Файл: Гуреев, А. А. Автомобильные эксплуатационные материалы учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 140

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

двигателя. Экспериментами установлено, что общий износ деталей двигателя примерно прямо пропорционален содержанию серы в топ­ ливе (рис. 60). Эти данные подтверждаются как стендовыми, так и эк­ сплуатационными испытаниями (табл. 36).

 

 

 

Т а б л и ц а

36

Износ двигателей при работе на топливах с различным содержанием

серы

 

 

 

Износ ком­

 

 

 

 

 

Содержание

прессионных

Износ

цилинд­

Вид испытаний н их длительность

поршневых

серы в топлн-

колец (умень­

ра в

верхнем

 

 

ье, %

шение веса),

поясе,

V.км

 

 

 

г

 

 

 

Стендовые испытания,

550 ч

0,12

0,12

 

12

 

 

 

0,34

0,35

 

19

 

Дорожные испытания,

пробег 26 000 км

0,57

0,66

 

40

 

0,12

1,37

 

76

 

 

 

0,57

1 ,60

 

147

 

 

 

1,30

5,20

343

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

37

Влияние присадки к топливу на износ

гильз цилиндров двигателя

 

 

Содержание

Износ,

мкм

 

Топливо

 

 

 

 

 

 

серы в тошш-

в I поясе

во II поясе

 

 

ве, %

Малосернистое

 

0,19

 

15,6

 

7,4

Сернистое

 

1,00

 

27,5

 

16,8

Сернистое -j- присадка (0,3 %)

 

1,00

 

14,5

 

7,4

 

При сгорании сернистых дизельных топлив продукты

сгорания

не только отлагаются в камерах

сгорания,

но и попадают в масло,

вызывая быстрое ухудшение его

качества.

Скорость старения масла

 

при работе

двигателя

на

сернистом

 

топливе увеличивается.

 

 

вз­

 

 

Для борьбы с коррозионными

 

носами деталей двигателя при работе

 

на

сернистых

дизельных

топливах

 

предложено

добавлять

специальные

 

присадки как к топливу, так и к

 

маслу.

 

 

 

 

 

 

 

Добавление нейтрализующих при­

 

садок к сернистым дизельным топли­

 

вам не получило широкого практи­

 

ческого применения, хотя

результа­

 

ты испытаний и показали эффектив­

Рис. 60. Влияние содержания се­

ность этого

пути (табл. 37). Добавле­

ние к сернистому дизельному топливу

ры в топливе на износ двигателя

ЯАЗ-204

0,3% одной из присадок

практически

132


полностью ликвидирует повышенный кор­

 

 

 

 

розионный износ, вызванный

продуктами

 

 

 

 

сгорания

сернистых

соединений.

Однако

 

 

 

 

такие присадки оказываются

эффективны­

 

 

 

 

ми при их добавлении в топливо

в коли­

 

 

 

 

честве не менее 0,1—0,3%, а

иногда и до

 

 

 

 

1%.

Применение присадок в таком количе­

 

 

 

 

стве

к

массовым

дизельным

топливам

 

 

 

 

встречает

экономические

и

технические

 

 

 

 

затруднения.

 

 

 

 

 

8 р е п я испы т ания, ч

 

Наиболее широкое применение получил

 

 

 

 

способ борьбы с коррозионной

агрессивно­

Рис. 61. Влияние щелочно­

стью продуктов сгорания сернистых ди­

сти

масла на износ двига­

зельных

топлив, заключающийся

в добав­

I — масло без

теля:

лении к маслам щелочных присадок. Та­

присадок

ней­

тральное; 2 — масло со щелоч­

кие

присадки нейтрализуют

коррозионное

ной

присадкой,

щелочность

3.3;

действие

кислотных

соединений

и тем са­

3 —•

масло со

щелочной

при­

 

садкой,

щелочность 6.3

мым уменьшают общий износ деталей дви­ гателя (рис. 61).

Все отечественные товарные масла для автомобильных дизелей обя­ зательно содержат присадки. Применение топлив с ограниченным содержанием серы и при обязательном присутствии антикоррозионной присадки в масле обеспечивают минимальные значения коррозионных взносов деталей двигателя.

§ 6. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СВОЙСТВА

Под низкотемпературными свойствами дизельных топлив, так же

как и бензинов, понимают

их способность оставаться гомогенными

с понижением температуры

и не вызывать затруднений при перекач­

ке по трубопроводам.

 

Значение вязкости топлива для нормальной работы дизельного двигателя рассматривалось ранее. Вязкость дизельных топлив с по­ нижением температуры возрастает (рис. 62). Однако, как показали испытания, снижение температуры топлива и соответствующее повы­ шение его вязкости в некоторых пределах оказывают лишь незначи­ тельное влияние на производительность подкачивающего насоса:

Температура топлива, ° С

.......................

+10

—30

—40

—30

Производительность насоса,

кг/ч . . .

850

830

810

300

Резкое уменьшение производительности насоса наблюдалось лишь при ■—40° С. Для сохранения постоянного количества подаваемого топлива при низких температурах необходимо некоторое повышение избыточного давления, создаваемого насосом:

Температура топлива, ° С ...........................

+14

—20

—32

—41

Избыточное давление, создаваемое насосом,

0,4

0,4

0,6

0,8

кгс/см2 .........................................................

Опыт показывает, что повышение сопротивления на участке от под­ качивающего насоса до насоса высокого давления даже при значитель-


is(hr— ------ ------ ------

ных

повышениях

вязкости

не вызывает

 

 

 

 

 

 

/

затруднений с подачей топлива.

подачи

 

 

 

 

 

 

Основные

нарушения

в системе

 

 

 

 

 

2 •

при

низких температурах

связаны

с

тем­

; so

 

 

?

 

/

 

пературой

помутнения

и

застывания топ­

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

лива.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4о

 

 

/

/

 

В отличие

от

бензинов

в составе ди­

 

 

 

 

 

 

зельных

топлив может находиться доволь­

 

. у .

 

 

 

но

большое

количество

 

углеводородов

с

 

 

 

 

 

 

*20

0

-20

 

-bO

-60

высокой

температурой

плавления.

 

К

их

 

числу, в первую очередь, относятся пара­

 

le n n e p a m y p a ., °C

 

Рис. 62. Зависимость вяз­

финовые

углеводороды нормального

стро­

ения (табл. 38). При понижении темпера­

кости

дизельных

топлив

от

 

 

температуры:

туры наиболее высокоплавкие углеводоро­

1 — топливо

ДЛ;

2

— топли­

ды выпадают из топлива в виде кристаллов

 

 

 

 

 

во ДЗ

различной формы. Топливо мутнеет. Воз­

 

 

 

 

 

 

 

никает опасность

забивки

фильтров

кри­

сталлами парафиновых углеводородов. Поэтому принято считать, что температура помутнения дизельных топлив должна быть несколько ниже возможной температуры применения. Однако топлива хорошо прокачиваются и при температурах ниже температуры помутнения. Если топливный фильтр стоит в подкапотном пространстве и подо­ гревается за счет тепла, излучаемого двигателем, то температура окружающей среды, при которой возможно применение топлива, мо­

жет оказаться значительно ниже температуры

его помутнения.

 

 

Т а б л и ц а 38

Некоторые свойства парафиновых углеводородов нормального строения

Название углеводорода и его формула

Т емпература

Температура

Цетановое

кипения, °С

плавления, °С

число

н—декан С10Н22

174

—29,7

76,9

н—додекан Cj2H26

216

—9,6

87,6

н—тетрадекан С14Н30

254

+5,5

96,1

н —гексадекан С16Н34

287

+ 16,5

100,0

и — октадекан С1РН38

318

+ 28,1

102,6

При дальнейшем охлаждении помутневшего топлива выпавшие кристаллы высокоплавких углеводородов начинают сращиваться образуя пространственную решетку, в ячейках которой остаются жидкие углеводороды. При определенной температуре образующая­ ся структура настолько упрочняется, что топливо теряет текучесть. Температурой застывания называют такую температуру, при которой налитое в пробирку дизельное топливо при охлаждении в определен­ ных условиях достигает такого состояния, что не изменяет положения мениска в течение одной минуты при наклоне пробирки на 45°.

Температура застывания дизельного топлива является величиной условной и может служить лишь известным ориентиром при опре­ делении возможных условий применения топлив. При перекачке топ­

134


лива под давлением кристаллическая структура высокоплавких уг­ леводородов может быть механически разрушена и топливо на оп­ ределенный период может приобрести текучесть при температуре ниже температуры застывания. В частности, приведенные выше циф­ ры по производительности подкачивающего насоса при различных температурах и давлениях получены при использовании топлива с тем­ пературой застывания — 30° С. Но фактически это топливо прокачи­ валось до температуры — 50° С. Следует отметить, что разрушенная кристаллическая структура топлива быстро восстанавливается.

Ведутся работы по созданию стандартных лабораторных методов оценки прокачиваемости дизельных топлив при низких температурах. Предельная температура топлива, при которой удается прокачивать его через фильтрующий элемент, должна быть более определенным и строгим показателем эксплуатационных свойств дизельного топли­ ва, чем температуры помутнения и застывания.

Существуют два основных направления улучшения низкотемпе­ ратурных свойств дизельных топлив. Первое направление связано с удалением из него высокоплавких парафиновых углеводородов нор­ мального строения. Такое удаление осуществляется на нефтеперера­ батывающих заводах чаще всего с помощью карбамида (см. гл. I, § 2. Очистка топлив и масел). Однако такой способ ведет к удалению из топлива наиболее ценных углеводородов с высоким цетановым чис­ лом (см. табл. 38). Все же этот путь улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив получает все большее распространение.

Весьма перспективен и второй путь улучшения низкотемператур­ ных свойств дизельных топлив — добавление присадок, названных депрессаторами. Этот путь пока не получил широкого распростране­ ния, так как найденные до сего времени депрессаторы являлись еще недостаточно эффективными и при добавлении в значительных кон­ центрациях (1%) понижали температуру застывания топлива всего на 10—15, а температуру помутнения лишь на 1—5° С. Столь малая эффективность при довольно большой концентрации препятствует внедрению депрессаторов в производство дизельных топлив. Появи­ лись и новые, более эффективные депрессорные присадки, которые резко улучшают прокачиваемость дизельных топлив при низких тем­ пературах и, очевидно, найдут применение.

§ 7. АССОРТИМЕНТ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ

Товарные дизельные топлива для автомобильных двигателей по­ лучают, как правило, путем прямой перегонки нефти. В некоторых странах в дизельные топлива, полученные прямой перегонкой, до­ бавляют продукты вторичной переработки (термического или катали­ тического крекинга) обычно после предварительной очистки. Для улучшения эксплуатационных свойств в топлива добавляют присадки.

В нашей стране автомобильные дизельные топлива вырабатывают­ ся в соответствии с требованиями двух государственных стандартов. По ГОСТ 305—73 изготовляют дизельные топлива из сернистых неф­ тей, а по ГОСТ 4749—73 — из малосернистых нефтей (табл. 39).

133


Т а б л и ц а 39

Основные показатели отечественных лизельных топлив

 

Показатели

 

ГОСТ 305 73

 

 

ГОСТ 4 7 4 9 - 73

 

 

А

3

Л

зс

ДА

ДЗ

дл

ДС

 

 

 

 

 

Цетановое число, не менее

45

45

45

45

45

45

45

50

Фракционный состав, °С,

 

 

 

 

 

 

 

 

не выше:

 

 

240

250

280

280

255

280

290

280

50

% перегоняются

!>6

%

 

»

 

330

340

360

340

330

340

360

340

Вшкссть при 20° С, сст

1,5—2,5 1,8—3,2 3,0—6,0 1,8—3,2 1,5—4,(

3,5—6,0 3,5—6,0

4,5-8,0

Кислотность, мг КОН/ЮЭмл,

5

5

5

5

5

5

5

5

не более

 

не

более

Зольность, % ,

0,01

0,01

0,01

0.01

0,01

0,01

0,01

0,01

Содержание серы,

%, не бо-

0,4

0,5

0,5

0,5

0,2

0,2

0,2

0,2

лее

числе

меркаптановон,

В том

0,01

0,01

0,01

0,01

0,1

0,1

0,1

0,1

% ,

не более

фактических

Содержание

 

30

30

40

30

30

30

50

50

• змол, мг/100 мл, не более

Коксуемость,

10 % остатка,

0,30

0,30

0,30

0,30

0,20

0,30

0,30

0,25

% , не более

годорас твори-

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мых кислот и щелочей, ме­

 

 

 

 

 

 

 

 

ханических примесей и во-

 

Отсутствуют

 

 

Отсутствуют

 

ДЫ

 

°С:

 

 

 

 

 

Температура

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вспышки в закрытом тигле,

30

35

40

35

35

50

65

90

не ниже

 

не

гыше

помутнения,

 

-2 5

—5

—35

 

—35

- 5

—10

застывания,

не

выше

—55

-6 0

Испытание

на

медной плас-

-3 5

—10

—45

—45

— 10

15

тиние

 

г

/*/100 не

Выдержнгают

 

 

Выдерживают

 

Йодное число,

6

6

6

6

 

 

 

 

более

 

 

 

 

 

 

 

Однако такое деление носит чисто условный характер. Это обус­ ловлено тем, что наша промышленность стала производить в больших масштабах топлива из сернистых нефтей, в которых содержание серы за счет гидроочистки снижено до уровня топлив из малосерни­ стых нефтей. Исследования и испытания показали, что эксплуа­ тационные свойства топлив, полученных гидроочисткой из серни­ стых нефтей, такие же, как топлив из малосернистых нефтей. На этом основании эти топлива признаны взаимозаменяемыми.

Дизельные топлива, выпускаемые в соответствии с требованиями двух указанных стандартов, могут различаться и по технологии их изготовления. Топлива по ГОСТ 4749—73 вырабатываются только из продуктов прямой перегонки нефти. Добавление каких-либо дру­ гих компонентов в эти топлива не допускается.

Топлива по ГОСТ 305—73 производятся на базе продуктов пря­ мой перегонки нефти, но в них может добавляться до 20% продуктов каталитического крекинга.

Все товарные дизельные топлива делятся на арктические, зимние и летние. Арктические (марки А и ДА) предназначены для исполь­ зования при температуре воздуха ниже —30° С. При температуре выше —30° С и ниже 0 следует пользоваться зимними топливами

136