Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1886

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
2.08 Mб
Скачать

Если в топливе много бензола и других ароматических углеводородов, то после сжигания остается небольшое коричневое кольцо с черным углистым остатком в центре.

Топливо, загрязненное маслом или другими вязкими, оставляет на стекле несгоревшие капли, расположенные по окружности ближе к краю стекла.

Рис. 1.6 дает представление о виде остатка после сжигания топлива, содержащего различные примеси.

1

 

 

3

 

2

 

 

 

 

4

5

6

Рис. 1.6. Примерный вид остатков после сжигания топлива на часовом стекле:

1 – бессмольный бензин; 2 – смолистый бензин; 3– бензин, загрязненный маслом; 4– бензино-бензольная смесь;

5 – бензин, загрязненный кристаллическими примесями;

6– бензин, загрязненный парафином

1.3.7.Определение коррозионных свойств топлива

Коррозионные свойства топлив обусловлены наличием в них коррозионно-агрессивных соединений: водорастворимых (минеральных) кислот и щелочей, органических кислот, активных сернистых соединений, воды.

Минеральные кислоты и щелочи из-за их большого коррозионного воздействия на металлы должны (по нормам ГОСТов) в топливах отсутствовать. При их обнаружении топливо необходимо браковать и не допускать к применению до улучшения его качества. Присутствие в топливе водорастворимых кислот и щелочей определяют индикаторами по водной вытяжке из топлива с получением результата "да" или "нет".

20

К органическим кислотным соединениям относятся нафтеновые кислоты и фенолы, практически всегда содержащиеся в топливе. При длительном хранении бензина концентрация в нем органических кислот возрастает вследствие окисления топлива. Полностью удалять органические кислоты нет необходимости, так как их коррозионная агрессивность значительно ниже, чем у неорганических (минеральных) кислот. Нафтеновые кислоты обладают высокой избирательностью действия на различные металлы. На сталь, чугун, алюминий они не действуют или действуют очень слабо. Наиболее активны они по отношению к цветным металлам (медь, цинк и особенно свинец), причем с повышением температуры их агрессивность возрастает. Содержание водонерастворимых кислот в топливе характеризуется кислотностью. По ГОСТ 5985-79 её нормируют количеством щелочи (в миллиграммах), потребной для нейтрализации кислот, содержащихся в 100 мл топлива.

Наличие в топливе воды интенсифицирует его коррозионную активность. Смесь воды с топливом наиболее агрессивно действует на малолегированные стали. Образующиеся при этом продукты коррозии (коричневые хлопья гидроокиси железа) могут вызвать засорение элементов системы топливоподачи.

Крайне нежелательно содержание в топливах серы. Активные сернистые соединения и свободная сера (особенно в присутствии влаги) вызывают коррозию металлов даже при нормальных условиях. Сера, попадая с топливом в цилиндры двигателя, сгорает, образуя серный и сернистый ангидриды (SO5, SO2) Эти соединения в силу своей гигроскопичности притягивают водяные пары из атмосферного воздуха и, соединяясь с водой, образуют агрессивные серную и сернистую кислоты (Н2S04, Н2S03). Стекая по стенкам цилиндров и попадая в канавки поршневых колец, они вызывают сильную коррозию, кроме этого, стекают в картер и вместе с маслом разносятся по всей системе смазки. Серный ангидрид при работе прогретого двигателя вызывает газовую коррозию цилиндра, поршня и выпускных клапанов.

Наличие серы в топливе способствует также увеличению в высокотемпературных зонах количества углистых отложений, образующихся при сгорании сернистых соединений. Нагар, обладая высокой твердостью, является одной из причин интенсивного абразивного изнашивания гильз цилиндров и поршневых колец.

21

Удаление серы из топлива – процесс трудоемкий и требует больших затрат. Часть сернистых соединений в основном неактивных в количестве, практически не влияющем на износ двигателя, в топливе остается. Максимальное содержание серы в отечественных автомобильных бензинах регламентируется ГОСТ Р 51105-97 и составляет 0,05 %. Использование топлив с более высоким содержанием серы допустимо только при наличии в моторных маслах специальных противокоррозионных присадок, уменьшающих вредное воздействие серы на двигатель.

Для контроля топлив на отсутствие в них активных сернистых соединений разработаны стандартные методы испытания "на медную пластинку", так как особенно сильно сера и ее соединения воздействуют на медь и ее сплавы. Принято два метода испытания топлив на медную пластинку – стандартный и ускоренный. По стандартному методу испытание длится 3 ч при температуре 50 °С, по ускоренному методу – 18 мин при температуре 100 °С.

Определение активных сернистых соединений

Проведение испытания

 

5

 

Вода

4

2

 

3

1

 

 

6

Рис. 1.7. Установка для испытания на присутствие активной серы в топливе при помощи медной пластинки: 1 колба; 2 медная проволока; 3 медная пластинка; 4 пробка; 5 холо-

дильник; 6 водяная баня

1.Медную пластинку полируют до блеска. Для полирования пластинки применяют наждачную бумагу или суконку с полировочной пастой.

2.Отполированную пластинку помещают в пробирку. Заливают в пробирку испытуемое топливо так, чтобы оно закрыло пластинку, и помещают в гнездо водяной бани

(рис. 1.7).

3.При ускоренном способе испытания пробирку с испытуемым топливом выдерживают в кипящей воде 18 мин.

4.По окончании испытания пластинку вынимают и осматривают, а бензин выливают в ту же емкость, из которой наполнялась пробирка.

22

Оценка результатов испытания

Появление на пластинке пятен или налетов черного, бурого, темно-коричневого цвета или черных точек является признаком наличия в топливе свободной серы или активных сернистых соединений. В таких случаях топливо считают не выдержавшим испытания и бракуют. При всех других изменениях (порозовение пластинки и пр.) или при отсутствии изменений цвета пластинки топливо считается выдержавшим испытание.

 

 

 

 

 

Таблица 1.6

Образец записи результатов анализа бензина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значение показателей

Отклонение

Показатель

 

качества

показателей

 

для испы-

по ГОСТ

Факти-

Допустимое

качества

 

 

туемого

Р 51105

ческое

 

 

 

 

 

 

 

образца

 

 

 

 

Детонационная стойкость

 

 

 

 

- 1

 

Фракционный состав:

 

 

 

 

 

 

tн.к.,0С

 

 

 

 

- 5 0С

t10%,0С

 

 

 

 

+3 0С

t50%,0С

 

 

 

 

+2 0С

t90%,0С

 

 

 

 

+3 0С

tк.к.,0С

 

 

 

 

+5 0С

Остаток в колбе, %

 

 

 

 

 

 

Остаток и потери, %

 

 

 

 

+0,3 %

 

Кислотность, мг КОН

 

 

 

 

Не допуска-

на 100 мл бензина

 

 

 

 

ется

Содержание фактических смол на

 

 

 

 

 

 

месте потребления, мг на 100 мл бен-

 

 

 

 

 

 

зина

 

 

 

 

+5 мг

Испытание на медной пластине

 

 

 

 

Наличие водорастворимых кислот и

 

 

 

 

 

 

щелочей

 

 

 

 

Наличие механических

 

 

 

 

 

 

примесей

 

 

 

 

Наличие воды

 

 

 

 

Цвет

 

 

 

 

Заключение

 

По данным лабораторного анализа установлено,

 

 

что образец № ______ является бензином марки

 

 

и по всем показателям соответствует ГОСТ Р

 

 

 

51105-97; в случае несоответствия перечислить

 

 

показатели, входящие за установленные нормы

 

 

стандартов, указать характер возможных нару-

 

 

шений в работе двигателя и рекомендации по

 

 

исправлению бензина

 

 

 

23

1.4. Оценка результатов лабораторного анализа

Данные анализа нефтепродуктов, полученные в лаборатории, обычно сводят в паспорт, в котором приведены показатели качества, нормируемые ГОСТом. В зависимости от объема произведенного испытания (полный анализ, контрольный и т.д.) в паспорте заполняют соответствующие графы. Результаты качественных определений записывают текстом ("Отсутствие", "Выдерживает" и т.п.), а в графах для показателей, которые не проверялись при анализе, ставят прочерки. Образец записи результатов анализа бензина приведен в табл. 1.6, требования ГОСТ Р 51105 на основные марки бензинов – в

табл.1.1.

Паспорт является документом, на основании которого принимается решение о возможности использования нефтепродукта. Чтобы дать правильную оценку рассматриваемому нефтепродукту, необходимо знать требования ГОСТов и допустимые отклонения, уметь связывать значения показателей качества нефтепродукта с работой и техническим состоянием автомобиля.

Если значения показателей качества выходят за нормы ГОСТов, браковать нефтепродукт сразу не следует, надо выяснить величину допустимых отклонений на качество нефтепродукта. Наличие таких допусков связано с тем, что в процессе транспортирования и хранения возможно некоторое изменение качества нефтепродукта. В случае, когда отдельные показатели образца имеют отклонения от стандарта, но не выходят за пределы допускаемых отклонений, такой нефтепродукт может быть рекомендован к применению, однако надо иметь в виду, что качественные показатели его находятся на пределе. Если же большинство показателей качества выходят за пределы требований ГОСТа и норм допускаемых отклонений, то это нестандартный нефтепродукт. Без предварительного исправления качества такой нефтепродукт нельзя рекомендовать к применению. Попытка использовать его в том виде, как он есть, скажется на надежности и долговечности работы автомобиля. Влияние применения некачественных топлив на долговечность машин (по результатам многочисленных экспериментов и практических данных) отражено в табл. 1.7.

24

 

 

 

Таблица 1.7

 

Влияние изменений показателей качества бензина на работу двигателя

 

 

 

 

 

Изменение показателя

Влияние изменения на работу двигателя

Признаки нарушения работы

 

относительно нормы

 

двигателя

 

1

2

3

 

Октановое число:

 

Металлический стук в цилиндрах, виб-

 

уменьшение

Проявляется процесс детонации

рация в двигателе, перегрев головок

 

 

 

цилиндра, дымный выхлоп, снижается

 

 

 

мощность двигателя

 

увеличение

Обеспечивается возможность увеличения

Повышение мощности при нормальной

 

 

степени сжатия

работе двигателя, увеличение вероятно-

25

 

 

сти разрушения клапанов и поршней

 

 

вследствие повышения температурного

 

 

 

 

 

 

режима, прогорание выпускных клапа-

 

 

 

нов

 

Фракционный состав:

 

Затруднен запуск двигателя, увеличи-

 

температуры tHK, t10%

Ухудшаются пусковые качества

вается износ узлов трения двигателя

 

повышены

 

 

 

понижены

Образуются паровые пробки в системе пи-

Двигатель работает с перебоями

 

 

тания

 

 

температура t50%

Замедляется прогрев двигателя

Затрудненный переход с малых на

 

повышена

большие обороты коленчатого вала,

 

 

 

нарушается динамика движения авто-

 

 

 

мобиля

 

температуры t90%, tKK

Ухудшаются условия сгорания топлива

Увеличивается вредность выхлопных

 

повышены

 

 

 

газов, происходит более интенсивное

 

 

 

разжижение моторного масла, повыша-

 

 

 

ется нагарообразование

 

 

25

 

 

 

 

 

 

Окончание табл. 1.7

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

3

 

Содержание

фактических

смол

Образование нагара, осаждение смол на де-

Засоряются сопла форсунок, на свечах

 

больше нормы

 

 

талях камеры сгорания

образуется нагар

 

Содержание серы больше нормы

 

Образующиеся при сгорании окислы в зоне

Разрушаются система выпуска газов

 

 

 

 

высоких температур вызывают газовую

(выпускные клапаны) и подшипники из

 

 

 

 

коррозию металлов. Взаимодействуя с вла-

свинцовой бронзы, образуются твердые

 

 

 

 

гой, превращаются в серную кислоту и вы-

нагары и отложения, увеличивающие

 

 

 

 

зывают более сильную кислотную корро-

абразивный износ узлов трения

 

 

 

 

зию

 

26

Загрязненность:

 

 

 

наличие механических приме-

Повышается износ цилиндропоршневой

Засорение жиклеров карбюраторов, за-

 

 

сей

 

 

группы и топливной аппаратуры

грязнение фильтров

 

наличие воды

 

Снижается теплотворная способность топ-

Перебои в работе двигателя из-за

 

 

 

 

лива, при низких температурах возможно

ухудшения процесса горения, при низ-

 

 

 

 

прекращение подачи бензина в двигатель

ких температурах – из-за нарушения

 

 

 

 

вследствие выпадения кристаллов льда или

подачи топлива в цилиндры двигателя

 

 

 

 

образования ледяных отложений на долях

 

 

 

 

 

карбюратора и впускной системы

 

26

Контрольные вопросы

1.Что называется фракцией и испаряемостью топлива?

2.Как оценивается фракционный состав топлива?

3.Какие характерные точки имеются на кривой фракционной перегонки?

4.Какие параметры бензинов характеризует температура начала перегонки?

5.Что характеризует октановое число, как оно определяется?

6.Чем различаются методы определения октанового числа моторным и исследовательским способами?

7.Какую опасность представляет наличие воды в бензинах?

8.На что влияет содержание серы в бензине?

9.Как определяется наличие фактических смол в топливе?

10.Укажите марку бензина, которую вы исследовали и как она расшифровывается.

27

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ

2.1.Цели работы

1.Знакомство с методами определения основных показателей качества дизельных топлив.

2.Приобретение навыков по оценке качества дизельных топлив и установлению возможности их применения для автомобилей.

3.Закрепление знаний основных марок дизельных топлив и ГОСТов на них.

4.Ознакомление с новыми ГОСТами.

2.2.Оборудование и приборы

1)нефтеденсиметр (ареометр);

2)стандартный аппарат для разгонки нефтепродуктов;

3)пластинка медная стандартная;

4)вискозиметр капиллярный;

5)прибор для определения температуры вспышки;

6)термоэлектрический холодильник;

7)плитка электрическая;

8)посуда лабораторная;

9)химические реактивы.

2.3.Последовательность выполнения работы

1.Оценить испытуемый образец дизельного топлива по внешним признакам (прозрачность, цвет, запах, наличие воды и видимых невооруженным глазом механических примесей).

2.Определить фракционный состав дизельного топлива и результаты разгонки представить в виде графика.

3.Определить кинематическую вязкость при 20 °С.

4.Определить плотность дизельного топлива.

5.Определить температуру вспышки в закрытом тигле.

6.Определить температуру помутнения и застывания дизельного топлива.

28

7.Провести испытания на медной пластинке.

8.По полученным значениям показателей качества установить марку испытуемого топлива. Определить температуру окружающего воздуха, при которой возможно его применение.

9.Сравнить качество испытуемого дизельного топлива с требованиями ГОСТа 305–82 и сделать вывод о возможности его применения для двигателей. В случае отклонения показателей качества от допустимых значений указать негативные последствия применения такого топлива.

10.Указать инженерные мероприятия, направленные на устранение выявленных негативных последствий при использовании дизельного топлива с измененными показателями качества.

2.3.1. Основные требования, предъявляемые к дизельному топливу

Одно из преимуществ дизельных двигателей заключается в том, что они работают на более тяжелом и менее ценном топливе и расходуют его меньше. Рабочий процесс в дизельных двигателях принципиально иной, чем в карбюраторных, поэтому и к топливу для дизельных двигателей предъявляется ряд специфических требований.

Дизельное топливо должно:

Бесперебойно поступать к насосу и обеспечивать легкий запуск двигателей при низких температурах.

Обеспечивать тонкий распыл и надежное смесеобразование, т.е. обладать оптимальными вязкостью, плотностью, фракционным составом, поверхностным натяжением и давлением насыщенных паров.

Обеспечивать мягкую работу двигателя, для чего топливо должно легко испаряться и иметь минимальный период задержки воспламенения.

Обеспечивать полноту сгорания без образования сажи в выхлопных газах.

Не содержать коррозионно-активных продуктов, смолистых соединений, механических примесей и воды.

2.3.2. Оценка дизельного топлива по внешним признакам

Цвет. Дизельное топливо – прозрачная, более вязкая, чем бензин, жидкость. Его окраска зависит от растворенных в нем смол. В зависимости от природы и количества смол цвет топлив изменяется от

29

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]