книги из ГПНТБ / Силовые установки и промысловые механизмы маломерных судов рыбной промышленности (с двигателями до 100 л. с.) учеб. пособие
.pdfП л о т н о с т ь |
т о п л и в а |
измеряется при темпера |
|
туре 20°С. По плотности молено |
определить количество |
||
топлива в судовых |
цистернах, |
а |
также принадлежность |
его к легким или тяжелым сортам. Косвенно на основа
нии плотности топлива можно |
составить |
представление |
|
о способности его к самовоспламенению. |
Тяжелое топ |
||
ливо воспламеняется |
труднее, |
чем легкое. Плотность |
|
дизельных топлив изменяется в пределах 0,8—0,95. |
|||
В я з к о с т ь , или |
внутреннее трение, |
характеризует |
текучесть топлива по трубопроводам и качество его распыливания. Различают кинематическую и условную вязкость.
Кинематическая |
вязкость, или удельный коэффици |
||||
ент внутреннего трения, |
измеряется |
при |
данной темпе |
||
ратуре |
и по техническим |
условиям на топливо выража |
|||
ется в |
сотых долях |
стокса (см 2 - с1 ), |
или |
сантнетоксах. |
Условная вязкость топлива измеряется при данной температуре и обозначается в градусах ВУ (вязкость условная). Величина условной вязкости ВУ представ ляет отношение времени истечения 200 мл топлива при данной температуре ко времени истечения дистиллиро ванной воды при температуре 20°С через стандартное отверстие в специальном приборе вискозиметре. При
обозначении вязкости |
топлива обязательно указывает |
|||||
ся температура, |
при |
которой |
вязкость |
была |
изме |
|
рена. Вязкость |
дизельного топлива |
не |
должна |
пре |
||
вышать 5° ВУ при температуре |
50° |
С. Если вязкость |
окажется больше, то перед использованием топливо по догревают.
Вязкость топлива зависит от температуры и от дав ления. С повышением температуры вязкость топлива уменьшается, а с увеличением давления — возрастает. Для высокооборотных дизелей вязкость топлива при 50° С должна находиться в пределах 1,15—1,7 ВУ.
Ф р а к ц и о н н ы й |
с о с т а в |
определяет |
однород |
ность топлива по составляющим |
его -фракциям |
(легкие, |
|
тяжелые), имеющим |
различную |
температуру |
кипения. |
Желательно, чтобы фракционный состав дизельного топлива был такой, при котором температура кипения его изменялась в небольших пределах. Процесс сгора
ния топлива с легкими и тяжелыми фракциями |
(с низ |
||
кой |
и |
высокой температурами кипения) ухудшается, |
|
так |
как |
тяжелым фракциям придется гореть |
в среде |
газов от сгорания легких фракций и при |
значительно |
||
меньшем коэффициенте избытка |
воздуха. |
|
|
Т е м п е р а т у р а |
в с п ы ш к и — это |
такая мини |
|
мальная температура |
нагрева |
топлива в |
специальном |
приборе, при которой образующиеся пары вместе с воз духом вспыхивают при поднесении к ним источника от крытого пламени. Чем больше в топливе легких фракций, тем ниже температура его вспышки. Темпера тура вспышки характеризует пожарную безопасность топлива, но не определяет степень пригодности его для сжигания в двигателях. Температура вспышки топлива для быстроходных дизелей находится в пределах 35— —90°С.
Т е м п е р а т у р а с а м о в о с п л а м е н е н и я — это минимальная температура, при которой топливо в сме си с воздухом воспламеняется без какого-либо посто роннего источника пламени и продолжает гореть. Тем пература самовоспламенения топлива зивисит от тем пературы, давления и состава среды, в которой происходит самовоспламенение. Температура само воспламенения дизельных топлив в воздушной сре де по опытным данным находится в пределах 450— 550° С.
Важнейшей |
характеристикой, |
оценивающей |
каче |
||
ство воспламенения дизельных топлив, является |
ц е т а - |
||||
н о в о е ч и с л о . |
Цетановое число |
равно процентному |
|||
содержанию |
(по |
объему) |
цетана |
в смеси с а-метил- |
|
нафталином, |
при котором |
периоды |
задержек самовос |
||
пламенения |
этой |
смеси и испытуемого топлива |
равны. |
Воспламеняемость цетана принимают за 100%, а а-ме- тилнафталина за 0%. Период задержки самовоспламе нения дизельного топлива измеряется в секундах или углах поворота коленчатого вала и соответствует пери оду от момента достижения температуры самовоспла менения топлива до его воспламенения.
Цетановое число дизельного топлива определяют опытным путем на специальных одноцилиндровых стандартных двигателях. Значения цетановых чисел
топлива, применяемого в |
судовых дизелях, изменяются |
|||
в следующих |
пределах: |
для малооборотных |
от |
30 до |
50, для высокооборотных |
от 40 до 60. Повышение |
цета |
||
новых чисел |
дизельного |
топлива выше 40—60 |
нецеле |
сообразно, так как при этом наряду с уменьшением пе-
61
риода задержки |
самовоспламенения, увеличивается |
удельный расход топлива. |
|
Т е м п е р а т у р а |
з а с т ы в а н и я — это такая" тем |
пература, при которой топливо теряет свою подвиж
ность. Температура застывания |
топлива |
для |
быстро |
||||
ходных |
дизелей находится |
в пределах |
от |
—10 до |
|||
—60° С, |
а для тихоходных |
дизелей |
от —5 |
до + 5 ° С. |
|||
М е х а н и ч е с к и е п р и м е с и |
в |
топливе |
(пыль, пе |
сок, окалина) нежелательны, так как могут быть причи ной засорения фильтров, заедания игл форсунок и преж
девременного износа топливной |
аппаратуры. |
|||
К о к с у е м о с т ь |
является |
косвенной характери |
||
стикой |
склонности топлива к |
нагарообразованию. Ча |
||
стицы |
кокса, или нагара, образуются в |
результате не |
||
полного сгорания и разложения топлива. |
Коксуемость |
|||
топлива выражается |
коксовым |
числом, |
определяемым |
в приборе Конрадсона по содержанию кокса в процен тах от количества топлива. Образование кокса'1 в топли ве при сгорании в цилиндре не должно превышать для многооборотных дизелей 0,05—0,1%, а для малооборот
ных 3—4%. Нагарообразование |
в дизелях вызывает |
|
засорение топливораспылителей |
форсунок |
и может вы- ' |
звать загорание колец и потерю их подвижности. |
||
Н а л и ч и е с е р ы и с е р н и с т ы х |
с о е д и н е н и й |
в дизельном топливе вызывает увеличение коррозийно
го износа цилиндра и поршня. |
Кроме |
того, концентри |
|||
руясь в нагарах, |
сернистые образования |
значительно |
|||
повышают их твердость. Содержание |
серы в |
топливе |
|||
для быстроходных |
дизелей не должно |
превышать 0,2%. |
|||
К и с л о т н о с т ь |
т о п л и в а |
также |
способствует |
||
повышению нагарообразования |
и коррозийного |
износа |
деталей дизеля. Кислотность топлива выражается чис лом миллиграммов едкого кали, требуемого для нейтра
лизации 100 мл топлива. Кислотность |
дизельного |
Toni |
лива не должна превышать 10 мг КОН. |
|
|
З о л ь н о с т ь т о п л и в не должна |
превышать |
для |
многооборотных дизелей 0,025%, а для малооборотных не больше 0,08%. Зола, образующаяся при сгорании
топлива, способствует увеличению |
износа |
поршня и |
||
цилиндровой втулки. |
|
|
|
|
А н т и д е т о н а ц и о н н ы е |
с в о й с т в а |
являются |
||
важной характеристикой |
топлива, применяемого в кар |
|||
бюраторных двигателях. |
Процесс |
сгорания |
в них в за- |
62
Т а б л и ц а 2
Показатели
Цетановое число, не ме нее
Фракционный состав, °С* 10%, не ниже 50%, не выше 90%, не выше 96%, не выше
Вязкость, ест при 20° С при 50° С
Коксуемость, % не более Коксуемость, 10%-ного остатка, % не более Кислотность, мг, КОН 100 мл, не более
Содержание, % не более серы
водорастворимых кислот и щелочей механических приме сей воды
Зольность, % не более Испытание на медной пластинке Температура, °С
вспышки (в закры том тигле), не ниже застывания, не выше помутнения, не выше
|
Топливо (ГОСТ 4749—49) |
|
д а |
дз |
дл |
40 |
40 |
45 |
200 |
200 |
290 |
255 |
275 |
|
300 |
335 |
350 |
330 |
|
|
2,5—4,0 |
3,5—6,0 |
3,5—8,0 |
0,05 |
0,5 |
0,5 |
|
||
5 |
5 |
5 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
Отсутствуют |
|
|
Отсутствует |
|
|
0,01 |
| 0,02 |
0,02 |
Выдерживает |
|
|
35 |
50 |
60 |
- 6 0 |
—45 |
—10 |
|
—35 |
— 5 |
* Дана температура, при которой перегоняется указанное коли чество (%) топлива.
висимости от свойств топлива и температуры горючей смеси в конце сжатия может иметь взрывной характер, когда скорость распространения волн достигает 2000— 3000 м/с, в то время как при нормальных условиях сго рания скорость распространения пламени не превыша ет 20 м/с. В результате этого давление и температура газа в цилиндре резко возрастают и могут достичь зна-
63
чений, при которых длительная работа двигателя ока жется опасной. Такое сгорание топлива принято назы вать детонацией.
Детонация при сгорании топлива вызывает появле
ние |
стуков, уменьшение мощности двигателя и перег |
рев |
цилиндра. Для борьбы с детонацией необходимо |
уменьшить степень сжатия или применять топливо, об ладающее антидетонацнонными свойствами. Для повы шения этих свойств к топливу добавляют специальные присадки —• антидетонаторы, наиболее распространен ным из них является тетраэ'тиловый свинец. Бензин с такой присадкой называется этилированным.
Антидетонационные свойства бензина оцениваются октановым числом. Октановое число соответствует процентному содержанию (по объему) пзооктана в сме си с гептаном, при котором эта смесь начинает детони ровать при одинаковых условиях с испытуемым топли вом. Детонационную стойкость пзооктана принимают равной 100 октановым единицам, а гептана — равной нулю. Смешивая эти вещества, можно получить смесь с любыми антидетонационными свойствами и, сравни
вая ее |
с |
бензином, |
определить |
его |
октановое число. |
Если |
при |
испытании |
топлива |
его |
антидётонационные |
свойства окажутся равны смеси, состоящей из 93%
изооктана |
и 7% |
гептана, то октановое число испытуемо |
||||||
го бензина |
равно |
93. |
|
|
|
|
|
|
Основными причинами |
детонации |
являются: |
малый |
|||||
избыток воздуха |
(богатая смесь), высокая |
температу |
||||||
ра в конце сжатия и |
низкая |
температура самовоспла |
||||||
менения топлива. |
|
|
|
|
|
|
||
Сорта топлива, применяемые в судовых двигателях |
||||||||
внутреннего сгорания |
и |
их |
основные характеристики |
|||||
приведены в табл. 2. |
|
|
|
|
|
|
||
Приемка и хранение топлива |
|
|
|
|
||||
Принимают топливо на судно в соответствии |
с тре |
|||||||
бованиями |
«Правил |
обслуживания |
судовых |
ДВС и |
||||
ухода за ними». |
|
|
|
|
|
|
|
|
Приемка топлива на судно без сертификатов, ха |
||||||||
рактеризующих |
его качество, категорически |
запреща |
||||||
ется. Срок давности лабораторного анализа на |
топли |
|||||||
во не должен превышать шести месяцев. „ |
|
|
64
Контроль за приемкой топлива и оформление доку ментации возлагается лично на старшего (главного) механика. Приемкой топлива от береговой нефтебазы (или от судна-бункеровщика) должен руководить тре тий механик или, по поручению старшего (главного) механика, вахтенный механик.
Основным документом для учета принятого топлива является накладная нефтебазы (судна-бункеровщика), которая должна быть оформлена подписями предста вителя нефтебазы (судна-бункеровщика) и принимав шего топливо механика. Копия накладной и паспорт (сертификат) на принятое топливо должны представ ляться старшим (главным) механиком в МСС судовла дельца (механико-судовую службу).
Перед приемкой необходимо замерить остатки топ лива в топливных цистернах и танках, открыть за глушки на вентиляционных трубах, установить запор ные клапаны топливного трубопровода в положение, обеспечивающее прием топлива только в намеченные цистерны и танки, установить на палубе у приемного патрубка поддон с песком и пенный огнетушитель, под готовить к действию все имеющиеся на судне противо пожарные средства, установить на палубе таблички с надписью о запрещении курения; назначить вахтерного у места приемки топлива на судне.
Во время приемки топлива следят за наполнением топливных танков и цистерн, производя периодические промеры и руководствуясь показаниями соответствую щих приборов.
При |
приемке |
топлива |
должна быть установлена |
связь с |
береговой |
нефтебазой (судном-бункеровщиком) |
|
для передачи указаний об |
изменении режима или о |
прекращении подачи топлива.
Перед приемкой следует получить сертификат на топливо и проверить соответствие его характеристик, указанным в заводской инструкции по эксплуатации дизеля. При обнаружении несоответствия характери стик выдаваемого топлива требованиям заводской ин струкции по эксплуатации дизеля, а также в случае его значительного загрязнения и обводнения приемка топ лива на судно не допускается.
В |
процессе приемки топлива на судно |
принимаю |
щий |
обязан осуществлять систематический |
визуальный |
5—180 |
65 |
и посредством экспресслабораторнн контроль его ка чества.
При обнаружении несоответствия качества топлива предъявляемым к нему требованиям прием топлива прекращают, составляют соответствующий акт и отби рают пробы обеими сторонами (выдающей и прини мающей) для последующего анализа.
Топливные танки и цистерны чистят не реже одного раза в год. При этом необходимо принимать меры по жарной безопасности и защиты лиц, работающих в
танках и цистернах, от отравления |
газами. |
|
|
||||||
Внутренние поверхности топливных |
танков и |
ци |
|||||||
стерн |
окрашивают |
специальной |
краской, |
не разрушаю |
|||||
щейся |
под |
действием |
топлива. |
Запрещается |
окраши |
||||
вать |
внутренние |
поверхности |
металлических |
топлив |
|||||
ных |
танков и цистерн красками, разведенным |
па |
|||||||
олифе. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Учет расхода и запаса |
топлива |
|
|
|
|
|
|||
Расход |
топлива |
контролирует |
механик. |
Наличие |
топлива на судне отмечают в машинном журнале каж дые сутки.
Механик по представляемым сведениям должен сравнить фактический расход топлива с заданными нор
мами. Механик обязан |
составлять, |
а |
по прибытии |
из |
||||
рейса — представлять в |
МСС |
судовладельца |
теплотех |
|||||
нический и топливный отчеты, которые должны |
служить |
|||||||
основными документами |
для |
учета |
выполнения |
норм |
||||
расхода топлива и достигнутой экономии. |
|
|
|
|
||||
К топливному отчету |
должны быть |
приложены |
на |
|||||
кладные и сертификаты на полученное топливо. |
|
|
|
|||||
Запас топлива на судне состоит |
из |
основного |
запа |
|||||
са, который должен быть достаточным |
для |
выполнения |
||||||
перехода судна из порта до района |
промысла |
(или |
из |
|||||
района промысла до порта), и |
аварийного, |
составляю |
||||||
щего 20% от основного. |
|
|
|
|
|
|
|
|
При использовании на судне различных сортов топ лива запас его исчисляется по каждому сорту.
Топливо перед поступлением к дизелю очищают от технических примесей и воды. Для этого применяют следующее оборудование: подогреватели, отстойные
66
цистерны, фильтры и сепараторы. Запрещается пода вать к дизелям топливо, содержащее механические примеси и воду. В случае отсутствия на судне от стойных цистерн производят двойную сепарацию топлива.
СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Свойства и сорта смазочных материалов
Цель смазки двигателей внутреннего сгорания — обеспечивать минимальный износ трущихся деталей за счет максимального снижения потерь на трение и от вода тепла от поверхностей трения; предохранить по верхности трущихся деталей от коррозии; отводить от трущихся поверхностей продукты износа, нагар и меха нические примеси.
В процессе работы двигателя смазочное масло на ходится в условиях действия высоких температур, дав лений, влияния кислорода воздуха и продуктов сгора ния. Совместное влияние этих факторов вызывает вы горание, окисление масла и образование нагара. Мас ло, применяемое для смазки, должно удовлетворять следующим требованиям: масляничность и вязкость его должны быть • такими, чтобы обеспечить жидкостную смазку трущихся деталей при любом нагрузочном и скоростном режиме работы двигателя; вязкость его должна изменяться незначительно при изменении тем пературы в системе смазки и температуры трущихся поверхностей; испаряемость должна быть небольшой, температура вспышки — высокая; хорошая текучесть при низких температурах; высокие антикоррозийные свойства; высокая чистота.
Основными физико-химическими свойствами смазоч ных масел (аналогично топливу) являются: вязкость, температура вспышки, температура застывания, кис лотное число, наличие воды и механических примесей, зольность, коксуемость.
Из опыта эксплуатации двигателей внутреннего сгорания известно, что для уменьшения износов, нага-
рообразования |
и коррозии деталей естественных ка |
||
честв |
масла |
недостаточно. Для улучшения |
свойств |
масла |
в него |
добавляют специальные вещества |
(суль- |
5* |
67 |
фонаты, солн, салициловые кислоты, впннполы, полпметакрилаты и др.), которые называются присадками.
В зависимости от действия, оказываемого на масло, различают следующие присадки:
моющие — которые препятствуют отложению нагара на поверхностях деталей. Нагар и продукты окисления отводятся от смазываемых деталей циркулирующим маслом, а затем при прохождении через фильтры они удаляются из масла. В качестве моющих присадок при меняются растворимые в масле мыла различных метал лов жирных или нафтеновых кислот;
антикоррозийные и антиокислительные, замедляю щие окислительные процессы, происходящие в масле, и уменьшающие в связи с этим накопление в нем кис лот. При меньшем содержании кислот в масле значи тельно уменьшается коррозия шеек коленчатого вала, цилиндровой втулки и подшипников; •.
вязкостные, способствующие сохранению постоян ной вязкости при изменении температуры; раньше в ка
честве вязкостных присадок |
использовали |
натураль |
||
ный каучук, в настоящее время |
применяют |
полимерные |
||
вещества; |
|
|
|
|
понижающие |
температуру застывания |
масла (дес- |
||
прессаторы); |
|
|
|
|
повышающие |
маслянистость |
и прочность |
масляной |
|
пленки; |
|
|
|
|
многофункциональные, выполняющие сразу |
несколь |
ко функций, например, антиокислительные, антикорро зийные, моющие, антизадирные и пр.
От правильного выбора сорта масла для смазки двигателя во многом зависит его моторесурс, надеж ность в работе и долговечность. При выборе масла не обходимо учитывать основные показатели работы дви гателя: быстроходность, максимальное давление сго рания, степень наддува, температуру в системах смаз ки и охлаждения, конструктивные особенности. Кроме того, при выборе сорта масла необходимо учитывать сорт топлива, на котором работает двигатель и матери ал, из которого изготовлены основные детали (поршень,
втулка, подшипник и др.), |
а также условия, в которых |
-эксплуатируется двигатель |
(Арктика, тропики и т. д.). |
Для быстроходных двигателей небольшой мощности применяют в основном авиационные и дизельные масла
6S
с присадками. Например, в дизелях типа Ч 10,5/13 ис пользуется дизельное масло Д-11 с присадками АЗНИИ и ЦИАТИМ (а), а в дизелях К-152; К-161; К-558—ди зельное масло ДС-11 с присадкой по ГОСТу 9832—61 или Д-11 с многофункциональной присадкой. Эти мас ла обладают высокими антикоррозийными свойствами.
При выборе сорта масла для быстроходных двигате лей с подшипниками, залитыми свинцовистой бронзой, особое внимание следует обратить на его антикорро
зийные свойства, так как свинцовистая |
бронза |
очень |
|||
сильно подвержена |
коррозии. |
При работе |
двигателя |
||
масло под действием |
высокой |
температуры |
и кислоро |
||
да воздуха окисляется, образующиеся |
кислоты |
всту |
|||
пают в реакцию со свинцом, |
вызывая |
разрушение за |
|||
ливки вкладыша. |
|
|
|
|
|
Из авиационных масел в дизелях применяют МС-14, МС-20. Масла МС-20 и МК-22 имеют повышенную вяз кость, поэтому при использовании их в дизелях необхо димо добавлять веретенное масло АУ (ГОСТ 1642—50),
машинное |
СУ |
(ГОСТ |
1707—51), |
трансформаторное |
||
(ГОСТ |
982—56) |
и др. Добавлять |
эти масла |
рекомен |
||
дуется |
в |
таких |
количествах, чтобы вязкость |
смазочно |
||
го масла |
была |
9—10° |
ВУ при 50°С. 'Вязкость масла |
различных марок обозначается последними двумя циф рами в сантистоксах. Например, марка МК-22 обозна чает, что это масло кислотной очистки (буква К) вяз костью 22 сСт при 100° С, а марка МС-11 — масло се лективной очистки (буква С) вязкостью 11 сСт. Сорт масла для каждого, дизеля рекомендуется заводом-из готовителем на основании испытаний дизеля на стенде и указывается в паспорте двигателя.
Для смазки карбюраторных двигателей применяют масла кислотной очистки АК-6 (автол-6), АК-Ю (ав тол-10), АК-15 (автол-15) и масла селективной очистки АС-5, АС-9,5 и др.
Приемкам хранение масла
Эти операции производят в соответствии с требова нием «Правил обслуживания судовых ДВС и ухода за ними». Контроль приемки масла и оформление докумен тации возлагается лично на старшего (главного) меха ника. Приемкой масла от береговой нефтебазы (или от
69