Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Технология / Конспекты / Лекции - горюче смазочные материалы

Лекции - горюче смазочные материалы

  • Технология

Название документа Виды топлива.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Введение

В состав агропромышленного комплекса страны входит огромный парк с/х техники. Для эксплуатации этой техники ежегодно требуется десятки миллионов тонн нефтепродуктов. К ним относится топливо, моторные и трансмиссионные масла, пластические смазки, технические жидкости. Для того чтобы рационально и экономно использовать нефтепродукты, необходимо овладеть определенными знаниями.

В данном предмете изучаются теоретические основы применения, дается оценка эксплуатационных свойств топлива, масел, смазок и жидкостей, необходимых для технически правильной эксплуатации машинно-тракторного парка, рационального использования нефтепродуктов и их экономии.


Глава 1. СВОЙСТВА И ВИДЫ ТОПЛИВА

1. Классификация и состав топлива

Топливо необходимо для получения теплоты с целью наиболее полного ее использования для нужд человека. Не каждое способное гореть вещество может быть топливом, поэтому оно должно обладать следующими свойствами:7

Топливо должно отвечать следующим основном требованиям:

  1. Присгорании выделять возможно большее количество теплоты;

  2. Сравнительно легко загораться и давать высокую температуру;

  3. Быть достаточно широко распространенным в природе;

  4. Доступным для разработки, дешевым при использовании;

  5. Сохранять свои свойства во время хранения;

  6. Не образовывать в процессе сгорания вредные для окружающей среды вещества.

Этим требованиям наиболее полно отвечают вещества органического происхождения: нефть, природные газы, ископаемый уголь, дрова, горючие сланцы, торф.

По агрегатному состоянию все виды топлива могут быть разделены на жидкие, газообразные и твердые, а по происхождению — на естественные и искусственные (табл. 1).

1. Общая классификация топлива

Агрегатное состояние

Происхождение

естественное

искусственное

Жидкое



Газообразное



Твердое

Нефть



Природный и нефтепромысловый газы


Ископаемые угли, горючие сланцы, торф, дрова

Бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, спирт, бензол, смолы (каменноугольная, торфяная, сланцевая).

Коксовый, доменный, конвертерный, ферросплавный, газы на нефтеперерабатывающих заводах.


Каменноугольный кокс, древесный уголь.



Топливо состоит из горючей и негорючей частей.

Горючая часть представляет собой совокупность различных органических соединений, в которую входят углерод, водород и сера.





Негорючая часть (балласт) — это минеральные примеси, в которые входят порода, зола и влага. Своим присутствием минеральные примеси и влага уменьшают содержание горючей массы в единице массы рабочего топлива; кроме того, при сжигании топлива на испарение влаги затрачивается определенное количество тепла. Поэтому с увеличением зольности и влажности уменьшается теплота сгорания топлива, увеличивается его расход у потребителя, соответственно увеличиваются расходы на добычу и перевозку.

Углерод С — основная горючая часть топлива. С увеличением его содержания тепловая ценность топлива повышается. В различных видах топлива содержится от 50 до 97 % углерода.

Водород Н — вторая по значимости после углерода составляющая. По сравнению с углеродом водорода в топливе содержится меньше (до 25%), однако при его сгорании теплоты выделяется в 4 раза больше.

Кислород О, входящий в состав топлива, не горит и не выделяет теплоты, поэтому фактически является внутренним балластом топлива. Его содержание в зависимости от вида топлива составляет 0,5...43%.

Азот N не горит и так же, как кислород, представляет собой внутренний балласт. Содержание его в жидких и твердых видах топлива невелико и составляет 0,5…1,5 %.

Сера Sпри сгорании выделяет определенное количество теплоты. Однако она весьма нежелательная составная часть топлива, ибо продукты ее сгорания - сернистый S02и серный S03ангидриды — вызывают сильную газовую или жидкостную коррозию металлических поверхностей. Содержание серы в топливе колеблется от долей процента до восьми.

Зола А представляет собой негорючий твердый остаток, образующийся после полного сгорания топлива. Присутствие ее в топливе нежелательно и даже вредно, так как снижается теплота сгорания, ухудшается загораемость, усиливаются абразивные износы, усложняется эксплуатация котельных установок и т. д.

Влага Wвесьма нежелательная примесь топлива, так как часть теплоты отбирается на испарение, снижаются выделение теплоты и температура сгорания топлива. В присутствии влаги усложняется эксплуатация установок (особенно в зимнее время), ускоряется процесс коррозии ит. д.

В зависимости от состава топлива в практике перещитывают его элементарный состав на следующие составляющие:

- рабочее топливо – это топливо, которое поступает к потребителям в естественном состоянии и содержит в себе кроме горючей части золу и влагу

Ср + Нр + Np + Op + Spл + Ар + Wp = 100%

р – рабочее; л – летучее.

- сухое топливо - Сс + Нс + Nс + Oс + Sсл + Ас = 100%

- горючее топливо – Сг + Нг + Sгл = 100%

- органическое топливо – Со + Но + Nо + Oо + Sол = 100%

Так как на практике используется только рабочее топливо, то возникает необходимость в пересчетах элементарного состава твердого и жидкого топлива с одной массы на другую. Этот пересчет производится с помощью коэффициентов:

Заданная масса топлива

Масса топлива, на которую делается пересчет

Рабочая

Сухая

Горючая

Органическая

Рабочая

1

100 / 100 - Wp

100 / 100 – (Ap + Wp)

100 / 100 – (Sрл + Ар + Wp)

Сухая

100 – Wp/ 100

1

100 / 100 - Ac

100 / 100 – (Scл + Ас)

Горючая

100 – (Ap + Wp)/100

100 – Ac / 100

1

100 / 100 - Sгл

Органическая

100 – (Spл + Ар + Wp) / 100

100 – (Sc + Ac) / 100

100 – Sгл / 100

1



Например, зная состав горючей массы топлива, можно найти состав рабочей его массы по формуле:

Ср = Сг *100 – (Ap + Wp)/100

Нр = Нг *100 – (Ap + Wp)/100

и т. д. Можно также перейти от рабочей к органической массе:

Со = Со *100 / 100 – (Sрл + Ар + Wp)

Но = Но *100 / 100 – (Sрл + Ар + Wp)

Горючая часть газообразного топлива состоит из водорода Н, оксида углерода СО, метана СН4 и других газообразных углеводородов (СnНm) с числом углеводородных атомов до четырех включительно. Основную тепловую ценность представляют метан и более тяжелые углеводороды. Оксид углерода дает небольшое количество теплоты.

Балластную часть составляют негорючие газы, такие как азот N, углекислый С02 и сернистый S02 газы, СО2, кислород 02 и пары воды Н2О, а так же различные смолы, угольная пыль и др..

2. Теплота сгорания топлива

Характеризуется количеством теплоты (МДж), которая выделяется при полном сгорании 1 кг жидкого или 1 м3 газообразного топлива. Различают высшую Qв и низшую Qн удельную теплоту сгорания. Высшая определяется при условии, что вода, образующаяся в процессе сгорания топлива, и влага, содержащаяся в нем, находится в жидком состоянии, а низшая – при условии , что вода, образующаяся при сгорании топлива, и влага, содержащаяся в нем, будет в парообразном состоянии. Низшая теплотворная способность бензина и дизельного топлива равна 42 – 44 МДж/кг.

Зная элементный состав, можно определить теплоту сгорания на основе закона Г. И. Гесса, согласно которому теплота сгорания зависит от состава начальных и конечных продуктов горения и не зависит от характера промежуточных реакций. В соответствии с этим теплота сгорания топлива будет равна суммарной теплоте сгорания всех его составных элементов. Однако при его сгорании получается несколько меньший тепловой эффект. Это объясняется тем, что топливо не механическая смесь элементов, а сложное химическое соединение и некоторая часть теплоты затрачивается на разрушение связей между молекулами.

Связь между высшей и низшей теплотой сгорания определяется уравнением:

Qpн = Qpв – 25,12(9Нр + Wp),

где Qpн, Qpв – низшая и высшая теплоты сгорания, 25,12(9Нр + Wp) – теплота затраченная на испарение влаги топлива и воды, образовавшейся от сгорания водорода топлива. На практике используется низшая теплота сгорания.

Если известен элементарный состав топлива то Qpн для твердого и жидкого топлива определяется по формуле Менделеева:

Qpн = 338Ср + 1025Нр – 108,5 (ОрSрл) – 25Wр

где Ср, Нр, Ор,Sрл ,Wр составляющие рабочей массы топлива в %.

Для газообразного топлива:

Qpн = 120 (СО + Н2) + 339 СН4 + 589 Сn Нm

Теплоту сгорания определяют не только расчетными методами, но и опытным путем, сжигая топливо в специальных приборах, называемых калориметрами( для этой цели берется навеска топлива массой 0,8-1,5 г и сжигается в атмосфере чистого кислорода. Количество выделенного тепла определяется по изменению температуры воды в калориметре).







В связи с тем что одна и та же масса различных видов топлива имеет различную теплоту сгорания, для удобства их сравнительной оценки введено понятие условного топлива, у которого Qpн = 29,3 при полном сгорании 1 кг или 1 м3 топлива.



Отношение теплоты сгорания данного топлива к теплоте сгорания условного топлива называется тепловым эквивалентом:

Э = Qpн /29,3

В таблице 2 приведены значения рабочей теплоты сгорания для основных видов топлива и их калорийные эквиваленты.

2. Теплота сгорания и калорийные эквиваленты топлива

Теплота

Тепловой

Вид топлива

сгорания

эквивалент


Qр.н, кДж/кг



Условное топливо (донец


29 308


1,00

кий каменный уголь)



Антрацит

30 230

1,03

Бурый уголь

14 235

0,49

Торф

13 440

0,46

Дрова

12 560

0,43

Нефть

41 867

1,42

Мазут

41 448

1,40

















3. Горение топлива

Для осуществления процесса горения к топливу необходимо подводить определенное количество воздуха. Если известен химический состав топлива, то для его полного сгорания можно определить теоретически необходимое количество воздуха. Для этого сначала нужно записать реакции горения отдельных составляющих топлива.

  1. Горение углерода происходит по уравнению

С + О2 = СО2 + 33,6 МДж / кг

Молекулярной массой вещества называют массу молекулы выраженную в атомных единицах массы (т. Менделеева), например Н2О = 2 * 1 + 16 = 18; СН4 = 12 + 1 * 4 = 16 Киломоль – называется количество вещества в кг равное его молекулярной массе Н2 µН2 = 2; 2 кг Н2 – 1 киломольН2 ; О2 µО2 = 32; 32 кг О2 – 1 киломоль О2hello_html_369ebd9d.jpg



hello_html_acefc1a.jpg



Атомная масса – это масса химического элемента, выраженная в атомных единицах массы (а. е.м.). За 1 а. е.м. принята 1/12 часть массы изотопа углерода с атомным весом 12. 1а.е.м.=1,6605655·10-27 кг. Атомная масса складывается из масс всех протонов и нейтронов в данном атоме. Изото́п — разновидность атома (и ядра) какого-либо химического элемента, отличающаяся от других изотопов только количеством нейтронов в ядре.





Для одного киломоля углерода можно записать: 12кг С + 32кг О2 = 44кг СО2

Следовательно при сжигании 1кг углерода до СО2 требуется 32 / 12 = 2,67кг О2

  1. Горение водорода происходит по уравнению

2 + О2 = 2Н2О + 139,19 МДж / кг

или 4кг Н2 + 32кг О2 = 36кг Н2О

Значит для сжигания 1кг водорода требуется 32 / 4 = 8кг О

  1. Горение серы происходит по уравнению

S + О2 = О2 + 9 МДж/кг

или 32кг S + 32кг О2 = 64кг SО2

Для сжигания 1кг серы требуется 32 / 32 = 1кг О2

Зная рабочий состав топлива, можно определить массовое количество кислорода, потребное для полного сгорания 1кг топлива, с учетом кислорода, имеющегося в топливе.

Так как в топочное устройство подводится не кислород, а воздух, в котором на 100 массовых частей приходится 23,3 массовых частей кислорода и плотность воздуха при нормальных физических условиях ρ = 1,29 кг / м3 то для сгорания 1кг топлива потребуется следующее теоретически необходимое количество воздуха:

Vт = 2,67Ср + 8Нр + Sрл – Ор / 100*0,233*1,293, м3 воздуха / 1кг топлива

В действительности для полного сгорания топлива теоретически необходимого количества воздуха оказывается недостаточно, так как поступающий в топочное пространство воздух не полностью перемешивается с топливом и часть воздуха, не приняв участие в горении, уходит с продуктами горения. Поэтому для обеспечения полного сгорания топлива подводят больше, чем теоретически необходимо, количество воздуха:

Vд = αVт

где α – к-т избытка воздуха.

Коэффициентом избытка воздуха называется отношение действительного количества воздуха к теоретическому:

α= Vд / Vт

Ориентировочные значения α

Вид топлива

α

Газообразное

Бензин

Дизельное

Бурый уголь, торф, дрова

Каменный уголь

Кокс, антрацит

1,05…1,2

0,90…1,15

1,20…1,40

1,50…2,00

1,30…1,900

1,40…1,60


Уменьшение к-та избытка воздуха в сравнении с его оптимальным значением приводит к повышению расходу топлива за счет неполноты его сгорания

При чрезмерном увеличении α процесс сгорания также будет неоптимальным из-за потерь теплоты на нагревание избыточного воздуха и снижение температуры горения.

Состав продуктов сгорания также характеризует процесс горения топлива.


Если в продуктах сгорания топлива СО, это свидетельствует о полном сгорании топлива. Наличие в продуктах сгорания СО или Н2 указывает на неполное сгорание топлива.

По составу продуктов сгорания топлива можно определить значение α.

  1. Неполное сгорание α = 1 / ( 1 – 3,76(О2 – 0,5СО) / N2)

  2. Полное сгорание α = 1 / ( 1 – 3,76О2 / N2)

где составные элементы выражены в %.



Пример. Определить низшую теплоту сгорания топлива Qpн и необходимое количество воздуха Vд на 1 кг топлива следующего состава.

Дано: Сг = 83%; Нг = 5,1%; Nг = 1,5%; О2г = 5,6%; Sг = 4,8%; Ар = 18,8%; Wр = 6%.

Решение: К = 1000 – (Ар + Wр) / 100 = 100 – (18,8 + 6) / 100 = 0,752

Ср = К*Сг = 0,752*83 = 62,4

Нр = К*Нг = 0,752*5,1 = 3,83

Ор = К*Ог = 0,752*5,6 = 4,21

Sр = К*Sг = 0,752*4,8 = 3,6

Nр = К*Nг = 0,752*1,5 = 1,128

Qpн = Qpн = 338Ср + 1025Нр – 108,5 (ОрSрл) – 25Wр = 24,8 МДж/кг

Vт = 2,67Ср + 8Нр + Sрл – Ор / 100*0,233*1,293 = 6,53 М3/кг

Vд = αVт = 1,15 * 6,53 = 7,51 м3/кг



















































Название документа Диз. топливо.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Топливо для дизелей

Дизели имеют следующие преимущества перед карбюраторными:

  1. Высокая экономичность;

  2. Применение в качестве топлива более широких фракций нефти;

  3. Меньшая пожароопасность;

  4. Лучшая приемистость и возможность перехода на режим с полной нагрузкой без полного прогрева двигателя;

  5. Надежность и долговечность в эксплуатации.

Дизели установлены на всех тракторах, комбайнах, мощных грузовых автомобилях.

Для обеспечения долговечной и экономичной работы дизеля топливо должно отвечать следующим требованиям:

  1. Обладать необходимой вязкостью и воспламеняемостью;

  2. Хорошо прокачиваться при различных температурах окружающей среды;

  3. Не содержать сернистых соединений, водорастворимых кислот и щелочей, механических примесей и воды.

Сгорание топлива в дизеляхhello_html_273ee10d.jpg













Существует два типа дизелей:

  1. Дизели с неразделенной камерой сгорания – в них топливо непосредственно впрыскивается через форсунку в камеру сгорания, заполненную сжатым воздухом. Под действием вихревых движений воздуха топливо распыляется, перемешивается, самовоспламеняется и сгорает. Д -37(Т-40); А-41 (ДТ-75); А-01М(Т-4А); Д-160(Т-130)

  2. Дизели с разделенной камерой сгорания – в них воспламенение и сгорание топлива начинаются в предкамере, а затем горение переходит во вторую основную камеру. Д-50(МТЗ-50); СМД-14(ДТ-75). За счет этого значительно улучшаются процессы перемешивания и сгорания топлива за счет интенсивного завихрения перетекающих из предкамеры в основную камеру продуктов сгорания.

Процесс горения можно разделить на четыре фазы:

I - Задержка самовоспламенения;

II - Быстрое горение или период интенсивного нарастания давления;

III - Замедленное горение;

IV - Догорание.







С заданным опережением Θ0 в точке 1 до прихода поршня в ВМТ начинается впрыскивание топлива и продолжается до точки 4. Общий период равен Θt. Однако горение топлива и сопутствующего ему увеличение температуры и давления в цилиндре не отмечается до точки 2. Плавное повышение давления в этот период происходит вследствие продолжающегося сжатия.hello_html_273ee10d.jpg

I фаза – в течении этой фазы (от точки 1 до точки 2) топливо распыляется, нагревается, испаряется, перемешивается и протекают предпламенные окислительные процессы, которые завершаются самовоспламенением небольшой (запальной) части паров топлива и воздуха. Основная же часть топлива растекается тонкой (до 0,2 мм) пленкой по поверхности камеры сгорания, соприкасаясь с горячей стенкой и нагретым воздухом она испаряется.

II фаза - она начинается сразу после окончания фазы I. Чем больше фаза задержки

самовоспламенения тем больше количество Индикаторная диаграмма процесса сгорания топлива

испарившегося топлива накапливается в камере

сгорания. В этом случае выделяемая теплота и давление нарастают в фазе II более интенсивно, когда пары смешанные с воздухом попадают в зону возгорания запального топлива и они начинают воспламеняться и сгорать во всем объеме камеры, между точками 2 и 3. Поэтому двигатель работает более жестко, из-за возникновения ударных волн, что приводит к интенсивному износу ЦПГ. Это возникает при увеличенном угле опережения впрыска топлива. Если топливо впрыснуто слишком поздно, то смесь сгорает уже в такте расширения, а отсюда потери тепла вместе с отработавшими газами резко увеличиваются, а мощность ДВС ухудшается. Период основного горения заканчивается когда поршень пройдет ВМТ на 10…200 поворота коленчатого вала.


III фаза - длится до конца поступления топлива в камеру сгорания.

IV фаза протекает во время хода расширения при понижении давления в цилиндре. Увеличение длительности этой фазы ведет к повышению температуры отработавших газов и дымности выпуска, снижению КПД двигателя, поэтому она должна быть максимально короткой. Практически эта фаза зависит от химического состава топлива.


Оценка самовоспламеняемости топлива и цетановое число.

Оценочным показателям дизельного топлива является цетановое число.

ЦЧ – это процентное по объему содержание цетана С16Н34 в смеси его с альфаметилнафталином С10Н7СН3, которая по самовоспламеняемости равнацена исследуемому топливу в стандартном двигателе.

С16Н34 парафиновый углеводород с малым периодом задержки самовоспламенения, его ц.ч. принято за 100 единиц

С10Н7СН3 ароматический углеводород, обладает большим периодом самовоспламенения, его ц. ч. Принято за 0 единиц.

Пример : самовоспламеняемость испытуемого топлива равноценна самовоспламеняемости смеси сотоящей из 45% цетана и 55% альфаметилнафталина, то ЦЧ топлива равна 45. По ГОСТу ДТ выпускается с ЦЧ 40…50 единиц.

Если ЦЧ топлива < 40 это приводит к увеличению периода задержки самовоспламенения и возникновению жесткой работы двигателя. ЦЧ > 50 применять не целесообразно т. к. при этом возрастает удельный расход топлива из-за уменьшения полноты его сгорания.

Определение ЦЧ возможна методом совпадения вспышек. Для этого используют одноцилиндровую установку ИТ9-3М в которой топливо самовоспламеняется от сжатия. Степень сжатия можно изменять от 7 до 23. Изменяя степень сжатия, добиваются начала самовоспламенения топлива строго в ВМТ. Затем подбирают такую смесь цетана с альфаметилнафталином, чтобы она при этих же условиях самовоспламенялась строго в ВМТ. Процентное содержание цетана в этой смеси дает ЦЧ испытуемого топлива.

ЦЧ можно определить также по его групповому хим. составу: ЦЧ = 0,85П + 0,1Н – 0,2А, где П,Н и А – содержание в топливе соответственно парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов в % по массе.

Марки и виды дизельного топлива

В соответствии с гостом ГОСТ 305-82 выпускается дизельное топливо трех марок: Л -летнее (00 и выше); З -зимнее (минус 200 и выше) и А –арктическое (минус 500 и выше).

По содержанию серы дизельное топливо делится на два вида: I – не более 0,2%; II – не более 0,5% для марок Л и З и не более 0,4% для марок А.

В обозначении летнего топлива входят цифры которые соответствуют содержанию серы в % и температуры вспышки в 0С – Л-0,2-40. В обозначении зимнего топлива содержание серы и температуры застывания – З-0,2-35. В марке арктического топлива добавляют только содержание серы – А-0,4.





Название документа Пластьитческие.docx

Поделитесь материалом с коллегами:



Пластические смазки.

Благодаря способности удерживаться в рабочей зоне пар трения, пластичные смазки служат гораздо дольше, а суммарный расход их при эксплуатации автомобиля гораздо меньше, чем обычных автомобильных масел. Смазки обладают рядом преимуществ перед жидкими маслами: к примеру, их свойства меньше зависят от температуры, большинство из них продолжают свою работу по смазыванию трущихся деталей после попадания в них воды.

Благодаря существованию жесткого молекулярного каркаса пластичная смазка ведет себя, при относительно небольших касательных напряжениях, как твердое тело. Когда касательное напряжение достигает некоторой критической величины, "каркас" смазки ломается и последняя приобретает свойства жидкости. При снятии нагрузок "каркас" образуется вновь, тем самым возвращая смазкам свойства твердого тела.

Любую автомобильную пластичную смазку получают путем добавления к смазочным маслам различных видов загустителей, в обязанности которого входит создание того самого "каркаса". Смазочные материалы, на базе которых изготовляют смазки, называются дисперсионной средой. В качестве дисперсионной среды для приготовления смазок, применяемых в автомобилях, обычно используются мало- и средневязкие нефтяные смазочные масла. Например, для приготовления солидола используют индустриальные масла, для "Литола-24" смесь веретенного АУ и Индустриального-50. В качестве загустителя, в основном, применяют соли жирных кислот - мыла. По массе количество загустителя обычно не превышает 20%. Для предотвращения окисления при эксплуатации, повышения стабильности и улучшения вязкостно-температурных свойств в состав пластичных смазок вводятся различные присадки. Кроме присадок в смазку может добавляться твердый наполнитель, который значительно улучшает антифрикционные свойства смазок. В качестве наполнителя чаще всего используют графит или дисульфид молибдена.

По составу смазки разделяют на четыре группы.


1. Мыльные. В качестве загустителя используются соли высших карбоновых кислот (мыла). Наиболее распространены кальциевые, литиевые, бариевые, алюминиевые и натриевые смазки.


2. Неорганические. В качестве загустителя использованы термостабильные высокодисперсные неорганические вещества. Это силикагелевые, бентонитовые, графитные смазки и др.


3. Органические. Для их получения используют термостабильные, высокодисперсные органические вещества. Это полимерные, пигментные, полимочевинные, сажевые смазки и др.


4. Углеводородные. В качестве загустителей используют тугоплавкие углеводороды: петролатум, церезин, парафин, разнообразные природный и синтетический воск.



Назначение и требования к пластичным смазкам



Для смазки автомобилей наряду с жидкими маслами применяются пластичные смазки, находящиеся в пластическом мазеобразном состоянии. Применяются они в таких узлах автомобилей, где трудно создать герметичность для жидкого масла и трудно защитить поверхности деталей от проникновения влаги, пыли, грязи.


Пластичные смазки обладают более низкими смазочными качествами,, чем жидкие масла, и поэтому применяются там, где относительно невелики потери на трение. В некоторых случаях пластичная смазка применяется только или главным образом для защиты от коррозии.


Требования к автомобильным пластичным смазкам вытекают из их назначения и сводятся к следующему:


-- разделять трущиеся детали прочной смазочной пленкой для уменьшения износов и потерь на трение;


-- удерживаться в узлах трения, не вытекая из них;


-- защищать трущиеся детали от попадания пыли, влаги и грязи;


-- не вызывать коррозионного износа деталей;


-- легко припрессовываться (прокачиваться) по смазочным каналам, не требуя для этого слишком больших давлений;


-- не изменять длительное время своих свойств в процессе работы и хранения;


-- быть экономичными и недефицитными.



Физико-механические свойства пластичных смазок


Поведение смазки во время эксплуатации агрегатов намного сложнее, чем жидкого автомобильного масла, а потому, для всесторонней оценки качеств пластичных смазок необходимо принимать во внимание достаточно большое количество свойств. С одной стороны, любая смазка является твердым телом, а значит, характеризуется пределом прочности. С другой - мы имеем дело с жидкостью, что предполагает рассмотрение таких характеристик как вязкость.


Прочность смазки должна быть достаточной для того, чтобы смазка в процессе эксплуатации не сбрасывалась с трущихся поверхностей деталей и не вытекала из узлов трения. Напротив, излишне прочная смазка плохо, а то и совсем не будет поступать в зону контакта трущихся пар, что может привести к их заеданию. Чем ниже предел прочности, тем мягче смазка.


Вязкость - характеризует поведение пластичной смазки в узлах трения, когда она (смазка) приобретает свойства жидкости. В отличие от смазочного масла, вязкость которого при определенной температуре является постоянной величиной, вязкость смазки в наибольшей степени зависит от скорости деформации: с увеличением таковой вязкость понижается. Это - положительное качество автомобильных смазок, так как оно способствует снижению энергетических потерь, к примеру, в подшипниках качения.


Теплостойкость. При достижении смазкой температуры каплевыпадения, смазка перестает существовать как твердое тело. Но некоторые из смазок при гораздо меньшей температуре распадаются на масло и загуститель, т.е. на те компоненты из которых они состоят. Другие смазки напротив, при нагревании и последующем охлаждении в результате химических превращений, либо окисления, а также испарения термоупрочняются. В результате этих процессов предел прочности недопустимо увеличивается и они теряют свои смазочные свойства.


Морозостойкость смазки определяется её способностью восстанавливать свой"каркас" при низких температурах, а также течь или, иными словами, не застывать. При отрицательных температурах смазка с низкой морозостойкостью либо не позволит



трущимся деталям взаимно перемещаться, либо при приложении критических усилий расслоится и уже не сможет проникать в зону непосредственного контакта деталей.


Механическая стабильность - это способность смазки сохранять свои свойства после деформацию После постоянного деформирования свойства смазки меняются: у большинства смазок изменяется предел прочности - происходит разупрочнение. Затем в течение некоторого времени - периода "отдыха" - предел прочности постепенно увеличивается, но, в большинстве случаев он не достигает исходной величины, а иногда, напротив, - значительно её превосходит, происходит упрочнение смазки. Изменение свойств той или иной смазки зависит как от интенсивности, так и от продолжительности воздействия. Механически нестабильную смазку не рекомендуется применять в недостаточно герметичных узлах.


Физико - химическая стабильность. Нарушение состава и свойств смазки может происходить в результате испарения или самопроизвольного выделения дисперсионной среды (физическая нестабильность) или окисления (химическая нестабильность).


Водостойкость. Водостойкие пластичные смазки не смываются водой с трущихся пар и любой иной поверхности, не растворяются в воде сами, не поглощают воду и не вступают с водой в химическую реакцию


Адгезия - связь, возникающая на молекулярном уровне между смазанной поверхностью и нанесенной на неё смазкой. Смазка обладающая хорошей адгезией липкая на ощупь, её трудно стереть и смыть с поверхности.


Противозадирные свойства - свойства, характеризующие способность смазки предотвращать заедание и задиры трущихся поверхностей при высоких удельных нагрузках


Противоизносные свойства - - свойства, характеризующие способность смазки существенно снижать износ контактирующих поверхностей трущихся деталей при относительно невысоких удельных нагрузках. Смазки, имеющие хорошие противоизносные характеристики, далеко не всегда способны предотвратить задир.


Противокоррозийные свойства определяются отсутствием коррозийного действия смазки на металлические поверхности, а консервационные свойства - способностью предохранять поверхности, на которые они нанесены, от коррозийного воздействия внешней среды.

Марки пластичных смазок и их применение



Применяемые для смазки автомобилей пластичные смазки по их основному назначению подразделяют на антифрикционные, защитные и уплотнительные.


Антифрикционные смазки снижают износ и трение сопряженных деталей механизмов, ниже приведены применяемые группы антифрикционных смазок.


Антифрикционные смазки общего назначения для обычных температур (группа С) используют для узлов трения с рабочей температурой до 70°С. К этой группе смазок относят; солидолы, смазки AM (карданные), ЯНЗ-2, графитную УСсА, ЛИТОЛ-24 и ЦИАТИМ-201.


Солидолы вырабатывают загущением индустриальных масел кальциевыми мылами Жирных кислот, получаемых на основе натуральных растительных масел (жировой солидол) или синтетических жирных кислот. Солидолы предназначены для смазывания грубых и малоответственных поверхностей трения машин и механизмов, ручного инструмента. Солидолы работоспособны в течение относительно малого срока времени.



Пресс-солидол С используют главным образом для поверхностей трения шасси автомобилей, к которым он подается под давлением; солидол С -- для смазывания подшипников качения и скольжения, шаровых, винтовых и цепных передач, тихоходных шестеренных редукторов и других узлов трения. Жировой солидол УС, представляющий собой однородную мазь от светло-желтого до темно-коричневого цвета, выпускают двух марок: УС-1 (пресс-солидол) и УС-2, работоспособность которых ограничена диапазоном температур от -50 до +65°С. В маркировке буквы обозначают: у -- универсальная, с -- синтетическая, с -- сред не плавкая. Гидратированная кальциевая смазка графитная УСсА применяется для смазывания рессор автомобилей, открытых зубчатых колес, торсионных подвесок, резьб домкратов. По внешнему виду -- это однородная мазь от темно-коричневого до черного цвета. Применять солидолы в качестве защитных смазок не рекомендуется, так как в них содержится до 3 % воды, которая может вызывать коррозию металла под слоем смазки.


Смазка ЯНЗ-2 -- автомобильная тугоплавкая кальциево-натриевая служит дня смазывания подшипников ступиц колес, червячного вала коробки передач, генераторов автомобилей и др. По внешнему виду это однородная мазь от светло-желтого до темно-коричневого цвета. Может заменять солидол.


Смазка ЛИТОЛ-24 -- универсальная смазка на литиевых мылах 12-оксистеариновой кислоты предназначена для поверхностей трения, для которых рекомендуются солидолы и смазка ЯНЗ-2.


До недавнего времени большую часть литиевых смазок готовили на мылах стеариновой кислоты -- ЦИАТИМ-201, которая предназначена для узлов трения, работающих при относительно низких нагрузках и невысоких температурах.


Смазки для повышенных температур (группа 0) используют для узлов трения с рабочей температурой до 110°С, К этой группе относятся смазки: ЦИАТИМ-202, ЛЗ-31, 1-13.


Смазка ЦИАТИМ-202 служит для смазывания подшипников качения, работающих в интервале температур -40 -- +110°С. Смазка токсична, и при работе с ней следует применять индивидуальные средства защиты. По внешнему виду это однородная мягкая мазь от желтого до светло-коричневого цвета.


Смазку ЛЗ-31 применяют для закрытых подшипников качения, не контактирующих с водой, а также для выжимного подшипника сцепления автомобилей ЗИЛ и ГАЗ, работающих в интервале температур от --40 до +20°С. По внешнему виду это мазь от светло-коричневого до светло-желтого цвета.


Смазка 1-13 на натриевых и натриево-кальциевых мылах предназначена для смазывания подшипников качения, опор карданного вала, первичного вала коробки передач, ступиц колес, оси и шарниров педалей управления. Смазка готовится загущением нефтяных масел натриево-кальциевым мылом касторового масла. Вариант указанной смазки -- смазка 1-ЛЗ, отличающийся присутствием антиокислителя дифениламина. Смазка по внешнему виду -- однородная мазь от светло-коричневого до коричневого цвета, применяется при температуре от --20 до +110°С„


Смазка Консталин (1 и 2) изготавливается на натриевых и натриево-кальциевых мылах, служит для поверхностей трения, работающих в условиях отсутствия влаги при температуре от --20 до +110°С. По внешнему виду -- это однородная мазь от светло-желтого до темно-коричневого цвета.


Редукторные (трансмиссионные) смазки (группа Т) предназначены для зубчатых и винтовых передач всех видов. К этой группе относится индустриальная кальциевая смазка ЦИАТИМ-208, Смазку используют для смазывания тяжелонагруженных шестеренных редукторов, работающих при температуре от--30 до +100°С. По внешнему виду это


однородная вязкая жидкость черного цвета. Смазка токсична, поэтому при работе с ней следует применять индивидуальные средства защиты.


Морозостойкие смазки (группа Н) предназначены для поверхностей трения с рабочей температурой -- 40°С и ниже. К этой группе 'относятся смазки ВНИИНП-257, ОКБ--122--7. Смазку ВНИИНП-257 применяют для смазывания шарикоподшипников и маломощных зубчатых передач. Смазка морозостойка, это мягкая консистентная мазь черного цвета, температура применения от -60 до + 150°С. Смазка ОКБ-122-7 служит для смазывания шарикоподшипников и других поверхностей трения, работающих в интервале температур от -40 до +ЮО°С. По внешнему виду это мазь от светложелтого до светло-коричневого цвета.


Химически стойкие смазки (группа X) предназначены для узлов трения, имеющих контакт с агрессивными средами. К этой группе откосятся смазки; ЦИАТИМ-205, ВНИИНП-279. Смазка ЦИАТИМ-205 предохраняет от спекания неподвижные резьбовые соединения., работающие при температуре --60 -- +50°С. По внешнему виду это однородная вазелинообразная мазь от белого до светло-кремового цвета.


К противозадирным и противоизносным смазкам (группа И) относится смазка ЦИАТИМ-203, которая служит для смазывания высоконагруженных шестеренных передач, червячных редукторов, опор скольжения и качения при температуре от -50 до +90°С. Это однородная мазь темно-коричневого цвета без комков.


Защитные (консервационные) смазки (группа К) предназначены для защиты металлических изделий и механизмов от коррозии при хранении, транспортировании и эксплуатации. Наиболее распространенной защитной смазкой является технический вазелин (УН). Консерва-циснные смазки по объему производства занимают второе место после антифрикционных (около 15 % в общем объеме производства смазок). При правильном нанесении защитных смазок они препятствуют проникновению к металлической поверхности коррозионно-агрес-сибых веществ, влаги и кислорода воздуха, тем самым предотвращают коррозию в течение 10--15 лет. Для улучшения защитных и противокоррозионных свойств в смазки вводят специальные присадки. Наряду с пластичными защитными смазками используют жидкие консервационные масла, пленкообразующие ингибиро-ванные нефтяные составы (ПИНС), мастики и некоторые другие продукты нефтяного происхождения. Несмотря на широкое распространение консервационных пластичных смазок, они имеют ряд недостатков. Одним из серьезных является большая трудность нанесения и удаления их с защищаемых поверхностей по сравнению с жидкими продуктами. Чтобы нанести или удалить смазку, зачастую приходится разбирать механизм, что осложняет и удлиняет консервацию и расконсервацию изделий.

Название документа Презинтация по нефти.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

hello_html_m7a28fe04.png



























hello_html_5c299f8e.jpg





























hello_html_7a8e82f2.png





























hello_html_m15d36555.png



























hello_html_m5c629582.png



























hello_html_m61b616c5.jpg





























hello_html_m5ce4d753.png





























hello_html_m1d52cace.png



























hello_html_2e08b32f.png



























hello_html_m69daf18.png





























hello_html_m4ce0d2f1.png

























Перегонка нефти представляет собой физический процесс разделения ее на фракции, различающиеся температурой кипения. Нефть проходит по змеевику печи, плавно нагревается до температуры 330…350 0С и испаряется.

Мазут нагревают, в вакуумной трубчатой печи, и испаряют перегретым паром при температуре 410…4300С, из легкокипящих фракций получают маловязкие масла; из высококипящих – средние и тяжелые масла.



























hello_html_m11913e6a.png



























hello_html_m2b819687.png





























hello_html_m1c8a6e8c.png

hello_html_3d98c906.png

hello_html_6c9952e.pnghello_html_m7ccee0fd.png



hello_html_729c24ad.png

hello_html_8e38676.png

























































hello_html_m2ddf62cc.png













hello_html_m1b10e1f5.png

































































Название документа Смазка.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Общие сведения о внешнем трении, износе и смазочных материалах

Виды трения, способы смазывания.

При работе различных узлов и механизмов происходит взаимное перемещение соприкасающихся поверхностей деталей, при этом возникает внешнее трение – это сопротивление относительному перемещению, на преодоление которого затрачивается определенная энергия, В результате внешнего трения детали изнашиваются. При взаимном перемещении возникают силы трения – это сила сопротивления относительному перемещению поверхностей.

Сила трения определяется по формуле: F = μP, где μк-т трения зависящий от материала и качества обработки поверхности = 0,1…0,9; P – нагрузка, действующая перпендикулярно к трущейся поверхности.

Виды трения:

- скольжения, качения;

- без смазочного материала, со смазочным материалом;

- покоя (фрикционные передачи, тормозные системы), движения.

Сила трения качения меньше силы трения скольжения, поэтому там где возможно применяют подшипники качения (тем более их проще заменить).

Виды смазочных материалов:

- газовое – (смазка, при которой поверхности трения деталей, находящихся в относительном движении, разделяются газом. В качестве последнего применяют в основном воздух, азот, неон и хладон, а также газы с очень низким коэффициентом вязкости (водород). ГС применяют в узлах трения точных приборов, аппаратуре ядерных установок, ультрацентрифугах, газовых турбинах, турбокомпрессорах);

- жидкостное – (смазка, при которой разделение поверхностей трения деталей, находящихся в относительном движении, осуществляется жидким смазочным материалом) (автомобильные и другие машинные масла) нефтяные (автолы, нигролы) и растительные масла (касторовое масло).

- полужидкими ( вазелины, солидолы, консталины и др);

- твердое – (смазка, при которой разделение поверхностей трения деталей, находящихся в относительном движении, осуществляется твердым смазочным материалом такими как - графит, слюда, тальк и пр).

Методы смазывания: непрерывное и периодическое, циркулярное (смазывание, при котором смазочный материал после прохождения по поверхности трения вновь подается к ней механическим способом), одноразовое.

По способу подачи: под давлением, погружением, набивкой, кольцами (смазывание, при котором смазочный материал подается к поверхностям трения кольцом, увлекаемым во вращение валом. (Смазывание может осуществляться свободным или закрепленным на валу кольцом.)

При трении без смазочного материала резко повышается изнашивание трущихся поверхностей; возрастает расход энергии на преодоление трения; возрастает температура в зоне трения, а это вызывает задиры, выплавляются подшипники и т. д.

При трении со смазочным материалом обеспечивается жидкостное смазывание , при этом происходит разделение трущихся поверхностей устойчивой масляной пленкой, за счет чего повышается надежность и долговечность работы двигателя.

Граничная смазка – смазка, при которой трение и износ между поверхностями, находящимися в относительном движении, определяются свойствами поверхностей и граничных слоев смазочного материала.

Полужидкостная (смешанная) смазка – смазка, при которой осуществляется частично жидкостная, частично граничная смазка.

hello_html_m1e3412b6.jpghello_html_m1e3412b6.jpg

hello_html_m1e3412b6.jpghello_html_m1e3412b6.jpg







Сухое трение Граничная смазка Полужидкостная смазка Жидкостная смазка

Виды и характеристики изнашивания деталей машин.

Изнашивание – это процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела. На практике можно лишь снизить изнашивание деталей (здесь большую роль играет качество смазочного материала).

Виды изнашивания:hello_html_220a15ca.png

















Виды смазочных материалов.

По материалу основы смазки делятся на:

- минеральные или нефтяные — являются основной группой выпускаемых смазочных масел (более 90 %). Их получают при соответствующей переработке нефти.

- синтетические — получаются путем синтеза из органического и неорганического сырья. ( полимеризация жидких или газообразных углеводородов нефтяного и ненефтяного сырья; синтез кремнийорганических соединений – полисиликонов; получение фтороуглеродных масел, силиконовые смазки). Синтетические масла обладают всеми необходимыми свойствами, однако из-за высокой стоимости их производства применяются только в самых ответственных узлах трения.

- органические — имеют растительное (получают путем переработки касторового масла, пальмового масла и др.) или животные масла вырабатывают из животных жиров (баранье и говяжье сало, технический рыбий жир, костное и спермацетовые масла и др.).



По назначению:

- Моторные масла — применяемые в двигателях внутреннего сгорания.

- Трансмиссионные и редукторные масла — применяемые в различных зубчатых передачах и коробках передач.

- Гидравлические масла — применяемые в качестве рабочей жидкости в гидравлических системах.

- Индустриальные масла (текстильные, для прокатных станов, закалочные, электроизоляционные, теплоносители и многие другие) — применяемые в самых разнообразных машинах и механизмах с целью смазывания, консервации, уплотнения, охлаждения, выноса отходов обработки и др.

- Электропроводящие смазки (пасты) — применяемые для защиты электрических контактов от коррозии и снижения переходного сопротивления контактов. Электропроводящие смазки изготавливаются консистентными.

- Консистентные (пластичные) смазки — применяемые в тех узлах, в которых конструктивно невозможно применение жидких смазочных материалов.

По температуре применения:

- низкотемпературные – для узлов с температурой не выше 600С (приборные, индустриальные и т. п.);

- среднетемпературные – применяемые при 150…2000С (турбинные, компрессорные, цилиндровые и т. п.);

- высокотемпературные – до 3000С (моторные масла).

Назначение смазочных материалов.

  1. Предотвращать или уменьшать изнашивание трущихся поверхностей, предохранять их от заедания при любых режимах работы т. е. обеспечивать жидкостное трение.

  2. Уменьшить силу трения между сопряженными поверхностями т. е. уменьшить затраты мощности на преодоление трения.

  3. Отводить тепло от трущихся сопряженных и нагреваемых деталей, не допуская их перегрева.

  4. Защищать рабочие поверхности деталей от коррозии (из-за воздействия воды, кислот, кислорода).

  5. Препятствовать прорыву рабочей смеси и отработавших газов в картер двигателя т. е. улучшать компрессию ЦПГ.

  6. Смывать с трущихся поверхностей деталей продукты износа и др. загрязнения.

  7. Защищать поверхности деталей от образования на них смолистых отложений и нагаров.

Требования к СМ.

  1. СМ должны обладать определенной вязкостью.

  2. СМ должны иметь высокую термоокислительную стойкость.

  3. Обладать хорошими противокоррозионными и противоизносными свойствами.





  1. Обладать хорошей прокачиваемостью при различных температурах окружающей среды.

  2. СМ должны работать максимально возможный срок до замены.

Присадки к маслам.

Наиболее эффективный и дешевый метод улучшение свойств СМ является легирование их спец. присадками.

В зависимости от действия присадки делятся на - антиокислительные, противокоррозионные, моющие, противоизносные, вязкостные, противопенные, депрессорные (для снижения температуры застывания) и т. д. При этом они должны отвечпть следующим требованиям: хорошо растворяться в маслах; не выпадать в осадок от изменения температуры и при хранении; быть термически и химически стабильными; не изменять своего функционального назначения при применении его в двигателе; не нарушать других качеств масел.

Виды присадок.

Антиокислительные присадки улучшают стабильность масла против окисления при высоких температурах. В качестве антиокислительных присадок чаще всего используются соединения, содержащие азот и фосфор и др.Эти присадки могут задерживать начало процесса окисления, разрушать образующиеся гидроперекиси и тем самым подавлять реакции разветвления цепей, а также взаимодействовать с продуктами окисления углеводородов и образовывать новые вещества, обладающие антиокислительными свойствами. Марки: ДФ-11, ДФБ, ДФ-1, ВНИЦНП-354, ИХП-21, МНИИП-22К, КАСП-13, «Бория», ДБК, Агидол-2.

Противокоррозионные присадки добавляют в масла для снижения коррозии металлов, особенно сплавов цветных металлов (медно- свинцовые и др.). В качестве указанных присадок используются различные соединения: трибутилфосфит, трифенилфосфит, осерненное масло, алкилфеноляты щелочных и щелочноземельных металлов. Механизм действия этих присадок сводится к образованию на металле защитных плёнок, которые препятствуют непосредственному воздействию коррозионно-активных веществ на металл. Другим направлением действия присадки может быть нейтрализация коррозионно-агрессивных продуктов, образующихся при сгорании сернистого топлива и окисления масла. Марки: ДФ-1, ЛАКИ-317 и др.

Моющие и диспергирующие присадки препятствуют образованию лаков и нагаров на деталях цилиндропоршневой группы. В качестве моющих присадок широкое применение получили соли различных сульфо- и карбоновых кислот, алкилфеноляты, беззольные, малозольные полимерные присадки и др. Присадка СБ-3 относится к малозольным и низкощелочным сульфонатам, применяется в качестве моюще-диспергирующей, противоизносной; MACK -многозольный алкилсалицинат кальция; ПМСЯ - многозольная сульфанатная присадка; ВНИИНП-360 - высокощелочная присадка (до 6%).

Механизм действия моюще-диспергирующих присадок заключается в переводе нагарообразующих веществ в суспензию и удерживании их в этом состоянии.


Противоизносные присадки содержат поверхностно- активные вещества, которые при повышении температуры образовывают пленки, препятствующие схватыванию трущихся деталей.

При использовании противозадирных присадок продукты их разложения химически взаимодействуют с металлом при высоких температурах трения. При этом образуются соединения, обладающие меньшим сопротивлением срезу и более низкой температурой плавления, чем чистые металлы, что и препятствует заеданию трущихся поверхностей. В присадки входят сера, фосфор и хлор, в некоторые из них - свинец, сурьма молибден в сочетании с серой или фосфором.

Вязкостные присадки (3-5%) вводят смазочные масла, чтобы придать им необходимые вязкостно- температурные свойства, высокий индекс вязкости и хорошую прокачиваемость при отрицательных температурах. Такие присадки представляют собой высокомолекулярные соединения (полиизобутилены, поливинилалки-ловые эфиры, полиметакрилоты и др.). Эти присадки в меньшей степени изменяют свои свойства под воздействием высоких температур и механических сил. Масло, загущенные этими присадками, обладают хорошими вязкостными свойствами, обеспечивают легкий пуск двигателя при низких температурах и поэтому используется как всесезонные масла. Марки: КП-5, КП-10, КП-20, ПМА «В-1», ПМА «В-2», ВИНИПОЛ ВБ-2, ИХП-234, Атопол.

Депрессорные присадки (0,5-1%) вводят в смазочные масла, чтобы сделать их пригодными для использования при низких температурах окружающей среды. Депрессоры препятствуют образованию при низких температурах сплошных кристаллических сеток, благодаря чему, смазочное масло сохраняет подвижность. Марки: АЗНИИ, АЗНИИ-ЦИАТИМ-1, АФК, ПМА «Д». Их добавляют в моторные и трансмиссионные масла.

Противопенные присадки «тысячные доли %» добавляют к маслам, применяемым в тех узлах, где происходит вспенивание масла в результате чего резко ухудшаются условия смазки трущихся поверхностей. Эти вещества снижают прочность поверхностных пленок, которые разделяют газовые пузырьки и жидкую фазу. В качестве противопенных присадок используют полиметилсилоксан (ПМС-200А), по­лидиметилсилоксан, полиэтилсилоксан и др. Эти присадки вводятся совместно с моющими, поскольку последние способствуют вспениванию масла.

Многофункциональные присадки

Для придания смазочному маслу комплекса определенных эксплуатационных свойств в них вводят несколько органических соединений, обладающих различными функциональными качествами. Многофункциональные присадки сообщают маслу целый набор заданных эксплуатационных свойств: антиокислительные, противонагарные, противокоррозионные и др.К многофункциональным присадкам относятся алкилфенольные, фенолсульфидные и полимерные соединения, содержащие фосфор и серу.

Алкилфенольные присадки БФК, КФК, ВНИИНП-370, ВНИИНП-371 обладают высокими противокоррозионными, моющими противонагарными и антиокислительными свойствами.

Фенолсульфидные присадки АЗНИИ, АЗНИИ-ЦИАТИМ-1, ЦИАТИМ-339 и др. обладают хорошими противокоррозионными и моющими свойствами, улучшают смазочную способность и снижают температуру застывания масла.

Полимерные (содержат фосфор и серу) присадки характеризуются высокими моющими и диспергирующими свойствами, а также в ряде случаев улучшают вязкостно-температурные качества и снижают температуру застывания, повышают антиокислительную способность и ослабляют коррозионную агрессивность.



При составлении композиций присадок происходит сложное химическое взаимодействие компонентов, в результате чего не только усиливаются определенные свойства, но и проявляются новые качества.

Свойства масел.

Вязкостные свойства.

Вязкость - один из важнейших показателей, характеризующих пригодность масла для применения в том или ином двигателях. Определенная вязкость нужна для образования смазочного слоя между трущимися поверхностями. Для этого лучше использовать масла с большей вязкостью. Однако увеличение вязкости масла ведет к повышению непроизводительных потерь мощности двигателя на трение, снижению КПД. Поэтому вязкость масла должна быть минимальной, но достаточной для создания жидкостного трения.

Кроме того, вязкость определяет низкотемпературные свойства масла, т.е. способность обеспечивать легкий пуск двигателя при низких температурах окружающей среды и надежную подачу масла к коренным и шатунным подшипникам в период пуска и прогрева двигателя.

С изменением температуры масло в значительной степени изменяется его вязкость. Вязкостно-температурные свойства масел оценивают индексом вязкости. Чем выше индекс вязкости масел, тем в меньшей степени изменяется его вязкость с изменением температуры, а значит, выше его качество. Такое масло при высоких температурах надёжно смазывает трущиеся детали, а при низких обеспечивает легкий пуск двигателя и имеет хорошую прокачиваемость. hello_html_362b9295.png

Способ определения индекса вязкости масла заключается в использовании номограммы на основе значений кинематической вязкости масла при 100 °С и 50 °С (при помощи вискозиметра). Для этого по вертикали и горизонтали проводят линии от точек соответствующих значениям вязкости масла при 100 °С и 50 °С и в месте их пересечений находят значение индекса вязкости. Значение индекса вязкости порядка 90—100 и выше характеризуют хорошие, а ниже 50—60 — плохие вязкостно-температурные свойства масла.





Термоокислительная стабильность масел

Склонность смазочных масел к образованию на деталях лаков и нагаров является важнейшим показателем эксплуатационных свойств масла. Этот показатель определяют по термоокислительной стабильности масла.





На высоконагретых деталях двигателя образуются отложения (нагары, лаки).

Нагарами – это углистые отложения, которые образуются на стенках камеры сгорания, днищах поршней, клапанах, форсунках и свечах.

Лаки, или лаковое отложение, представляет собой тонкие и прочные пленки, образующиеся на поршневых кольцах, канавках и юбках поршней, шатунах и других деталях.

Процесс нагарообразования заключается в том, что образующиеся в результате окисления и окислительной полимеризации смолисто- асфальтовые вещества откладываются на поверхностях деталей и удерживают продукты неполного сгорания топлива, механические и другие примеси. Под воздействием высокой температуры процесса сгорания рабочей смеси эти продукты закоксовываются и частично сгорают. Толщина образующегося слоя со временем увеличивается, ухудшается теплоотвод, что приводит к повышению температуры. В этих условиях часть нагара начинает гореть. При достижении определенной толщины слоя нагара устанавливается фаза равновесного состояния, при которой скорости образования и сгорания нагара равны. Толщина слоя нагара на деталях может быть различной и зависит от режима работы двигателя. При режиме его полной нагрузки слой нагара меньше, чем при малонагруженном режиме с более низкой температурой деталей. Нагарообразование в двигателе зависит от полноты сгорания топлива, качества масла и топлива, их загрязненности, пыли, попадающей с воздухом.

Образование лаковых пленок на поверхностях деталей происходит следующим образом. На поверхности высоконагретой детали происходят окисление тонкого слоя масла; коагуляция на поверхности детали из масла твердых продуктов окисление и сгорания топлива, конденсация продуктов окисления топлива и масла из продуктов сгорания рабочей смеси. При повышении содержания серы в топливе повышаются отложения, они становятся более плотными и трудноудалимыми.

Для уменьшения отрицательного воздействия нагара и лака к маслам добавляют моющедиспергирующие и антиокислительные присадки. Эксплуатационные свойства таких масел оценивают по загрязненности деталей цилиндропоршневой группы.

Термоокислительная стабильность масел характеризуется временем в течении которого тонкий слой масла превращается в лаковую пленку. Чем выше значение этого показателя, тем меньше склонность масла к лакообразованию и меньше пригорание поршневых колец.

Противокоррозионные и противоизносные свойства масел.

Коррозия металлов и особенно сплавов цветных металлов, применяемых в антифрикционных подшипниках (вкладышах), характеризуется последовательным протеканием следующих процессов: появление на рабочей поверхности шероховатых точек и пятен; концентрация коррозионных точек в области появившихся пятен; образование в местах концентрации коррозионных точек небольших раковин, уходящих в глубь материала; появление трещин, соединяющих образовавшиеся раковины; выкрашивание материала по образовавшимся трещинам.

Коррозионность масла определяют специальными приборами, имитирующими условие работы масла в двигателе. Рассмотрим определение коррозионности по методу Пинкевича. Суть метода заключается в определении потери массы металлической пластинки (из свинца или свинцовистой бронзы) при периодическом воздействии на нее нагретого масла и кислорода воздуха. Температура масла составляет 140± 2°С.В течение 1мин. пластинки 15 раз погружается в масло. Продолжительность испытания 50 часов. После испытания пластинки вынимают из пробирок, тщательно промывают, высушивают и взвешивают.





Противоизносные свойства масла характеризуют его способность уменьшать износы сопряженных трущихся деталей. Основными показателями масла, обуславливающими эти свойства, являются вязкость и смазывающая способность (маслянистость).

Для оценки противоизносных и противозадирных свойств масел применяются различные машины трения. Наиболее широкое распространение получила так называемая четырехшариковая машина. При испытании образца масла в данной машине оценочными показателями являются: коэффициент трения, износ трущихся стальных шариков и нагрузка, при которой наступает заклинивание (задир) шариков, т.е. разрушается масляная пленка. На верхний шарик, закрепленный в шпинделе и вращающийся с частотой 1500 об/мин, в течение 1 мин. ступенчато воздействует возрастающая нагрузка, Износ оценивают при помощи специального оптического микроскопа по среднему диаметру износного пятна на нижних трех шариках. Чем больше диаметр пятна износа, тем хуже его противоизносные свойства.

На противоизносные свойства смазочного масла большое влияние оказывают механические примеси, особенно абразивные. Поэтому при эксплуатации двигателей следует исключить возможности попадания в смазочное масло абразивов (дорожной пыли с воздухом, при техническом обслуживании и т.д.).

Классификация моторных масел.

В зависимости от уровня эксплуатационных свойств и области применения масла делят на следующие группы:


А- для нефорсированных карбюраторных двигателей и дизелей;


Б1- для малофорсированных карбюраторных двигателей;


Б2 - для малофорсированных дизелей;


B1 - для среднефорсированных карбюраторных двигателей;


В2 - для среднефорсированных дизелей;


Г1 - высокофорсированных карбюраторных двигателей;


Г2 - для высокофорсированных дизелей;


Д - для высокофорсированных дизелей (с наддувом), работающих в тяжелых условиях;


Е - для малооборотных дизелей работающих на топливе с высоким содержанием серы до 3,5%.



По вязкости летние и зимние моторные масла делятся на семь классов – 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20.

Примеры обозначения моторных масел:

М-8-В1 - моторное масло класса вязкости 8 предназначено для среднефорсированных карбюраторных двигателей (В1);

М-6з/10-В2 - моторное масло класса вязкости 6з/10 (6- класс вязкости при температуре минус 18°С; 10-класс вязкости при температуре 100°С), универсальное для среднефорсированных дизелей (В2). Индекс «з» при цифре указывает, что масло загущено вязкостной присадкой, предназначено для применения в зимнее время и как всесезонное.

В маслах разных групп добавляют присадки, различающиеся как по характеру действия, так и по количеству:

Группа А содержит небольшое количество присадки;

Группа Б от 3…5%;

Группа В до 8% антиокислительных, противокоррозионных, моющих и др. присадок;

Группа Г 8…12% многофункциональных присадок;

Групп Д и Е 18…25% различных композиционных присадок.

Назначение и применение моторных масел

М-8-В




M-43/6-B



М-4з/8-В

М-6з/10-В



М-8-Г; М-10-Г


М-12-П; М-з/10-Г


М-бз/12-Г


М-8-В2; М-10-В2



М-12В2


М-4з/8В2Г



М-4з/8Г


М-10В2


М-8-Г2; М-10-Г2




М-8-Г2; М-10-Г2


М-4з/8-Г2



М-4з/8-Д



М-8-Д; М-10-Д

Среднефорсированные карбюраторные двигатели, работающие на бензине А-76; Среднефорсированные дизели при эксплуатации в зимних условиях.


Среднефорсированные карбюраторные двигатели, работающие на бензине А-76 при температуре до минус 35°С.


Всесезонные (в условиях умеренного климата) масла для карбюраторных двигателей среднего уровня форсирования, а также дизелей


Высокофорсированные карбюраторные двигатели легковых автомобилей, работающие на бензине АИ-93 .





Автотракторные дизели среднего уровня форсирования без наддува (СМД-14, А-41, Д-50, Д-37М, Д-65) зимой и летом.

Среднефорсированные автотракторные дизели без наддува летом.


Высокофорсированные карбюраторные и Среднефорсированные дизельные двигатели автомобилей зимой и летом.


Высокофорсированные двигатели в период эксплуатации и хранения.


Автотракторные дизели без наддува (А-41, Д.-50 и др.) летом.


Высокофорсированные автотракторные дизели (без наддува или с умеренным наддувом) при работе зимой и летом (Д-240, СМД-60, СМД-62, ЯМЗ-240Н, ЯМЗ-238НБ)

Двигатели автомобилей КамАЗ, автобусов «Икарус» соответственно зимой и летом.


Высокофорсированные автотракторные дизели (без наддува или с умеренным наддувом) при работе в северных условиях.


Высокофорсированные автотракторные дизели (с наддувом) при работе в северных условиях.


Высокофорсированные автотракторные дизели (с наддувом) тяжелых тракторов, комбайнов, автомобилей при эксплуатации в зимних и летних условиях



Таблица 1. Классы вязкости моторных масел.



Класс вязкости по ГОСТ 17479.1 Вязкость кинематическая, мм2 / с, при температуре

1000С минус 18 0С

не менее не более не более

6 5,6 7,0 -

8 7,0 9,3 -

10 9,3 11,5 -

12 11,5 12,5 -

14 12,5 14,5 -

16 14,5 16,3 -

20 16,3 21,9 -

3з/8 7,0 9,5 1 250

4з/6 5,6 7,0 2 600

4з/8 7,0 9,3 2 600

4з/10 9,3 11,5 2 600

5з/10 9,3 11,5 6 000

5з/12 11,5 12,5 6 000

5з/14 12,5 14,5 6 000

6з/10 9,3 11,5 10 400

6з/12 11,5 12,5 10 400

6з/14 12,5 14,5 10 400

6з/16 14,5 16,3 10 400

Название документа Трансмиссионное.docx

Поделитесь материалом с коллегами:



Трансмиссионные масла.

Эти масла применяют для смазывания КПП, раздаточных коробок, дифференциалов, механизмов рулевого управления т. е. агрегатов где применяются зубчатые передачи.

Условия работы этих масел существенно отличается от условий работы моторных масел т. к. зубчатые передачи подвергаются действию весьма высоких удельных нагрузок Р = 1500…4000 МПа, это приводит к значительному росту температуры в агрегатах трансмиссии до 2500С, кроме этого с/х машины работают в различных температурных условиях окружающей среды, поэтому масло должно обладать низкой температурой застывания и соответствующей вязкостью.

Требования к трансмиссионным маслам.

Для обеспечения надежной и долговечной работы механизмов масла должны выполнять следующие функции:

  1. Предотвращать или уменьшать износ рабочих поверхностей зубьев шестерней;

  2. Уменьшать потери на трение и обеспечить высокий КПД механизмов;

  3. Хорошо отводить тепло и удалять с поверхностей продукты износа и др. механические примеси;

  4. Не вызывать коррозию деталей механизмов трансмиссии;

  5. Не вспениваться;

  6. Не изменять в процессе работы своих первоначальных свойств;

  7. Обеспечивать плавное трогание машины с места при различных температурах.

Эти требования соблюдаются при определенных физико-химических св-вах масел:

  1. Вязкости;

  2. Вязкостно-температурной характеристики;

  3. Температуре застывания;

  4. Коррозионности;

  5. Содержание механических примесей;

  6. Смазывающей способности.

Свойства трансмиссионных масел.

  1. Противоизносные и противозатиристые свойства – основная характеристика трансмиссионных масел. Масло с такими свойствами обладают высокой смазывающей способностью, при которой на трущихся поверхностях зубьев шестерен создается прочная пленка, предотвращающая сваривание и затирание микронеровностей. Для повышения этих свойств в масло вводят специальные присадки содержащие соединения хлора, фосфора, серы и цинка. Эти вещества при большом давлении и высокой температуре образуют пленки оксидов, которые предохраняют металл от схватывания. Очень важно чтобы ТМ не вспенивались т. к. пузырьки воздуха ухудшают его противоизносные и противозадирные качества. В ТМ не допускается присутствие воды и мех. примесей.

  2. Вязкостно-температурные свойства. ТМ содержат в себе большое количество смолистых веществ, поэтому с понижением температуры их вязкость резко увеличивается, это вызывает значительные потери мощности на преодоления трения в узлах трансмиссии и особенно при трогании с места. Особенно велики эти потери зимой, поэтому ТМ должны обладать оптимальной вязкостью при различных температурах.



  1. Противокоррозионные свойства ТМ обуславливаются отсутствием в них водорастворимых кислот и щелочей.

Марки трансмиссионных масел.

В зависимости от вязкости, области применения и состава устанавливаются следующие марки трансмиссионных масел, в соответствии с ГОСТ 23652-79:

ТЭп-15 - с противоизносной и депрессорной присадками и применяемое для смазывания цилиндрических, конических и спирально-конических передач;

ТСп-10 - содержащее противозадирную, депрессорную и антипенную присадки и применяемое для смазывания тяжело нагруженных цилиндрических, конических и спирально-конических передач;

ТАп-15В - содержащее противозадирную и депрессорную присадки и применяемое для смазывания тяжело нагруженных цилиндрических, конических и спирально-конических передач;

ТСп-15К - содержащее противозадирную, противоизносную, депрессорную и антипенную присадки и применяемое для смазывания тяжело нагруженных цилиндрических, конических и спирально-конических передач большегрузных автомобилей КамАЗ;

ТСп-14 гип - содержащее противозадирную, антиокислительную, депрессорную и антипенную присадки и применяемое для гипоидных передач грузовых автомобилей;

ТАД-17и - содержащее многофункциональную серофосфоросодержащую, депрессорную и антипенную присадки и применяемое для смазывания цилиндрических, конических, червячных, спирально-конических и гипоидных передач автомобилей ВАЗ и другой техники.

Трансмиссионные масла, рекомендуемые для тракторов

hello_html_3847a259.png

























Трансмиссионные масла, рекомендуемые для автомобилей

hello_html_m50bceeff.png

















Согласно новому стандарту ГОСТ 17479.2-85 трансмиссионные масла обозначаются следующим образом:

ТМ-1-18 - (ТСп-14), где ТМ - трансмиссионное масло; 1 – группа масла по эксплуатационным свойствам; 18 – класс вязкости.

ТМ-2-18 - (ТЭп-15),

ТМ-3-9 - (ТСп-10),

ТМ-3-18 - (Тап-15В, ТСп-15к, ТАД-17И).

































Название документа Характеристики топлива.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Краткие характеристики отдельных видов топлива.

Бурый уголь –по своему геологическому возрасту является наиболее молодым. Имеет повышенное содержание золя, влаги, серы, большой выход летучих веществ, механически непрочен и не допускает перевозок на дальнее расстояние, при хранении выветривается и самовозгорается, Qрн = 7…8 МДж/кг.

Каменный уголь – более древний чем бурый, более плотен, меньше выветривается и менее склонен к самовозгоранию, содержит 75% углерода, 3-12% влаги, 2-4% серы, 12-20% не горючих минералов. Теплота сгорания Qрн = 18-30 МДж/кг.

Он является сырьем для получения кокса и искусственного жидкого топлива (бензин, бензол, толуол).

Каменноугольный кокс – получают при тепловой обработки угля при температуре 1000-1100° С без доступа воздуха., содержит 82-88% углерода, 2-4% влаги, до 2% серы, 5-10% не горючих минералов. Теплота сгорания Qрн = 30 МДж/кг. При коксовании получают также коксовый газ, смолу.

Антрацит – наиболее древний уголь, содержит углерода до 90%, трудно воспламеняется, горит медленно, выдерживает любой срок хранения. Qрн = 21 МДж/кг.

Мазут – остаток от перегонки нефти, который составляет 40-50% от ее массы.

Теплота сгорания Qрн = 44-46 МДж/кг.


Природный газ – состоит в основном (до 99,9%) из углеводородов.

Теплота сгорания Qрн = 65МДж/м³.


Нефть – сырье для получения керосина, бензина, мазута, смолы.


Общие понятия о составе нефтиhello_html_224a4d69.jpg













Нефть – это сложное соединение углерода и водорода (углеводороды). Она содержит:

С – 83…87%; Н – 11…14%; О2 – 0,1…1,2%; N – 0,02…1,7%; S – 0,01…5,5%. Ее плотность ρ = 0,75…1,3 г/см3.

Основную массу вещества нефти составляют углеводороды трех групп:

  1. Парафиновые – общая эмпирическая формула алканы СnН 2n + 2 составляют основную массу нефти. К ним относится газообразные углеводороды начиная с газообразных начина с метана СН4, (этан, пропан, бутан и изобутан); жидкие начиная с пентана С5Н12 входящие в состав бензиновых и керосиновых фракций нефтей и твердые начиная с гексадекана С16Н34 входящие в состав нефтяных парафинов и церезинов.

Эти углеводороды отличаются высокой температурой застывания, что делает нежелательное их присутствие в ГСМ. Их содержание в нефтях 50…60%.

  1. Нафтеновые - общая эмпирическая формула цикланы СnН 2n (циклопентан С5Н10 и циклогексан С6Н12). Имеют невысокую температуру кипения, понижают температуру застывания и поэтому представляет собой ценный составной компонент ГСМ зимних сортов. Содержится от 20…30%.

  2. Ароматические – арены с эмпирической формулой СпН 2п-6 ( бензол, толуол, ксилолы, этилбензол, изопропилбензол и нафталин - ценное сырье для производства синтетических каучуков, пластмасс, синтетических волокон, взрывчатых, анилино-красочных и фармацевтических веществ).
    Обладают высокой термической устойчивостью к реакциям окисления, что повышает противодетоционные свойства бензина. Содержится от 10…50%.


Кроме этих углеводородов в нефть входит непредельные углеводороды, кислородные соединения, сернистые соединения, азотистые соединения, минеральные примеси и вода.



Общие оценочные показатели нефтепродуктов.


Плотность нефтепродуктов – масса вещества содержащаяся в единице объема. Плотность углеводородов, входящих в состав нефти, неодинакова. Парафиновые углеводороды обладают меньшей плотностью, чем ароматические, а нафтен6овые занимают промежуточное положение. Более легкокипящие фракции углеводородов имеют меньшую плотность чем высококипящие. Поэтому по плотности можно судить о виде нефтепродукта, а для одинаковых нефтепродуктов – о преобладании в них тех или иных групп углеводородов. На практике определяют относительную плотность – это отношение плотности нефтепродукта при 200С к плотности воды в том же объеме при 40С и обозначаются γ204.

Плотность бензина – 0,735…0,750, дизельное топливо – 0,835…0,860, моторного масла – 0,89…0,93.hello_html_286c428a.png


Плотность определяют при помощи нефтеденсиметра (ареометра).














Вязкость нефтепродуктов – это свойство частиц жидкости оказывать сопротивление их взаимному перемещению под действием внешней силы. Вязкость зависит главным образом от температуры и химического состава топлива. Различают абсолютную (динамическую, кинематическую) и условную вязкость.

Динамическая вязкость η эта – это к-т внутреннего трения жидкости (Па*с).hello_html_7e377065.png

Кинематическая вязкость ν ню – это удельный к-т внутреннего трения жидкости. Она равна отношению динамической вязкости к плотности жидкости γ при одинаковых температурах.

ν = η / γ

Условная вязкость - это отношение времени истечения 200мл испытуемой жидкости из вискозиметра ко времени истечения того же объема дистиллированной воды при 200С.

Измерение вязкости с помощью вискозиметра ВПЖ основано на определении времени истечения через капилляр определенного объема жидкости из измерительного резервуара.





hello_html_f395b33.png

Содержание воды в нефтепродуктах – определяют при помощи прибора →

Определенное количество масла растворяют таким же количеством бензина, температура кипения которого близка к температуре кипения воды. Эту смесь заливают в колбу. При нагревании бензин и вода содержащиеся в испытуемом масле, одновременно испаряются. Образующиеся пары поднимаются конденсируются в холодильнике и стекают в градуированный приемник уловитель. Плотность воды выше плотности растворителя, поэтому смесь расслаивается: снизу находится вода, выше – растворитель.

Температура вспышки минимальная температура, до которой необходимо нагреть нефтепродукт, чтобы пары, образующие на его поверхностью, вспыхивали при поднесении открытого огня. (бензин -20; дизельное +55)

Температура воспламенения – минимальная температура, при которой в присутствии открытого пламени нефтепродукт не только вспыхивает, но и горит не менее 50 с.hello_html_m2bc5f6dd.png

Температура застыванияопределяется для оценки условий применения нефтепродукта. Она должна быть ниже температуры той окружающей среды, где нефтепродукт применяется.

Дизельное топливо наливают в пробирку и охлаждают. Температуру застывания фиксируют в тот момент когда уровень нефтепродукта при наклоне пробирки под углом 450остается постоянным в течении 1 мин. →

























Оценка качества нефтепродуктов

Рациональное использование нефтепродуктов связано с правильным их применением, соблюдением режимов работы, сохранностью свойств. При эксплуатации техники необходимо систематически контролировать качество применяемых нефтепродуктов.

К простейшим способам определения качества относятся: внешний осмотр, отстаивания, фильтрования, подогревания и т д. Для простейших анализов выпускают ручную РЛ и полевую ПЛ-2М лаборатории. В комплект лаборатории входит приборы, необходимые для контроля тех свойств нефтепродуктов, которые в наибольшей степени изменяются при транспортировании, хранении и выдаче:

  1. Наличие воды в топливе (бензине, керосине) – определяют способом отстаивания пробы в стеклянном 3цилиндре в течении 1,5…2 ч. Из-за различия плотностей смесь нефтепродуктов расслаивается и вода собирается в низу цилиндра. Наличие воды в дизельном топливе определяют взбалтыванием пробы. Топливо содержащее воду при этом мутнеет.

  2. Наличие механических примесей – способы:

- визуальный осмотр на просвет пробы топлива, залитого в стеклянный цилиндр. Примеси видны в виде взвеси или выпадающего осадка. Для большей достоверности пробу следует отстаивать в течении 10…12 ч;

- фильтрация пробы через бумажный фильтр;

- визуальный осмотр на стекле или белой бумаге после испарения капель топлива;

- в дизельном топливе наличие примесей определяют после фильтрации, но предварительно диз. топливо разбавляют чистым бензином в пропорции 1…1. После фильтрации фильтр промывают чистым бензином, чтобы растворить и удалить с фильтра смолистых веществ и просушивают. Чистое диз. топливо окрашивает фильтр в слабый желтый цвет, а загрязненное оставляет на нем темное пятно. Чем темнее пятно, тем больше загрязнено топливо.

- содержание смол в топливе определяют путем сжигания его на часовом стекле. На вогнутое стекло наливают 12 см3 бензина. После сжигания топлива на стекле остаются следы смол в виде круга или кольца. Чем больше в топливе смол, тем больше диаметр пятна. Для количественного определения содержания смол замеряют диаметр пятна в трех направлениях и вычисляют среднее значение. Затем по таблицы определяют содержание смол:

Топливо для карбюраторных двигателей

ДВС устройство в которых химическая энергия топлива при сгорании преобразуется сначала в тепловую энергию, а затем в механическую.

КПД ДВС составляет 20…42 %. Потери тепла в ДВС происходит за счет неполного сгорания топлива, нагрева охлаждающей жидкости и деталей двигателя, унос тепла в атмосферу с отработавшими газами, передача тепла от самого двигателя в окружающую среду, затраты теплоты (мощности) на преодоление трения в деталях и т д.

Важнейший факт от которого зависит технико-экономические показатели двигателя – это качество применяемого топлива.

Топливо должно отвечать следующим требованиям:

  1. Обладать высокой теплотой сгорания;

  2. Не детонировать при всех рабочих режимах;

  3. Иметь хорошими смесеобразующими свойствами;

  4. Не образовывать нагароотложений;

  5. Не вызывать коррозию деталей;

  6. Быть стабильными при транспортировании и хранении;

  7. Застывать при достаточно низкой температуре;

  8. Не оказывать вредного воздействия на человека и окружающую среду.

Нормальное и детонационное сгорание.

От совершенства процесса горения топлива зависит основные технико-экономические показатели двигателя.

При нормальном сгорании рабочей смеси – воспламеняются отдельные ее части и фронт пламени перемещается за счет передачи теплоты посредством теплопроводности и лучеиспусканием. В результате сгорания давление повышается и несгоревшая часть смеси перемещается перед фронтом пламени. Скорость распространения фронта пламени составляет ν = 25…40 м/с. Происходит нормальное сгорание топлива в цилиндре двигателя давление нарастает плавно, однако в результате повышения температуры и давления это сгорание может перейти в детонационное (взрывное).

При детонационном сгорании скорость распространения фронта пламени нарастает скачкообразно и составляет ν = 1500…2500 м/с. При таком сгорании образуются волны которые ударяясь о стенки камеры сгорания многократно от них отражаются и вызывают вибрацию от чего возникает характерный металлический стук. Двигатель в результате взрывного горения рабочей смеси начинает дымить (топливо не успевает полностью сгореть), перегревается, резко снижается мощность. Двигатель работает неуравновешенно, прогорают поршни и клапана, пригорают поршневые кольца, резко повышается износ деталей КШМ и ГРМ (цилиндра поршневая группа).

Процесс детонации объясняется теорией органических перекисей, по этой теории процесс сгорания рабочей смеси распадается на две фазы. В первой фазе, при которой повышается температура и давление, происходит предпламенное окисление углеводородов, а во второй фазе протекает сгорание с видимым пламенем.

Первая фаза начинается уже в такте сжатия, образуются перекисные соединения (

молекулы кислорода при окислении присоединяется к углеводороду радикалу целиком и образуются первичные продукты окисления – перекисные соединения) (Радикал — группа атомов, переходящих без изменения из одного соединения в другое. Углеводородными радикалами обычно являются остатки углеводородов, которые входят в состав многих органических соединений.).количество которых возрастает с повышением температуры и давления рабочей смеси, эта реакция носит цепной характер т. е. начавшись, она развивается самопроизвольно.

Во второй фазе, когда топливо воспламеняется и образуется фронт пламени, скорость процесса окисления углеводородов в несгоревшей его части увеличивается из-за резкого повышения температуры и давления. При этом количество образующихся перекисных соединений резко увеличивается и она будет носить лавинный характер и концентрация их в несгоревшей части рабочей смеси достигнет критического значения, происходит взрывное сгорание смеси (детонация). При этом фронт пламени превышает скорость





звука, поэтому ударная волна не опережает фронт пламени а совпадает с ним образуя детонационную волну.

При нормальном процессе сгорания рабочей смеси в ней также образуются перекисные соединения, но концентрация их в несгоревшей части смеси не достигает кретического значения.

Факторы влияющие на детонационное сгорание.

Детонационное сгорание возникает при несоответствии между степенью сжатия двигателя и детонационной стойкости топлива. В карбюраторных двигателях степень сжатия находится в пределах от 6,5 до 10 (отношение полного объема к объему пространства сжатия). Чем выше октановое число топлива, тем выше максимальная степень сжатия. Кроме того, на возникновение детонации оказывает влияние форма камеры сгорания, диаметр цилиндра, количество свечей и т. д., например:

У г о л о п е р е ж е н и я з а ж и г а н и я для получения максимальной мощности двигателя необходимо установить строго определенным. С его увеличением рабочая смесь воспламеняется при более низком давлении и температуре, к концу сгорания топлива температура и давление рабочей смеси значительно возрастает, это создает условия для образования и накоплению оксидных соединений (перекисей) углеводородов вызывающих детонацию. Чтобы снизить детонацию, следует уменьшить угол опережения зажигания, однако тогда мощность двигателя несколько уменьшается.

К – т и з б ы т к а в о з д у х а обуславливает скорость сгорания топлива. При α = 0,9…1,1 создаются наиболее благоприятные условия для появления детонации. Обеднение и обогащение топливовоздушной смеси предотвращают появление детонации; в первом случае увеличивается расход топлива на подогрев излишнего воздуха, поэтому уменьшается температура смеси; во втором – понижается концентрация кислорода, поэтому уменьшается интенсивность образования перекисей.

Т е м п е р а т у р а р а б о ч е й с м е с и - при хорошем охлаждении деталей двигателя и интенсивном отводе теплоты от стенок камеры сгорания можно предотвратить детонацию. Увеличение влажности подводимого в двигатель воздуха снижает температуру рабочей смеси т. к. вода отнимает часть теплоты.

Н а г а р о о т л о ж е н и е на поверхностях камеры сгорания увеличивает детонационное сгорание т. к. теплопроводность нагара примерно в 50 раз меньше стали или чугуна, поэтому ухудшается отвод теплоты от рабочей смеси и как бы увеличивается степень сжатия.

Ч а с т о т а в р а щ е н и я к о л е н ч а т о г о в а л а - с увеличением частоты вращения, скорость распространения фронта пламени повышается, а время уменьшается, поэтому количество образовавшихся перекисей не успевает достичь критического значения, поэтому увеличение частоты вращения способствует предотвращению детонации.









Октановое число

Оценочным показателям детонационной стойкости бензинов является октановое число (ОЧ).

Для исследования детонационной стойкости бензинов применяют метод сравнения, который заключается в сравнении стойкости испытуемого бензина с эталонным топливом.

В качестве эталонного топлива приняты углеводороды:

С8Н18 – изооктан у него детонационная стойкость принято равной 100 единиц;

С7Н16н-гептан детонационная стойкость которого принята за 0 единиц.

Детонации достигают изменением степени сжатия.

Октановое число, равное 100 и ниже, обозначает объемную долю изооктана в такой смеси с гептаном, которая эквивалентна по интенсивности детонации исследуемому топливу, например, если октановое число испытуемого бензина равна 76, то его детонационная стойкость такая же, как у смеси, состоящей из 76% изооктана и 24% гептана.

Два метода определения ОЧ.

Моторный метод. Изменяя степень сжатия одноцилиндрового двигателя, добиваются появления начала детонации определенной интенсивности и фиксируют его на испытуемом топливе. Затем подбирают такую смесь изооктана с гептаном, которая в аналогичных условиях будет детонировать с той же интенсивностью. Октановое число обозначается ОЧ/М.

Исследовательский метод. Отличается от моторного только менее напряженным режимом работы одноцилиндрового двигателя (работа двигателя в городских условиях). Обозначается ОЧ/И.

Октановое число ОЧ/И > ОЧ/М, однако в тяжелых дорожных условиях ОЧ/И = ОЧ/М.

Если октановое число определено исследовательским методом, то в марке ставят индекс И, АИ-93.

Для повышения детонационной стойкости бензина в него добавляют антидетонаторы – тетраэтилсвинец Рb2Н5)4 (ТЭС) и тетраметилсвинец Pb(CH3)4 (ТМС). За счет того, что РbО2 взаимодействует с образующимися перекисями углеводородов, при этом последние разрушается и цепная реакция окисления прерывается.

В сельскохозяйственном производстве применяются следующие виды карбюраторных топлив: автомобильные бензины, которые используются для большинства марок автомобильных и ряда комбайновых двигателей, пусковых двигателей тракторов, мотоциклов, некоторых стационарных двигателей; авиационный бензин Б92, Б70 используемый главным образом для технических деталей (при ремонте электрогенераторов, стационарного оборудования, автомобильных камер и др.) и тракторный керосин КТ-1, КТ-2 который в настоящее время используется для технических целей как промывочная жидкость при техническом обслуживании и ремонте тракторов.

В соответствии с ГОСТ 2084-77 вырабатываются четыре марки автомобильных бензинов: А-72, А-76, АИ-93 и АИ-98 (бензин АИ-98 сельскому хозяйству не поставляется). В маркировке этих бензинов буква «А» указывает, что бензин автомобильный, а цифры обозначают октановое число. Индекс «И» означает, что октановое число определено по исследовательскому методу. Кроме того, по специальным техническим условиям выпускается бензин «Экстра». Все бензины, кроме А-72, являются этилированными и они окрашены в следующие цвета: А-76 - в желтый; АИ-93 - оранжево-красный и АИ-98 - в синий. Этилирование — добавление в бензин тетраэтилсвинца.

Название документа перегонка нефти.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Переработка нефти


Нефть можно перерабатывать способом, при котором химический состав нефтепродуктов и структура углеводородов, из которых они состоят, остаются такими же, какими они были в сырой нефти до переработки, и способами, в результате которых структура углеводородов и химический состав нефтяных фракций претерпевают коренные изменения; первый способ — это перегонка нефти на фракции, второй —деструктивная переработка нефти, крекинг.
Перегонка нефти основывается на способности отдельных нефтепродуктов кипеть, а следовательно, испаряться при различных температурах.
На заре развития нефтяной промышленности нефть разгоняли, нагревая ее в котлах периодического действия. Их называли кубами. Выходящие из куба пары нефтепродуктов охлаждались и конденсировались в змеевиках холодильника. По мере испарения отдельных фракций температура продукта в кубе повышалась; разгонка прекращалась при температуре порядка 350°. В настоящее время перегонку нефти осуществляют на непрерывно действующих установках.
Перегонка нефти при атмосферном давлении. Схема установки для перегонки нефти, работающей при атмосферном давлении. Сырая нефть забирается из резервуара и прокачивается через трубчатую печь при этом нефть нагревается до температуры 360°. Нагретая нефть выбрасывается в ректификационную колонну.
Ректификационная колонна по высоте разделена так, что на разной ее высоте, в объемах, отделенных «тарелками», постоянно поддерживается определенная температура. Когда нагретая до 360° нефть выбрасывается в пространство колонны, происходит однократное испарение всех углеводородов с температурой кипения, равной или ниже 360°. Смесь паров поднимается в верхние «этажи» колонны.
Если смесь паров, нагретая до 360°, поднимаясь к верху колонны, попадает в пространство, где поддерживается температура 280°, происходит охлаждение этой смеси паров до температуры 280°. При этом все нефтепродукты, температура кипения которых равна или выше 280°, конденсируются в жидкость и выводятся из колонны. Затем их дополнительно охлаждают до нормальной температуры и откачивают в емкость для легкого (солярового) масла.
Пары нефтепродуктов, кипящие при температуре ниже 280°, поднимаются в более высокие «этажи» колонны. Охлаждая на разной высоте колонны до разных температур, смесь паров конденсируют и выделяют из смеси отдельные светлые нефтепродукты: газойль, керосин, бензин.
При этом способе перегонки никаких химических изменений с нефтепродуктами не происходит. Сохраняется химический состав и структура углеводородов, входящих в состав отдельных фракций.
Углеводороды с температурой кипения выше 360° остаются в жидком состоянии и собираются в низу колонны. Смесь углеводородов или нефтепродуктов, кипящая при температуре выше 360° и остающаяся в жидком виде на дне ректификационной колонны, называется мазутом прямой гонки. Он служит сырьем для крекинга, применяется как котельное топливо, а также в качестве сырья для перегонки мазута под вакуумом.
Перегонка нефти под вакуумом. Схема установки для перегонки мазута под вакуумом. Эта установка отличается от установки, описанной выше, только тем, что ректификационная колонна работает под вакуумом. Остаточное давление в работающей колонне поддерживается в пределах 10 — 30 мм рт. ст. (вакуум 95%). Температура нагрева сырья в этой установке достигает 410 — 430°.
Как указывалось, масла состоят из смеси углеводородов и отличаются между собой температурой, кипения. Цилиндровое масло более тяжелое, чем машинное. Углеводороды, из которых оно состоит, кипят, а следовательно, испаряются при более высокой температуре, чем углеводороды, из которых состоит машинное или веретенное масло. Температура кипения некоторых углеводородов, из которых состоят масла, иногда близка к 600°.
Таким образом, чтобы испарить масляные углеводороды и отогнать из мазута индустриальные масла, его надо нагреть до температуры выше 500°. Но углеводороды при такой температуре разрушаются. Чтобы разогнать мазут на масла, сохранив их от разложения, нужно искусственно снизить температуру кипения жидких углеводородов, входящих в состав масел. Это достигается применением вакуума.
Известно, что температура кипения жидкостей зависит от давления. Так, например, вода при давлении 1,0 ат кипит при температуре 100°. Если же снизить давление ниже атмосферного, например до 0,5 ат, то вода закипит при температуре 80, 90°.
Это свойство жидкости и использовано в нефтепереработке для получения масел из мазута. Нагревая сырье до температуры 430° и перекачивая его в колонну, где создан 95%-ный вакуум (остаточное давление 30 мм рт. ст.], испаряют при этой температуре углеводороды или их смеси — нефтяные масла, которые имеют температуру кипения, значительно превышающую 500°, и при этом избегают расщепления углеводородов.
Продуктами перегонки мазута на установке являются дистилляты смазочных масел: веретенный дистиллят, машинный, автоловый, цилиндровый. Из дистиллятов, или погонов, затем получают соответствующие масла — машинное, автолы, цилиндровое, авиационное и т. п. путем дополнительной очистки дистиллятов и добавления к ним специальных присадок. Так же как и в предыдущей установке, дистилляты испаряются однократно, при выбросе нагретого мазута в вакуумную колонну, и смесь их паров поднимается к верху колонны. Отдельные дистилляты в зависимости от температуры кипения конденсируются на разной высоте колонны, на тарелках и выводятся из колонны.
Так получают из нефти смазочные масла. Остаток после отгонки из мазута масляных дистиллятов — гудрон служит основным сырьем для получения нефтяных битумов.

Выберите курс повышения квалификации со скидкой 50%:

Автор
Дата добавления 25.06.2016
Раздел Технология
Подраздел Конспекты
Просмотров133
Номер материала ДБ-132324
Получить свидетельство о публикации

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх