О современной энергии
В ХХ в. Энергетические потребности человечества увеличились в 20 раз Ныне в промышленности развитых странах на одного жителя расходуется свыше 10 т условного топлива (т у. т.) в год (1 т у. т. эквивалента 1 т угля и дает при сжигании 29 308 МДж теплоты). В 1986 г. общее энергопотребление населения Земли превысило 13 млрд. т у.т. Ожидается, что к 2020 г. эта цифра возрастет до 30 — 38 млрд. Энергетические потребности государства обеспечивает его топливно-энергетический комплекс. При этом большое значение придается экономии органического топлива и в первую очередь нефти. Однако, запасы нефти ограничены, разработка и освоение новых месторождений требуют значительных капиталовложений (за последние 20 лет они возросли в 3 раза), все больших затрат трудовых и материальных ресурсов. Нефть во все больших количествах используется в химических производствах, где она является незаменимым сырьем в ряде приоритетных отраслей народного хозяйства.
Таким образом, одним из основных направлений энергосберегающей политики является экономия наиболее ценного органического сырья — нефти. Решение этой проблемы заключено во внедрении ресурсосберегающих технологий, использовании менее энергоемких машин, сокращении применения нефтепродуктов в качестве топлива с заменой их нефтяными (альтернативными) энергоносителями — в первую очередь газом и углем.
Первым направлением занимаются нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие отрасли промышленности, базирующиеся на научных разработках соответствующих разделов химмотологии. Перспективы здесь можно охарактеризовать тем, что повышение выхода топлив из нефти только на 1 % эквивалентно увеличению ее добычи до 7 млн. т в год. Двигатели внутреннего сгорания являются основными потребителями нефти, служащей сырьем для производства автотракторных топлив и смазочных материалов (до 60 % нефти, добываемой в стране, расходуется на эти цели). Повышение топливной экономичности двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является одним из главных направлений совершенствования автотракторного парка страны. В этом направлении проводятся многосторонние научно-исследовательские и опытно-промышленные работы по совершенствованию конструкции существующих типов ДВС и созданию перспективных, принципиально новых установок.
Предполагается обеспечить значительное повышение экономичности двигателей путем широкого применения микропроцессорной техники, использования новых систем смесеобразования и зажигания, а также практическому внедрению разработок по «адиабатному» двигателю. Далее..
Топливо,
Смазочные
материалы
и охлаждающие жидкости
Введение
Существенная экономия топлива обеспечивается использованием высококачественных, в том числе синтетических моторных масел. Применение антифрикционных металлокомплесных присадок к моторным маслам позволяет уменьшить расход топлива до 4 % при одновременном увеличении ресурса двигателя. (читать далее...)стр. 0 1 2 3 4 5 6 7 8
ПРОИЗВОДСТВО ТОПЛИВ И СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Вступление
Продукты, получаемые при переработке
исходного сырья, являются полуфабрикатами {компонентами) топлив и смазочных
материалов (ТиС), После очистки и смешения (компаундирования)
полуфабрикатов получают базовые ТиС. (читать далее...)
стр. 9
Свойства и состав нефти
Месторождения нефти располагаются в недрах
Земли на глубинах свыше 1,5 км (встречаются и менее глубокие месторождения,
вплоть до поверхностных выходов) в куполообразных складках земной коры, где
сверху располагаются углеводородные газы (нефтяной газ), затем нефтяной пласт,
а внизу вода. (читать далее...)
стр. 10 11 12 13 14 15
Переработка нефти и нефтепродуктов
Нефть перерабатывают с целью придания
получаемым из нее нефтепродуктам требуемых свойств. Важнейшим показателем
качества нефтепереработки является обеспечение максимального выхода из
исходного сырья товарных нефтепродуктов. (читать далее...)
стр. 16 17 18 19 20 21 22
Очистка нефтепродуктов
Для удаления вредных примесей
нефтепродукты подвергают очистке, которая является важным условием обеспечения
высоких эксплуатационных качеств ТиС.
Кислотная очистка заключается в обработке нефтепродуктов 96
— 98 %-ным раствором серной кислоты. (читать далее...)
стр. 23 24 25 26
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОПЛИВАХ
Вступление
В теплотехнике принято определять топливо
как вещество или совокупность веществ, находящихся в любом агрегатном
состоянии, способных в результате экзотермических химических реакций (го рения)
образовывать высокотемпературные конечные продукты. (читать далее...)
стр. 27
Классификация топлив
Топлива для ДВС разделяют по типу
двигателя, для использования в котором они предназначены, на бензины и
дизельные топлива; по агрегатному состоянию — на жидкие и газообразные; (читать далее...)
стр. 28 29 30
Состав нефтяных топлив
Свойства топлив
в определяющей степени зависят oт фракционного, элементного и группового составов
входящих в них углеводородов, а также наличия и в топливах
некоторых примесей.
(читать далее...)
стр. 31 32 33 34 35
Горючая смесь
Количество воздуха l0 в горючей смеси, теоретически необходимое для полного сгорания 1
кг топлива, называют стехиометрическим.
Величина l0 [кг/кг топлива] может быть рассчитана по
уравнению
(2.1 (читать далее...)
стр. 36 37
Энергетические показатели топлив и горючих
смесей
Теплотой сгорания топлива (ТСТ) называют количество тепловой
энергии, выделяющейся при его полном сгорании. Различают высшую и низшую ТСТ.
При определении высшей ТСТ QB учитывают теплоту, которая выделяется при конденсации воды,
содержащейся в продуктах сгорания. (читать далее...)
стр. 38 39 40 41 42
Альтернативные топлива
В связи с большим значением альтернативных
топлив для транспортной энергетики будущего целесообразно более подробное
рассмотрение некоторых видов этих топлив и методов их получения.
(читать далее...)
стр. 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55
СВОЙСТВА ТОПЛИВ
Испаряемость топлив
Испаряемость топлива (ИТ) характеризуется
скоростью перехода его из жидкой фазы в пар. ИТ является важнейшим показателем,
в значительной степени определяющим процессы смесеобразования и сгорания
рабочей смеси в двигателе. (читать далее...)
стр. 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72
Детонационная стойкость топлив
Детонационная стойкость топлива характеризует
его способность сгорать в двигателе с принудительным воспламенением без детонации.
Детонация. Детонационное сгорание является одним из наиболее часто
встречающихся видов аномального сгорания рабочей смеси в двигателях с
принудительным воспламенением. (читать далее...)
стр. 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103
Теплофизические свойства топлив
К теплофизическим свойствам топлив,
оказывающим влияние на рабочий процесс и условия эксплуатации двигателя,
относятся: вязкость, плотность, низкотемпературные свойства, теплоемкость и
теплопроводность жидкого топлива и его паров, теплота парообразования, а также
комплекс свойств, влияющих на распыл топлива.
(читать далее...)
стр. 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114
Стабильность топлив
Под стабильностью топлив понимается
способность сохранять заданные показатели качества (в пределах определенных
допусков) в заданных эксплуатационных условиях. В эксплуатации на топливо
воздействуют внешние факторы (кислород воздуха, переменная температура,
загрязнение влагой и механическими примесями и пр.) (читать далее...)
стр. 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126
Влияние топлив на коррозионный износ
Наличие в топливе химически активных
соединений обусловливает его коррозионную агрессивность по отношению к
металлам и отрицательное воздействие на ряд неметаллических материалов, заключающееся
в изменении их геометрических размеров или механических характеристик. (читать далее...)
стр. 127 128 129 130 131 132 133 134
Противоизносные свойства топлив
Под противоизносными свойствами
топлива понимается совокупность свойств, влияющих на снижение
износа пар трения, работающих в среде этого топлива.
В дизелях смазка подвижных элементов топливной
аппаратуры осуществляется топливом, поэтому дизельные топлива должны обладать
определенными противоизносными свойствами. (читать далее...)
стр. 135 136
Влияние топлива на образование отложений
Во впускном тракте (для двигателей с
внешним смесеобразованием), картере, камере сгорания и некоторых других элементах
двигателя, контактирующих с топливом и продуктами его сгорания, при
использовании нефтяных топлив в системе топливоподачи могут накапливаться
отложения. (читать далее...)
стр. 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147
Экологические свойства топлив
Экология — наука о взаимоотношениях
организмов между собой и с окружающей средой. Под поддержанием экологического
равновесия понимают сохранение окружающей среды в состоянии, обеспечивающем
оптимальные условия существования этих организмов и в первую очередь человека.
(читать далее...)
стр. 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166
ПРИМЕНЕНИЕ ТОПЛИВ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Вступление
Используемые в ДВС углеводородные топлива
входят в ассортимент товарных эксплуатационных материалов автотракторной
техники. Предусмотренная ассортиментом номенклатура постоянно изменяется из-за
внедрения новых, более перспективных и снятия с производства устаревших марок
топлив. (читать далее...)
стр. 167 168
Жидкие нефтяные топлива
В существующей нормативной документации на
жидкие нефтяные топлива имеется четкое разделение этих топлив на бензины и
дизельные топлива.
При анализе показателей качества топлив
необходимо учитывать, что групповой состав топлив одной и той же марки может
значительно отличаться (в зависимости от вида используемого сырья и технологии
его переработки), однако все контрольные показатели должны удовлетворять
нормам, предусмотренным стандартами.
(читать далее...)
стр. 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178
Газообразные углеводородные топлива
Входящие в состав природных и промышленных
горючих газов углеводороды с количеством атомов углерода в молекуле меньше
шести при нормальных температуре и давлении представляют собой газ (табл. (читать далее...)
стр. 179 180 181 182 183 184 185 186 187
Спирты
В транспортной энергетике спирты
рассматривают как одно из основных альтернативных топлив для ДВС. Практическое
значение имеют спирты метиловый (условное наименование «метанол») и этиловый
(условное наименовение «этанол»). (читать далее...)
стр. 188 189 190 191
Водород и аммиак
Водород (Н2) является одним из
наиболее перспективных видов топлив для использования в ДВС (при некоторой их
модификации) с точки зрения энергетики будущего. Это топливо эффективно удовлетворяет
требованиям к энергетическим и экологическим показателям двигателя.
(читать далее...)
стр. 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201
ТРЕНИЕ, СМАЗКА И ИЗНОС В ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Трение и смазка
Различают внешнее и внутреннее трение. (читать далее...)
стр. 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214
Износ
Механический и химический износ. При
взаимодействии твердых поверхностей происходит их износ, заключающийся в изменении
геометрических размеров или заданной чистоты обработки этих поверхностей. (читать далее...)
стр. 215 216 217 218 219 220 221
Классификация смазочных материалов и требования к их свойствам
Вещества, используемые в качестве
смазочных материалов, в зависимости от их агрегатного состояния разделяют на
жидкие — масла, твердые — твердые смазки и мазеобразные — пластичные смазки.
(читать далее...)
стр. 222 223 224
Состав и условия работы моторных масел
Свойства товарного моторного масла
определяются составом и технологией переработки базового масла и функциональными
свойствами присадок.
Смесь базового масла с присадкой не
обязательно является истинным раствором. (читать далее...)
стр. 225 226 227 228
Присадки к маслам
Для повышения технико-эксплуатационных и
экономических показателей масел в них вводят присадки, количество которых изменяется
от долей процента до 25 — 35 %. В зависимости от физико-химических свойств
масла и присадок они могут образовывать истинные (молекулярные) растворы,
коллоидные растворы, суспензии и эмульсии с различной степенью дисперсности.
(читать далее...)
стр. 229 230 231
СВОЙСТВА МОТОРНЫХ МАСЕЛ
Смазочные свойства масел
Под смазочными свойствами масел понимают
сочетание их антифрикционных, противоизносных и противозадирных свойств. По
современным воззрениям смазочные свойства масла проявляются в трех аспектах:
механическом, физическом и химическом. (читать далее...)
стр. 232 233 234 235 236 237 238
Вязкостные и депрессорные свойства масел
Вязкостные свойства являются важнейшим
показателем, по которому выбирают масло. Величина вязкости определяет
смазочные и противоизносные свойства адсорбированной граничной пленки масла,
затраты энергии на обеспечение пуска холодного двигателя и циркуляции масла в системе
смазки, условия поступления масла к поверхностям трения на неустановившихся
режимах работы и при пуске двигателя, отвод теплоты и механических загрязнений
(в том числе продуктов износа) от деталей двигателя, эффективность уплотнения
зазоров между поверхностями трения и т.д (читать далее...)
стр. 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248
Стабильность масел
Под стабильностью масла понимают его
способность сохранять показатели качества в пределах определенных допусков в
заданных условиях эксплуатации. Различают химическую и физическую стабильность
масел.
(читать далее...)
стр. 249 250 251 252 253 254 255 256
Влияние масла на образование отложений
Отложения, образующиеся в двигателе,
ухудшают его технико-экономические показатели, надежность и долговечность.
Основной причиной образования отложений является старение моторного масла и
осаждение образовавшихся при этом продуктов на внутренних поверхностях
двигателя. (читать далее...)
стр. 257 258 259 260 261 262 263 264
Антикоррозионные и консервационные свойства масел
При работе двигателя создается сочетание
условий, интенсифицирующих коррозию конструкционных материалов,— высокие температуры
и давления в присутствии химически активных коррозионно-агрессивных веществ,
поэтому к моторным маслам предъявляются требования антикоррозионной защиты
конструкционных материалов — наличия антикоррозионных свойств.
(читать далее...)
стр. 265 266 267 268 269
Противопенные и деэмульсионные свойства масел
При движении коленчатого вала и шатунов в
картере двигателя и при воздействии на масло знакопеременных нагрузок (вибрации
двигателя, движение по неровным дорогам, большое ускорение) в объем
масла увлекаются газы, содержащиеся в
картере (отработавшие газы, воздух, пары топлива). (читать далее...)
стр. 270 271 272 273
Обкаточные свойства масел
Эксплуатационная надежность и
долговечность двигателя в значительной степени определяются качеством его
обкатки, при которой происходит приработка поверхностей трения, изменяется их
микрогеометрия, микротвердость и маслоемкость и другие важные изменения,
обусловливающие надежность двигателя. (читать далее...)
стр. 274 275
ПРИМЕНЕНИЕ МОТОРНЫХ МАСЕЛ В ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Ассортимент товарных моторных масел
В соответствии с действующей в СНГ
классификацией моторные масла разделяют на шесть групп в зависимости от типа
двигателя и степени его форсирования (теплонапряженности) (табл. (читать далее...)
стр. 276 277 278 279 280 281 282
Синтетические моторные масла
Синтетические масла представляют собой индивидуальные
химические вещества или смесь ограниченного количества веществ, близких по
химическому составу и физическим свойствам.
(читать далее...)
стр. 283 284 285 286 287 288 289 290 291
Выбор моторного масла
При выборе масла устанавливают его
вязкость, подбирают ВТХ, соответствующую предельным значениям температур, в
которых эксплуатируется двигатель, и выбирают необходимую группу масла с
определенным количеством и качеством присадок, обеспечивающих его заданные
свойства применительно к данному двигателю (вид применяемого топлива,
быстроходность, теплонапряженность и пр.) (читать далее...)
стр. 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301
Старение, угар и смена моторных масел
При работе двигателя происходят качественные
и количественные изменения моторного масла. Качественные изменения обусловлены
физическими и химическими прицепами, протекающими в двигателе, и
определяются общим понятием «старение масла». (читать далее...)
стр. 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316
ТВЕРДЫЕ И ПЛАСТИЧНЫЕ СМАЗКИ
Твердые слоистые смазки. Мягкие металлы. Полимерные и
композиционные материалы
Характерная особенность твердых и
пластичных смазочных материалов состоит в том, что эти материалы находятся в
агрегатном состоянии, исключающем, при соблюдении заданных условий эксплуатации,
их вытекание из узла трения. (читать далее...)
стр. 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328
Общие сведения о пластичных смазках
Пластичные смазки (ПС) представляют собой
жидкие масла, специальным образом загущенные для того, чтобы придать им ряд
эксплуатационных свойств, не обеспечиваемых ни жидкими, ни твердыми смазочными
материалами. (читать далее...)
стр. 329 330 331 332 333 334
Свойства пластичных смазок
К основным эксплуатационным свойствам ПС
относятся: стабильность, механические свойства, вязкостно-скоростные и вязкостно-температурные
свойства (характеристики), смазочные, защитные и герметизирующие
свойства. (читать далее...)
стр. 335 336 337 338 339 340 341 342 343
Ассортимент пластичных смазок
В зависимости от вида загустителя ПС
различают мыльные, углеводородные, органические и неорганические ПС.
Мыльные ПС. В них загустителем являются
соли высших жирных кислот — мыла. (читать далее...)
стр. 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353
ОХЛАЖДАЮЩИЕ ЖИДКОСТИ
Вода
Используемая в ДВС охлаждающая жидкость
должна удовлетворять следующим основным требованиям: обладать минимальной температурой
замерзания и максимальной температурой кипения; (читать далее...)
стр. 354 355 356 357 358 359
Антифризы
Высокая температура замерзания воды и ос
свойство в значительной степени увеличивать при этом объем создают большие
эксплуатационные неудобства, поэтому в автотрак горных ДВС применяют
охлаждающие жидкости, замерзающие при низкой температуре — антифризы, в
качестве которых можно использовать некоторые углеводороды, водные растворы
солей, спиртов и др. (читать далее...)
стр. 360 361 362
Высококипящие охлаждающие жидкости
Для охлаждения форсированных двигателей
используют охлаждающие жидкости с температурами кипения выше 100 ^ — высококипящие
жидкости. Такие жидкости состоят из смеси высокомолекулярных спиртов гликолем и
эфиров, выкипающих при температуре 110 — 200 С. (читать далее...)
стр. 363
ПРИЛОЖЕНИЯ
Аккумуляторы энергии
Топливо является источником химической
энергии, которая в двигателе последовательно через тепловую энергию
превращается в полезную механическую работу. Помимо химической необходимое
количество энергии может накапливаться — аккумулироваться — на борту
транспортного средства и в виде электрической, механической или тепловой
энергии в соответствующих аккумулирующих устройсгвах — электрических, механических
или тепловых аккумуляторах. (читать далее...)
стр. 364 365 366
Тепловой аккумулятор
В тепловом аккумуляторе (ГА) энергия
накапливается в виде теплоты, затрачиваемой на нагрев и (или) расплавление
рабочего тела ТА. Эта энергии отбирается от ТА также в виде теплоты, которая
может либо использоваться непосредственно в двигателях, рабочий цикл которых
допускает такое использование, (например, двигатели внешнего сгорания — паровые
и работающие по циклу Стирлинга), либо трансформироваться в фугой вид энергии
(например, в электрическую в термоэлектронных преобразователях).
(читать далее...)
стр. 367 368
Приложение II
Таблица 0.1. Авиационные бензины
Показатели качества
Нормы лля марок
Б-100/130
Б-95/130
Б-91/115
Содержание ТЭС, г/кг, не более
2,7
3,1
2,5
Детонационная стойкость ОЧМ, не менее
99
95
95
Фракционный состав, °С t 10%, не выше
75
82
82
Давление насыщенных паров, кМа:
не менее
32,0
29,3
29,3
не более
48,0
48,0
48,0
Йодное число, г I2/100
г, не более
5,0
6,0
2,0
Содержание фактических смол, мг/100мл, не более
3
4
3
Цвет
Оранжево-красный
Желтый
Зеленый
Для всех марок авиационного бензина:
низшая теплота сгорания 43 МДж/кг; (читать далее...)
стр. 369
Приложение 3
Таблица III. 1. Характеристика дизельного топлива
утяжеленного
фракционного состава
Показатель
Норма
Показатель
Норма
Цетановое число
45
Содержание серы, %:
Фракционный состав:
в топливе вида I
0,2
50 % (об.) (читать далее...)
стр. 370
Приложение IV
В соответствии с ГОСТ 17479.2 — 85
обозначение марки трансмиссионных масел состоит из букв ТМ (масло
трансмиссионное) и группы цифр, первая из которых характеризует принадлежность
масла к определенной группе по эксплаутационным свойствам (табл. (читать далее...)
стр. 371 372 373 374 375
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеев В.И., Кувайцев И.Ф. Автотракторные эксплуатационные материалы. Мм 1979.214 с. 2. АрабянС.Г., Кузнецов И. А. Перспективы применения высококачественных смазочных материалов в тракторной технике. (читать далее...)стр. 376 377