книги / Применение присадок в топливах.-1

аналогов И и ТГФ. На практике установлено, что они могут использо­ ваться в концентрации 0,1 об.%. Для И и ТГФ рекомендуемые концент­ рации составляют 0,3 об.%.

Дополнительные свойства. При довольно высоких концентрациях (от 0,5%) целлозольвы проявляют фунгистатические свойства, т. е. за­ медляют рост биомассы, не влияя на жизнеспособность микроорганиз­ мов. При концентрации целлозольвов в топливе, равной 5%, рост био­ массы полностью прекращается [145].

Ограничения и недостатки. Низшие спирты гигроскопичны, погло­ щают влагу из воздуха. По этой причине при хранении топлива с добав­ кой метанола или этанола может наблюдаться расслаивание. Спирты плохо совместимы со многими пластмассами и резинами, ускоряют кор­ розию некоторых металлов, например свинцовых сплавов. И спирты, и целлозольвы ухудшают защитные свойства топлив. У целлозольвов не­ достатков меньше, чем у спиртов, но, как и последние, они вымываются из топлив водой. Поэтому противоводокристаллизующие присадки вво­ дятся в топливо непосредственно перед применением, хотя это и неудоб­ но для обслуживающего персонала.

Жидкости И-М и ТГФ-М портятся при контакте с некоторыми ме­ таллами, образующими алкоголяты, например цинком и алюминием. Алкоголяты растворимы в безводных жидкостях, но в присутствии воды гид­ ролизуются. Образующиеся гидроксиды забивают фильтры и отлагаются на поверхностях. «Отравленные» таким образом жидкости для примене­ ния непригодны.

Т о к с и ч н о с т ь целлозольвов, за исключением метилцеллозольва, пары которого весьма ядовиты, невысока. Они сильно раздра­ жают глаза и в меньшей степени — кожу, могут через нее всасываться. При концентрации метилцеллозольва в воздухе, равной 0,01—0,23 мл/л, наблюдаются вялость, замедленность реакций, анемия. При его про­ никновении через неповрежденную кожу ЬО50составляет 2 г/кг (кро­ лики). При работе людей с целлозольвами зарегистрированы жалобы на сухость в горле и стеснение в груди, но патологических сдвигов не отмечено. ТГФ более токсичен. Токсичность метанола обсуждалась в гл. 3. ПДК метил- и этилцеллозольвов, ТГФ и метанола составляет соответственно 80, 200,1 0 и 5 мг/м3. При этом в санитарно-гигиени­ ческой литературе высказывается мнение, что ПДК целлозольвов силь­ но завышены. ОБУВ этилцеллозольва в воздухе населенных мест — 0,7 мг/м3.

Определение в топливах. При определении наличия противоводокристаллизующих присадок в топливах используется их хорошая раствори­ мость в воде. Для этого делают водные вытяжки из топлива, которые затем анализируют различными методами. На практике часто исполь­ зуются газожидкостная хроматография или ИК-спектроскопия. Ко­

личественный анализ проводят по предварительно полученным калиб­ ровочным кривым.

Для отдельных соединений оказываются, удобными методы химиче­ ского анализа, использующие свойства этих соединений. Например, в вод­ ную вытяжку метилцеллозольва добавляют бихромат калия и получают окрашенный раствор, цвет которого сравнивают со шкалой эталонов (американский бихроматный экспресс-метод РТМ8-5330).

Очень простой метод заключается в измерении показателя прелом­ ления водной вытяжки, который сравнивают с показателем преломле­ ния чистой воды. Используя калибровочные кривые, можно определить наличие присадки в топливе при концентрации от 0,05%.

Достоинствами описанных выше колориметрических и рефрактомет­ рических методов являются быстрота анализа и простота аппаратуры. Однако по точности они существенно уступают хроматографическим и спектроскопическим методам.

8.7. Антиобледенительные присадки

Назначение антиобледенительных присадок заключается в предот­ вращении образования льда на поверхности деталей двигателя и топлив­ ной аппаратуры за счет замерзания влаги воздуха при резком пониже­ нии температуры расширяющейся топливной смеси. Влага конденсиру­ ется и отлагается в виде льда на заслонке карбюратора, затрудняет ее движение, и режим горения отклоняется от оптимального. В результате наблюдается перерасход бензина — до 7% и повышение концентрации СО в ОГ на 15—40 отн.%. Вотличие от ПВКЖ моющие присадки не обес­ печивают удаления уже образовавшегося льда из объема топлива.

Принцип действия основан на поверхностной активности соединений, входящих в состав присадок, на 1ранице топливо — вода и топливо — ме­ талл, а также на их солюбилизирующей способности по отношению к воде.

В объеме топлива поверхностно-активные вещества присадок сор­ бируются на поверхности микрокапель воды или зародышей кристаллов льда и обволакивают их, создавая мицеллу, в ядре которой находится вода, а внешняя оболочка состоит из олеофильных частей молекул ПАВ. Этот процесс называется солюбилизацией. Он препятствует образованию крупных капель воды или кристаллов льда, которые в объеме топлива удержать невозможно.

На поверхности металла присадки образуют прочный защитный слой, препятствующий сорбции воды и льда. Впрочем, этот механизм некото­ рыми исследователями ставится под сомнение.

Ограничение применения присадок заключается в том, что, как мы указывали выше, они не способны растворять кристаллы льда, уже нахо­ дящиеся в топливах. Поэтому антиобледенительные присадки вводят в топливо до начала кристаллообразования.

и коэффициента фильтруемости дизельного топлива, содержащего 5 и 10% КОБС. Для исследований использовано дизельное топливо Л про­ изводства ОАО «Московский НПЗ».

Т о к с и ч н о с т ь . По ГОСТ 12.1.007-76 КОБС относится к III классу умеренно токсичных веществ. Его ПДК — 10 мг/м3. Он обладает харак­ терным, не для всех приятным запахом, но особой опасности не пред­ ставляет.

9. МОДИФИКАТОРЫ ТРЕНИЯ

9.1. Приработочные присадки

Назначение. Приработочные присадки предназначены для ускоренной приработки (обкатки) пар трения цилиндропоршневой группы и топлив­ ной аппаратуры при производстве или капитальном ремонте двигателей. Из этого следует, что они используются только в технологических опера­ циях и не предназначены для постоянного применения в составе топлив.

При производстве двигателей приработочные присадки используются редко. Заводские технологии позволяют достичь высокой степени обра­ ботки деталей. Кроме того, обкатка двигателей часто совмещается

ния специального обкаточного масла ОМД-14; 3 — комбинированным способом — на масле ОМД-14 с одновременным введением 1% присад­ ки РЭН в дизельное топливо марки Л. Оценивалось время, необходимое для достижения контрольных показателей (указаны в таблице):

Рабочие концентрации приработочных присадок достаточно велики и составляют 0,5—2,5%.

Принцип действия присадок зависит от прирабатываемой пары. Прира­ боткадеталей цилиндропоршневой группы осуществляется за счет абразив­ ного истирания выступающих неровностей на контактирующих поверхно­ стях с переносом снятого материала во впадины. Абразивом являются про­ дукты сгорания присадки. За счет выравнивания поверхностей зазор между трущимися деталями уменьшается. В результате поршневое кольцо плот­ нее прилегает к гильзе цилиндра, что обеспечивает более высокую комп­ рессию. Что касается прецизионных пар топливного насоса, то в этом слу­ чае, вероятно, происходят механохимические превращения компонентов присадки на ювенильной (свежеобразованной при истирании) поверхно­ сти с высоким уровнем свободной энергии, приводящие к образованию про­ дуктов, содержащих металли фрагменты присадки. Перераспределение этих продуктов по всей площади трения фактически приводит к перераспреде­ лению металла, собственно и означающего приработку.

Показатели эффективности определяются при проведении обкатки комплекта деталей цилиндропоршневой группы на стенде с двигателем. Для испытаний каждый раз берут новый комплект деталей, предвари­ тельно проводя их микрометраж, а иногда и весовые замеры. Продолжи­ тельность обкатки определяется либо стандартом на эту операцию, либо рекомендациями разработчика и обычно составляет от нескольких ми­ нут до нескольких часов. В процессе обкатки и после нее определяют ряд показателей, которые должны измениться:

—максимальное давление компрессии, разбиваемое двигателем, или давление, создаваемое топливным насосом (должно увеличиться);

—удельный расходтоплива (уменьшается) или время, необходимое для сгорания единицы объема — обычно 100 см3— топлива (увеличивается);

—расход масла на угар (должен уменьшиться);

—время, необходимое для стабилизации расхода масла на угар (долж­ но уменьшиться);

—износ комплекта поршневых колец весовой и линейный (чем мень­ ше, тем «деликатнее» работает присадка);

—площадь приработанной поверхности (чем больше, тем лучше);

—шероховатость приработанной поверхности.

Могут определяться и другие показатели: изменение (снижение) удельных потерь мощности на трение, профилограммы приработанных поверхностей и т. д.

Ассортимент. В СССР былидопущены к применению присадки АЛП-2 и АЛП-4 на базе органических соединений алюминия. Технология их производства освоена в НПО МАСМА на Дрогобычском опытно-про­ мышленном заводе, но в настоящее время они не применяются. Из дру­ гих присадок следует упомянуть 0033 (прежние названия РЭН, АльваРЭН) и МТ-3, испытанные и рекомендованные (но на настоящий мо­ мент не получившие допуска Госстандарта) к применению в дизельных двигателях разного назначения*.

Согласно Положению о Госкомиссиидопуск к производству и применению по­ лучают топлива, но не присадки, являющиеся вданном случаепромежуточными про­ дуктами. Поэтому получение допуска на применение приработочных присадок явля­ ется желательным, но не строго обязательным, и решение о применении присадки полностью находится в компетенции руководства машиностроительного или ремонт­ ного предприятия.

При сгорании соединений алюминия образуется сильный абразив — оксид алюминия, который обеспечивает процесс приработки. Размер час­ тиц оксида алюминия в продуктах сгорания составляет 0,5—4 мкм, при­ чем их основная масса (85%) находится в интервале 1—3,5 мкм [149]. Применять присадку АЛП-4 целесообразнее всего в крупных судовых и тепловозных дизелях, где процесс приработки должен бытьдовольно гру­ бым. Для более тонкой приработки можно использовать присадки МТ-3 или РЭН.

Присадка 0033 в качестве основного активного компонента содер­ жит алкилсалицилат хрома, характеризующийся мягким абразивным и полирующим действием, в сочетании с поверхностно-активным ве­ ществом. В соответствии с требованиями ТУ 38.7101009-93 (Дрогобычский опытный завод МАСМА) она должна иметь следующие по­ казатели:

* Соответствует содержанию хрома примерно 1—2%.

Т о к с и ч н о с т ь . Присадка 0033 относится к малотоксичным веществам IV класса опасности. Однако содержащийся в ней хром при сгорании образует оксиды Сг20 3и Сг03, которые относятся к ток­ сичным веществам: раздражают верхние органы дыхания. Наиболее токсичным является триоксид хрома. Он поражает почки, органы ды­ хания, желудочно-кишечный тракт, отрицательно действует на кровь. ПДК Сг2Оэ и С г03 составляют соответственно 1 мг/м3и 0,01 мг/м3. Во ВНИИ охраны труда (Санкт-Петербург) было проведено исследо­ вание состава отработавших газов двигателя КамАЗ-740, работавшего на топливе с присадкой РЭН. Триоксид хрома не был обнаружен. Содержание сесквиоксида хрома (Сг20 3) составляло около 0,01 мг/м3, т. е. было на уровне ПДК. Учитывая, что отработавшие газы мно­ гократно разбавляются воздухом, можно считать, что продукты сго­ рания топлива с присадкой РЭН при обкатке двигателей для челове­ ка безопасны.

Присадка МТ-3 представляет собой композицию растворимых втоп­ ливе соединений молибдена и цинка. В соответствии с требованиями ТУ 38.40169-91 (ЭлИНП) присадка МТ-3 должна иметь следующие харак­ теристики:

Т о к с и ч н о с т ь . Присадка МТ-3 относится к IV классу малоопас­ ных и малотоксичных веществ. Следует отметить, что органические со­ единения молибдена более ядовиты, чем неорганические. Их действие проявляется в поражении слизистых оболочек верхних дыхательных пу­ тей, нервной системы, нарушении обменных процессов. Токсичность соединений молибдена усиливается в композициях с соединениями цин­ ка и ослабляется в присутствии соединений меди.

Приработочные свойства присадок (концентрация 0,25%) можно сравнить по результатам испытаний топлива Л на двигателе 1ч8,5/11 по методике ЭФ ВНИИНП (табл. 14) [146]. Методика предусматривает сравнение ряда показателей до и после обкатки в течение 2 ч нового комплекта деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ): потери мощ­ ности на трение, продолжительность работы двигателя на 100 см3топ­ лива (для приработанного двигателя она больше, чем для неприработанного), измерение площади приработанной поверхности и весовой износ деталей ЦПГ.