Источник: Владимир Михайлович Янзин, канд. тех. наук, доцент кафедры «Эксплуатация машинно-тракторного парка» ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»
Длительная безаварийная работа любой машины зависит не только от строгого соблюдения установленных правил и норм эксплуатации, но и от использования только определенных сортов топливо-смазочных материалов (ТСМ) соответствующего качества.
Качество ТСМ влияет на такие важнейшие показатели двигателей внутреннего сгорания, как экономичность, долговечность, токсичность отработавших газов, металлоемкость и др. Например, путем использования высокоэффективных ТСМ ресурс двигателя можно увеличить в 1,5–2 раза, а токсичность отработавших газов уменьшить в несколько раз.
В настоящее время многие сельхозпроизводители в целях экономии финансовых средств часто приобретают ТСМ у не проверенных фирм и посредников. Проведенные нами анализы проб таких нефтепродуктов показали, что некоторые партии топлив и моторных масел использовать в двигателях машин нельзя.
Бензин. Мощность бензинового двигателя, надежность работы, его экономичность во многом зависят от качества применяемого топлива. Качество бензина зависит от его физико-химических свойств: фракционного состава, детонационной стойкости, теплоты сгорания и т. д.
Фракционный состав бензина – один из важнейших показателей, характеризующий его качество как для экономичной, так и надежной и долговечной работы двигателя. Так, от фракционного состава бензина зависит запуск двигателя и время, затрачиваемое на его прогрев; перебои в работе двигателя, вызываемые образованием паровых пробок или обледенением карбюратора; приемистость двигателя; расход топлива и масла; мощность двигателя; образование углеродистых отложений, а также в определенной степени износ трущихся деталей.
Для характеристики фракционного состава в стандарте указываются температуры, при которых перегоняется 10, 50 и 90% бензина, а также температуры начала и конца его перегонки.
По температуре начала перегонки (для летнего бензина не ниже 35°С) и перегонки 10% бензина (t 10%) судят о наличии в нем головных (пусковых) фракций, от которых зависит легкость пуска холодного двигателя. Повышенное содержание низкокипящих фракций в бензине не всегда является положительной особенностью. В этом случае увеличивается склонность бензинов к паровым пробкам в системе топливоподачи двигателя и значительно возрастают потери бензина на испарение при
хранении на нефтескладе.
После пуска двигателя интенсивность его прогрева, устойчивость работы на малой частоте вращения коленчатого вала и приемистость (интенсивность разгона автомобиля при полностью открытом дросселе) зависят главным образом от температуры перегонки 50% бензина (t 50%).
Чем ниже эта температура, тем легче испаряются средние фракции бензина, обеспечивая поступление в непрогретый еще двигатель горючей смеси необходимого состава, устойчивую работу на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя и хорошую приемистость. По температуре перегонки 90% (t 90%) и температуре конца перегонки (кипения) судят о наличии в бензине тяжелых трудноиспаряемых фракций, интенсивности и полноте сгорания рабочей смеси и мощности, развиваемой двигателем. Для обеспечения испарения всего бензина, поступающего в цилиндры двигателя, эти температуры должны быть как можно более низкими.
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 на поверхностях камеры сгорания и поршней в виде нагара, который инициирует детонацию и калильное зажигание, нарушающие работу двигателя. Чем меньше t 90% и t к.п. бензина, тем лучше.
Проведенные нами анализы проб бензинов из различных хозяйств области показывают, что иногда используют бензины с высокой температурой конца кипения. Это объясняется тем, что нередко бензины перевозят в тех же автомобильных цистернах, в которых транспортируют дизельное топливо. В емкости всегда остается 30–40 кг топлива, которое при последующем ее заполнении смешивается с новым нефтепродуктом. Установлено, что при температуре конца перегонки бензина t к.п. = 230...2400С износ цилиндропоршневой группы двигателя увеличивается в два раза, а расход топлива повышается на 10%.
Дизельное топливо. В настоящее время хозяйствами области закупается дизельное топливо ЕВРО по ГОСТ Р 52368–2005. Согласно этого ГОСТа выпускаются 11 сортов дизельного топлива: A, B, C, D, E, F, а также классы: 0, 1, 2, 3, 4. Применение дизельного топлива по предельной температуре фильтруемости приведено в таблице.
Применение дизельного топлива по предельной температуре фильтруемости
| летний период | переходные весенний/
осенний периоды |
зимний период | |||||||
| сорт
А |
сорт
В |
сорт
С |
сорт
D |
сорт E |
сорт F и
класс 0 |
класс
1 |
класс
2 |
класс
3 |
класс
4 |
| не
выше +5°С |
не
выше 0°С |
не
выше –5°С |
не
выше –10°С |
не
выше –15°С |
не выше –20°C |
не
выше –26°С |
не
выше –32°С |
не
выше –38°С |
не
выше –44°С |
Все сорта выпускаются трех видов:
Пример записи дизельного топлива при заказе и в технической документации:
Топливо дизельное ЕВРО по ГОСТ Р 52368–2005 (ЕН 590:2009)
– сорт А (В, С, D, Е, F), вид I (вид II, вид III);
– класс 0 (1, 2, 3, 4), вид I (вид II, вид III).
Рекомендуемое сезонное применение дизельных топлив в Самарской области в соответствии с требованиями к предельной температуре фильтруемости:
– летний период (с 1 мая по 30 сентября (5 мес.) – сорт C;
– переходные весенний/осенний периоды (с 1 по 30 апреля (1 мес.) / с 1 по 31 октября (1 мес.) – сорт E;
– зимний период (с 1 ноября по 31 марта (5 мес.) – класс 1.
Дизельное топливо должно обладать хорошими распыливанием, смесеобразованием, испарением и прокачиваемостью, быстрым самовоспламенением; полностью сгорать, причем без дымления; не вызывать повышенного нагаро- и лакообразования на клапанах и поршнях, закоксовывания распылителя, зависания иглы распылителя, коррозии резервуаров, баков, деталей двигателя и т. д.
На качество смесеобразования наряду с конструкцией камеры сгорания двигателя влияют свойства применяемого топлива: плотность, вязкость, давление насыщенных паров, поверхностное натяжение, фракционный состав и др.
Повышение плотности топлива сказывается на процессе смесеобразования так же, как и увеличение вязкости: возрастает длина струи, ухудшается экономичность двигателя и увеличивается дымность. При малой плотности топлива уменьшается длина струи, ухудшается процесс смесеобразования и увеличивается износ прецизионных пар насоса высокого давления, для которого топливо одновременно служит смазочным материалом. Поэтому плотность дизельного топлива должна
быть оптимальной с учетом сезонности эксплуатации и других факторов и находиться в пределах при 15°С для сортов А, В, С, D, Е, F – 820–845 кг/ м3, для классов 1, 2, 3, 4 – 800–845 кг/м3.
Причина повышенной коррозии и износов деталей двигателя – наличие в топливе сернистых соединений, органических кислот, водорастворимых кислот и щелочей. На коррозионную агрессивность дизельных топлив существенно влияют сернистые соединения. Установлено, что общий износ деталей двигателя приблизительно прямо пропорционален содержанию серы в дизельном топливе. При температуре охлаждающей жидкости в двигателе ниже 70°С возрастает степень коррозионного износа, поскольку увеличивается образование серной кислоты. Продукты сгорания топлива, содержащие сернистый и серный ангидриды, проникают через неплотности цилиндропоршневой группы в картер, где образуют с водой серную и сернистую кислоты. Смешиваясь с маслом, кислоты ухудшают его качество, в частности антикоррозионные свойства, вызывают быстрое старение. Химическому износу подвергаются вкладыши подшипников, шейки коленчатых валов и другие детали. Особенно сильной коррозии подвержены вкладыши из свинцовистой бронзы.
В результате действия сернистых продуктов на картерное масло получаются смолистые соединения, которые затем образуют нагар. При наличии сернистых соединений увеличивается нагаро- и лакообразование в цилиндропоршневой группе. Из-за содержания серы нагар становится твердым, что приводит к абразивному изнашиванию цилиндропоршневой группы. Отложение лака в зоне поршневых колец ведет к их закоксовыванию и заклиниванию. Активные сернистые соединения (элементная сера, меркаптаны, сероводород) обладают высокой коррозионной агрессивностью, поэтому товарные топлива для ДВС не должны их содержать.
Проведенные нами многочисленные анализы проб дизельного топлива, полученных из различных районов области, показали, что очень часто закупаются партии топлива с большим содержанием активной серы, а это недопустимо. Работа двигателя на таком топливе неизбежно приведет к преждевременному выходу его из строя. Такие пробы мы получали из многих районов области.
Наличие воды и механических примесей в дизельном топливе служит одной из главных причин отказов топливной аппаратуры. Вода и механические примеси могут попадать в топливо, начиная от пути следования его из нефтезавода до использования в двигателе. Большинство механических примесей имеют большую твердость и вызывают повышенный износ деталей двигателя. Особенно вредны примеси для топливных насосов высокого давления, насосов-форсунок, форсунок. В прецизионных парах зазор составляет 1,5–3 мкм, поэтому даже небольшое количество механических примесей, размер которых соизмерим с зазором плунжерных пар, вызывает их интенсивное изнашивание. При использовании засоренного топлива срок службы топливной аппаратуры сокращается в 5–6 раз.
Перед заправкой в бак машины топливо должно отстаиваться не менее 10 дней. Чистота различных слоев топлива при этом будет неодинаковой.
Даже при 10-дневном отстое в нижних слоях топлива остаются мельчайшие частички механических примесей, представляющие наибольшую опасность для топливной аппаратуры. Машины необходимо заправлять топливом верхних слоев. Содержание механических примесей в дизельном топливе не допускается.
Моторное масло. Моторное масло должно надежно и длительно выполнять свои функции, обеспечивая заданный ресурс двигателя. Основные функции моторного масла в двигателях – уменьшение трения между трущимися поверхностями деталей; снижение износа трущихся поверхностей и предотвращение их заедания; охлаждение деталей; дополнительное уплотнение поршневых колец, защита деталей от коррозии и загрязнения углеродистыми отложениями.
От вязкости моторного масла при рабочих температурах в двигателе зависят качество смазывания трущихся поверхностей деталей и их износ. Вязкость моторного масла, в свою очередь, зависит от температуры, с увеличением которой она понижается, а с уменьшением – повышается. Интенсивность изменения вязкости масла при изменении температуры у разных моторных масел различна. Крутизну вязкостнотемпературной кривой оценивают по индексу вязкости. Чем выше индекс вязкости, тем лучше технико-эксплуатационные свойства моторных масел.
Оценивая вязкость проб моторных масел, представленных нам из различных хозяйств области, мы установили, что в основном вязкость проверяемых масел соответствует требованиям ГОСТ 17479.1–85. Однако иногда вместо заявленного зимнего моторного масла проба соответствует летнему маслу и наоборот.
Очень важными эксплуатационными показателями моторного масла являются его антиокислительные и антикоррозионные свойства. Эти свойства моторных масел зависят главным образом от эффективности антикоррозионных и антиокислительных присадок, а также от состава базовых компонентов. В процессе работы масла в двигателе коррозионность значительно возрастает.
Антикоррозионные присадки защищают вкладыши подшипников и другие детали, выполненные из цветных металлов, образуя на их поверхности прочную защитную пленку.
Нейтрализующая способность – это важнейшее химическое свойство моторных масел, характеризуемое щелочным числом. Оно показывает, какое количество кислот, образующихся при окислении масла или попадающее в него из продуктов сгорания топлива, может нейтрализовать единица массы масла. Щелочное число масла обусловливается содержанием в них моющих и диспергирующих присадок, обладающих щелочными свойствами и препятствующих отложению смолисто-асфальтовых веществ на деталях кривошипно-шатунного механизма и особенно на деталях цилиндропоршневой группы двигателей в виде лаков и нагаров.
Чем выше концентрация присадки в масле (щелочное число), тем меньше нагарообразование в двигателе. Однако концентрация присадки в масле во время работы двигателя постепенно снижается (срабатывается) и защитные свойства масла ухудшаются. Это является одним из основных признаков необходимости замены масла в двигателе.
Анализы проб моторных масел показали, что очень часто по щелочному числу масла не соответствуют ГОСТ 17479.1–85. Так, например, у масла М-10Г2 щелочное число должно быть не менее 6,0 мг КОН/г, а оно часто составляет всего 3,5–4,0 мг КОН/г, у масла М-10Д2М вместо 8,2 мг КОН/г 5,5–6,5 мг КОН/г. Срок службы таких масел значительно меньше, и они должны заменяться в двигателе чаще. А это дополнительные затраты труда и денежных средств.
Таким образом, все вышеприведенное свидетельствует о том, что качество топливо-смазочных материалов значительно влияет на техническое состояние машин. Перед их приобретением и применением необходимо убедиться, что качество покупаемых материалов соответствует требованиям ГОСТов.
К атегория:
Автомобильные эксплуатационные материалы
Общие требования к автомобильным топливам и смазочным материалам
Развитие автомобильной техники и совершенствование технологии производства топлив и смазочных материалов предъявляют постоянно растущие требования к их качеству.
Качество топлив и смазочных материалов - это совокупность свойств, характеризующих их пригодность для применения. Степень пригодности и связанная с ней эффективность применения определяют уровень качества ТСМ . Обычно различают физико-химические и эксплуатационные свойства ТСМ . К физико-химическим относят свойства ТСМ , характеризующие их состав и состояние, к эксплуатационным - свойства, определяющие характер работы двигателей, машин и их агрегатов, а также особенности транспортировки и хранения продукта.
Повышение уровня качества связано, как правило, с дополнительными затратами, не всегда окупающими получаемый эффект. Поэтому каждый продукт определенного назначения (например, топлива и масла для определенного типа двигателей) имеет оптимальный уровень качества, обеспечивающий наибольшую степень пригодности при минимальных затратах на производство и применение.
Оптимальный уровень качества ТСМ устанавливается исходя из требований потребителя, технических возможностей и затрат на производство продукта, а также экономической эффективности его применения. Решением этого сложного вопроса занимается прикладная отрасль науки - химмотология.
Химмотология - это теория и практика рационального использования ТСМ в технике. Ее название образовано от сокращения трех слов: химия, мотор, логос (наука). Химмотология изучает топлива и смазочные материалы во взаимосвязи их с производством, конструкционными особенностями техники и условиями ее эксплуатации.
Применительно к автомобильному транспорту химмотология выявляет закономерности, определяющие взаимозависимость между качеством ТСМ , конструкцией двигателя, условиями его эксплуатации (рис. 1). При этом эффект по рациональному использованию топлив и масел может быть достигнут как за счет улучшения их качества, так и за счет модернизации конструкции двигателя или же за счет одновременного изменения качества ТСМ , модернизации агрегата и обеспечения оптимальных условий их эксплуатации. Химмотологический подход позволяет теоретически обосновать оптимальный уровень качества топлив и масел с учетом конструктивных особенностей автомобильной техники и условий эксплуатации. Это дает возможность получить комплексные решения проблемы обеспечения рационального использования автомобильных топлив и масел, включая требования к их качеству и унификации, создание новых сортов, совершенствование конструкции двигателей и механизмов, разработку научно обоснованных эксплуатационных норм расхода и др.
Рис. 1. Основные объекты и взаимосвязи химмотологической системы:
Основателем химмотологии является видный советский ученый профессор К. К. Папок. Химмотология базируется на таких фундаментальных науках, как химия, физика, теплотехника, машиноведение и экономика. Практическим решением химмотологических задач занимаются химмотологические центры, создаваемые в отраслях, которые эксплуатируют технику и являются крупными потребителями ТСМ . Эти центры вырабатывают требования к качеству ТСМ , проводят эксплуатационные испытания их новых видов, разрабатывают мероприятия по рациональному использованию ТСМ и осуществляют защиту интересов потребителя в вопросах их качества.
С химмотологических позиций к автомобильным топ-ливам и смазочным материалам предъявляются следующие общие требования:
— технические, в которых формируются показатели качества ТСМ
, направленные на повышение надежности и долговечности работы автомобилей, обеспечение нормативного моторесурса и минимальных затрат на техническое обслуживание, соответствие уровня качества ТСМ
нормам международных требований;
— энергетические, предусматривающие снижение расхода энергии, прежде всего нефтяного происхождения, при выполнении автомобильных перевозок. При этом необходимо учитывать не только прямые расходы при эксплуатации автомобилей, но и косвенные, связанные с энергетическими затратами при получении ТСМ
, производстве автомобильной техники и т. п.;
— экологические, которыми предусматривается отсутствие токсического воздействия ТСМ
при их производстве, транспортировке, хранении и применении с целью обеспечения сохранения чистоты окружающей среды;
— экономические, определяющие необходимость снижения стоимости продукта для обеспечения его экономической эффективности при транспортировке, хранении и применении за счет уменьшения эксплуатационных затрат;
— ресурсные, направленные на обеспечение сырьем производства рекомендуемого к применению продукта для полного удовлетворения потребности в нем соответствующих отраслей народного хозяйства.
В последние годы возросла роль ресурсных требований. Основным источником для получения автомобильных ТСМ является нефть. Постоянно растущее число автомобилей «съедает» все большее количество нефти (рис. 2). Достаточно сказать, что если население земли увеличилось в XX веке втрое, то «автомобильное» население - более чем в 10 тысяч раз! В результате уже в 1960 г. мировая добыча нефти перешагнула 1 млрд. т и достигла наивысшей отметки - 2,9 млрд. т в 1980 г. Однако при высоком уровне добычи нефти ее доля в мировых запасах ископаемых энергоресурсов сравнительно невелика и составляет лишь около 10%.
Рис. 2. Структура потребления добываемой нефти
Динамика добычи нефти и газового конденсата в СССР характеризуется следующими цифрами, млн. т: 1955-70; 1965-243; 1970-353; ’1980-603; 1985-595; 1986-614. Начиная с 1974 г. наша страна по добыче нефти вышла на первое место в мире. С каждым годом добывать нефть становится все труднее: приходится бурить сверхглубокие скважины, добывать нефть со дна морей, идти за ней в суровые необжитые районы Сибири. Добыча нефти обходится все дороже, из-за чего экономия нефтяных топлив и масел играет все большую роль в обеспечении бесперебойной и экономичной работы автомобильного транспорта.
Одним из основных направлений экономии моторного топлива является оснащение автомобилей дизельными двигателями, расходующими на 30…40% меньше топлива по сравнению с карбюраторными. Дизелизации автомобильного парка в нашей стране уделяется большое внимание. Так, в последние годы освоено производство новых грузовых автомобилей с дизельными двигателями: Урал-4320, ЗИЛ -4331, КАЗ -4540; создан дизельный автобус ЛиАЗ-5256, разрабатываются дизельные двигатели для легковых автомобилей. Поэтому изменение структуры производства нефтяных топлив в перспективе связано с постоянным ростом доли дизельного топлива.
Вместе с тем ввиду ограниченности и невозобнов-ляемости нефти во всем мире ведется интенсивный поиск ее заменителей для производства моторных топлив. Такие топлива, полностью или частично ненефтяного происхождения, получили название альтернативных и начинают все более широко использоваться в различных странах.
Сегодня, пожалуй, уже ни у кого не вызывает сомнений, что двигатель внутреннего сгорания, естественно, все более совершенный, останется основным типом силовой установки автомобиля до конца нынешнего столетия и в начале следующего. Споры ведутся главным образом о том, каким быть автомобильному топливу в будущем. При множестве самых разнообразных мнений большинство ученых едины в одном: неизбежно постепенное вытеснение привычных нефтяных топлив новыми видами горючего, главной особенностью которых должна быть возможность их получения из других энергоисточников, помимо нефти.
На рис. 3 показан один из прогнозов изменения структуры мирового производства топливно-энергетических ресурсов. По этому прогнозу максимальное потребление нефтяного топлива ожидается в период 2000…2010 г., после чего оно начнет резко падать. Возникающая нехватка энергии будет покрываться с помощью альтернативных топлив, объем производства и применения которых будет в это время непрерывно расти.
Таким образом, в перспективе в структуре автомобильных топлив ожидается снижение потребления бензина и увеличение расхода дизельного топлива и альтернативных заменителей нефтяных топлив.
Рис. 3. Прогнозируемое производст-ио топливно-энергетических ресурсов: 1 - все виды ТЭР ; 2 - альтернативные топлива; 3 - нефтяные топлива
При этом состав и показатели качества традиционных нефтяных топлив тоже будут изменяться в сторону обеспечения возможности наибольшего выхода (расширения ресурсов) из перерабатываемой нефти. С решением этих вопросов все в большей степени связывается и развитие смазочных материалов, создание «энергосберегающих» масел.
В автотракторных двигателях применяют жидкие и газообразные топлива, Топливо этих видов в зависимости от сырья, из которого его получают, может быть нефтяного и ненефтяного происхождения. Жидкие топлива (бензин и дизельное) получают из нефти путем ее прямой перегонки или крекинг-процессом.
Газообразные топлива как естественного происхождения, так и искусственные, полученные газификацией твердых топлив или другими способами, применяют в автотракторных двигателях в сжиженном и сжатом состоянии. К сжиженным газовым топливам относятся газы, способные при относительно низких давлениях (до 2 МПа) и нормальной температуре (20°С) переходить в жидкое состояние. Сжатые газы при нормальной температуре не переходят в жидкое состояние даже при высоком давлении (до 20 МПа), поэтому их используют в газообразном состоянии.
Расширенное применение газообразных топлив обусловлено их преимуществами:
Автомобильные бензины для карбюраторных двигателей должны удовлетворять следующим требованиям:
Товарные сорта бензинов получают смешиванием дистиллятов бензина прямой перегонки и термического крекинга, к которым добавляют с целью повышения их антидетонационной стойкости моторный бензол, алкилбензол, бензин каталитического крекинга, технический изооктан и др. С точки зрения антидетонационной стойкости наиболее желательны в бензине ароматические углеводороды, однако при сгорании они образуют канцерогенные вещества, в частности, 3,4 бензпирен. Поэтому нормами Европейского Союза содержание ароматических углеводородов в бензине не должно превышать 10%.
Ранее по ГОСТ 208467 бензин выпускался следующих марок: А-76, АИ-93 и АИ-98. Для первой из указанных марок октановое число определялось моторным методом, а для двух последующих — исследовательским методом. Сейчас для неэтилированных бензинов в зависимости от октанового числа, определенного исследовательским методом, установлены следующие марки бензинов: «Нормаль-80», «Регуляр-92», «Премиум-95» и «Супер-98». Октановое число этих бензинов, определенное моторным методом, равно соответственно 76 — 83 — 85 — 88. Стандарт разрешает применение для этих бензинов марганцевых антидетонаторов.
Дизельные двигатели имеют меньший удельный эффективный расход топлива — 170…180 г/элсч по сравнению с карбюраторными — 220…250 г/элсч ввиду большей степени сжатия. В конце сжатия, когда давление составляет 30 — 35 атм и температура 500…550°С, за 15…25° до ВМТ начинается и через 6…10°после ВМТ заканчивается впрыск топлива, которое сгорает, обеспечивая работу двигателя.
Дизельное топливо должно удовлетворять следующим эксплуатационным требованиям:
Дизельные топлива получают смешением в основном трех дистиллятов прямой перегонки: керосинового, газойлевого и частично солярового, с добавлением элементов каталитического крекинга. В зависимости от требующегося сорта дизельного топлива изменяют пропорцию при смешении компонентов. Например, соляровый дистиллят вводится лишь в летнее дизельное топливо, а арктическое дизельное топливо почти целиком состоит из керосинового дистиллята.
Автотракторное дизельное топливо вырабатывается трех сортов:
Для обеспечения надежного смазывания и длительной работы механизмов в масла вводят присадки, которые улучшают эксплуатационные качественные показатели масел. Присадки представляют собой металлоорганические и другие сложные химические соединения. Их классифицируют в зависимости от выполняемых ими функций в масле.
Классификация моторных масел в соответствии с ГОСТ 17479-72 предусматривает выпуск их с вязкостью от 6 до 20 сСт при 100°С с интервалом через 2сСт. По эксплутационным свойствам масла делят на шесть групп (А, Б, В, Г, Д, Е), отличающиеся количеством и эффективностью введенных присадок. Поэтому в марке указывается значение кинематической вязкости при 100°С и буква, которая позволяет выбрать масло для двигателей различной степени теплонапряженности.
Масла группы А не содержат присадок и в настоящее время не выпускаются. В масла группы Б вводили до 5% присадок и использовали их в малофорсированных карбюраторных двигателях старых марок.
Масла группы В предназначены для работы в среднефорсированных двигателях и содержат до 8 % присадок, а масла группы Г для форсированных двигателях содержат до 14 % присадок.
Масла групп Б, В, Г делятся на 2 подгруппы:
Эти индексы указываются в марке. Для работы теплонапряженных двигателей с наддувом предназначены масла группы Д.
Масла группы Е предназначены для малооборотных стационарных дизелей и в сельском хозяйстве не применяются.
Буква М в маркировке масла указывает на то, что масло моторное. Например, масло М-4з/8В2, моторное, класс вязкости 4, имеет вязкость 8 сСт при 100°С, содержит загущающую присадку и предназначено для среднефор- сированных двигателей.
Зимой применяются масла с вязкостью 8 сСт, а летом — 10 сСт. Для среднефорсированных двигателей грузовых автомобилей применяются масла М-8В1 и М-10Вь Для высокофорсированных двигателей автомобилей применяются масла М-8Г1 и М-10Г1.
Масло М-8В2 и М-10В2 применяется для среднефорсированных двигателей тракторов устаревших марок. Для двигателей тракторов К-700, К-701, Т-150К и ДТ-175С применяются только масла группы Г — М-8Г2 и М-10Г2 .
Для автомобилей КАМАЗ предназначено масло М-8Г2к и М-10Г2к, имеющие улучшенные моюще-диспергирующие, вязкостно-температурные свойства и более низкую зольность по сравнению с другими маслами группы Г. Это масло рекомендуется к использованию также для тракторов К-700 и К-701.
Для обеспечения эксплуатации высокофорсированных дизелей с наддувом выпускается в ограниченном количестве масло М-10Дм, имеющее улучшенные моющие и антиокислительные свойства.
Масла МС-14, МС-20, и МК-22 используются в поршневых авиационных двигателях, а цифра в их маркировке указывает вязкость в сСт при 100°С. Эти масла могут использоваться в высокофорсированных тракторных двигателях.
Принято следующее обозначение масел для двигателей различного назначения. Оно состоит из групп знаков:
Масла различных групп различаются эффективностью и содержанием присадок.
В марках масел, предназначенных для карбюраторных двигателей, указывают индекс 1, а для дизелей — индекс 2. Универсальные моторные масла, предназначенные для использования как в дизелях, так и в карбюраторных двигателях одного уровня форсирования (обозначаемые одинаковыми буквами), индекса в обозначении не имеют. Масла, принадлежащие к разным группам, имеют двойное обозначение, в котором первая буква характеризует качество масла при применении в дизелях, а вторая — в карбюраторных двигателях.
Примеры обозначения:
М — 8 — Вь где М — моторное масло; 8 — вязкость при 100 оС, мм2/с; В1 — для среднефорсированных карбюраторных двигателей;
М - 61/10 - Гь где 6 — класс вязкости, для которого вязкость при 255 К (-18 оС) находится до 10400 мм2/с; з (в индексе) — наличие загущающей (вязкостной) присадки, вследствие чего масло может быть использовано в качестве как зимнего, так и всесезонного; 10 — вязкость при 373 К (100 °С); T -для высокофорсированных карбюраторных двигателей.
Трансмиссионные масла используют для смазывания агрегатов и механизмов трансмиссий тракторов, автомобилей и других машин.
Трансмиссионные масла по вязкости делят на четыре класса (9, 12, 18 и 34), а по эксплуатационным свойствам — на пять групп (1…5) и маркируют следующим образом:
Пример обозначения : ТМ-5-123(рк), где ТМ — трансмиссионное масло; 5 — наличие противозадирной высокоэффективной присадки многофункционального действия; 12 — класс вязкости (1100… 1399 мм2/с); з — наличие загущающей присадки; рк — обладает рабочеконсервационными свойствами.
Пластичные смазки представляют собой мазеобразные продукты, состоящие из минерального или синтетического масла (основы), загустителя, наполнителя, стабилизатора и присадок.
В качестве охлаждающих жидкостей в автотракторных двигателях применяют воду и низкозамерзающие жидкости (антифризы).
Антифризы представляют собой смесь этиленгликоля (двухатомного спирта) с водой и антикоррозионной присадкой. Промышленность выпускает антифризы марок 40 и 65. Эти антифризы предназначены для эксплуатации двигателей в холодное время года при температуре до 233…208 К (- 40…- 65 оС).
Низкозамерзающая жидкость «Тосол» предназначена для использования всесезонно в двигателях легковых (ВАЗ, ГАЗ и др.) и грузовых (ЗИЛ-4331, КамАЗ) автомобилей, тракторов К-701. Выпускают три марки этой жидкости: АМ, А-40 и А-65. «Тосол» марки АМ представляет собой концентрат, при разбавлении которого на 50 % дистиллированной водой получают антифриз с температурой застывания 238 К (- 35 °С). При соответствующем разбавлении «Тосола» марки АМ дистиллированной водой получают марку А-40 с температурой замерзания 233 К (- 40 °С) или А-65 с температурой замерзания 208 К (- 65 °С).
Тормозные жидкости предназначены для использования в гидравлическом приводе тормозов и сцеплений легковых и грузовых автомобилей. Выпускают несколько марок тормозных жидкостей, например: БСК, ГТЖ-22М, ГТЖА-2 («Нева»), «Томь» и «Роса».
17 февраля отмечают свой профессиональный праздник представители Службы горючего Вооружённых сил Российской Федерации. Официально эта служба является составной частью Тыла ВС России, однако в существует немало примеров того, когда военнослужащие Службы горючего выполняли поставленные перед ними задачи фактически во фронтовых условиях. Роль Службы горючего и в современной армии сложно переоценить.
Точкой отсчёта в истории Службы горючего (СГ ВС) стал 1936 год. 79 лет назад по приказу тогдашнего главы Народного комиссариата обороны Климента Ворошилова создаётся Управление по снабжению горючим РККА (впоследствии Служба горючего Вооружённых сил СССР). История сохранила имя первого руководителя СГ ВС. Этим человеком стал Николай Николаевич Мовчин (1896-1938). Ещё до официального создания Службы горючего Николай Мовчин стал одним из инициаторов формирования прообраза структуры. Речь идёт об Управлении снабжения горючим Рабоче-крестьянской Красной Армии.
Николай Мовчин – это военный специалист, известный ещё и своими работами по истории Красной Армии, а также созданием мобилизационной стратегии. В 1935 году он получил звание полковника, которое, к сожалению, стало последним в его военной карьере. Дело в том, что примерно через 1,5 года после его назначения на пост главы Управления по снабжению горючим РККА полковник Мовчин был арестован и впоследствии расстрелян по приговору суда (так называемое «дело Тухачевского»). Реабилитировали Николая Николаевича посмертно - в августе 1956 года.
Пожалуй, наибольший вклад в дело развития СГ в советское время внёс человек, которого по праву называют патриархом Службы горючего. Это Василий Васильевич Никитин, который стоял у руля СГ ВС СССР около трёх десятилетий. Именно при генерале Никитине Служба горючего прошла, как сейчас модно говорить, через основные этапы структурного реформирования. Принял Василий Васильевич СГ в состоянии, которое можно было охарактеризовать, как в своё время написала газета «Красная Звезда», «получай – выдавай». За время же руководящей работы Василия Никитина СГ ВС СССР существенно расширилась, приобретя дополнительный функционал. Служба превратилась в полномасштабный сегмент боевого обеспечения, так как растущая численность и мощь армии ставили перед службами тыла новые и новые задачи, решения которых были отнюдь не простыми.
Во время Великой Отечественной войны Василий Никитин входил в состав оперативной группы Управления службы горючего. Спустя некоторое время он возглавил отдел Службы, и на его плечи легли обязанности по своевременному обеспечению горючим армий и дивизий. Военнослужащие, входившие в подразделения Службы горючего, нередко совершали настоящие подвиги, транспортируя топливо для военной техники прямо на передовую.
По сути, солдаты Службы горючего во время войны – это герои, которые оставались в тени славы лётчиков, танкистов, десантников, моряков, однако это никак не умаляет их вклада в общую героическую победу, добытую титаническим трудом и беспримерным мужеством. Понимали роль бойцов службы горючего и на фронте. Своевременная доставка топлива часто решала исход того или иного локального противостояния, которые в свою очередь собирались в общую картину разгрома гитлеровской армии.
Служба горючего при Василии Никитине превратилась ещё и в сегмент организации научной работы по совершенствованию характеристик топлива. В первую очередь речь идёт об изменении формулы реактивного топлива. В такой научной работе самое непосредственное участие принял сам генерал Никитин. Василий Никитин стал одним из разработчиков системы транспортирования горючего для военных целей с помощью трубопроводов. Именно Никитин в своё время предложил решить проблемы, связанные с доставкой топлива советским войскам в Афганистан, с помощью монтажа трубопровода. Совместными усилиями военнослужащих Службы горючего и Трубопроводных войск трубопровод в Афганистане начал функционировать, обеспечив поставки топлива для войск. Общая протяжённость двух направлений трубопровода в Афганистане составила более 1200 км. Через этот инфраструктурный объект было перекачано 5,4 млн. тонн горючего – около 80% от всего объёма поставок.
В том числе и за эти заслуги Василий Никитин был объявлен Лауреатом Государственной премии, став и для новых поколений военнослужащих настоящим образцом служению делу, с которым связал свою судьбу.
Сегодня Служба горючего решает задачи по хранению, транспортировке топлива по суше, морю и воздуху. Специалисты СГ ВС РФ выполняют заправочные работы, обслуживая сотни складов, автоматизированных пунктов выдачи топлива, заправочных пунктов и баз различного подчинения.
Если в 2010 году годовой оборот горючего в ВС РФ составлял около 8 млн. тонн, то теперь эта цифра выросла почти на 50%. Это говорит о повышении интенсивности деятельности ВС РФ, что в свою очередь даёт повод говорить и о повышении обороноспособности.
«Военное обозрение» поздравляет всех военнослужащих и ветеранов Службы горючего ВС (всех «горючников») с профессиональным праздником!
ВВЕДЕНИЕ
1. ТОПЛИВО. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ
1.1 Виды топлива, свойства и горение
1.2 Общие сведения о нефти и получение нефтепродуктов
1.3 Эксплуатационные свойства и применение автомобильного бензина
2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАСЛА
3. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЦЕНТРИФУГИ И ДЕКАНТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ
4. СИСТЕМЫ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ НЕФТИ
5. СИСТЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕШЛАМОВ И НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ГРУНТОВ
6. СТАНЦИЯ ОЧИСТКИ МАСЛА СО 6.1-50-25/5 МЭ-200
7. ОТРАБОТАННЫЕ МАСЛА (ОТРАБОТКА)
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Топливо и смазочные материалы широко используются во всех отраслях народного хозяйства. Одним из основных потребителей нефтепродуктов, вырабатываемых в стране, является сельское хозяйство, оснащенное большим количеством тракторов, автомобилей, комбайнов и других сельскохозяйственных машин.
Основной целью изучения дисциплины «Топливо и смазочные материалы» является овладение знаниями об эксплуатационных свойствах, количестве и рациональном применении в тракторах, автомобилях и сельскохозяйственной технике топлива, масел, смазок и специальных жидкостей.
Следует всегда помнить, что одним из основных видов расходов при работе тракторов и автомобилей являются расходы на горюче-смазочные материалы. Качество применяемых горюче-смазочных материалов должно соответствовать особенностям машин. Неправильно подобранные топливо и смазочные материалы приводят к перерасходу нефтепродуктов, а главное, снижают долговечность, надежность, эффективность работы машин и механизмов, иногда приводят к аварийным поломкам.
По физическому состоянию топливо бывает жидким, твердым и газообразным. Каждое из них может быть естественным (нефть, каменные и бурые угли, торф, сланцы, природный газ) и искусственным (бензин, дизельное топливо, кокс, полукокс, древесный уголь, генераторный газ, сжиженный газ и др.). В сельскохозяйственном производстве используют разные виды топлива, но в машинах, снабженных двигателями внутреннего сгорания, основным является жидкое топливо.
Топливо состоит из горючей и негорючей части. Горючая часть топлива состоит из различных органических соединений, в состав которых входят углерод (С), водород (Н), кислород (О), сера (S).
Углерод (С) и водород (Н) при сгорании выделяют большое количество теплоты. В небольших количествах в состав топлива входит сера (S), образующая при сгорании оксиды серы, вызывающие сильную коррозию, и поэтому является нежелательной составной частью. В виде внутреннего балласта в небольших количествах содержится кислород (О) и азот (N).
Неорганическая часть топлива состоит из воды (W) и минеральных примесей (М), которые при сгорании образуют золу (А).
Тепловая ценность топлива оценивается теплотой его сгорания, которая может быть высшей (Qв) или низшей (Qн).
Удельной теплотой сгорания твердого и жидкого топлива называют теплоту, выделяемую при полном сгорании одного кг массы топлива.
Вычисляют теплоту сгорания (кДж/кг) обычно по формуле Д.И. Менделеева:
Высшую: Qв = 339С + 1256Н - 109(О-S);
Низшую; Qн = Qв - 25 (9Н + W)
Элементный состав топлива выражен в процентах, численные коэффициенты показывают теплоту сгорания отдельных элементов, деленную на 100. Вычитаемое 25(9Н + W) представляет собой количество теплоты, затраченное на превращение влаги топлива в пар и уносимой в атмосферу с продуктами сгорания.
Горение - это химическая реакция окисления топлива кислородом, воздуха сопровождающаяся выделением теплоты и резким повышением температуры. Процесс горения очень сложный, химические реакции в нем сопровождаются физическими явлениями, такими как перемешивание топлива и воздуха, диффузия, теплообмен и др.
Основную массу топлива и смазочных материалов вырабатывают из нефти. В зависимости от физико-химических свойств нефти выбирается наиболее рациональное направление её переработки. Свойства получаемых нефтепродуктов зависят от химического состава нефти и способов её переработки.
В состав нефти входят три основных класса углеводородов: парафиновые, нафтеновые и ароматические. При изучении современных способов получения топлива и масел из нефти нужно уяснить, что способы получения бензина могут быть физические и химические, масел и дизельного топлива - только физические. При физических способах не нарушается углеводородный состав нефти, а только разделяются по температурам кипения различные дистилляты. При химических способах изменяется углеводородный состав и образуются новые углеводороды, которых не было в исходном сырье.
Ответственной и важной частью при получении топлива является очистка нефтепродуктов. Цель очистки - удаление из дистиллята вредных примесей (сернистых и азотных соединений, смолистых веществ, органических кислот и др.), а иногда и нежелательных углеводородов непредельных, полициклических и др.). Способы очистки разные - сернокислотная, гидрогенизационная селективная обработка адсорбентами и др.
Одним из главных требований, предъявляемых к бензину является его детонационная стойкость. Скорость распространения фронта пламени при нормальном горении топлива составляет 25 - 35 м/с. При определенных условиях сгорание может перейти во взрывное, при котором фронт пламени распространяется со скоростью 1500 - 2500 м/с. При этом образуются детонационные волны, которые многократно отражаются от стенок цилиндра.
При детонации появляются резкие звонкие металлические стуки в двигателе, тряска двигателя, периодически наблюдается черный дым и желтое пламя в выпускных газах;
Мощность двигателя падает, перегреваются его детали. В результате перегрева происходит повышенный износ деталей, появляются трещины, имеет место прогорание поршней и клапанов.
Детонационная стойкость бензина оценивается условной единицей, называемой октановым числом, которое определяют двумя методами: моторным и исследовательским. Эти методы отличаются только режимами нагрузки двигателя при оценке детонационной стойкости.
Определяют октановое число на одноцилиндровой моторной установке с переменной степенью сжатия двигателя методом сравнения испытуемого бензина с эталонным топливом при одинаковой интенсивности их детонаций. Эталонное топливо представляет собой смесь двух углеводородов парафинового ряда: изооктана (С8Н18), его детонационная стойкость принимается за 100, и нормального гептана (С7Н16), детонационная стойкость которого принимается за 0.
Октановое число равно процентному содержанию по объему изооктана в искусственно приготовленной смеси с нормальным гептаном, которая по своей детонационной стойкости равноценна испытуемому бензину.
Для различных автомобильных двигателей подбирают бензин, обеспечивающий бездетонационную работу на всех режимах. Чем выше степень сжатия двигателя, тем выше требования к детонационной стойкости бензина, но одновременно и выше экономичность, и удельные мощные показатели двигателя. Эффективным способом повышения детонационной стойкости бензина является добавление к ним антидетонаторов, например тетраэтилсвинца, в виде этиловой жидкости. Бензин, в который добавлена этиловая жидкость, называется этилированным. В некоторых марках бензина используются марганцевые антидетонаторы.
Фракционной состав является главным показателем испаряемости автомобильного бензина, важнейшей характеристикой его качества; От фракционного состава бензина зависят легкость пуска двигателя время его прогрева, приемистость и другие эксплуатационные показатели двигателя.
Бензин представляет собой смесь углеводородов, обладающих различной испаряемостью. Скорость и полнота перехода бензина из жидкостного в парообразное состояние определяется его химическим составом и называется испаряемостью. Так как бензин является постоянной сложной смесью различных углеводородов, то они выкипают не при одной постоянной температуре, а в широком диапазоне температур. Автомобильный бензин выкипает от 30 до 215 °С. Испаряемость бензина оценивается по температурным пределам его выкипания и температурам выкипания его отдельных частей - фракций.
Основные фракции - пусковая, рабочая и концевая. Пусковую фракцию бензина составляют самые легкокипящие углеводороды, входящие в первые 10 % объема дистиллята. Рабочую фракцию представляют дистилляты, перегоняемые от 10 до 90 % объема, и концевую фракцию - от 90 % объема до конца кипения бензина. Фракционный состав бензина нормируется пятью характерными точками: температура и начало перегонки (для летнего бензина), температурами перегонки 10, 50 и 90 %, температурой конца кипения бензина, или объемом выпаривания при 70,100 и 180 °С.
В соответствий с ГОСТ 2084-77 автомобильный бензин летнего вида должен иметь температуры начала перегонки не ниже 35 °С, а 10 % бензина должно перегоняться при температуре не выше 70 °С. Для бензина зимнего вида температура начала перегонки не нормируется, а 10 % бензина должно перегоняться при температуре не выше 55 °С. Благодаря этому выпускаемый товарный бензин летнего вида обеспечивает пуск холодного двигателя при температуре окружающего воздуха выше 10 °С, в жаркий летний период они не образуют паровых пробок. Бензин зимнего вида дает возможность запустить двигатель при температуре воздуху -26 °,-28 °С, появление паровых пробок в системе питания двигателя при этих условиях практически исключено.
У рабочей фракции (объем дистиллятов от 10 до 90 %) нормируется температурой перегонки 50 % бензина, которая характеризует скорость прогрева и приемистость двигателя.
Приемистостью двигателя называется его способность в прогретом состоянии под нагрузкой быстро переходить с малой частоты вращения к большей при резком открытии дроссельной заслонки.
