2.3.3 Определение продуктов сгорания топлива

Характер процесса горения можно определить по составу продуктов сгорания топлива. Наличие в продуктах сгорания окиси углерода СО и водорода Н₂ указывает на неполное сгорание топлива.

Анализируя состав продуктов сгорания, можно судить о характере процесса горения. Широкое распространение получили химические газоанализаторы, которые позволяют в контролируемой пробе взятых продуктов сгорания топлива определить содержание углекислого газа СО₂ и окиси углерода СО.

2.4 Получение масел

Масла состоят из основы и присадок, на долю которых приходится в среднем 3-8 % (редко до 20 %).

Базовые масла, химический состав которых зависит от качества нефти, пределов выкипания отбираемых масляных фракций, методов и степени их очистки, вырабатывают из мазута, подвергая его перегонке в вакууме, что позволяет снизить температуру нагрева до 420-430 °С. При этом выделяют ряд фракций (дистиллятов), отличающихся различным уровнем вязкости.

Продукты вакуумной перегонки мазута - это вакуум-соляр (самые легкие фракции), дистилляты легких и средних индустриальных масел, тяжелые дистилляты моторных масел. Неотгоняемый остаток - это гудрон. Выход дистиллятных масел составляет около 50 %.

Масла с повышенной вязкостью получают из полугудрона (остаток с неглубоким отбором масляных фракций) и называют их остаточными.

Как дистиллятные, так и остаточные масла в дальнейшем очищают от сернистых соединений, органических кислот, смолисто-асфальтеновых веществ и других нежелательных примесей, применяя деасфальтизацию, селективный и контактный способы, депарафинизацию. На выбор способа очистки влияют качество исходного сырья и назначение вырабатываемого масла (например, остаточные масла из сернистых нефтей подвергают всем перечисленным способам очистки). При селективной очистке нежелательные примеси удаляются из масла почти полностью при сравнительно небольшом расходе селективного (избирательного) растворителя (фенола, фурфурола и др.), что позволяет отнести этот способ к наиболее совершенным. Необходимого уровня вязкости базового масла добиваются путем смешения очищенных дистиллятных и остаточных масел.

2.4.1 Назначение смазочных материалов и виды трения

Основное назначение смазочных материалов – уменьшение износа трущихся сопряженных пар деталей и снижение затрат энергии на преодоление трения. Кроме этих функций, смазочные материалы отводят тепло от трущихся деталей, предохраняют их от коррозии, очищают поверхности трения от продуктов износа и других примесей, герметизируют узлы трения.

В зависимости от характера относительного перемещения поверхностей различают: трение скольжения и трение качения. Сила трения качения меньше силы трения скольжения, поэтому там, где это возможно, при конструировании механизма, предпочтительнее применять подшипники качения.

По наличию и распределению на трущихся поверхностях смазочного материала различают следующие виды трения:

- сухое, когда между трущимися поверхностями отсутствует смазочный материал;

- жидкостное, при котором трущиеся поверхности полностью разделены слоем смазочного материала;

- граничное, когда трущиеся поверхности разделены тончайшим молекулярным слоем адсорбированных на них смазочных материалов;

- полужидкостное – переходное между жидкостным и граничным видами трения.

Сухое трение – самое опасное для сопряженных деталей узлов и механизмов лесных машин, т.к. сопровождается интенсивным износом поверхностей сопряженных пар деталей, потерей энергии на трение и т.д.

Жидкостное трение обеспечивается, если смазывающий материал полностью разделяет трущиеся поверхности деталей, т.е. трение между твердыми телами заменяется трением между частицами смазывающей жидкости (масла). При этом в десять - пятнадцать раз снижаются затраты энергии на преодоление трения, резко уменьшается износ и нагрев поверхностей сопряженных пар деталей, узел трения выдерживает более высокие нагрузки. Работа узлов трения, а следовательно лесной машины в целом становиться более продолжительной и надежной.

Образование масляного слоя между сопряженными поверхностями деталей при заданной нагрузке зависит от скорости их относительного перемещения и вязкости масла. Коэффициент жидкостного трения составляет 0,001 … 0,01, а номинальная толщина масляного слоя при жидкостном (гидродинамическом) трении, например для двигателей внутреннего сгорания лесных машин равна 4 …6 мкм. Ниже приведена кривая Штрибека, которая показывает зависимость коэффициента трения в зоне контакта двух смазанных поверхностей соприкасающихся деталей от числа Зоммерфельда (скорости скольжения v, умноженной на вязкость масла и деленной на приложенную нагрузку Fн.

Эти рисунки на выбор

f	- коэффициент трения;
v	- скорость скольжения;
d	- зазор между деталями;
R	- шероховатость поверхности деталей;
Fн	- сила прижима деталей;
а	- зона сухого трения;
в	- зона граничного трения;
с	- зона жидкостного (гидродинамического) трения;
1	- сопряженные детали.

При сухом трении толщина смазочной пленки меньше величины шероховатостей поверхности трущихся деталей.

При граничном (смешанном) трении толщина смазочной пленки соизмерима с величиной шероховатости поверхности трущихся деталей.

При жидкостном (гидродинамическом) трении толщина смазочного материала полностью разделяет трущиеся поверхности металла. Эта способность зависит от внутренних сил сцепления. Смазывающая способность масла имеет очень важное значение во многих случаях эксплуатации лесных машин, например, пуск двигателя в холодное время года при его прогреве.

Текучесть смазочных масел характеризуется его вязкостью (DIN 51550), которая определяет внутреннее трение в жидкости (степень сопротивления молекул жидкости воздействию сил смещения).