pdf.php@id=6125
.pdfТаблица 3.1 — Антидетонационные свойства
углеводородов и компонентов бензинов
У гл е в -д ы и ко м п о н е н ты б е н з и н о в |
О Ч М М |
О Ч И М |
Ч у в с т в и |
|||
т е л ь н о с т ь |
||||||
|
|
|
|
|
||
|
|
эта н |
104 |
107,1 |
зд |
|
|
|
п р о п а н |
100 |
1 05 ,7 |
5 ,7 |
|
|
|
н -б у та н |
90,1 |
9 3 ,6 |
3 ,5 |
|
|
|
и з о б ута н |
99 |
102 |
3 |
|
А л кан ы |
|
н -п е н т а н |
6 1 ,9 |
6 1 ,9 |
0 |
|
|
|
и зо п е н т а н |
9 0 ,3 |
9 2 ,3 |
2 |
|
|
|
н -ге к с а н |
23 |
25 |
2 |
|
|
|
н -ге п т а н |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
н -о кта н |
-1 7 |
-1 9 |
-2 |
|
|
|
и зо о кта н |
100 |
100 |
0 |
|
|
|
п р о п и л е н |
8 4 ,9 |
1 0 1 ,4 |
16,5 |
|
А л кен ы |
|
б у т е н -2 |
8 6 ,5 |
9 9 ,6 |
13,1 |
|
|
|
п е н те н -1 |
77,1 |
9 0 ,9 |
13,8 |
|
|
|
ге ксе н -1 |
6 3 ,4 |
7 6 ,4 |
13 |
|
|
|
ц и кл о п е н т а н |
85 |
100 |
15 |
|
|
|
ц и к л о ге к с а н |
7 8 ,6 |
83 |
4 ,4 |
|
Ц икланы |
м е т и л ц и к л о ге к с а н |
71 |
7 4 ,8 |
3 ,8 |
||
|
|
э т и л ц и к л о ге к с а н |
4 0 ,8 |
4 6 ,5 |
5 ,7 |
|
|
|
4, 2 -д и м е т и л ц и к л о ге к с а н |
7 8 ,5 |
8 0 ,9 |
2 ,4 |
|
|
|
б е н зо л |
108 |
ИЗ |
5 |
|
|
|
то л уо л |
102,1 |
115 |
12,9 |
|
А р е н ы |
|
ксил о л ы |
> 1 0 0 |
1 3 6 -1 4 4 |
3 6 - 4 0 |
|
|
|
и з о п р о п и л б е н з о л |
9 9 ,3 |
108 |
8 |
|
Газовы й б е н з и н (3 3 - 1 0 3 °С) |
86 |
89 |
3 |
|||
А л ки л а т |
|
|
90 |
92 |
2 |
|
И з -т |
|
|
7 9 - 8 5 |
8 1 - 8 7 |
2 - 4 |
|
Б е н зи н т е р м о к р -г а м а зута |
6 4 ,2 |
7 1 ,2 |
7 |
|||
Б е н зи н З К гу д р о н а |
6 2 ,4 |
6 8 ,2 |
5 ,8 |
|||
Б е н зи н |
КК |
|
7 4 ,9 |
8 2 ,6 |
7 ,7 |
|
Б е н зи н |
ГК |
|
71 |
75 |
4 |
|
Б е н зи н п л а т ф о р м и н га ж е с т к о го р е ж и м а |
86 |
9 6 ,6 |
10.6 |
|||
Б е н зи н п л а т ф о р м и н га м я гк о го р е ж и м а |
77 |
8 3 ,6 |
6 ,7 |
|||
Оценку ДС авиационных бензинов проводят на бедной и богатой смесях в условиях наддува. Их ДС обозначают дробью: числитель — ОЧИМ на бедной смеси, а знамена тель — сортность на богатой смеси в условиях наддува. Сортностью авиабензина называют возможное увеличение мощн. (выраженное в процентах) двигателя при работе на испытуемом топливе за счет увеличения наддува по ср. с мощн., получаемой на эталонном изооктане, сортность к-рого принимается за 100 ед.
Испаряемость АБ. Она обусловливает мн. важнейшие их экспл. св-ва при применении в ДВС с принудительным воспламенением. В наиб. степ, испаряемость зависит от ФС
ид. н. п. бензинов.
СФС и д. н. п. бензинов связаны такие экспл. характе ристики двигателя, как возможность его пуска при низких t
исклонность к обр-ю паровых пробок в системе питания, приемистость автомобиля, скорость прогрева двигателя, рас ход горючего и другие показатели. Пусковые св-ва бензинов улучшаются по мере облегчения их ФС.
Однако применение бензинов с низкой 1п к вызывает др. экспл. затруднения, наир, обр-е паровых пробок в сис теме питания. Т.о., требования к содерж-ю низкокипящих фр-й в бензине противоречивы. С позиции пусковых св-в бензинов желательно иметь большее содержание, а с т. зр. обр-я паровых пробок — предпочтительно меньшее со- держ-е легкокипящих фр-й. Их оптимальное содерж-е зависит от климатических условий экспл. автомобиля. Для территории бывш. СССР стандартом предусмотрена выработка АБ зимнего и летнего сортов. При перегонке 50 % бензина t лимитируют, исходя из требований к при емистости двигателя (т. е. способности обеспечить быст
рый разгон до требуемой скорости автомобиля) и времени его прогрева.
Экономичность работы двигателя и износ его деталей связывают с t перегонки 90 % бензина и t При высоких зна чениях этих показателей тяж. фр-и бензина не испаряются и поступают в картер двигателя, разжижая смазку. Снижение /()0%отгона и к.к. улучшает экспл. св-ва бензинов, но при этом сокращаются их ресурсы.
Хим. стабильность бензинов определяет способность противостоять хим. изменениям в процессах хранения, транспортирования и длительной их эксплуатации. Для оцен ки хим. стабильности нормируют след, показатели: содерж-е фактических смол и индукционный период. О хим. стабиль ности бензинов можно судить по содерж-ю в них реакцион носпособных алкенов или по йодному и бромному числам. Наихудшей хим. стабильностью обладают бензины термо деструктивных процессов — ТК, ВБ, коксования и пиролиза, а наилучшей — бензины КР, ап-я, КИЗ, ГК и прямой гонки.
Коррозионная активность бензинов обусловливается наличием в них неуглев-дных примесей, в первую очередь, сернистых и кислородных соед. и водорастворимых к-т
ищелочей.
Втехн. условиях на АБ регламентируется только общее содерж-е серы.
Внаст, время в России производится 5 марок АБ по ГОСТ 2084-77: А-72, А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95 (табл. 3.2). По техн. условиям выпускаются:
— бензины для экспорта — А-80, А-92, АИ-96, АИ-98 (ТУ 001165-97);
— бензины с марганцевыми антидетонаторами (на осно ве метилциклопентадиеннп трикарбонил марганца — МЦТМ) Нормаль-80, Регуляр-91, Премиум-95, Супер-98 (ГОСТ Р. 51105-97);
— бензины с ограниченным содержанием бензола (< 1 %)
иаренов (< 42 %) — Регуляр-Евро-92, Премиум-Евро-95, Супер-Евро-98 (ГОСТ Р. 51866 EN-228).
Впорядке испытаний в нек-рых регионах выпускаются бензины с ферроценовым антидетонатором.
Впоследние годы в США и зап.-европейских странах начали выпускать более экологичные неэтипированные АБ с ограниченным содерж-ем суммарной ароматики (<25%), бензола (<1%), алкенов (<6,5%) и серы (<0,01%), т.н. ре формулированные бензины.
Авиационные бензины выпускаются 3 марок: Б-91/115, Б-95/130 и Б-92 (табл. 3.3). Они отличаются от АБ гл. обр. по содерж-ю ТЭС, д. н. п. и дополнительными требованиями к нек-рым др. показателям их кач-ва.
Таблица 3.2 — Характеристика неэтилированных автобензинов по ГОСТ 2084-77
П оказатель |
|
А -72 |
А -76 |
АИ-91 |
А И -93 |
А И -95 |
Д С , не м е н е е |
|
|
|
|
|
|
О Ч М М |
|
72 |
76 |
8 2 ,5 |
85 |
85 |
О Ч И М |
|
Не н о р м и р у е т с я |
91 |
93 |
9 5 |
|
Ф С : |
|
|
|
|
|
|
, °С, не н и ж е : |
л е тн е го |
35 |
35 |
35 |
35 |
3 0 |
|
з и м н е го |
|
|
Не н о р м и р у е т с я |
|
|
t i n ,° C , не вы ш е : |
л е тн е го |
70 |
70 |
70 |
70 |
7 5 |
|
з и м н е го |
55 |
55 |
55 |
55 |
5 5 |
t 4n, °С, не вы ш е : |
л е тн е го |
115 |
115 |
115 |
115 |
120 |
|
з и м н е го |
100 |
100 |
100 |
100 |
105 |
f on, °С, не вы ш е : |
л е тн е го |
180 |
180 |
180 |
180 |
180 |
|
з и м н е го |
160 |
160 |
160 |
160 |
160 |
, °С, н е вы ш е : |
л е тн е го |
195 |
195 |
205 |
205 |
205 |
|
з и м н е го |
185 |
185 |
195 |
195 |
195 |
Д . н. п. б е н з и н а , кПа, не б о л е е : л е тн е го |
6 6 ,7 |
6 6 ,7 |
6 6 ,7 |
6 6 ,7 |
6 6 ,7 |
|
|
з и м н е го |
6 6 ,7 ...9 3 ,3 |
6 6 ,7 ...9 3 ,3 |
6 6 ,7 ...9 3 ,3 |
6 6 ,7 ...9 3 ,3 |
6 6 ,7 ...9 3 ,3 |
К -тн о с ть , м г К О Н /1 0 0 с м 3, не б о л е е |
3 ,0 |
1,0 |
3 ,0 |
0 ,8 |
2,0 |
|
И н д у к ц и о н н ы й п е р и о д , м ин, не м е н е е |
6 0 0 |
1200 |
9 0 0 |
1200 |
9 0 0 |
|
М а с с о в а я д о л я с е р ы , % , не б о л е е |
0 ,1 0 |
0 ,1 0 |
0 ,1 0 |
0 ,1 0 |
0 ,1 0 |
|
Таблица 3.3 — Требования к качеству авиационных
бензинов
П оказатель |
Б -1 0 0 /1 3 0 |
Б -9 5 /1 3 0 |
Б -92 |
|
Д С , О Ч М М , не м е н е е |
|
99 |
95 |
91 |
С о р т н о с т ь , не м е н е е |
|
130 |
130 |
115 |
С о д е р ж а н и е ТЭ С , г/кг, |
не б о л е е |
2 ,7 |
3,1 |
2 ,5 |
У д е л ьн а я н и з ш а я т е п л о т а с го р а н и я : |
|
|
|
|
кД ж /кг, не м е н е е |
|
|
4 2 9 4 7 |
|
ккал/кг, не м е н е е |
|
|
10 250 |
|
Ф С , т е м п е р а т у р а , °С: |
|
|
|
|
tHK , °С, не н и ж е |
|
40 |
40 |
40 |
t 10, °С, не вы ш е |
|
75 |
82 |
82 |
t50 , °С, не вы ш е |
|
105 |
105 |
105 |
t9o , °С, не вы ш е |
|
145 |
145 |
145 |
tg 7 5 , °С, не вы ш е |
|
180 |
180 |
180 |
Д . н. п., кП а |
|
|
|
|
не м е н е е |
|
32 |
3 3 ,3 |
2 9 ,3 |
не б о л е е |
|
48 |
4 5 ,4 |
48 |
t н а ч а л а к р и с т а л л и з а ц и и , °С, не вы ш е |
- 6 0 |
- 6 0 |
- 6 0 |
|
И о д н о е ч и с л о , г, I2/1 0 0 |
г, не б о л е е |
5 |
6 |
2 |
С о д е р ж а н и е , % , не б о л е е : |
|
|
|
|
се р ы |
|
0 ,0 3 |
0 ,0 3 |
0 ,0 3 |
а р е н о в |
|
35 |
35 |
35 |
Ц вет |
|
о р а н ж е в о |
ж е л ты й |
з е л е |
|
кр а с н ы й |
ны й |
||
|
|
|
||
Лекция 7. Химмотологические требования к качеству
и марки дизельных иреактивных топлив
ДТ. Различают быстроходные (с числом оборотов ко ленчатого вала более 1000 мин-1) и тихоходные дизели. Знач. часть грузовых автомобилей и сельскохозяйственной техни ки в наст, время оснащена быстроходными дизелями, а суда речного и морского флота, а также стационарные силовые установки — преим. тихоходными.
К наиб, важным показателям кач-ва топлив для быстро ходных дизелей относятся воспламеняемость, испаряемость, вязкость, коррозионная активность, низкотемпературные и экологические св-ва.
Воспламеняемость характеризует способность ДТ к са мовоспламенению в среде разогретого от адиабатического сжатия в цилиндре двигателя воздуха.
Было установлено, что конструктивные и экспл. фак торы, к-рые способствуют повышению t и давл. воздуха, быстрому и интенсивному перемешиванию его с топливом в цилиндре двигателя, улучшают воспламеняемость, тем самым процесс сгорания топлива, и делают работу дизеля мягкой и экономичной. Положительное влияние на работу дизеля оказывают:
—повышение степ, сжатия;
—увеличение числа оборотов коленчатого вала;
—применение для изготовления блока цилиндров мат-ла
снизкой теплопроводностью, наир, чугуна;
—применение топлив с оптимальной воспламеняемостью. Работу дизеля ухудшают повышение влажности воздуха
и низкие t окружающего воздуха.
Определение воспламеняемости ДТ производится на спец, установке со стандартным одноцилиндровым двига телем ИТ9-3 и заключается в сравнении испытуемого топ лива с эталонными топливами. Мерой воспламеняемости ДТ принято считать ЦЧ. В кач-ве эталонных топлив при меняют цетан (н-гексадекан С16Н34), который имеет малый ПЗС, и его воспламеняемость принята за 100 ед. ЦЧ, и а-ме- тилнафталин, который имеет большой ПЗВ, и его воспламе няемость принята за 0.
ЦЧ — показатель воспламеняемости ДТ, численно рав ный процентному содерж-ю цетана в смеси с а-метилнаф- талином, к-рая по самовоспламеняемости в стандартном двигателе эквивалентна испытуемому топливу.
Товарные ДТ должны иметь ЦЧ в определенных опти мальных пределах. Применение топлив с ЦЧ <40 приводит к жесткой работе дизеля и ухудшению пусковых св-в топли ва. Повышение ЦЧ >55 также нецелесообразно, т. к. возрас тает удельный расход топлива в рез-те уменьшения полноты сгорания. ЦЧ ДТ зависит от его ФС и ХС. Н-алканы и алкены имеют самые высокие ЦЧ, а арены — самые низкие ЦЧ. ЦЧ высококипящих фр-й нефти обычно выше ЦЧ низкокипящих.
В ГОСТах мн. стран мира, в т.ч. в бывш. СССР, ЦЧ ДТ нормируется в пределах 45-55. При необходимости повыше ния ЦЧ товарных ДТ, на практике применяют спец, присад ки, улучшающие воспламеняемость топлив, такие как алкилнитраты (изопропил-, амилили циклогексилнитраты и их смеси). Их добавляют к топливу не более 1% мае., преим. к зимним и арктическим сортам, а также топливам низкоце тановым, получаемым, напр., на базе газойлей КК. Кроме повышения ЦЧ (на 10-12 ед.) присадка позволяет улучшить пусковые характеристики при низкой t и уменьшить нагарообразование. Добавление 1,5-2% мае. циклогексилнитрата, напр., к этилированному АБ, позволяет использовать его как топливо для быстроходных дизелей.
Испаряемость ДТ. Характер процесса сгорания ДТ определяется кроме их воспламеняемости и полнотой испа рения. Она зависит от ? и турбулентности движения воздуха в цилиндре, кач-ва распыливания и испаряемости топлива.
Испаряемость ДТ оценивается их ФС. Если пусковые св-ва АБ определялись 1нг и t то для ДТ они оцениваются ?50%.Чем ниже эта температура, тем легче запуск дизеля. Счи тается, что tHK ДТ должна составить 180-200°С, поскольку наличие бензиновых фр-й ухудшает их воспламеняемость и тем самым пусковые св-ва, а также повышает пожаро опасность. Нормируемая в пределах 330-360 °С свиде тельствует о присутствии в топливе высококипящих фр-й, к-рые могут ухудшить смесеобр-е и увеличить дымность отработавших газов.
Вязкость ДТ. Топливо в системе питания ДЦ выполняет одновр. и роль смазочного мат-ла. При недостаточной вязкос ти топлива повышается износ плунжерных пар насоса высоко го давл. и игл форсунок, а также растет утечка топлива между плунжером и гильзой насоса. Топливо слишком вязкое будет плохо прокачиваться по системе питания, недостаточно тонко распыливаться и неполностью сгорать. Поэтому ограничива ют как нижний, так и верхний допустимые пределы кинемати ческой вязкости при 20 °С (в пределах от 1,5 до 6,0 сСт).
Низкотемпературные св-ва. В отличие от бензинов в со став ДТ входят высокомолекулярные к-алканы, имеющие до вольно высокие t плавления. При понижении t эти углев-ды выпадают из топлива в виде кристаллов различной формы, и топливо мутнеет. Возникает опасность забивки топливных фильтров кристаллами парафинов. Принято считать, что t помутнения характеризует нижний температурный предел возможного применения ДТ. При дальнейшем охлаждении помутневшего топлива кристаллы парафинов сращиваются между собой, образуют пространственную решетку, и топли во теряет текучесть. Для ориентировочного определения воз можных условий применения топлива используется условная величина — t . Этот показатель принят для маркировки ДГ на след. 3 марки: летнее (t менее — 10 °С), зимнее (t менее — 35-45 °С) и арктическое (tsacmменее — 55 °С).
Коррозионная активность зависит, как и у бензинов, от содерж-я в топливе коррозионно-агрессивных кислородных
исероорганических соед-й: нафтеновых к-т, серы, серов-да
имеркаптанов. Она оценивается содержанием: общей серы, меркаптановой, серов-да, водорастворимых к-т и щелочей, а также к-тностью и испытанием на медной пластинке. Для борьбы с коррозионными износами деталей дизеля вы пускают малосернистые топлива и добавляют к ним разл. присадки (антикоррозионные, защитные, противоизносные
идр.).
Экологические св-ва. По ср. с АБ, ДТ характ-ся знач. меньшей пожароопасностью. Это достоинство явл. решаю щим при выборе типа двигателя для установки на том или ином виде техники. Напр., из-за меньшей пожароопаснос ти топлива дизели используют на судах речного и морского
флота, комбайнах, подводных лодках, танках, бронетранс портерах и т. д.
Пожароопасность ДТ оценивают по в закрытом тиг ле. Для всех марок быстроходных ДТ она нормируется не ниже 30-35 °С. Для топлив, предназначенных к применению на кораблях, t должна быть не ниже 61 °С, а в особо опас ных условиях, напр. в подводных лодках, — не ниже 90 °С.
Взависимости от условий применения установлены
всоответствии с ГОСТ 305-82 след, марки топлив для быс троходных дизелей: Л (летнее), 3 (зимнее) и А (арктическое) (табл. 3.4). В стандарт введена след, форма уел. обозначения топлив: к марке Л добавляют цифры, соотв. содерж-ю серы
и t , напр. Л-0,2-40; к марке 3 — содерж-е серы и t , напр. 3-0,2 минус 35. В уел. обозначение марки топлива А входит только содерж-е серы, напр. А-0,4.
По техн. условиям выпускаются ДТ:
—экспортные ДЛЭ, ДЗЭ;
—с депрессорными присадками ДЗп, ДАп;
—экологически чистые и с улучшенными экологическими св-вами (содерж-е серы 0,01 и 0,005%) ДЭК-Л, ДЭК-3, ДЛЭЧ, ДЗЭЧ и др.
Взал.-европейских странах и США начато произ-во эко логичных ДТ со сверхнизким содерж-ем серы (<0,05%).
Топлива для тихоходных дизелей. Дизели с небольшой частотой вращения коленчатого вала (<1000 об/мин) наиб, широко используют в стационарных установках, что позво ляет предварительно провести подогрев, отстой и фильтра цию топлива, тем самым снижает требования к его экспл. сввам. Вязкость топлива для тихоходных дизелей знач. выше, чем для быстроходных, поэтому ее нормируют при 50 °С. Ти хоходные дизели обычно работают в закрытых помеще ниях, поэтому топливо должно иметь более высокую t . Для тихоходных дизелей выпускается 2 марки топлива: ДТ и ДМ (табл. 3.5). Марка ДТ представляет собой смесь дистип. и остаточных продуктов. Его используют в ср.-оборотных
и малооборотных дизелях, не оборудованных средствами предварительной подготовки топлива. Марка ДМ (мазут) реко мендуется для тихоходных судовых дизелей, установленных в помещениях, оборудованных системой подготовки топлива.
Показатель |
Л |
3 |
А |
|
ЦЧ, не м е н е е |
4 5 |
4 5 |
4 5 |
|
Ф С , т е м п е р а т у р а , °С: |
|
|
|
|
5 0 % , не вы ш е |
2 8 0 |
2 8 0 |
2 5 5 |
|
9 6 % , н е в ы ш е |
3 6 0 |
3 4 0 |
3 3 0 |
|
К и н е м а ти ч е с к а я в я з к о с т ь п р и 20 °С, м м 2/ с |
3 ,0 ..6 ,0 1 ,8 ..5 ,0 |
1 ,5 ..4 ,0 |
||
(заог’ ’ С ’ н е вы ш е : |
|
|
|
|
д л я у м е р е н н о й к л и м а т и ч е с к о й зо н ы |
- 1 0 |
- 3 5 |
- |
|
д л я х о л о д н о й к л и м а т и ч е с к о й зо н ы |
- |
- 4 5 |
- 5 0 |
|
f п о м у тн е н и я , °С, н е вы ш е : |
|
|
|
|
д л я у м е р е н н о й к л и м а т и ч е с к о й зо н ы |
- 5 |
- 2 5 |
- |
|
д л я х о л о д н о й к л и м а т и ч е с к о й зо н ы |
- |
- 3 5 |
- |
|
tBCn в з а к р ы т о м ти гл е , °С, н е н и ж е : |
|
|
|
|
д л я д и з е л е й о б щ е го п о л ь з о в а н и я |
4 0 |
3 5 |
3 0 |
|
д л я те п л о в о з н ы х , с у д о в ы х д и з е л е й |
61 |
4 0 |
35 |
|
и га з о в ы х т у р б и н |
||||
|
|
|
||
С о д е р ж а н и е , % м а е ., н е б о л е е : |
|
|
|
|
с е р ы в т о п л и в е в и д а 1 |
0 ,2 |
0 ,2 |
0 ,2 |
|
с е р ы в т о п л и в е в и д а II |
0 ,5 |
0 ,5 |
0 ,4 |
|
м е р к а п т а н о в о й се р ы |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
|
с е р о в - д а |
|
о т с у т с т в и е |
|
|
И с п ы т а н и е на м е д н о й п л а с т и н к е |
|
в ы д е р ж и в а е т |
||
С о д е р ж а н и е ф а к т и ч е с к и х с м о л , м г/1 0 0 мл, |
40 |
3 0 |
30 |
|
не б о л е е |
||||
|
|
|
||
К -тн о сть , м г К О Н /1 0 0 м л, не б о л е е |
5 |
5 |
5 |
|
Й о д н о е ч и сл о , г. 12/ 1 0 0 г., н е б о л е е |
6 |
6 |
6 |
|
З о л ь н о с ть , % , не б о л е е |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
|
П лотн . п р и 20°С , к г /м 3, не б о л е е |
8 6 0 |
8 4 0 |
8 3 0 |
|