Топливные системы
СОДЕРЖДАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………
- КЛАССИФИКАЦИЯ ТОПЛИВА.......................
……………....3 - ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТОПЛИВА……..………..5
- СВОЙСТВА ТОПЛИВА…………………………………………….7
- НЕФТЯНОЕ ТОПЛИВО…………………………………………….8
- АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ТОПЛИВО…………………………..…….11
- СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ………………………………….…14
- МОТОРНЫЕ МАСЛА………………………………………………15
- ТВЕРДЫЕ И ПЛАСТИЧНЫЕ СМАЗКИ…………………..…….17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………….21
ВВЕДЕНИЕ
Экономические преобразования, произошедшие в последние годы в России, привели к кардиналь-ным переменам на товарном рынке. На фоне бурного роста парка автомобилей в несколько раз возрослочисло АЗС, а также значительно изменился ассортимент предлагаемых нефтепродуктов. Все более жесткие требования сейчас предъявляются и к эксплуатационным материалам (бензинам, дизельным топливам, смазочным маслам) в плане повышения качества и экономичного использования. Поэтому знание состава, свойств, областей применения и эксплуатационных характеристик нефтепро-дуктов является необходимым всем, кто связан с их производством, транспортировкой, хранением, по-треблением, маркетингом. На внутреннем рынке нефтепродуктов в настоящее время появились также бензины, дизельные то-плива, моторные и трансмиссионные масла всевозможных зарубежных фирм. Обилие отечественных изарубежных нефтепродуктов требует ориентироваться в эксплуатационных характеристиках. Цель настоящей работы – дать основные сведения о составе, свойствах, особенностях применениятоплив и масел для автомобильного транспорта, сопоставить отечественные и зарубежные марки; осве-тить практические вопросы, связанные с количественным и качественным учетом нефтепродуктов, ме-тоды и средства определения плотности нефтепродуктов, содержания воды и механических примесей.
- Классификация Топлива.
Топливо — это горючие вещества, основной составной частью которых является углерод, применяемые с целью получения при их сжигании тепловой энергии.
Классификация. По физическому состоянию топливо бывает твердое, жидкое, газообразное. Стекловаренные печи работают на жидком и газообразном топливе.
К топливу, используемому для стекловаренных печей, предъявляют ряд требований: при сгорании оно должно выделять значительное количество тепла на единицу своей массы или объема, не должно выделять газов, вредно действующих на здоровье людей, а также отрицательно влияющих на материалы топок и печей, должно быть удобным для транспортирования и сжигания.
Основной характеристикой
топлива является его теплотворность
Q. Теплотворностью топлива
Теплотворность различных видов топлива колеблется в широких пределах — от 1000 до 10 000 ккал/кг.
По происхождению топливо подразделяется на естественное и искусственное. Последнее получается в результате переработки естественного топлива. В табл. 3 приводится классификация промышленного топлива.
Теплота сгорания - количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг или 1 м3 топлива. Энергетическая ценность топлива в первую очередь определяется его теплотой сгорания.
Различают высшую и низшую теплоту сгорания. Низшая теплота сгорания отличается от высшей количеством теплоты, затрачиваемой на испарение влаги, содержащейся в топливе и образующейся при сгорании водорода. Низшую теплоту сгорания учитывают для подсчета потребности в топливе и его стоимости при составлении тепловых балансов и определении коэффициентов полезного действия установок, использующих топливо. При сопоставлении различных видов топлива пользуются понятием условного топлива, характеризующимся низшей теплотой сгорания, равной 29 МДж/кг.
Влажность (содержание влаги) топлива снижает его теплоту сгорания вследствие увеличенного расхода теплоты на испарение влаги и увеличения объема продуктов сгорания (из-за наличия водяного пара).
Зольность - количество золы, образующейся при сгорании минеральных веществ, содержащихся в топливе. Минеральные вещества, содержащиеся в топливе, понижают его теплоту сгорания вследствие уменьшения содержания горючих компонентов (основная причина) и увеличения расхода тепла на нагрев и плавление минеральной массы.
Сернистость (содержание серы) относится к отрицательному фактору топлива, так как при его сгорании образуются сернистые газы, загрязняющие атмосферу и разрушающие металл. Кроме того, сера, содержащаяся в топливе, частично переходит в выплавляемый металл, сваренную стекломассу, снижая их качество. Например, для варки хрустальных, оптических и других стекол нельзя использовать топливо, содержащее серу, так как сера значительно понижает оптические свойства и колер стекла.
- ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТОПЛИВА
Достоверность
и качество исходной информации предопределяют
конечный результат. В сфере энергоснабжения
основную исходную информацию предоставляет
топливно-энергетический баланс территории
(поселения). Согласно определению: «Топливно-энергетический
баланс (ТЭБ) – соотношение для
экономического объекта или некоторой
территории объемов топливно-
В статистической
практике Российской Федерации сводный
отчетный ТЭБ разрабатывался раз
в пять лет, начиная с 1960 г. Последний
сводный отчетный ТЭБ России был
разработан по полной программе и
развернутой схеме на отчетных данных
1990 г. В целях оценки изменений
в структуре производства и потребления
топлива и энергии, а также
определения направлений
Расчетный топливно-энергетический баланс представляет собой аналитическую таблицу, содержащую перечень видов топливно-энергетических ресурсов и основные показатели, характеризующие источники формирования ресурсов и направления их использования. Этот баланс, несмотря на ограниченные размеры, в основных чертах повторяет сводный отчетный ТЭБ страны, содержит все основные его показатели, но имеет меньшую степень детализации и ряд отличий.
Территориальные ТЭБ практически не составляются, а локальные поселенческие ТЭБ не востребованы в силу простого отсутствия практики энергетического.
- СВОЙСТВА ТОПЛИВА
Топливо различных видов,
месторождений и шахт различается
по своему составу. При рассмотрении
твердого и жидкого топлива принято
различать следующие его
Состав твердого и жидкого топлива выражают в процентах по массе, газообразного - в процентах по объему.
Твердое и жидкое топливо состоит из горючей и негорючей частей. К горючей части топлива относят углерод, водород, кислород, азот и серу. Кислород и азот не горят; их включают в состав горючей массы условно. Поэтому горючую часть топлива называют условно горючей массой. Негорючая часть топлива — балласт — состоит из влаги и золы. Органическую массу топлива составляют углерод, кислород и азот.
Топливо в том виде, в каком оно поступает в топки печи для сжигания, носит название рабочего топлива. Ввиду того что содержание в нем влаги может колебаться в широких пределах, состав топлива часто характеризуют его сухой массой.
- НЕФТЯНОЕ ТОПЛИВО
Как было указано выше, доля нефти в энергобалансе электростанций уменьшается. Ускорение научно-технического прогресса ставит задачу не «топить ассигнациями», а использовать нефть главным образом для производства необходимых химических продуктов и как моторное топливо для ТЭС. Сжигать не нефтепродукты (мазут) в котельных, а суспензию размельченного угля.
При сжигании жидких видов топлива (мазуты) с дымовыми газами в атмосферный воздух поступают сернистый и серный ангидриды, окиси азота, газообразные и твердые продукты неполного сгорания топлива, соединения ванадия, солей натрия.
Нефть была известна
человеку еще в глубокой древности.
В трудах Геродота, Плутарха, Плиния
Старшего приводятся сведения об источниках
нефти и ее использовании как
в качестве топлива и для освещения,
так и для изготовления лекарств
и в военном деле. Первоначально
в светильниках сжигали натуральную
нефть, причем предпочитали ее светлые
виды, которые давали меньше копоти.
Поскольку такая нефть
Для перегонки первоначально использовали железный куб, помещенный в кирпичную печь. От куба шла трубка, проходившая через чан с водой. При нагревании куба летучая часть нефти испарялась, охлаждалась в чане и сконденсировавшаяся жидкость собиралась в деревянном ведре. Выход этой жидкости не превышал 40%. Наиболее легкокипящие фракции нефти (бензины) в основном терялись из-за недостаточного охлаждения.
Изобретение керосиновой лампы, с которой не мог конкурировать ни один из существовавших источников света, вызвало резкое увеличение добычи и переработки нефти.
В Баку первый нефтеперерабатывающий завод появился в 1837 г., а в 1874 г. число таких заводов уя^е достигало 123. Они производили 5 млн пудов керосина в год.
С появлением различных машин и механизмов возникла необходимость и в соответствующих смазочных материалах. Основу их промышленного производства в России заложил Д. И. Менделеев. После отгонки из нефти светлых фракций оставшийся мазут обрабатывали перегретым до 300° С водяным паром, который уносил масла через холодильник в приемник, где вода отделялась от масла.
Таким образом, основными продуктами, получаемыми из нефти в конце прошлого столетия, были керосин и смазочные материалы. По мере увеличения их производства совершенствовалась и технология нефтепереработки. На смену перегонным кубам пришли кубовые батареи, что позволило сделать процесс перегонки непрерывным. Нефть поступала в первый куб, где из нее отгонялись наиболее летучие компоненты, затем попадала во второй, где отгонялась более высококипящая фракция и т. д. Из последнего куба вытекал мазут, который либо направлялся на производство смазочных масел, либо использовался как топливо.
Бензин считался в то время бесполезным и даже вредным (из-за взрывоопасное) продуктом. Ему не находили достойного применения, а потому — попросту уничтожали.
Изобретение двигателя
внутреннего сгорания и развивающееся
гигантскими темпами
Потребность в бензине возрастала, а между тем в нефти его содержание в большинстве случаев не превышает 15%.
Поэтому, если нефтепереработку ориентировать исключительно на бензин, то в избытке будут оставаться керосин, газойль, масла и другие нефтепродукты.
- АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ТОПЛИВО
Природный газ представляет собой
альтернативный вид топлива, которое
полностью сгорает и уже сейчас
повсеместно доступно потребителям
многих стран за счет снабжения природным
газом домов и производственных
объектов. При использовании в
транспортных средствах, работающих на
природном газе (автомобилях и
грузовиках со специально спроектированными
двигателями), природный газ дает
значительно меньше вредных выбросов,
чем бензин или дизельное топливо.
Электричество может
Этанол (еще называется этиловым спиртом или хлебным спиртом) представляет собой альтернативный вид топлива, его можно смешивать с бензином для получения топлива с более высоким октановым числом и меньшим содержанием вредных веществ в выбросах по сравнению с чистым бензином. Этанол производится за счет брожения зерновых продуктов таких как: кукуруза, ячмень или пшеница; и дистилляции. Также его можно производить из многих видов трав и деревьев, хотя здесь технология будет более сложной, в таком случае эго называют биоэтанолом.
В соответствии с Законом об энергетической политике от 1992 г. смеси, содержащие не менее 85% этанола, считаются альтернативными видами топлива.
E85, смесь состоящая на 85% из этанола и на 15% из бензина, используется в транспортных средствах с универсальной топливной системой, которые предлагаются большинством производителей транспортных средств. Транспортные средства с универсальной топливной системой могут работать на бензине, E85, или на любом сочетании этих двух видов топлива.
Смеси с большим содержанием
этанола, такие как E95, также являются
отличными альтернативными
Производство этанола
- СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Приведены краткие сведения о важнейших физических и эксплуатационных свойствах, особенностях применения топлив, масел, пластичных смазок, смазочно-охлаждающих жидкостей и других нефтепродуктов. Показано влияние основных видов топлива и смазочных материалов на надежность и эффективность эксплуатации техники. Описаны присадки, улучшающие свойства смазочных материалов. Уделено внимание нефтепродуктам, используемым для консервации техники, для защиты ее от коррозии.
Второе издание (1-е изд. 1989 г.) переработано
с учетом новых нормативных документов
и расширения ассортимента нефтепродуктов.
Предназначен для специалистов, занимающихся
получением и применением топлив, смазочных
материалов и технических жидкостей. Полезен
при подготовке кадров различной квалификации,
связанных с производством и применением
нефтепродуктов.
- МОТОРНЫЕ МАСЛА
Летние масла в продаже – большая редкость. Если увидите их на прилавке, – покупайте, они обозначаются: SAE 20, 30, 40 . Масла вязкостью более SAE 60 относятся к трансмиссионным и в двигателях не применяются.
Теперь о всесезонных.
Этот продукт получают путем добавления
в простейшее базовое масло специальных
присадок. Такие добавки делают масло
достаточно жидким, и запускать двигатель
с ними легко даже при отрицательных
температурах. Кроме того, присадки
обеспечивают необходимый уровень
защиты трущихся деталей двигателя
при его нагреве до рабочей
температуры. Обозначаются всесезонные
сорта: SAE 10W40, 15W50, 10W60 и подобными
комбинациями чисел, определяющими
температурный диапазон применения
данного масла. Число до буквы W подскажет,
при какой отрицательной
Второй критерий, на который необходимо обратить внимание после выбора вязкости — уровень качества, т. е. совокупность эксплуатационных качеств масла. Этот параметр проще всего объясняет наиболее распространенная в России методика, разработанная API (Американским институтом нефти – American Petroleum Institute). Уровень качества зашифрован в двух буквах латинского алфавита: первая всегда "S" – с нее начинаются аббревиатуры всех моторных масел для бензиновых двигателей. Вторая классифицирует качественный уровень масла как таковой. И чем дальше она отстоит (по английскому алфавиту) от "А", тем более высокие эксплуатационные параметры у данного масла. Сейчас автомобильные моторные масла встречаются следующих классов: SE, SF, SG, SH и SJ. Например, наше родное М8В подходит под класс SE, то есть моторное масло для автомобилей выпуска до 1980 года, а классу SJ соответствуют самые высококачественные масла (их единицы).
Оговоримся сразу, поскольку
специальные мотоциклетные
Все зарубежные производители мототехники в обязательном порядке указывают тип масла, необходимый для данного двигателя. Эти сведения содержатся в инструкции, специальных сервисных наклейках на агрегатах, а в некоторых случаях на пробках маслозаливных отверстий на картере двигателя. Поверьте, нет особогосмысла применять более "крутые" масла вместо рекомендованных. Впрочем, для эксплуатации в сложных дорожных условиях можно использовать масло с более высоким индексом вязкости после W (например SAE 10W50 вместо 10W40). Это особенно важно для двигателей с воздушно-масляным охлаждением, рабочая температура масла в которых может превышать 100°С (в двигателях с жидкостным охлаждением не превышает 85°С). Эту же рекомендацию адресуем владельцам мотоциклов с откровенно изношенными двигателями. Применение более вязких сортов масел уменьшит угар самого масла.
Отдельной строки заслуживает информация для владельцев оппозитов. плохого моторного масла,
- ТВЕРДЫЕ И ПЛАСТИЧНЫЕ СМАЗКИ
Назначение смазочных
Смазочные масла, их физико-механические свойства и методики оценки характеристик По своей природе масла (жидкие смазки) делятся на нефтяные (минеральные), синтетические, растительные и смешанные. Минеральные масла состоят из продуктов перегонки нефти, полученных методами дистилляции из соответствующих фракций нефти либо остаточных после отгонки легких и маловязких фракций. Синтетические масла получают методами химического синтеза на основе силоксанов, эфиров фосфоновых кислот, фтор-, спирто-, глицериновых смесей и т.д. Такие масла обладают специфическими свойствами, например, огнестойкостью, сохранением текучести при низких температурах, слабой испаряемостью, неагрессивностью и др. По своему назначению масла можно разделить на четыре группы: моторные - для двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей; трансмиссионные - для смазывания зубчатых, цепных и других видов передач; индустриальные - для смазывания узлов трения промышленного оборудования: станков, прессов, прокатных станов и т.д.; масла специального назначения: промывочные, компрессорные, холодильные, турбинные, веретенные, трансформаторные, консервационные и т.д. Кроме того, имеются группы гидравлических и смазочно-охлаждающих жидкостей. Поскольку масла должны обеспечивать гидродинамический режим трения, их важнейшим показателем является вязкость. В связи с тем, что во время запуска и остановки узла трения, а также в зоне верхней и нижней «мертвых точек» поршня двигателей внутреннего сгорания имеет место граничное трение, ответственной характеристикой является их задиростойкость, т.е. смазка должна предотвратить схватывание - самый опасный из видов износа. В технике масла считаются ньютоновскими жидкостями, поэтому силу трения в смазочном слое рассчитывают без учета сжимаемости
Важнейшим показателем является смазывающая способность, т.е. способность создавать на поверхности детали тонкую защитную пленку, препятствующую непосредственному контакту, а следовательно, адгезии, задиру и заеданию при металлическом контакте. Смазывающую способность в основном обеспечивают противозадирные, противо-износные и антифрикционные присадки. Если смазывающая способность исчерпывается, то резко возрастают трение, износ, разрушение рабочих поверхностей вследствие схватывания и заедания.
Состав масел и механизм смазочного действия. Роль функциональных присадок к смазочным маслам Различают масла базовые и товарные. Базовые масла (по ГОСТ 18283-72) являются основой для получения товарных масел путем введения в них присадок различного назначения. Как правило, базовые масла представляют собой продукты различного происхождения: дистиллятные или остаточные минеральные масла, фракции нефтей асфальтового основания, высокополимерные соединения, синтетические и растительные масла. Так, например, моторное масло М-6 (?t = 100 ?С = 11 мм2/с) содержит 50 % дистиллятного и 50 % остаточного компонента. Соотношение между обоими компонентами определяет вязкость и индекс вязкости. В последние годы с учетом того, что смазки на нефтяной и синтетической основе и технологии их производства экологически опасны, проявляется большой интерес к экологически чистым маслам растительного происхождения (рапсовое, соевое, кокосовое, подсолнечное и др.). Для обеспечения служебных свойств смазочных масел разного назначения в базовые масла вводят присадки. Присадки бывают маслорастворимые органического происхождения и тонкоизмельченные твердые порошки органического и неорганического происхождения (наполнители), образующие гелеобразные структуры. Присадки снижают износ, силу трения, предотвращают схватывание, заедание, определяют ряд других служебных показателей. В качестве антифрикционных и противоизносных присадок широко используются поверхностно-активные вещества в виде жирных кислот и их солей - мыл. На рис. 17.5, а, б показана схема взаимодействия молекулы ПАВ с металлом (Ме).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Все сорта топлива,
смазочные материалы и
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Гуреев А.А., Иванова Р.Я., Щеголяев Н.В. Автомобильные эксплутационные материалы. М.: Транспорт, 1974. 275 с.
2 Павлов В.П., Заскалько П.П. Автомобильные эксплутационные материалы. М.: Транспорт, 1982. 208 с.
3 Васильева Л.С. Автомобильные эксплутационные материалы. М.: Транспорт, 1986. 279 с.
4 Чулков П.В., Чулков Н.П. Топлива и смазочные материалы: ассортимент, качество, применение, экология. М.: Машиностроение, 1996. 302 с.
5 Лышко Г.П. Топливо смазочные материалы. М.: Агропромиздат, 1985. 336 с.
6 Бондарь В.А., Зоря Е.И., Цагарели Д.В. Операции с нефтепродуктами. М.: АОЗТ "Паритет", 1999. 338 с.Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления. М.: Ко-лос, 2000. 232 с.
7 Алексахин Р.М., Голубев А.В. и др. Агроэкология / Под ред. В.А Черникова, А.И. Чекереса. М.: Колос, 2000. 536 с. 8 Краткий автомобильный справочник. М.: Транспорт, 1984. 220 с