2.1 Определение фактических смол

Смолы это темно-коричневые жидкие или полужидкие ве­щества с плотностью около 1000 кг/м³, молекулярной массой 350 ... 900. Они обладают сильной красящей способностью, легко растворимы во всех нефтепродуктах и органических растворителях (кроме ацетона и спирта). Смолистые и смолообразующие вещества всегда содержатся в бензине. Их количество зависит от технологии получения, способа очистки, длительности и условии хранения топ­лива.

Содержащиеся в бензине тяжелые молекулы углеводородов, вхо­дящие в состав смол, не могут испариться, они откладываются на горячих стенках трубопроводов, забивают жиклеры. Значительное накопление смолистых веществ приводит к уменьшению проходных сечений различных участков топливоподающей аппаратуры, всасы­вающего коллектора, что отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках двигателя.

В зоне высокой температуры (клапаны, днище поршня, камера сгорания, поршневые канавки) смолистые отложения постепенно уплотняются, частично выгорают, образуют хрупкие и твердые на­гары, которые в основном состоят из углерода и являются абразивным материалом. Большое на­копление нагаров на деталях двигателя приводит к повышению износа, ухудшается процесс теплопередачи и сгорания, возникновению калильного зажигания.

Стандартами нормируют количество фактических смол, т. е. тех, которые находятся в бензине в момент определения. Для бензина различных марок их содержание не должно превышать 7... 15 мг/100 мл.

Если содержание фактических смол отвечает требованиям стан­дарта, то двигатели длительное время работают без повышенного смоло- и нагарообразования. Нередко же при эксплуатации техники содержание смол в топливе значительно выше. Если содержание фактиче­ских смол в два-три раз больше нормы, то ресурс бензинового двигателя снижается в среднем на 20 ... 25 %. Кроме этого, при эксп­луатации возникают различные неисправности. Метод определения количества фактических смол в бензинах применяемых для автотракторных двигателях регламентирован ГОСТ 8489-85. Он заключается в выпаривании испытуемого топлива под струей водяного пара в условиях испытания и служит для условной оценки склонности топлива к смолообразованию при его применении в двигателе.

2.1.1 Аппаратура, реактивы и материалы:

- прибор ПОС-77 в комплекте;

- эксикатор 2 по ГОСТ 25336-82;

- весы лабораторные с погрешностью взвешивания не более 0,0002 г.;

- термометры ТЛ-2 1-Б4 по ГОСТ 215-70;

- цилиндры 1-25, 1-50, 1-100, 2-25, 2-50, 2-100 по ГОСТ 1770-74;

- ацетон по ГОСТ 2603-79 или по ГОСТ 2768-84;

- натрий сернокислый то ГОСТ 4166-76, свежепрокаленный;

- вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;

- бумага фильтровальная по ГОСТ 12026-76;

2.1.2 Порядок проведения исследований

Определение фактических смол проводится по ГОСТ 8489-85 в приборе марки ПОС-77 (рис. 2.1), состоящем из бани 4, представляющей собой цельнометаллический блок, изготовленный из алюминия или его сплавов. Баня имеет карманы для стаканов с испытуемым топливом 13, для ста­канов с водой 3, для перегрева водяного пара 6 и для термометра 7. Карманы для перегрева водяного пара герметич­но и наглухо закрыты пробками; карманы для стаканов с топливом и водой закрываются съемными пришлифованными крышками 9, 5; карманы для стаканов с водой в нижней части соединены каналами 2 с пароперегревателями. В верх­ней части пароперегреватели имеют каналы, в которых за­прессованы ниппели 8 (латун­ные трубки диаметром 2 мм), служащие для вывода пара. Выступающая часть ниппелей входит в канал 10, проложен­ный в крышке канала для ста­канов с топливом. В другое отверстие канала, в центре крышек герметично вставлены трубки 11, по которым пере­гретый пар поступает в ста­кан с бензином для более быстрого его испарения и уно­са в холодильник. Пары воды и топлива выходят из карма­нов для стаканов с топливом по каналам, соединенным с пароотводной трубкой 12, присое­диненной к конденсатору 15. Для нагревания бани прибор оборудован электроплиткой 1 с автоматическим терморегу­лятором. Пары воды и бензина поступают в конденсатор 15, представляющий собой металлический сосуд с сифонной труб­кой 16, для автоматического слива конденсата. К конден­сатору присоединен воздушный металлический холодиль­ник 14.

1- сигнальные часы; 2 - ручка пуска сигнальных часов; 3 - индикатор; 4 - переключатель датчика температур; 5 - выключатель сети питания; 5 - труб­ка;. 7 - трубка холодильника; 8 - холодильник; 9 - стакан для топлива; 10 - карман; 11- крышка кармана; 12 - электронный терморегулятор; 13 - датчик температуры; 14 - термостат; 15 - нагреватель; 16 – пробка.

Рисунок 2.1 – Прибор ПОС-77 для определения фактических смол.

Прибор включают в сеть. С помощью кнопочного переключателя 4 устанавливают температурный режим 160°С.

Топливо, подлежащее испытанию, профильтровают через бумажный фильтр. В два стакана, доведенных до постоян­ной массы с относительной погрешностью не более 0,0002 г, залить по 25 мл бензина. Стаканы с топливом устанавливают в карманы, нагретые до заданной температуры, в этот момент лампочка индикатора гаснет. Карманы со стаканами, наполненными топливом, осторожно и плотно закрывают крышкой так, чтобы ниппели вошли в кана­лы в крышке, а пришлифованные плоскости крышек и карманов герметически соприкасались одна с другой.

Затем отмеряют измерительным цилиндром и наливают в стаканы для воды дистиллированную воду в объеме 25 мл. Немедленно после этого устанавливают в карманы стаканы с во­дой и тоже плотно закрыть крышками 11. Пускают сигнальные часы 1 поворотом ручки пуска 2 вправо на время испытаний (60 мин). Спустя 60 мин после того, как были поставлены стакан с водой в баню, открывают все крышки карманов и через 2 мин щипцами вынимают стаканы со смолами, охлаждают в эксикаторе в течение 20 мин и взвешивают с относительной погрешностью не более 0,0002 г.

Содержание фактических смол (ФС) в каждом стакане вычисляют по остатку в стакане.

Содержание фактических смол в испытуемом бензине вы­числяют как среднее арифметическое значение двух парал­лельных определений.

Результаты отдельных испытаний одного и того же топли­ва сравнимы между собой только в случае, если между ис­пытаниями прошло не более 5 суток.

ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Содержание фактических смол в бензине, полученных в каждом стакане, определяют по формуле

, (2.1)

, (2.2)

где Go¹ и Go² - масса чистых стаканов, мг;

V₁ и V₂ - объем залитого в каждый стакан бензина, мл;

G₁ и G₂ - масса стаканов со смолами, мг.

Среднее значение содержания фактических смол в бен­зине

. (2.3)

По окончании исследований производят сравнение полученного показателя и регламентированного ГОСТ и делают заключение о влиянии показателя фактических смол в испытуемом бензине на работу двигателя.