Материал: Эксплуатационные материалы и экономия топливно-энергетических ресурсов. метод. указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 190603. Устинов Ю.Ф., Волков Н.М

16

ре двух смесей, различающихся не более чем на две октановые единицы, причем одна из них должна детонировать сильнее, а другая слабее, чем образец испытуемого бензина. Ориентировочно оценивают детонационную стойкость испытуемого бензина по показаниям индикатора степени сжатия.

Второй бачок карбюратора заполняют эталонной смесью с октановым числом, близким к предполагаемому октановому числу испытуемого бензина, и переводят двигатель на работу на этой смеси. Далее регулируют состав топливовоздушной смеси на максимальную интенсивность детонации и выясняют, детонирует ли эта смесь сильнее или слабее, чем испытуемый бензин. С учетом полученных результатов в третий бачок карбюратора заливают эталонную смесь с большим или меньшим октановым числом. Затем переключают кран карбюратора на этот бачок, регулируют состав топливовоздушной смеси на максимальную интенсивность детонации и фиксируют показания указателя детонации.

Если показания указателя детонации при работе на испытуемом бензине находятся между показаниями эталонных смесей, вычисляют приблизительное значение октанового числа испытуемого бензина по полученным показаниям указателя детонации.

Последовательно применяя три бачка карбюратора, отрегулированные на максимальную степень детонации, повторно регистрируют аналогичную серию показаний.

Число показаний указателя детонации должно быть следующим: два на испытуемом бензине и два на каждом эталонном топливе, если разность оценок, найденных из первой и второй серий показаний, не превышает 0,3 октановой единицы и среднее показание указателя; детонации испытуемого бензина составляет (55±3) деления; три на испытуемом бензине и три на каждом эталонном топливе, если разность оценок соответственно не превышает 0,5 октановой единицы, а оценка, полученная из третьей серии показаний, находится между оценками первой и второй серий и среднее арифметическое значение показаний испытуемого бензина находится в пределах (55±3) деления.

Определение октановых чисел исследовательским методом. При опреде-

лении октановых чисел по исследовательскому методу применяют ту же одноцилиндровую установку, что и при моторном методе. Однако режим исследовательского метода более «мягкий» по сравнению с моторным методом (см. табл. 2), в связи с этим октановое число одних и тех же бензинов получается на четыре — девять единиц выше.

Определение октановых чисел по исследовательскому методу проводят в той же последовательности и по аналогичной методике, что и при определении октановых чисел по моторному методу.

17

Таблица 2 Режим работы двигателя при определении ОЧ по исследовательскому методу

Обработка результатов. Определяют среднее арифметическое значение показаний указателя детонации на испытуемом бензине и двух эталонных смесях. Октановое число А испытуемого бензина находят методом интерполяции по формуле

где А1 и A2- процентное (по объему) содержание изооктана в эталонной смеси, детонирующей сильнее и слабее испытуемого бензина ,% по объему; а - среднее арифметическое отсчетов по указателю детонации для испытуемого топлива; а1 и а2 - среднее арифметическое результатов из отсчетов по указателю детонации для смесей А1 и А2.

Октановое число, определенное с погрешностью до второго десятичного знака, округляют до первого десятичного знака.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВОЙСТВ

ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Общие сведения. Одна из важных эксплуатационных характеристик дизельного топлива — его низкотемпературные свойства, характеризующие подвижность топлива при отрицательной температуре. В дизельном топливе содержатся растворенные парафиновые углеводороды, которые при понижении температуры кристаллизуются. Низкотемпературные свойства оцениваются температурами помутнения и застывания.

Температура помутнения — это температура при которой меняется фазовый состав топлива, так как наряду с жидкой фазой появляется твердая. При этой температуре топливо в условиях испытания начинает мутнеть.

Температура застывания — это температура, при которой топливо полностью теряет подвижность.

При помутнении дизельное топливо не теряет текучести. Размеры кри-

18

сталлов таковы, что они проходят через элементы фильтров тонкой очистки, образуя на них тонкую парафиновую пленку.

Нарушение подачи топлива из-за его помутнения возможно при пуске и прогреве дизеля. Для обеспечение нормальной эксплуатации двигателя необходимо, чтобы температура помутнения дизельного топлива была ниже температуры окружающего воздуха.

Температура застывания ниже температуры помутнения на 5...10 °С. При понижении температуры растущие кристаллы парафиновых углеводородов образуют пространственную решетку, внутри ячеек которой находятся жидкие углеводороды топлива. При температуре застывания топлива кристаллическая структура настолько упрочняется, что топливо теряет текучесть и приобретает студнеобразный вид.

Для обеспечения нормальной работы дизельного двигателя необходимо, чтобы температура застывания топлива была на 8...12 °С ниже температуры окружающего воздуха.

Проведение испытаний. Температуры застывания и помутнения определяют с помощью специальных приборов.

Определение температуры застывания. Прибор для определения темпе-

ратуры застывания показан на рис. 3. Испытуемое топливо заливают в пробирку 2 и помещают в стеклянную пробирку-муфту 1. Сверху пробирку-муфту закрывают пробкой 3. Прибор помещают в сосуд с охлаждающей смесью. При проведении опыта дизельное топливо перемешивают мешалкой 5, температуру измеряют термометром 4.

Применяют следующие охлаждающие смеси. Для получения температур от 0 до – 20 °С в сосуд засыпают попеременно слой поваренной соли и слой снега. На одну часть соли берут две части снега или льда.

Рис. 3. Прибор для определения температуры застывания дизельного топлива: 1 – пробирка-муфта; 2 – пробирка; 3 – пробка; 4 – термометр; 5 – мешалка

19

Для получения температур ниже – 20 °С в сосуд со слоем изоляции или термос наливают этиловый спирт на 2/3 его высоты. Затем вносят в спирт мелкими порциями деревянной или фарфоровой ложкой твердый диоксид углерода, наблюдая за тем, чтобы спирт не разбрызгивался. При необходимости после газовыделения доливают в сосуд спирт.

Перед определением испытуемое дизельное топливо обезвоживают, для чего взбалтывают его в течение 10...15 мин со свежепрокаленным и измельченным сульфатом натрия или с зернистым хлористым кальцием. Затем топливо отстаивают и фильтруют. Обезвоженное дизельное топливо наливают в пробирку, закрывают пробкой, в которую вставлен термометр. Шарик термометра должен находиться несколько выше дна пробирки. Пробирку вставляют в про- бирку-муфту, в которую предварительно заливают 1 мл серной кислоты для поглощения влаги из воздуха и предупреждения появления на стенках пробиркимуфты капелек воды при охлаждении.

Собранный прибор опускают в охлаждающую смесь и устанавливают в строго вертикальном положении. Затем начиная с температуры, которая на 9 °С выше предполагаемой температуры застывания дизельного топлива, через каждые 3 °С вынимают пробирку из пробирки-муфты и наблюдают за подвижностью дизельного топлива при наклоне. Извлекать пробирку из муфты и устанавливать ее обратно надо не более чем за 3 с. Когда при наклоне пробирки дизельное топливо остается неподвижным, пробирку устанавливают в горизонтальное положение и наблюдают за поверхностью топлива. Если в течение 5 с будет обнаружено смещение поверхности топлива, снова устанавливают пробирку в пробирку-муфту и проверяют текучесть топлива после охлаждения еще на 3 °С.

За температуру застывания испытуемого дизельного топлива принимают температуру, при которой топливо в горизонтально расположенной пробирке остается неподвижным в течение 5 с.

Определение температуры помутнения. Это испытание проводят в стек-

лянной пробирке с двойными стенками, внутренний диаметр которой 25..33 мм, наружный — 35...43 мм. На внутренней стенке на высоте 40 мм от дна сделана метка 2 (рис. 4, а). Если боковые отростки пробирки не запаяны, то в ее наружную часть для предупреждения появления росы на стенках наливают 0,5...1 см3 серной кислоты. Пробирку закрывают корковой пробкой, в которой укреплен термометр 3 и через которую проходит мешалка 1. Мешалки могут быть pyчными или механическими, из стекла или металла. Пробирка с испытуемым дизельным топливом охлаждается в цилиндрическом сосуде со смесью из спирта и твердого диоксида углерода. Сосуд снабжен тепловой изоляцией, в его крышке находятся отверстия для пробирки, термометра и подачи твердого диоксида.

20

Рис. 4. Прибор для определения температуры помутнения: а — пробирка: 1 — мешалка; 2 — метка; 3 — термометр; б — общий вид прибора: 1 — отверстия для пробирок; 2 — смотровые окна; 3 — щели для вентиляции; 4 — лампы

Помутнение дизельного топлива наблюдают в приборе с зеркальным отражением света. Прибор выполнен в виде металлического ящика, разделенного перегородкой на две одинаковые части. Каждая часть разделена по всей высоте перегородкой на два неравных отсека. Внизу перегородки находится щель для прохождения отраженного света. В крышку ящика вмонтированы электролампы 4 (рис. 4,б), при закрытой крышке они располагаются в крайних отсеках. В крышке выполнены отверстия 1 для пробирок. На передней стенке ящика находятся два окна 2 для наблюдения за испытуемым топливом. Боковые и задние стенки ящика снабжены вентиляционными щелями 3. Свет через щели с матовыми стеклами падает на пробирки с испытуемым дизельным топливом. В освещенной пробирке хорошо видно появление мути.

Испытуемое топливо профильтровывают. Если в топливе есть вода, его обезвоживают. Для этого топливо взбалтывают в течение 10... 15 мин со свежепрокаленным и измельченным сульфатом натрия или с хлористым кальцием, дают отстояться и фильтруют.

Используют две пробирки с двойными стенками. Одна из пробирок предназначена для испытания дизельного топлива в охлаждающей смеси. В нее заливают до метки испытуемое топливо, температура которого должна быть 18...20°С. Во вторую пробирку также наливают испытуемое топливо до метки и вставляют в прибор с зеркальным отражением в качестве прозрачного эталона.

Пробирки закрывают корковыми пробками с термометром и мешалкой. Шарик термометра должен находиться в пробирке на расстоянии 15 мм от дна и на одинаковом расстоянии от стенок. Затем пробирку с испытуемым дизельным топливом и термометром подогревают в водяной бане до температуры 50 °С. В сосуд для охлаждающей смеси помещают термометр и наливают