- •Паливно-мастильі та інші експлуатаційні матеріали. Практикум
- •Теоретичний курс
- •1. Експлуатаційні властивості та застосування палив для енергетичних засобів сільськогосподарського виробництва.
- •1.1. Класифікація, властивості та загальний склад
- •1.2. Теплота згоряння палива
- •1.3. Горіння палива
- •2. Способи отримання рідких палив і масел
- •2.1 Нафта – основна сировина для одержання рідких палив і масел
- •2.2. Основні способи одержання палив і масел з нафти
- •2.3. Способи очистки нафтопродуктів
- •2.4 Загальні показники фізико-хімічних і експлуатаційних властивостей нафтопродуктів
- •3. Експлуатаційні властивості та використанн автомобільних бензинів
- •3.1. Сумішоутворюючі властивості бензинів
- •3.2. Нормальне і детонаційне згоряння
- •4. Експлуативні властивості та використання дизельних палив
- •4.1. Умови застосування і основні вимоги до дизельних палив
- •4.2. Прокачувальна здатність і сумішоутворюючі властивості дизельних палив
- •4.3 Займання та згоряння дизельного палива
- •4.4. Стабільність і схильність до утворення відкладень
- •4.5. Корозійні властивості
- •4.6. Асортимент палив для дизельних двигунів і область їх застосування
- •5. Експлуатаційні властивості та використання газоподібних палив
- •5.1 Загальні відомості і класифікація
- •5.2. Характеристика і асортимент палив
- •5.3. Застосування газоподібного палива в двз
- •5.4. Закордонні класифікації газоподібних палив
- •Лабораторна робота №1 оцінка якості нафтопродуктів найпростішими методами
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи Визначення води і механічних домішок
- •Визначення фактичних смол
- •Визначення неграничних вуглеводнів
- •Визначення в'язкості оливи
- •Лабораторна робота №2 визначення щільності нафтопродуктів і мінеральних водорозчинних кислот і лугів
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи Визначення щільності нафтопродуктів
- •Визначення мінеральних водорозчинних кислот і лугів
- •Лабораторна робота №3 визначення фракційного складу палива
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи
- •Визначення вмісту води в дизельному паливі
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи
- •Лабораторна робота №5 температура спалаху та застигання дизельного палива
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи Визначення температури спалаху дизельного палива
- •Визначення температури помутніння і застигання дизельного палива
- •Помутніння та застигання
- •6. Експлуатаційні властивості та використання мастильних матеріалів
- •6.1. Призначення мастильних матеріалів і вимоги до них
- •6.2. Загальні поняття про тертя та спрацьовування
- •6.3. Класифікація мастильних матеріалів
- •7. Масла для двигунів внутрішнього згоряння
- •7.1. Умови роботи й вимоги до якості масел
- •7.2. Класифікація моторних масел
- •7.4. Класифікація та асортимент трансмісійних масел
- •7.5. Індустріальні масла
- •Лабораторна робота №6 Визначення в’язкості палива та оливи
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи Визначення в'язкості палива
- •Одиниці вимірювання вязкості в різних системах
- •Визначення в'язкості оливи
- •Лабораторна робота №7 Контроль якості картерної оливи за методом паперової хроматографії
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи
- •Лабораторна робота №8 визначення температури плавлення пластичних мастил
- •Лабораторне устаткування і матеріали
- •Хід виконання роботи
- •8. Технічні рідини
- •8.1. Охолодні та мастильно-охолодні рідини
- •8.2. Гальмівні рідини
- •Температура замерзання водно-етиленгліколевої суміші
- •Асортимент та рекомендації щодо використання холодильних рідин
- •Характеристика розповсюджених холодильних рідин
- •Фізико-хімічні характеристики нхр виробництва провідних фірм
- •Фізико-хімічні показники нхр за ту 88 у 264-08-93
- •Характеристика розповсюджених гальмівних рідини
- •Вимоги різних специфікацій до основних показників гальмівних рідин
- •9. Додатки
- •Характеристика автомобільних бензинів за гост 2084-77
- •Характеристика автомобільних бензинів
- •Характеристика бензинів моторних сумішевих за гсту
- •Середній компонентний склад автомобільних бензинів
- •Характеристика автомобільних бензинів за гост р 51105-97
- •Параметри класів випарності автомобільних бензинів
- •Загальні технічні вимоги до автомобільних бензинів (гост р 51313-99)
- •Характеристика бензинів з поліпшеними екологічними показниками
- •Дизельні палива
- •Характеристика дизельного палива за дсту 3868-99
- •Характеристика дизельних палив за гост 305-82
- •Характеристика дизельного палива обважненого фракційного складу
- •Характеристика дизельного експортного палива
- •Газоподібні палива
- •Характеристика скраплених газів (гост 20448-80)
- •Фізико-хімічні показники скраплених (гост 27578-87)
- •Характеристика стиснутих газів
- •Моторні оливи
- •Класи в'язкості моторних олив (гост 17479-85)
- •Класифікація моторних олив за призначенням та експлуатаційними властивостями (гост 17479-85)
- •Характеристика моторних олив за гост 10541-78
- •Характеристика моторних олив групи «леол»
- •Характеристика оливи «леол» м-3042
- •Характеристика олив маст за ту у 22409155.01-2000
- •Характеристика олив групи д2
- •Класифікація sае моторних олив за в'язкістю
- •Умови використання моторних олив за арі
- •Класи моторних олив рекомендовані для автомобільних двигунів в Російській Федерації
- •Класифікація aaи моторних олив за експлуатаційними властивостями
- •Орієнтовна відповідність класів в'язкості вітчизняних і закордонних олив
- •Трансмісійні оливи
- •Класи в'язкості трансмісійних олив
- •Групи трансмісійні оливи за експлуатаційними властивостями та рекомендованою сферою застосування
- •Відповідність позначення олив за стандартом і нтд
- •Характеристики основних трансмісійних олив за гост 23652-79
- •Характеристика трансмісійних олив за ту у 13932946.018-98
- •Характеристика трансмісійної оливи Ольвіт т-3-18
- •Класи в'язкості трансмісійних олив за sае j 306с та din 51 5512
- •Групи трансмісійних олив за в'язкістю арі
- •Орієнтовна відповідність вітчизняних і імпортних трансмісійних олив
- •Гідравлічні оливи
- •Класи кінематичної в'язкості гідравлічних олив
- •Групи гідравлічних олив за експлуатаційними властивостями та рекомендованою сферою застосування
- •Відповідність позначення гідравлічних олив за стандартом і нтд
- •Класи кінематичної в'язкості гідравлічних рідин за іsо
- •Орієнтовна відповідність груп вітчизняних і імпортних гідравлічних олив за експлуатаційними властивостями
- •Специфікації відомих виробників сільськогосподарської техніки для олив категорій тнр і sтоu
- •Технічні рідини
- •Температура замерзання водно-етиленгліколевої суміші
- •Характеристика розповсюджених холодильних рідин
- •Фізико-хімічні характеристики нхр виробництва провідних фірм
- •Фізико-хімічні показники нхр за ту 88 у 264-08-93
- •Характеристика розповсюджених амортизаційних рідин
- •Характеристика амортизаційних рідин для імпортної техніки
- •Характеристика розповсюджених гальмівних рідини
- •Вимоги різних специфікацій до основних показників гальмівних рідин
- •Густина електроліту для свинцевих батарей
- •Заправні місткості
- •Заправні місткості тракторів
- •Заправні місткості автомобілів
- •Заправні місткості автомобілів
- •Використання паливно-мастильних матеріалів в сільськогосподарській техніці
4. Експлуативні властивості та використання дизельних палив
4.1. Умови застосування і основні вимоги до дизельних палив
У сільському господарстві дизельні двигуни є джерелом енергії на тракторах, комбайнах, самохідних сільськогосподарських машинах, великовагових автомобілях. Основна перевага дизельних двигунів – їх висока економічність, питома витрата палива на 25...30 % нижча ніж у карбюраторних двигунів. Дизельне паливо дешевше, менш вибухо- і пожежо-небезпечне у порівнянні з бензином.
Дизельне паливо – це складна суміш парафінових, нафтенових, ароматичних вуглеводнів і їх похідних з числом атомів вуглецю 10...20, середньої молекулярної маси 200...250, які википають у межах 170...380°С. Прозора, більш в'язка ніж бензин, масляниста рідина від жовтуватого до світло-коричневого кольору густиною 780...860 кг/м3. Одержують дизельне паливо прямою перегонкою нафти з додаванням до 20 % продуктів каталітичного крекінгу.
Робочий процес дизельного двигуна відрізняється від робочого процесу карбюраторного двигуна тим, що сумішоутворення відбувається в кінці такту стиску за дуже короткий проміжок часу. Паливо впорскується в камеру згоряння за кілька градусів до ВМТ, де знаходиться стиснене під тиском 3,4...4,4 МПа і нагріте за рахунок цього до температури 500...800°С повітря. Контактуючи з повітрям, паливо випаровується, нагрівається до температури самозаймання і перемішуючись з повітрям згоряє. Цей процес продовжується всього 0,002...0,003 с, що в 10...15 разів швидше, ніж у карбюраторному двигуні.
Надійна і економічна робота дизельних двигунів забезпечується за умови правильного підбору палива, установки оптимального кута випередження впорскування і коли суміш повністю згоряє під час робочого ходу. В іншому випадку збільшується димність відпрацьованих газів, зменшується потужність, зростає питома витрата палива.
Вимоги до дизельного палива аналогічні загальним вимогам до всіх палив, крім того, вони повинні мати добру прокачувальну здатність, особливо при низьких температурах; оптимальний фракційний склад і відповідну в'язкість щоб забезпечувати якісне сумішоутворення і надійно змащувати деталі системи живлення; відповідну самозаймистість, яка забезпечить м'яку, бездимну і економічну роботу двигуна на різних режимах.
4.2. Прокачувальна здатність і сумішоутворюючі властивості дизельних палив
Надійність подачі дизельного палива залежить від прокачувальної здатності (здатності проходити через елементи системи живлення, головним чином через фільтри грубої і тонкої очистки). Фільтри грубої очистки затримують механічні домішки розміром більше 50...60 мкм, тонкої – більше 2...5 мкм. При порушенні їх роботи зменшується, а іноді зовсім припиняється циклова подача палива, падає тиск вприску палива. На характер надходження палива через систему живлення двигуна впливають його в'язкість і низькотемпературні властивості, а також забрудненість механічними домішками і водою.
Якщо паливо має високу в'язкість, його фільтрація затруднена, що може призвести до порушення подачі палива насосом. При малій в'язкості порушується дозування палива внаслідок, просочування його між плунжером і гільзою насоса високого тиску. Крім того дизельне паливо є мастильним матеріалом для прецизійних деталей системи живлення, тому мінімальна і максимальна в'язкість його регламентується.
Подача палива при низьких температурах може порушуватися внаслідок забивання фільтрів кристалами парафіну. Такий стан палива визначається температурою помутніння.
Температура помутніння – це температура, при охолодженні до якої паливо втрачає прозорість внаслідок виділення мікрокристалів парафіну, церезину і льоду. Для надійної подачі палива у двигун, у зимовий період, ця температура повинна бути на 3...5°С нижча тієї, при якій воно використовується.
Температура кристалізації – це температура, при якій в паливі з'являються перші кристалики, які можна побачити неозброєним оком.
Температура застигання – це температура, при якій налите у пробірку паливо, під час охолодження в певних умовах, досягає такого стану, що не змінює положення меніску протягом однієї хвилини при нахиленні пробірки на 45°, тобто паливо втрачає свою текучість. Застигання палива настає при зниженні температури на 5...15 °С після його помутніння. Температура застигання – це важливий показник дизельного палива, визначає можливість його використання при даній температурі і входить в умовне позначення зимових дизельних палив. Для надійної роботи системи живлення найнижча температура навколишнього середовища повинна бути на 10...15 °С вище температури застигання.
Гранична температура фільтрівності палива – це температура, при якій паливо, після охолодження в певних умовах, здатне ще проходити через фільтр з установленою швидкістю.
Дослідження показують, що гранична температура фільтрівності дизельних палив, як правило, буває нижче температури помутніння, але вище температури застигання. Однак положення її в цьому інтервалі температур, може бути різним: або ближче до температури помутніння, або – до температури застигання.
У виробничих умовах температуру застигання і помутніння понижують, розбавляючи літнє дизельне паливо реактивним паливом або бензином, в яких температура початку кристалізації не вище мінус 60°С. При цьому слід пам'ятати, що при розбавленні дизельних палив низькокиплячими компонентами температури застигання і помутніння суміші завжди відхиляються у бік високозастигаючого дизельного палива, внаслідок чого доводиться використовувати значну кількість розчинника.
Досвід застосування дизельного палива в сільському господарстві показує, що при недотриманні правил їх транспортування, зберігання, заправки, в паливо потрапляють вода і механічні домішки, які не тільки різко підвищують спрацювання паливної апаратури і двигуна, але можуть викликати і відкази їх роботи. Забруднення дизельного палива значно зростає при роботі тракторів і автомобілів у запилених умовах.
При наявності пилу в повітрі 1 ...2,5 г/м3 забрудненість палива в 2...3 рази збільшується ніж у момент заправки. Цьому сприяє і те, що забруднення, в наслідок більшої в'язкості дизельного палива, осідають на дно баків і ємкостей значно повільніше ніж а бензині. Тому рекомендується перед заправкою дизельне паливо відстоювати протягом 10 днів і застосовувати плаваючий паливо-приймач.
Найбільш надійним способом очистки дизельного палива є фільтрація, тому паливоподавальна система дизельних двигунів включає фільтри грубої і тонкої очистки, призначення яких – максимально захистити елементи системи живлення і двигун в цілому від механічних домішок, які за тих чи інших умов потрапили в паливо. З урахуванням важливого значення фільтрації для забезпечення чистоти палива, в стандарти на палива для швидкохідних автотракторних дизельних двигунів уведено новий показник якості – коефіцієнт фільтрівності.
Суть методу визначення цього показника в пропусканні 10 порцій палива, по 2 мл кожна, через фільтрувальний папір. Коефіцієнт фільтрівності – це відношення часу фільтрації останньої порції палива до часу фільтрації першої. У товарних дизельних палив, як правило, коефіцієнт фільтрівності менше трьох, що відповідає вимогам стандарту.
На процес сумішоутворення дизельного палива впливають конструктивні особливості двигуна і властивості палива.
Сучасні автотракторні двигуни мають нерозділену або розділену камеру згоряння (вихрову камеру). Форма камер згоряння, число форсунок, форма і розмір соплових отворів, тиск і напрям впорскування палива – всі ці конструктивні фактори вибирають оптимальними, щоб забезпечити належне сумішоутворення. Процес сумішоутворення в дизельному двигуні залежить від таких фізико-хімічних властивостей палива:
в'язкість,
густина,
фракційний склад,
тиск насиченої пари,
поверхневий натяг
тощо.
Збільшення в'язкості палива веде до збільшення крапель у факелі, що значно погіршує розпилювання і випаровування палива. Паливо з великою в'язкістю догоряє в кінці так ту розширення, знижуючи економічність і підвищуючії димність відпрацьованих газів.
Паливо з малою в'язкістю також погіршує процес сумішоутворення. При його розпилюванні утворюються дрібні краплі, швидкість яких у щільному повітрі швидко падає, утворюючи укорочений факел. Внаслідок цього не весь об'єм камери згоряння використовується для приготування однорідної суміші і не все повітря бере участь у сумішоутворенні, що призводить до надлишку палива і неповного його згоряння.
З підвищенням густини збільшується довжина факела, знижується економічність і зростає димність відпрацьованих газів.
Важливою характеристикою для розпилювання палива є поверхневий натяг – розмір крапель прямопропорційний величині поверхневого натягу. З обважненням фракційного складу палива, підвищенням його густини поверхневий натяг збільшується. Для дизельних палив швидкохідних двигунів поверхневий натяг знаходиться у межах 0,027...0,030 Н/м, для палива тихохідних двигунів – більше 0,030 Н/м.
Палива з підвищеною температурою кінця кипіння називають обважненими (ОФС). Лабораторні дослідження і випробування показують, що можна збільшити ресурси дизельного палива на 3...4 % за рахунок більш глибокого відбору з нафти прямогонних фракцій з температурою википання на 25...30°С вище температури википання стандартного дизельного палива.
Полегшення фракційного складу за рахунок введення бензинових фракцій покращує експлуатаційні властивості обважених палив. Таким чином при значній дпзелізації автомобільного парку перспективним буде використання єдиного дизельного палива з температурою початку кипіння 66...80 °С і температурою перегонки 90 % – 360 °С, яке називають – дизельне паливо широкого фракційного складу (ШФС).