений (осадков, лаков, нагаров), обусловленных содержанием в бензинах так называемых фактических смол. Автомобильные бензины, за исключением марки АИ-98, подразделяются на виды: Летний - для применения во всех районах, кроме северных и северо-восточных, в период с 1 апреля до 1 октября; в южных районах допускается применение летнего бензина в течение всего года. Зимний - для применения в течение всех сезонов в северных и северо-восточных районах и остальных районах с 1 октября по 1 апреля. Товарные бензины производства «НОРСИ» подразделяются на марки Какой марки нет: 1. А-76 (неэтилированный и этилированный). ГОСТ 2084-77. 2. А—80 (этилированный бензин) 3. АИ-92 (неэтилированный). ТУ 38.001165-87. 4. АИ-95 (неэтилированный). ГОСТ 2084-77. | ||||||||||||||||||||||||||
С 1 января 1999г. на территории России введён в действие новый стандарт на бензины – ГОСТ Р 51105-97 “Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированные бензины”. Основой для его разработки явился евростандарт ЕN 228-1993 с таким же названием. В зависимости от октанового числа, определенного исследовательским методом, устанавливаются следующие марки неэтилированных автомобильных бензинов Какой марки нет: 1.: “Нормаль-80” – не менее 80; 2. “Регуляр-91” – не менее 91; 3. “Премиум-95” – не менее 95; 4. “Супер-98” – не менее 98. 5. “УльтраЭкстра-102” – не менее 102. | ||||||||||||||||||||||||||
Разделение бензинов по классам в зависимости от климатических районов в новом ГОСТе – очень существенный шаг в сторону увеличения безотказности и долговечности работы автомобильного парка страны. К какой климатической зоне относится Урал: 1. Условно принятый район I характеризуется теплым климатом с мягкой зимой. В России это побережье Черного моря, Северный Кавказ, Калмыкия и т.д. 2. Район II характеризуется умеренно-холодным климатом (базовый расчет на Западную Сибирь). 3. Район III характеризуется умеренным климатом (это центральные области страны). 4. Район IV – с очень холодным климатом (Якутск, Оймякон и другие). 5.Район V – с холодным климатом (например, Салехард). | ||||||||||||||||||||||||||
Для того, чтобы обеспечить надежную, экономичную и долговечную работу дизельного двигателя, топливо должно отвечать следующим требованиям: 1. хорошо прокачиваться для бесперебойной и надежной работы топливного насоса высокого давления (ТНВД); 2. обеспечивать тонкий распыл и хорошее смесеобразование; 3. полностью сгорать, не образуя сажистых веществ, чтобы двигатель легко пускался и "мягко" работал; 4. не вызывать повышенного нагарообразования на клапанах, кольцах и поршнях, закоксовывания форсунки и зависания иглы распылителя; 5. не вызывать коррозии резервуаров, топливопроводов, деталей двигателя; 6. при сгорании выделять как можно большее количество тепла и быть стабильным (не менять свойства при длительном хранении). 7. Все выше перечисленные | ||||||||||||||||||||||||||
Вязкость - сопротивление, которое оказывают частицы жидкости их взаимному перемещению под действием внешней силы. Различают вязкость динамическую и кинематическую. Кинематическая вязкость нефтепродуктов измеряется в сантистоксах сСт [10-6м2/с или 1 мм2/с]. Различные ДТ имеют значение кинематической вязкости при 20° С от 1,5 до 6,0 сСт. Понижение или повышение вязкости приводит к нарушению работы топливоподающей аппаратуры, процессов смесеобразования и полноты сгорания топлива. При понижении вязкости происходит 1. неизбежно увеличиваются подтекания и просачивания во всех зазорах и неплотностях. Увеличивается расход топлива. 2. Подтекания через форсунку увеличивают нагарообразование и дымность выхлопа. 3. Маловязкое топливо проникает в зазор плунжерной пары ТНВД, что приводит к уменьшению цикловой подачи и падению мощности. 4. ДТ смазывает прецизионные пары топливного насоса. При снижении вязкости смазывающие свойства ухудшаются, интенсифицируется износ плунжерных пар. 5. все выше перечисленное | ||||||||||||||||||||||||||
Использование топлива повышенной вязкости приводит 1.к ухудшению смесеобразования. На испарение вязкого топлива затрачивается большее время, оно не может полностью сгореть, что вызывает повышенное нагарообразование и дымление. 2.Отработавшие газы становятся черными, более токсичными, повышается расход топлива 3.все выше перечисленное | ||||||||||||||||||||||||||
Изменение вязкости оказывает существенное влияние на пусковые свойства, особенно в холодное время года. Чем выше вязкость, тем хуже пуск двигателя. Летние сорта ДТ уже при минус 3...7° С загустевают, становятся малоподвижными. Зимние сорта сохраняют подвижность до более низкой температуры (-30...35° С). Вязкость летнего топлива для быстроходных двигателей должна находиться в пределах 3,0...6,0; для зимнего 1,8...6,0; для арктического 1,5...4,0 сСт. Как вязкость зависит от температуры:
| ||||||||||||||||||||||||||
Низкотемпературные свойства. Оцениваются температурами помутнения, началом кристаллизации и застывания.
При постепенном охлаждении топливо из прозрачного становится мутным. Внешний вид его меняется из-за выпадения твердых углеводородов. Температурой помутнения называют такое значение температуры, при которой теряется фазовая однородность топлива. Постепенно при дальнейшем охлаждении количество твердой фазы увеличивается, кристаллы растут. Температуру, при которой в топливе появляются первые кристаллы, видимые невооруженным глазом, называют температурой начала кристаллизации. Температура полной потери подвижности называется температурой застывания. Для летних сортов дизельного топлива температура помутнения должна быть не выше -5° С, а для зимних - 25...30° С. Если в топливе содержится вода, то оно помутнеет около 0° С.
Температура застывания должна быть, по крайней мере, на 10° С ниже возможной температуры эксплуатации. Если применять зимой летнее топливо, то выпадающие кристаллы будут забивать систему питания дизеля. Использовать топливо можно
| ||||||||||||||||||||||||||
. Фракционный состав ДТ определяют так же, как и бензинов. Его оценивают по трём характерным точкам кривой перегонки: температуру выкипания 10, 50 и 90%, соответственно, Т10%, Т50% и Т96%. Значение Т10% характеризует наличие в топливе лёгких фракций, т.е. качество пуска. Значение Т50% характеризует приёмистость работы дизеля (ниже Т50% - лучше испаряемость – приёмистость). Температура Т96% регламентирует содержание в топливе наиболее тяжелых фракций, увеличение которых ухудшает смесеобразование, снижает экономичность, повышает нагарообразование и дымность ОГ. Значение 96% не должна быть выше 340...360° С. С фракционным составом топлива тесно связана температура вспышки, при которой пары нефтепродукта с воздухом образуют горючую смеь, вспыхивающую при поднесении огня. Определяют температуру вспышки в специальном приборе закрытого типа. Современные ДТ имеют довольно низкую температуру вспышки (35...40° С). Механические примеси и вода. К механическим примесям относятся все посторонние органические и минеральные частицы находящиеся в топливе. Наибольший вред приносят абразивные загрязнения кристаллического строения - кварциты и глиноземы с высокой твердостью, которые вызывают износ деталей топливной аппаратуры. Прецизионные пары топливных насосов высокого давления имеют зазоры 1,5...2,5 мкм. Даже небольшое количество механических примесей, проходящих с топливом, будет вызывать абразивный износ плунжерных пар. Анализ большого количества проб дизельного топлива, отобранного по пути следования от завода – изготовителя до заправочного бака автомобиля, показывает, что на каждом этапе происходит загрязнение топлива. По этой причине в бензобак попадает топливо, содержащее до 0,03...0,05% механических примесей. Для обеспечения долговечной работы двигателя ДТ перед заправкой машины необходимо фильтровать. Фильтрующими элементами снабжены все автоматические заправочные агрегаты. Возможна и дополнительная очистка. Помимо механических примесей, в топливе может накапливаться вода. Кристаллы льда, образующиеся из нее при отрицательной температуре, забивают топливные фильтры двигателя, систему питания. Кроме того, нарушается работа фильтрующих устройств механических заправочных средств, в результате чего в бак попадает нефильтрованное топливо. По этой причине наличие воды в ДТ недопустимо. Проверить обводненность можно внешним осмотром: при наличии воды топливо мутное. Химический состав. Как и в бензиновом двигателе, интенсивность накопления смолистых веществ, лаковых отложений, нагаров в первую очередь зависит от качества используемого топлива. Для дизелей характерно закоксовывание отверстий распылителей форсунок, в результате ухудшается распыл топлива, снижается его подача. Нагары и лаковые отложения образуются в камере сгорания на клапанах и т.п. В стандартах нормируется ряд показателей качества, которые влияют на образование высокотемпературных отложений: содержание фактических смол, коксуемость, зольность, иодное число, содержание серы, механические примеси. Количество фактических смол определяют выпариванием 10 мл топлива в струе пара при температуре 225° С. В зимних сортах допускается до 30, а в летних до 40 мг фактических смол на 100 см3 топлива. Если количество смол соответствует требованиям стандарта, то обеспечивается надежная работа дизеля. Когда содержание смол в 2...3 раза больше нормы, моторесурс двигателя снижается на 40...50%. Коксовое число - это способность топлива образовывать углистый осадок при высокотемпературном (800...900° С) разложении без доступа воздуха. Количество кокса зависит от глубины очистки топлива, главным образом от асфальто-смолистых соединений. Коксуемость увеличивается при повышенной вязкости и тяжелом фракционном составе. В соответствии со стандартом коксовое число не должно быть больше 0,03%. Это величина небольшая, поэтому чаще определяют коксуемость 10% остатка топлива после разгонки. В этом случае допустимое значение будет в 10 раз больше - не выше 0,3%. Зола представляет собой минеральный осадок, образующийся после сжигания топлива в воздухе при температуре 800...850° С. Зола не только участвует в образовании нагаров, но и повышает износ двигателя. Ее количество не должно превышать 0,01%. Количество малостабильных углеводов в ДТ определяют иодным числом - содержанием иода в граммах, вступающего в реакцию со 100 мл топлива. Иод активно реагирует с непредельными (малостабильными) углеводородами. Коррозионная агрессивность. В ДТ, как и в бензинах, но в большем количестве, содержатся сернистые соединения, которые условно относят к так называемой активной сере (меркаптаны, сероводород, элементарная сера). Все они при сгорании образуют оксиды серы. Эти продукты при высокой температуре оказывают коррозионное воздействие на металлы, находясь в газовой фазе, а при низкой температуре растворяются в капельках воды, конденсирующихся из продуктов сгорания, с образованием серной или сернистой кислот. Чувствительность дизелей к серной коррозии зависит от их теплонапряженности. Форсированные быстроходные дизели более подвержены коррозии, чем тихоходные. При повышении теплонапряженности наблюдается более интенсивная газовая коррозия тарелок выпускных клапанов, верхней части цилиндров, ВКК. При снижении температуры этот вид коррозии уменьшается. При значительном снижении теплового режима (особенно во время пуска и прогрева двигателя в холодное время года) пары воды, образующиеся при сгорании водорода топлива, конденсируются на холодных деталях двигателя. Оксиды серы, растворяясь в воде, образуют сернистую и серную кислоты, которые обладают большим корродирующим действием. Чем больше прорыв газов в картер двигателя и выше содержание серы в топливе, тем сильнее износ от жидкостной коррозии. Большое влияние на ее появление оказывает режим работы двигателя. В малонагруженных двигателях, когда температура охлаждающей жидкости низка, возникают условия для конденсации паров воды и проявления жидкостной коррозии. При этом больше разрушаются вкладыши подшипников. Тракторные дизели, обычно работающие с высокой нагрузкой, более подвержены газовой коррозии; автомобильные, особенно при работе в городских условиях (движение с небольшой скоростью, частые остановки), - жидкостной. Таким образом, износ деталей находится в прямой зависимости от содержания серы в топливе. При увеличении содержания серы в ДТ с 0,2% до 0,5% износ повышается на 20...25%, а при использовании высокосернистых топлив (до 1%) износ ускоряется почти вдвое. Стойкость к воспламенению. Склонности ДТ к воспламенению и жесткость работы дизеля оценивается цетановым числом (ЦЧ). Для его определения по длительности периода задержки воспламенения пользуются установкой с одноцилиндровым двигателем - ИТ 9-3. Двигатель с переменной степенью сжатия работает с постоянной частотой вращения коленчатого вала (900 об/мин) при впрыске топлива под давлением 106 атм за 13 градусов до ВМТ. Сущность определения воспламеняемости ДТ по методу совпадения вспышек заключается в сравнении испытываемого образца топлива с эталонными топливами, воспламеняемость которых известна. В качестве эталонов приняты два углеводорода. Первый - цетан С16Н34 - нормальный углеводород парафинового ряда, имеет очень небольшой период задержки воспламенения и обеспечивает мягкую работу двигателя. Его ЦЧ принимается за 100 ед. Вторым углеводородом является a -метилнафталин С10Н17СН3 - ароматического ряда, который очень трудно окисляется и воспламеняется, имеет большой период задержки воспламенения, вызывает жесткую работу дизеля. Условно его цетановое число принято за 0 ед. Оценка воспламеняемости ДТ проводится следующим образом. При работе установки на испытуемом топливе изменением степени сжатия двигателя добиваются такого положения, чтобы при начале впрыска за 13 градусов до ВМТ сгорание смеси начиналось ровно в ВМТ. Затем подбирают такую смесь цетана и a -метилнафталина, которая при этой же степени сжатия обладает таким же периодом задержки воспламенения. Процентное (по объему) содержание цетана в такой смеси и есть ЦЧ испытуемого топлива. Достаточно точным и оперативным является расчётно-экспериментальный метод оценки ЦЧ ДТ (ошибка не более ± 3%), для этого используется формула: (6.9) где Т ср – средняя температура, равная полусумме температур начала и конца перегонки, 0С; ρ15 – плотность ДТ при 150С, кг/м3. Значение ЦЧ определяет не только характер протекания процесса сгорания при установившейся работе, но и пусковые качества топлива. Если оно ниже 40 ед., то запустить холодный двигатель не только зимой, но и в летнее время трудно. Нормальный пуск и мягкая работа дизелей в летнее время обеспечивается топливом с ЦЧ около 45 ед., а в зимнее - 50 ед. Более высокие значения ЦЧ для дизелей существующих конструкций не нужны, так как это повышение уже не сказывается заметно на улучшении рабочего процесса. Топливо для быстроходных дизелей с требуемым ЦЧ получают главным образом подбором сырья и технологией его переработки. Однако в некоторых случаях для повышения эксплуатационных свойств добавляют специальные вещества (присадки), которые улучшают процесс сгорания, повышая ЦЧ на 16...20 ед. Наиболее распространен при получении зимних сортов ДТ изопропилнитрат (при введении 1,0% по массе ЦЧ повышается на 17 ед.). В зависимости от условий применения для быстроходных автомобильных дизелей установлены три марки дизельного топлива, согласно ГОСТ 305-82: Л (летнее) - для эксплуатации при температуре окружающего воздуха 0° С и выше; З (зимнее) - для эксплуатации при температуре окружающего воздуха -20...30° С. А (арктическое) - для эксплуатации при температуре окружающего воздуха -50° С. Нередко обозначение ДТ встречаются в совокупности с цифровыми символами. У летнего топлива после “Л” цифры обозначают процент серы в топливе и температуру вспышки; у зимнего и арктического топлива – процент серы и температуру застывания. Например, “Л-0,1-40” или “З-0,2-35”. | ||||||||||||||||||||||||||
Смазочные материалы подразделяют на жидкие масла и пластичные (консистентные) смазки. Масла и смазки могут быть минерального или органического происхождения. Основную часть минеральных масел (более 90%) получают при переработке нефти. Кроме них, могут быть и синтетические масла. Органические (растительные и животные масла) обладают высокой смазывающей способностью, но имеют плохую стойкость к действию повышенной температуры. По этой причине в чистом виде их не используют, иногда добавляют к минеральным для улучшения смазывающих свойств. Как органические, так и минеральные масла обладают существенным недостатком: они работоспособны только в узком температурном диапазоне. При температуре ниже -20° С большинство масел застывает, а при нагревании выше 150...200° С они испаряются и окисляются. Этих недостатков практически лишены синтетические смазочные материалы. Хорошими эксплуатационными свойствами обладают синтетические смазочные масла на основе эфиров, спиртов, а также кремнийорганических соединений (их молекула подобна обычным углеводородам, но атом углерода заменен атомом кремния). Созданы смазочные материалы на основе фтора и хлора. Их применяют там, где другие удовлетворительно работать не могут. Пластичные смазки - продукты сложного состава, которые получают загущением главным образом минеральных масел. Применяют их очень широко. В ряде случаев для смазывания узлов трения используют твердые вещества: графит, дисульфид молибдена и др., которые особенно необходимы для работы в вакууме, при очень высокой и низкой температурах. В зависимости от конструкции, технологии изготовления и условий работы узла трения или агрегата (в том числе скорости, рабочей температуры, нагрузки, агрессивности среды) необходимы масла, обладающие определенными эксплуатационными свойствами. | ||||||||||||||||||||||||||
Показатели эксплуатационной надежности автомобильных двигателей во многом определяются качеством моторных масел. Вязкостно-температурные свойства. Вязкость моторных масел возрастает при снижении температуры. Для оценки вязкостных свойств масел при изменении температур определяются их вязкостно-температурные характеристики (ВТХ) в диапазоне температур от –18 до +1000С. В идеальном случае вязкость масел не должна зависеть от температур. Для “сглаживания” ВТХ масел в них вводятся загущающие присадки (загущают масло в зоне высоких температур) и депрессаторы (снижают вязкость в зоне низких температур). Загущающие присадки – полиизобутилены КП-5, КП-10, КП-20 и полиметакрилаты В-1 и В-2. Депрессорные присадки – полиметакрилат Д, А3НИИ-ЦИАТИМ-1, АФК Антиокислительные и антикоррозионные свойства. Масляные фракции являются сложной смесью различных углеводородов, неодинаково взаимодействующих с кислородом. Продуктами окисления масел являются отложения – нагары, лаки и шламы (см. раздел тепловые режимы). Для повышения устойчивости масел к окислению в них добавляют антиокислительные присадки (ингибиторы окисления). Наиболее распространены присадки – ВНИИНП – 354, ДФ – 11 и ДФ – 1. Противокоррозионными свойствами масел называют их способность препятствовать коррозии деталей. Для улучшения этих свойств в масла вводят присадки ВНИИНП – 360, ЦИАТИМ – 239 и другие, которые образуют на поверхности металла защитные пленки. Моюще-диспергирующие свойства. Под моющим эффектом понимают способность масел препятствовать прилипанию загрязняющих примесей к поверхности деталей двигателя. Под диспергирующей способностью – свойство масел препятствовать укрупнению частиц загрязняющих примесей и удерживать их в состоянии устойчивой суспензии. Присадки для улучшения моюще-диспергирующих свойств масел – ПМСЯ, С – 150, ЦИАТИМ – 339, ВНИИНП – 360, ИХП – 101, БФК, АСК и др. Противоизносные и противозадирные свойства. Характеризуют способность масла снижать износ трущихся поверхностей деталей и препятствовать образованию на них задиров. Эти свойства улучшаются путем введения в масла присадок – ЭФО, ЛЗ – 309/2, ДФ – 11, ЛЗ – 9/6, ЛЗ – 23К и др. Антифрикционные свойства. Характеризуют способность масел снижать механические потери в двигателе за счет уменьшения потерь на трение в сопряжениях деталей. Наиболее известны присадки: дисульфит молибдена MoS2, ПАФ – 4, “Фриктол”. Противопенные свойства. Образованию пены в масле способствуют: бурное перемешивание масла с воздухом вследствие вращения деталей КШМ двигателя, наличие в масле воды и стабилизирующих пену веществ – продуктов окисления масла. Обильное пенообразование нарушает нормальные процессы смазывания деталей. Противопенные присадки имеют способность пеногашения. Наиболее распространена присадка – полиметалсиликосан ПМС – 200А. | ||||||||||||||||||||||||||
Дробные обозначения указывают, что масло по вязкости при температуре -18° С соответствует классу, указанному в числителе; в знаменателе – кинематическая вязкость масла при 100° С. В отечественной и международной маркировках моторных масел класс вязкости, соответствующий нижнему интервалу температур, соотносится к –180С, что равняется нулю американской шкалы температур Фаренгейта. Соответствие шкал температур выражается соотношением: Градус Фаренгейта = (градус Цельсия х 1,8) + 32. | ||||||||||||||||||||||||||
Трансмиссионные масла используют в коробках передач, ведущих мостах, раздаточных коробках автомобилей и тракторов. Все эти агрегаты представляют собой зубчатые передачи: цилиндрические, конические, гипоидные и др. Основное назначение трансмиссионных масел: снижение износа трущихся сопряжений, повышение механического КПД трансмиссии, охлаждение деталей и предохранение их от коррозии. Они также снижают действие ударных нагрузок, уменьшают шум и вибрацию шестерен, уплотняют зазоры в сальниках. Наиболее перспективным способом получения трансмиссионных масел с хорошими вязкостно-температурными характеристиками является загущение маловязких масел (МС-8 – масло селективной очистки для авиационных двигателей; И-12А – индустриальное масло без присадок, общего назначения и других) высокополимерными присадками. В качестве загущающих присадок используют главным образом полиизобутилены, полиметакрилаты и др. Обязательным компонентом современных трансмиссионных масел являются присадки, улучшающие их эксплуатационные свойства; как правило, они вводятся в масла при изготовлении. Применяют антифрикционные, противоизносные, противозадирные, антиокислительные, антикоррозионные, моющие и диспергирующие, противопенные, депрессорные и др. | ||||||||||||||||||||||||||
Пластичные (консистентные) смазки – это густые мазеобразные продукты, в их состав входят: масло – основа, загуститель – мыла, твердые углероды (парафин), часто стабилизатор для сохранения однородности смазки, иногда наполнитель (например графит).
Отличительная особенность пластичных смазок заключается в том, что они способны в зависимости от условий работы обладать свойствами как твердых, так и жидких веществ. Под действием небольших усилий смазки ведут себя как твердое тело – могут удерживаться на вертикальных и наклонных поверхностях. При воздействии больших нагрузок смазки работают как жидкость – обладают текучестью. Такое сочетание свойств твердого тела и жидкости обусловлено строением пластичных смазок.
В качестве масляной основы смазок используют различные смазочные масла и жидкости. Большинство смазок отечественного производства готовят на нефтяных маслах. Для получения смазок, работающих в специфических и экстремальных условиях, применяют синтетические масла – кремнийорганические жидкости, фтор- и фторхлоруглероды. В отдельных случаях в качестве масляной основы смазок применяют растительные масла, например касторовое масло. От масляной основы зависят работоспособность смазок в определенном интервале температур, силовых и скоростных нагрузок, их окисляемость, защитные свойства, устойчивость к агрессивным средам, а также набухаемость контактирующих изделий из резины и полимеров. Нефтяные масла используют для производства смазок общего назначения, работоспособных в интервале температур от –60 до 150° С. Для узлов трения, работающих при температурах ниже -60° С и длительное время при температурах выше 150° С, применяют смазки, приготовленные на синтетических маслах (температурный диапазон таких смазок от –100 до 350° С и выше).
Для улучшения свойств смазок применяют в основном те же присадки, что и для моторных, и трансмиссионных масел: противоизносные, противозадирные, антифрикционные, защитные, вязкостные, противоокислительные и др. Многие присадки являются полифункциональными. Кроме присадок, в смазки добавляют наполнители – высокодисперсные нерастворимые в маслах материалы, улучшающие их эксплуатационные свойства. Наиболее распространены наполнители, характеризующиеся низкими коэффициентами трения: графит, дисульфид молибдена, тальк, асбест. Достаточно широко используют в качестве наполнителей оксиды цинка, титана и меди, порошки меди, свинца, алюминия, олова, бронзы и латуни, которые обычно замешивают в готовую смазку в количествах от 1 до 30%. Такие наполнители применяют преимущественно для производства резьбовых и уплотнительных смазок, а также антифрикционных смазок, используемых в тяжелонагруженных узлах трения скольжения.
Смазки в первую очередь характеризуются консистенцией. Консистенцию смазок определяют показателем пенетрации при 25° С. В сосуд со смазкой погружается металлический конус под действием собственного веса (1Н). Показатель пенетрации – это его глубина погружения, выраженная в десятых долях миллиметра. Чем больше глубина погружения, тем "мягче" смазка и больше показатель (число) пенетрации.
О верхнем температурном пределе работоспособности смазок можно приближенно судить по температуре каплепадения - это температура падения первой капли нагреваемой смазки, помещенной в чашечку специального прибора.
Кроме того, специфическими показателями, определяемыми для смазок, являются:
| ||||||||||||||||||||||||||
Амортизаторные жидкости должны иметь высокие смазывающие и антикоррозионные свойства, обладать низкой температурой застывания. Для обеспечения надежной работы телескопических амортизаторов необходима жидкость с высокой термоокислительной и механической стабильностью, которая может бессменно работать в амортизаторе длительное время (до 100 тыс. км пробега автомобиля), подвергаясь значительному механическому и термическому воздействию при многократном (десятки миллионов циклов) истечении под давлением через отверстия клапанов и дросселей.
Требования к амортизаторным жидкостям многообразны. Основным из них является должная вязкость. Высокие требования предъявляются к вязкости амортизаторных жидкостей при отрицательных температурах. Так, при -20° С вязкость не должна превышать 800 сСт. Желательно, чтобы при интервале возможных на практике отрицательных температур вязкость амортизаторной жидкости не превышала 2000 сСт. При более высокой вязкости работа амортизаторов резко ухудшается и происходит блокировка подвески. Это случается довольно часто, так как уже при -30° С вязкость товарных амортизаторных жидкостей превышает 2000 сСт, а при -40° С достигает 5000..10000 сСт. Обеспечить требуемую вязкость (при температурах ниже -30° С) могут лишь амортизаторные жидкости на синтетической основе.
Таблица 6.14
Вязкостно-температурные показатели основных марок амортизаторных жидкостей
Широкое распространение в амортизаторах автомобилей имеет жидкость АЖ-12Т, которая представляет собой смесь маловязкого минерального масла и полиэтилсилоксановой жидкости с добавлением противоизносной и антиокислительной присадок. Она устойчиво работает при повышенных температурах и давлениях, обладает хорошей термической и механической стабильностью. Используют жидкость АЖ-12Т в тех системах, где детали выполнены из маслостойкой резины (работа в диапазоне температур от –50 до +60° С. |
Для всесезонной работы гидравлических амортизаторов автомобилей предназначено масло МГП-10, являющееся смесью трансформаторного масла, полиэтилсилоксановой жидкости, животного жира, антиокислительной и противопенной присадок. Однако применение жидкости МГП-10 на автомобилях семейства ВАЗ-2108,09 вызвало повышенный износ телескопических стоек. Для этих автомобилей и семейства ВАЗ-2110 была разработана амортизаторная жидкость МГП-12 с улучшенными противоизносными свойствами.
Амортизаторной жидкостью очень высокого качества является жидкость АЖ-170, представляющая собой композицию полиэтилсилоксанов с хорошо очищенным маловязким маслом. Высокие эксплуатационные свойства позволяют использовать её в амортизаторах, работающих при температурах от –60 до +130° С.
При отсутствии специальных жидкостей амортизаторные наполнители можно приготовить смешением примерно равного количества трансформаторного и легкого индустриального масла. Такая смесь будет обладать удовлетворительными эксплуатационными свойствами, хотя и уступает специальной жидкости. Использовать одно трансформаторное масло не рекомендуется, так как оно не обладает необходимыми противоизносными свойствами.
Дата добавления: 2015-07-20; просмотров: 218 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Производство топливных и смазочных материалов | | | Марки низкозамерзающих охлаждающих жидкостей |