Москва•ипо«полигран»»•1997

А.М. ОБЕЛЬНИЦКИЙ

Е.А. ЕГОРУШКИН

Ю.Н. ЧЕРНЯВСКИЙ

ОГЛАВЛЕНИЕ

Топливо,

Смазочные

Материалы

И охлаждающие жидкости.

Под редакцией А. М. ОБЕЛЬНИЦКОГО

Издание второе,

Исправленное и дополненное

Рекомендовано Государственным комитетом

Российской Федерации по высшему образованию

В качестве учебника для студентов

высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Наземные транспортные системы» специальности «Автомобиле- и тракторостроение»

Москва•ИПО«Полигран»»•1997

предисловие

Учебник написан в соответствии с программой курса «Топливо и смазочные материалы»для специальности «Двигатели внутреннего сгорания».

Учитывая, задачи подготовки специалистов широкого профиля для работы с перспективными двигателями внутреннего сгорания, в учебнике рассмотрены вопросы, связанные с повышением качества, экономической эффективности и рационального использования топлив и смазочных материалов, а также даны основные сведения о некоторых еще не нашедших достаточно широкого практического применения (не традиционных) видах топлив и смазочных материалов (в частности, по ряду добавок к нефтяным топливам, альтернативным топливам, синтетическим моторным маслам, твердым смазкам и пр.). Значительное внимание уделено экологическим проблемам, связанным с массовым использованием двигателей внутреннего сгорания (загрязнение окружающей среды, израсходование невосстанавливаемых природных ресурсов), и методам решения этих проблем.

В отличие от литературы аналогичного назначения в данном учебнике свойства углеводородных топлив рассмотрены без разделения на бензины и дизельные топлива (с указанием в необходимых случаях специфических количественных и качественных отличий). Это исключает повторное рассмотрение одних и тех же свойств, неизбежное при раздельном изучении бензинов и дизельных топлив, и соответствует тенденции к созданию унифицированных топлив для многотопливных двигателей.

Для отсчета температур в учебнике использована шкала Цельсия. Эта единица применена в ГОСТах и в большинстве других нормативных документов на автотракторные материалы, использована для градуировки шкал практически всех измерительных приборов и, по мнению автора, позволяет более четко воспринять физическую сторону явлений.

Справочный материал дан в таблицах основного текста и в приложениях. В приложении VI приведены сведения о тормозных и амортизационных жидкостях.

Авторы приносят глубокую благодарность рецензентам — коллективу кафедры «Комбинированные двигатели внутреннего сгорания» МГТУ им. Н.Э. Баумана и д-ру техн. наук А.З. Чулкову, большая и высококвалифицированная работа которых позволила существенно повысить качество учебника, а также старшему инженеру И.Н. Маяцкой, принявшей активное участие в подготовке учебника к изданию.

Авторы
Введение

В ХХ в. Энергетические потребности человечества увеличились в 20 раз Ныне в промышленности развитых странах на одного жителя расходуется свыше 10 т условного топлива (т у. т.) в год (1 т у. т. эквивалента 1 т угля и дает при сжигании 29 308 МДж теплоты). В 1986 г. общее энергопотребление населения Земли превысило 13 млрд. т у.т. Ожидается, что к 2020 г. эта цифра возрастет до 30 — 38 млрд. Энергетические потребности государства обеспечивает еготопливно-энергетический комплекс. При этом большое значение придается экономии органического топлива и в первую очередь нефти. Однако, запасы нефти ограничены, разработка и освоение новых месторождений требуют значительных капиталовложений (за последние 20 лет они возросли в 3 раза), все больших затрат трудовых и материальных ресурсов. Нефть во все больших количествах используется в химических производствах, где она является незаменимым сырьем в ряде приоритетных отраслей народного хозяйства.

Таким образом, одним из основных направлений энергосберегающей политики является экономия наиболее ценного органического сырья — нефти. Решение этой проблемы заключено во внедрении ресурсосберегающих технологий, использовании менее энергоемких машин, сокращении применения нефтепродуктов в качестве топлива с заменой их нефтяными (альтернативными) энергоносителями — в первую очередь газом и углем.

Первым направлением занимаются нефтедобывающие и нефтепе- рерабатывающие отрасли промышленности, базирующиеся на научных разработках соответствующих разделов химмотологии. Перспективы здесь можно охарактеризовать тем, что повышение выхода топлив из нефти только на 1 % эквивалентно увеличению ее добычи до 7 млн. т в год.

Двигатели внутреннего сгорания являются основными потребите­лями нефти, служащей сырьем для производства автотракторных топлив и смазочных материалов (до 60 % нефти, добываемой в стране, расходуется на эти цели).

Повышение топливной экономичности двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является одним из главных направлений совер­шенствования автотракторного парка страны. В этом направлении проводятся многосторонние научно-исследовательские и опытно-про­мышленные работы по совершенствованию конструкции существу­ющих типов ДВС и созданию перспективных, принципиально новых установок.

Предполагается обеспечить значительное повышение эко­номичности двигателей путем широкого применения микропроцес­сорной техники, использования новых систем смесеобразования и зажигания, а также практическому внедрению разработок по «адиабатному» двигателю.

Существенная экономия топливаобеспечивается использованием высококачественных, в том числе синтетических моторных масел. Применение антифрикционных металлокомплесных присадок к моторным маслам позволяет уменьшить расход топливадо 4 % при одновременном увеличении ресурса двигателя.

Третье направление заключается в отказе от использования нефти в качестве энергоисточника с заменой ее на другие менее дефицитные энергоресурсы. Нужно искать эффективные методы пре образования имеющихся в достатке энергоресурсов В высококачественный энергоноситель, удовлетворяющий требованиям, предъявляемым к топливам для ДВС. Рассмотрение таких перс­пективных энергоресурсов дано в гл. 1. В качестве альтернативы нефтяных топлив рассматривают энергетические аккумуляторы. Обзор некоторых видов таких аккумуляторов дан в приложении 1.

Для комплексной оценки топлив и смазочных материалов (ТиС) используют понятие качества. Под качеством ТиС понимают совокупность отдельных показателей (показателей качества), характеризующих его свойства.

Качество ТиС влияет на такие важнейшие показатели ДВС, как экономичность, долговечность, токсичность отработавших газов, металлоемкость и др. Например, путем использования высокоэффективных ТиС ресурс двигателя можно увеличить в 1,5 —2 раза, В токсичность отработавших газов уменьшить в несколько раз, В общем случае качество ТиС должно в наибольшей степени удовлетворять формуле «эффективность — экономичность — экология» т.е. обеспечивать максимальную эффективность использования в двигателе при минимальных технологических и эксплуатационных расходах наряду с возможно меньшим воздействием на окружающую среду (от экономии невосстанавливаемых природных ресурсов до загрязнения атмосферы).

Однако требования, предъявляемые составляющими этой формулы, во многих случаях противоречивы, что приводит к необ­ходимости поиска оптимальных решений. Эти решения в свою очередь изменяются по мере совершенствования конструкции ДВС, изменения предъявляемых к двигателям эксплуатационных требований и развития сырьевой и технологической баз ТиС.

При оценке качества ТиС учитываются следующие факторы: полнота удовлетворения требований потребителя; технические и экономические возможности производства, экономический эффект в народном хозяйстве (у потребителя); взаимное влияние отдельных свойств ТиС (необоснованное улучшение одних свойств может повлечь за собой ухудшение других).

Особо следует отметить проблему надежности ТиС, под которой понимается способность этих материалов сохранять свои показатели качества в течение заданного ресурса. От надежности ТиС непосредственно зависит надежность ДВС, условия и экономическая эффективность использования двигателя.

Задача создания высококачественных ДВС неразрывно связана с комплексным изучением физико-химических процессов, происходящих в ТиС при их работе в двигателе.

Дата добавления: 2015-08-26