Файл: Эксплуатационные свойства и применение горючего, смазочных материалов и специальных жидкостей учебное пособие..pdf

Нагар в камере сгорания двигателя состоит из углистых ве­ ществ, соединений металла и элементов выносителя. Например, в присутствии этиловой жидкости в состав отложений входят различ­ ные соединения свинца, брома и хлора. На деталях двигателя мо­ гут отлагаться окись свинца, галоидный свинец и комплексные оксигалоидные соединения свинца. В присутствии окислов серы об­ разуются сульфат свинца и его комплексные соли с окисью свинца. На более горячих деталях (выпускные клапаны, свечи) нагар вклю­ чает до 81—86% высокоплавких соединений свинца, на более хо­ лодных деталях (поршень, головка цилиндра) количество соедине­ ний свинца в нагаре достигает 60—70%.

Присутствие ТЭС в бензинах особенно сильно увеличивает его склонность к отложениям в двигателях с высокой степенью сжа­ тия (г = 9 —10). Вследствие образования нагара с низкой темпе­ ратурой воспламенения, включающего соединения свинца и гало­ идных соединений, в камере сгорания появляются тлеющие части­ цы, которые вызывают преждевременное воспламенение рабочей смеси. Нагар с соединениями металлов на электродах свечей при­ водит к их замыканию. Устранить указанные явления можно до­ бавкой к этилированному бензину фосфор- и борсодержащих при­ садок, например, трикрезилфосфата. Эти присадки повышают тем­ пературу тлеющего нагара в присутствии .соединений свинца и бро­ ма. В присутствии присадок, содержащих фосфор, нагар имеет бо­ лее рыхлую структуру и в меньшей степени снижает электросопро­ тивление свечей, что повышает надежность двигателя.

СТАБИЛЬНОСТЬ

Ф и зи ч е с к а я с т а б и л ь н о с т ь б ен зи н о в . При хранении, транспорти­

ровке и применении бензинов в результате испарения низкокипящих фракций снижаются пусковые качества и детонационная стой­ кость, возрастают потери горючего. При хранении этилированных бензинов может испариться низкокипящий выноситель, это вызовет увеличение отложений в двигателе. Величина потерь от испарения зависит от условий применения, хранения и транспортировки бен­ зина. Потери от испарения бензинов с давлением насыщенных па­ ров при 38° С 260—390 мм рт. ст. за один месяц хранения в назем­ ных полевых резервуарах без дыхательных клапанов в среднем составляют 1—2%. Очень большие потери от испарения горючего возможны из баков самолетов через дренажную систему. Напри­ мер, для бензинов с давлением насыщенных паров при 38° С 300—350 мм рт. ст. за один час полета на высоте 10 км потери от испарения через дренажную систему могут составить 10—12%.

Х и м и ч ес к а я с т а б и л ь н о с т ь . Химическая стабильность бензинов резко снижается при наличии в них непредельных соединений. Для повышения устойчивости к окислению к бензинам добавляют анти­ окислители. В качестве антиокислителей для бензинов, содержа­

л о

щих продукты каталитического и, особенно, термического крекинга, применяются фенолы, алкилфенолы, гидрооксинафталины, амины, аминофенолы и некоторые другие соединения. Наиболее эффектив­ ными антиокислителями среди алкилфенолов являются экраниро­ ванные тризамещенные фенолы. Эффективность таких антиокисли­ телей объясняется тем, что в экранированных фенолах группа ОН защищена разветвленными радикалами, которые затрудняют уча­ стие ингибитора в побочных реакциях окисления. Высокими антиокислительными свойствами обладают аминофенолы, у которых аминогруппа находится в параположении к гидроксильной, а во­ дород аминогруппы частично или полностью замещены бутильным, пзобутильным, фенильным, бензильным радикалами. Аминные и аминофенольные антиокислители имеют склонность к образованию отложений во впускной системе двигателя.

Наиболее распространенные отечественные антиокислители для автомобильных бензинов — это пара-оксидифениламин, древесно­ смольный, фенолы, выделенные из вод полукоксования каменного угля. Недостатком пара-оксидифениламина является его плохая растворимость в бензинах, вследствие чего он вводится в виде ра­ створа в ароматических углеводородах. Фенольные антиокислители из древесной и угольной смол пригодны только для стабилизации горючего, содержащего непредельные углеводороды.

Стабильность бензинов снижается в присутствии сернистых сое­ динений несмотря на то, что некоторые из них задерживают про­ цессы окисления непредельных углеводородов.

Для подавления каталитического действия металлов, особенно таких активных, как медь, могут использоваться деактиваторы ме­ таллов. Сами по себе деактиваторы не обладают значительным антиокислительным действием и должны применяться вместе с ан­ тиокислителями. В качестве деактиваторов металлов для бензинов разработаны 20—50%-ные растворы салицилидена в толуоле или ксилоле. Деактиваторы могут предотвращать распад ТЭС и стаби­ лизировать этилированные бензины в отсутствие антиокислителя.

Присутствие антидетонаторов в бензине снижает химическую стабильность. Под действием кислорода воздуха и солнечного све­ та свинцовые и марганцевые антидетонаторы окисляются и способ­ ствуют окислению углеводородов, которые в отсутствие антидето­ натора достаточно стабильны. Стабильность антидетонатора зави­ сит от состава бензина. Стабильность ТЭС в изоалканах значитель­ но выше, чем в ароматических углеводородах и цикланах.

Каталитическое действие ТЭС на окисление углеводородов можно объяснить возникновением радикалов при диссоциации ТЭС РЬ(С2Н5 ) 4 -*■ (С2Нб)зРЬ--- I-C2H5—. Радикалы при взаимодейст­ вии с исходными углеводородами вызывают продолжение цепи и вырожденное разветвление через гидроперекиси, образующиеся при превращениях перекисных радикалов С2Н5ОО— и ROO—•.

При взаимодействии радикалов (С2Н5)3РЬ— с перекисями воз­ никают соединения свинца и радикалы, которые диссоциируют и

181

Г л а в а 12. Д И З Е Л Ь Н О Е Т О П Л И В О

УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ, ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ

Область применения и сорта. Двигатели с воспламенением от сжатия, называемые еще дизелями, получили широкое распростра­ нение в народном хозяйстве и Вооруженных Силах нашей страны. Они являются основными силовыми агрегатами танков, тягачей, большегрузных автомобилей и других видов военной техники. На надводных и подводных кораблях дизели служат основными или вспомогательными силовыми установками.

Горючим для этих двигателей является дизельное топливо. В те­ чение нескольких последних лет в нашей стране среди всех видов горючего для двигателей внутреннего сгорания дизельное топливо занимает первое место по производству. Широкое применение ди­ зельного топлива обусловлено рядом преимуществ:

—высокой эффективностью использования запаса химической энергии топлива, поскольку экономичность цикла дизелей выше, чем других типов двигателей внутреннего сгорания;

—более низкой стоимостью;

■— меньшей пожарной опасностью.

В зависимости от типа двигателя и условий его работы приме­ няются два вида топлив:

—дистиллятное, в состав которого входят керосино-газойле-со- ляровые фракции преимущественно прямой перегонки или с содер­ жанием не более 20% продуктов каталитического крекинга;

—смеси дистиллятов с остаточными продуктами и остаточные продукты переработки нефти.

Дистиллятные топлива применяются на быстроходных дизелях со скоростью вращения коленчатого вала более 1000 об/мин и сред­ ней быстроходности (п —500—1000 об/мин). Для тихоходных ди­ зелей (п <500 об/мин) используются смеси дистиллятов и оста­ точных продуктов или остаточные продукты прямой перегонки, кре­

кинга и их смеси. В связи с разнообразием условий применения и необходимостью расширения ресурсов производства топлива для быстроходных двигателей выпускаются сезонные виды: летнее, зимнее, арктическое, дизельное топливо, а также некото­ рые виды специального горючего, например, для дизелей, кораблей н судов морского флота (ДС и С) и тепловозов (ТЛ и ТЗ).

Указанные виды топлив выпускают двух сортов: малосернистые (ДА, ДЗ, ДЛ, ДС) и сернистые (А, 3, Л, С) дизельные топлива. Сернистое горючее характеризуется повышенным содержанием се­ ры, ароматических алкановых (в том числе высокоплавких) угле­ водородов, смолистых веществ. Циклановые углеводороды и наф­ теновые кислоты в нем содержатся в небольшом количестве.

Дизельное топливо из восточных нефтей преимущественно ал­ кано-ароматического основания, а кавказских — циклано-аромати- ческого.

183