Анализ топлива на содержания воды

Определение доли воды в топливе

Наиболее простой и достаточно точный метод определе­ния массовой доли воды в топливе — это метод отгона воды из смеси испытуемого топлива с органическим растворителем (по ГОСТ 2477—65) в аппарате количественного опре­деления воды (АКОВ).

Прибор АКОВ (рис. 84) состоит из стеклянной колбы 3 вместимостью 500 мл, приемника-ловушки 2, градуированной на 10 мл, и холодильника 1 с впаянной трубкой. Приемник-ловушка — это градуи­рованная цилиндрическая пробирка с конической нижней частью. Общая длина ловушки 150—200 мм, диаметр ци­линдрической части 15 мм. Для лучшего стока конденси­рующихся паров трубка холодильника срезана под острым углом.

Перед анализом испытуемое топливо тщательно переме­шивают путем встряхивания в течение 5 мин в стеклянной бутылке. В качестве растворителя применяют бензин марки «галоша», лигроин тракторный или толуол. Перед приме­нением растворитель обезвоживают и профильтровывают. Для обезвоживания его взбалтывают с высушенным и ох­лажденным сульфатом натрия. Смеси дают отстояться, за­тем фильтруют.

В чистую и просушенную в сушильном шкафу колбу при­бора АКОВ помещают навеску 100 г (с точностью до 0,1 г) хорошо перемешанного испытуемого топлива и прибавляют 100 мл обезвоженного и профильтрованного растворителя. Затем в колбу опускают несколько кусочков пемзы или неглазурованного фаянса, или стеклянные капилляры, запа­янные с одного конца, для получения более спокойного ки­пения.

Колбу устанавливают в колбонагреватель и соединяют при помощи пробки с приемником-ловушкой и холодильником, который присоединяют к водяному крану так, чтобы вода в холодильник входила че­рез нижний отросток, а выходила через верхний. Холодильник закрепляют в дер­жателе штатива и соединяют с приемни­ком-ловушкой так, чтобы косо срезанный конец находился против отводной трубки приемника. После этого пускают воду в холодильник, включают в сеть колбонагреватель и ведут перегонку таким образом, чтобы из косо срезанного конца трубки хо­лодильника в приемник-ловушку падали 2—4 капли в секунду. Скорость нагрева регулируют реостатом.

Перегоняют топливо до тех пор, пока уровень воды в ловушке не перестанет изменяться и верхний слой раствори­теля станет прозрачным. Если при этом растворитель мут­неет, то пробирку выдерживают 30 мин в водяной бане с температурой 60—70 °С. Прозрачный растворитель охлаж­дают и определяют долю воды по формуле

где V — объем воды в приемнике-ловушке, мл;

М — масса навески топлива, г.

Расхождения между двумя измерениями не должны превышать 0,2 мл. Объем воды менее 0,03 мл оценивают как «следы воды».

Для разных видов топлива применяют различные способы качественного определения воды. Наличие воды в дизель­ном топливе определяют по способу Клиффорда. Этот спо­соб основан на изменении цвета и помутнении обводненного топлива в присутствии марганцевокислого калия. В стек­лянный цилиндр наливают примерно 100 мл дизельного топлива из хорошо перемешанной пробы. Выдерживают в течение 10 мин в помещении, где проводят анализ. В ци­линдр с топливом добавляют несколько кристаллов марган­цевокислого калия и перемешивают.

При отсутствии воды проба топлива должна быть проз­рачной и не изменять цвета в присутствии марганцевокис­лого калия. При наличии влаги у топлива образуется быстро исчезающая розовая окраска, а после отстоя внизу цилиндра образуется темное коль­цо фиолетового цвета.

По мере растворения марганцевокислого калия в обводненном ди­зельном топливе наблюдаются зо­ны интенсивного окрашивания (ти­па хлопьев) в местах контакта во­ды, содержащейся в топливе, и марганцевокислого калия.

Для определения наличия воды в темных нефтепродуктах исполь­зуют пробу на «потрескивание». В вымытую и просушенную стек­лянную пробирку длиной 120— 150 мм и диаметром 10—15 мм на­ливают испытуемое топливо высо­той слоя 80—90 мм. Пробирку за­крывают пробкой, в отверстие которой вставляют термометр со шкалой 0 — 200 °С таким образом, чтобы шарик его находился равных расстояниях от сте­нок пробирки и на высоте 20—30 мм от дна пробирки.

Для нагревания пробирки 2 с топливом используют ба­ню, т. е. цилиндрический сосуд 1 диаметром 100 мм и высо­той 90 мм (рис. 85). Баню наполняют на высоту 80 мм маслом с температурой вспышки не менее 240 °С. Масло в бане на­гревается до температуры (175 ±5) °С. Пробирку с топли­вом вставляют в нагретую баню и наблюдают за ней до тем­пературы в пробирке 150 °С. При наличии воды топливо на­чинает пениться, слышится потрескивание, а пробирка вздрагивает. Если установлено наличие воды в топливе ка­чественно, то количество ее следует определять стандарт­ным методом, рассмотренным в настоящем параграфе.

источник

7.2.1 Определение содержания воды в топливе

Метод определения содержания воды в топливе основан на измерении подъема температуры при взаимодействии гидрида (или карбида) кальция с водой, содержащейся в испытуемом нефтепродукте.

Определение содержания воды в топливе производят с помощью судовой лаборатории СКЛАМТ-1.

При проведении анализа необходимо:

1) Отобрать пробу нефтепродукта в пробоотборник, заполнив его на ¾ объема, тщательно перемешать в течение 5 мин.

2) Налить в сухую и чистую пробирку перемешанную пробу до метки 10 мл, пробирку поместить в гнездо пенопластового футляра.

3) Опустить в пробирку термометр и выдержать пробу нефтепродукта, пока температура не сравняется с температурой окружающей среды.

4) По термометру замерить начальную установившуюся температуру испытуемого нефтепродукта.

5) Вскрыть ампулу с реактивом, высыпать его в пробирку, затем перемешать пробу нефтепродукта термометром, наблюдая за повышением температуры; максимальное показание термометра принимается за конечную температуру пробы t₂.

6) По полученной разности температур по номограмме определяют содержание воды W, %, в испытуемом топливе.

7.2.2 Определение содержания воды в мазутах

1) Пробу нефтепродукта необходимо поместить в пробоотборник, заполнив его на ¾ объема, и тщательно перемешивать в течение 5 мин. Вязкие и парафинистые мазуты предварительно нагреть до 40 – 50 о С.

2) Налить в мерный цилиндр перемешанную пробу до метки 10 мл и добавить керосин или дизельное топливо до общего объема 50мл (предварительно определив в керосине или дизельном топливе содержание воды).

3) Цилиндр закрыть пробкой и перемешивать содержимое в течение 5 мин.

4) Отобрать в сухую чистую пробирку 10 мл полученной смеси, пробирку поместить в гнездо пенопластового футляра.

5) Опустить в пробирку термометр и выдержать пробу нефтепродукта, пока его температура не сравняется с температурой окружающей среды.

6) По термометру замерить начальную установившуюся температуру испытуемого нефтепродукта t₁.

7) Вскрыть ампулу с реактивом, высыпать его в пробирку, затем перемешать пробу нефтепродукта термометром, наблюдая за повышением температуры, максимальное показание термометра принимается за конечную температуру пробы t₂.

8) По полученной разности температур по номограмме определяют содержание воды W, %, в испытуемом топливе.

Рисунок 7.1 — Зависимость содержания воды W в нефтепродуктах от изменения температуры при наличии карбида кальция (кривая 1) и гидрида кальция (кривая 2)

Повышение температуры Δt не более 0,3 о С после ввода карбида кальция в испытуемую пробу или 0,5 о С после ввода гидрида кальция и отсутствие выделения пузырьков газа свидетельствует о практическом отсутствии воды в исследуемом продукте. Время взаимодействия испытуемого нефтепродукта с карбидом и гидридом кальция составляет соответственно: 5-12 и 10-20 мин без разбавления керосином или дизельным топливом; 3-10 и 5-10 при разбавлении керосином или дизельным топливом.

7.2.3 Определение плотности топлива

Определение плотности нефтепродуктов производится денсиметрами общего назначения.

При определении используются денсиметры со следующими пределами ареометрических шкал:

Пробоотборник, заполненный топливом выдерживают при температуре окружающей среды, чтобы разность температур пробы и окружающего воздуха не превышала ± 5 о С. Температуру топлива измеряют термометром.

После выравнивания температуры топливо наливают в чистый сухой цилиндр, затем берут денсиметр, который находится на дверце лаборатории и, держа его за верхний конец, опускают в топливо. После установления и прекращения колебаний денсиметра производят отсчет по верхнему краю мениска. При отсчете глаз должен находиться на уровне мениска.

Отсчет, произведенный по шкале денсиметра, показывает плотность топлива при температуре измерения.

Для приведения плотности нефтепродукта к любой температуре делают расчет по формуле:

где t – температура, к которой приводится плотность;

t₁ – температура, при которой определяется плотность;

ρ_t , ρ_t1 – плотности нефтепродукта при соответствующих температурах;

γ – температурная поправка на плотность.

Таблица 7.1 — Температурная поправка плотности нефтепродуктов

Протокол испытаний

Дата проведения анализа ____________________________

Марка нефтепродукта _______________________________

Содержание воды в топливе __________________________

Плотность топлива __________________________________

Содержание отчета

1. Краткое описание работы.

Вопросы для самопроверки

1. Как производится отбор проб при бункеровке судна?

2. Какое содержание воды допускается в дизтопливе?

3. Что такое плотность и способы ее определения?

4. Какая температура является стандартной для отечественных и иностранных нефтепродуктов?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Браковочные показатели моторных масел и методы их определения (диспергирующая способность, вязкость кинематическая, щелочное число, массовая доля воды) лабораторией СКЛАМТ-1.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

источник

Точная стоимость зависит от конкретного случая. Оставьте заявку или уточняйте по телефону.

Анализ качества дизельного топлива применяется для того, чтобы избежать употребления некачественного дизельного топлива. Для этого надо проверять его качество на каждом этапе движения к потребителю. Существует контрольный и полный анализы смазочных материалов и топлив. Дизельное топливо и масла могут быть использованы лишь в случае, когда показатели их качества отвечают ГОСТам или ТУ.

Отход от нормы предполагают дополнительный расход дизельного топлива, что в итоге это приводит к тому, что приходится выделять дополнительные расходы на эксплуатацию и повышение себестоимости транспортных работ. Полный анализ дизельного топлива совершается, если номера указанные в документах отправителя не совпадают с номерами цистерн. А также, если цистерны не имеют пломб, или же их целостность нарушена. Или в случае того, что пломбы поставлены какой-нибудь промежуточной станцией, а не станцией отправителя. Либо топливо или масло не соответствует ГОСТу или ТУ, по паспорту отправителя или данным лабораторного контроля. И наконец, топливо или масло завезено без документа отправителя.

Показатели в объеме ГОСТа или ТУ на данную марку топлива или смазочного материала проверяют при полном анализе, кроме цетанового и октанового чисел, упругости паров и индукционного периода. Исходя из результатов анализа, составляют документ, который именуется паспортом качества. Его показатели соотносятся с показателями надлежащего ГОСТа или ТУ.

В данном случае если показатели продукта полученные в процессе анализа не отвечают показателям ГОСТа или ТУ, то начинается составляться акт, становящимся главным доказательством о не качественности и возможностью для предъявления претензии либо обвинения поставщику или транспортным организациям.

Лабораторный анализ качества дизельного топлива проходит исключительно в лабораторных условиях с применением установленных методов исследования и специального для этих целей оборудования. Из топливных резервуаров на складах производят забор проб — это надо проведения анализа топлива. Далее, следует подготовительный период, в течение которого пробы подготавливают к дальнейшим исследованиям.

Экспертиза дизельного топлива по сути представляет не единственное, а целый ряд исследований, в итоге которых определяется массовая часть серы, углерода и водорода, влажность, а также зольность изучаемого топлива. Все эти исследования проб при выполнении анализа подразделяются на: аналитические и лабораторные.

Бензол ,обнаруженный в топливе, вызывает образование нагара в двигателе. Бензол также крайне токсичное вещество. По европейским стандартам качества, допускается присутствие не более 1% бензола от тотального объема топлива.

Также добавляются в топливо и ароматические углероды, это делается для увеличения его октанового числа. Ароматические углероды достаточно враждебно сказываются на резиновые и пластмассовые детали двигателя и в целом всей топливной системы. Замер октанового числа топлива проводится двумя способами – моторным и исследовательским. более менее гибкий способ– это моторный, благодаря этому показания, приобретённые этим методом всегда незначительнее, чем такие же, но проведенные исследовательским, приблизительно на 10 единиц.

При главном анализе качества дизельного топлива исследуются такие показатели: для топлив -фракционный состав, цвет, прозрачность, вязкость, плотность (дизельное топливо), механических примесей, содержание фактических смол, водорастворимых кислот, щелочей и серы; для жидких (моторных и трансмиссионных) масел — содержание механических примесей, воды, вязкость, плотность щелочей и водорастворимых кислот; для пластичных смазок — пенетрация, температура каплепадения, воды и содержание механических примесей .

Для проведения анализа дизельного топлива допустимо использование стационарных лабораторий, имеющихся на складах смазочных материалов и топлива. А также можно использовать переносные лаборатории типа ПЛ-2М. Это позволяет самостоятельно установить качество и содержание реализуемого дизельного топлива. Если налить топливо в прозрачную тару и дать поставить его на некоторое время для ожидания осадка , то можно определить его качество . Фальсификат обычно дает осадок и имеет оттенок гораздо темнее если его сравнить с нормальным дизтопливом.

Химический анализ качества дизельного топлива, чаще проводят для определения его свойств и качества, что помогает в деле улучшения технологии производства. А также с целью избежать вероятных поломок двигателя и достаточно более целесообразно использовать дизельное топливо.

Кстати, даже если визуально топливо отвечает принятым запросам, это вовсе не дает нам гарантию о его хорошем качестве. Стоит отметить, что исключительно при помощи специального оборудования есть возможность установить (разумеется, с долей погрешности) подлинное качество дизтоплива и сопоставить его показатели с запросами по ГОСТу.

Преждевременный износа и поломка топливного насоса и форсунок, понижение подачи топлива, модификация времени начала подачи в сторону запаздывания, снижение качества распыления топлива – все это вызвано причиной низкокачественного дизельного топлива. Кроме этого, при невнимательной перевозке и доставке дизельного топлива в его содержание может проникнуть вода. Ее присутствие убавляет нагревательную способность топлива, а это приводит к тому, что мощность двигателя уменьшается.

Зачастую, у потребителя нет желания и просто возможности производить анализ качества дизельного топлива, приобретаемого на различных не проверенных станциях. Не говоря уже о растратах на приобретение дорогого оборудования для его исследования. Исходя из вышесказанного – можно заявить, что самой лучшей гарантией качества дизельного топлива остается его приобретение у проверенных поставщиков и на известных заправочных точках.

источник

Цель работы:

1. Знакомство с нормативно-технической документацией по качеству бензинов (ГОСТами на показатели качества и методы их определения) (см. Приложение, табл. 1 и 2).

2. Оценка испытуемого образца бензина по внешним призна­кам (прозрачность, цвет, запах, наличие воды и видимых нево­оруженным глазом механических примесей, характер испарения капли с фильтровальной бумаги).

3. Проведение анализа на содержание в бензине водораствори­мых кислот и щелочей.

4. Определение наличия в бензине олефинов.

5. Измерение плотности бензина ареометром.

6. Определение фракционного состава бензина разгонкой.

Работа производится в вытяжном шкафу!

Оборудование и реактивы: цилиндры емкостью 100 и 10 см 3 , фильтровальная бумага, делительная воронка, ареометр, набор пробирок, пипетки, термометр, стеклянная палочка, колба Вюрца, нисходящий холодильник, колбонагреватель, образец бензина, перманганат калия (0,1 М водный раствор), метиловый ­оранжевый (0,02% — ный водный раствор), фенолфталеин (1 % — ный спиртовой раствор), индикаторная паста ИСВ-ПР.

1.1. Оценка бензина по внешним признакам

Неэтилированные бензины, как правило, бесцветны. Иногда они имеют желтоватый оттенок из-за наличия смолистых веществ. Этилированные бензины специально окрашивают (в ярко-жел­тый или оранжево-красный цвет), так как входящий в их состав тетраэтилсвинец ядовит.

Для определения прозрачности бензина используют стеклянный цилиндр. Невооруженным глазом не должно быть обнаружено меха­нических взвешенных и осевших на дно цилиндра посторонних при­месей и воды. Мутность бензина при комнатной температуре обыч­но обусловлена наличием в нем воды в виде эмульсии или механических примесей. Такой бензин перед применением необходимо под­вергнуть отстою и фильтрации. Наличие воды в бензине особенно опасно в зимнее время, когда образующиеся кристаллы льда нару­шают дозировку топлива и даже могут вызывать полное прекраще­ние его подачи. Кроме того, при наличии воды увеличивается кор­розионное действие топлива, усиливаются процессы окисления.

Механические примеси могут попадать в топливо при исполь­зовании грязной тары и загрязненного заправочного оборудова­ния. Применение топлива, содержащего механические примеси, вызывает засорение топливодозирующей системы, износ топлив­ной аппаратуры, а при попадании в цилиндры двигателя — износ цилиндропоршневой группы. В бензинах не допускается присут­ствие даже мельчайших механических примесей.

Бензины имеют наиболее легкий фракционный состав по срав­нению с другими нефтепродуктами. Для определения испаряе­мости каплю испытуемого бензина наносят на фильтровальную бумагу и наблюдают характер испарения. Зим­ние автомобильные бензины полностью испаряются за 1 мин, не оставляя никакого следа. Летние автомобильные бензины ис­паряются медленнее, на бумаге сохраняется не полно­стью высохшее пятно.

Для проведения анализа испытуемый бензин налейте в стеклянный цилиндр, визуально определите наличие или отсутствие взвешенных или осевших на дно твердых частиц, водного слоя на дне цилиндра и характерной мути. Оценка наличия воды в бензине также осуществляется с использованием индикаторной пасты ИСВ-ПР. На стеклянную палочку нанесите небольшое количество индикаторной пасты, опустите палочку в испытуемый образец бензина. Изменение цвета индикаторной пасты с желтого на красный свидетельствует о наличии воды в бензине. Результаты наблюдений запишите в отчет.

1.2. Определение содержания в бензине

водорастворимых кислот и щелочей (ГОСТ 6307-75)

Из-за нарушения технологии очистки бензина в нем могут при­сутствовать водорастворимые кислоты и щелочи. Например, после очистки бензина при неполной нейтрализации серной кис­лоты щелочью не исключено наличие остатков как самой кисло­ты, так и ее производных — сульфокислот и кислых эфиров. Для удаления щелочи после нейтрализации серной кислоты бензин промывают водой. Щелочь попадает в топливо при плохой про­мывке в процессе очистки. Другие водорастворимые кислоты и щелочи могут оказаться в топливе случайно.

Присутствие в бензине водорастворимых кислот и щелочей вызывает интенсивное изнашивание деталей двигателя (коррозия металлов), поэтому ГОСТы предусматривают их полное отсутствие.

Минеральные кислоты и щелочи, находящиеся в горюче-смазочных материалах, являются одной из причин, вызывающих коррозию деталей двигателя, а также металлической тары и емкостей. Поэтому бензины, содержащие водорастворимые кислоты и щелочи, к эксплуатации непригодны.

Для определения содержания в бензине водорастворимых кис­лот и щелочей

образец бензина тщательно перемешайте встря­хиванием в бутылке, затем налейте в делительную воронку 3 (рис. 1.1.) 10 мл испытуемого бензина и добавьте такое же коли­чество дистиллированной воды. Воронку закройте пробкой, снимите со штатива и перемешайте содержимое встряхиванием в тече­ние 5 мин. После этого воронку укрепите на штативе, дайте смеси отстояться, затем водную вытяжку 1, находящуюся внизу дели­тельной воронки, слейте с помощью крана 4 в две пробирки 6.

Рис. 1.1. Определение содержания в бензине водораст­воримых кислот и щелочей:

1 — водная вытяжка; 2 — бензин; 3 — делительная воронка; 4— кран; 5 — пипетки;

В одну из пробирок добавьте одну-две капли раствора метил­оранжа, в другую — одну-две капли раствора фенолфталеина. При наличии в бензине водорастворимых кислот водная вытяжка в про­бирке окрасится в красный цвет, а при их отсутствии — в желто-оранжевый.

При наличии в бензине щелочей водная вытяжка окрасится в малиновый цвет, а при их отсутствии — останется бесцветной или слегка побелеет. Полученные результаты необходимо сравнить с данными табл. 1.1. Полученные результаты запишите в отчет.

Таблица 1.1. Цвет индикаторов в различных средах.

Бензин может быть допущен к применению только при усло­вии, что его водная вытяжка остается нейтральной. Если водная вытяжка кислая или щелочная, то испытуемый бензин бракуют. Результаты наблюдений запишите в отчет.

1.3. Определение наличия олефинов в бензине

Олефинами называются непредельные углеводороды, содержащие в молекулах двойные углерод-углеродные связи.

Бензины для двигателей, имеющие в своем составе продукты термического крекинга, могут содержать значительное количе­ство олефинов, способных во время транспортирования и хра­нения превращаться вследствие окислительно-полимеризационных процессов в смолы, чрезмерно высокая концентрация ко­торых негативно отражается на работе двигателей. В связи с этим возникает необходимость качественной оценки в эксплуатаци­онных условиях способности бензинов к самопроизвольному осмолению.

Олефины легко окисляются, восстанавливая соприкасающие­ся с ними окислители. Для выполнения анализа испытуемый бен­зин налейте в проградуированную пробирку до уровня 30. 40 мм и добавьте примерно такое же количество водного раствора перманганата калия. Пробирку закройте пробкой, интенсивно встряхните смесь в течение 10. 15 с, а затем дайте смеси отстояться. Если после отстаивания жидкость в нижней части пробирки имеет малиново-фиолетовую окраску, то это свидетельствует об отсутствии в бензине олефинов.

Обесцвечивание водного слоя или изменение малиново-фио­летовой окраски на желтую или коричневую является признаком наличия олефинов в испытуемом бензине. Результаты наблюдений запишите в отчет.

1.4. Определение плотности бензина (ГОСТ3900-85)

Плотность принадлежит к числу обязательных показателей, включаемых в паспорт на топлива двигателей.

Система учета и отчетности, а также расчеты при составлении заявок на снабжение должны предусматривать пересчет количе­ства бензина из массовых единиц в объемные и обратно. Кроме того, контроль наличия и остатков в емкостях автомобильных за­правочных станций (АЗС) также невозможен без четко налажен­ного пересчета массовых единиц измерения в объемные.

Для пересчета количества бензина из объемных единиц в мас­совые достаточно умножить объемное количество бензина, заме­ренное при определенной температуре, на плотность бензина при той же температуре:

где C_б — количество бензина в массовых единицах, кг; V_б— количество бензина в объемных единицах при определенной температуре, л; r— плотность бензина при той же температу­ре, г/см 3 .

Наиболее простым и удобным является определение плотности нефтепродуктов ареометром (ГОСТ 3900-85). Для определения плотности бензина стеклянный цилиндр уста­новите на ровной поверхности и по стеклянной палочке осто­рожно налейте в него бензин. Температура бензина не должна отклоняться от температуры окружающей среды более чем на 5 °С.

Далее чистый и сухой ареометр (нефтеденсиметр) с ценой деления 0,0005 г/см 3 (рис. 1.2) медленно погрузите в бензин до момента его всплытия. Отсчет произведите по верхнему краю мениска с точностью до третьего знака. При этом глаз должен находиться на уровне поверхности бензина. Тем­пературу бензина определите термометром. Плотность бензина при­нято указывать при температуре +20 °С. Если температура бензина в момент определения его плотно­сти отличалась от указанной, следует ввести температурную по­правку g (табл. 1.2).

Плотность бензина определяется по формуле: r₂₀ = r_t + g (t — 20),

где r₂₀ — плотность бензина при температуре +20 °С, г/см 3 ; r_t — плотность бензина при температуре замера, г/см 3 ; g — темпера­турная поправка, г/(см 3 × о С); t — температура бензина в момент замера, о С.

Рис. 1.2. Определение плотно­сти бензина:

а — ареометром: 1 — шкала тер­мометра; 2 — шкала плотности (г/см 3 );

б — нефтеденсиметром: 1 — нефтеденсиметр; 2 — бензин; 3 — цилиндр

Таблица 1.2. Средние температурные поправки для определения плотности бензина

Результаты проведенного исследования необходимо занести в таблицу1.3.

Плотность бензина стандартами не нормируется, по этому по­казателю можно только ориентировочно судить о его принадлеж­ности к виду топлива: бензин, керосин, дизельное топливо и т.д. (см. Приложение, табл. 3), так как многие марки различных топлив имеют одинаковую плотность.

Таблица 1.3. Результаты определения плотности бензина

1.5. Определение фракционного состава бензина (ГОСТ 2177-82)

Фракционный состав бензина определяет его важ­нейшие эксплуатационные свойства. Легкость пуска холодного двигателя, необходимая интенсивность подогрева впускного тру­бопровода, мощностные показатели, топливная экономичность, интенсивность изнашивания двигателя зависят от фракционного состава бензина.

В отличие от химически одно­родных веществ (например, вода, спирт, эфиры), имеющих посто­янную температуру кипения, зависящую только от баромет­рического давления, бензин яв­ляется сложной смесью углеводородов, кипящих при различных температурах. Поэто­му для оценки испаряемости бен­зина определяют зависимость количества испарившегося бен­зина от температуры.

Зависимость объема перегнан­ного топлива от температуры — кривая перегонки — дает нагляд­ное представление о фракцион­ном составе топлива (рис. 1.3). Для характеристики фракционного состава в стандартах указаны тем­пературы, при которых перегоняется 10; 50 и 90% бензина, а также температуры начала (t_н.п.) и конца (t_к.п.) его перегонки.

Рис. 1.3. Кривая перегонки бензина:

q — количество перегнанного топлива;

По характерным точкам на кривой фракционного состава можно приближенно судить о некоторых эксплуатационных качествах бен­зина. Например, температура перегонки 10 % бензина (t_10%) харак­теризует его пусковые свойства, в частности, возможность пуска двигателя при низких температурах воздуха. Температура перегонки 50 % бензина (t_50%) характеризует не­обходимую интенсивность прогрева впускного трубопровода, а также скорость прогрева двигателя и возможность более быстрого прекращения обогащения горючей смеси при пуске.

Температуры перегонки 90 % бензина (t_90%) и конца перегон­ки (t_к.п.) достаточно полно характеризуют противоизносные свой­ства бензина, так как с повышением этих температур увеличива­ется количество тяжелых трудно испаряющихся фракций, попада­ющих в цилиндр в капельно-жидком состоянии и смывающих масляную пленку с зеркала цилиндров.

Рис. 1.4. Прибор для определения фракционного состава бензина:

1 — горелка (или колбонагреватель); 2 — колба Вюрца; 3 — кожух; 4 — пробка;

5 — термометр; 6 — отводная трубка; 7 — трубка для конденсата; 8 — холодильник

9 — стеклянный мерный цилиндр

Схема прибора для определения фракционного состава бензи­на показана на рис. 1.4. В колбу 2 вместимостью 125 мл, помещен­ную в кожух 3, налиейте 100 мл бензина. Колбу подогрейте, регулируя температуру нагревания колбонагревателя (горелки) 1 так, чтобы первая капля бен­зина с момента начала перегонки попала в мерный цилиндр 9 не ранее чем через 5 мин и не позднее чем через 10 мин. По термо­метру 5, установленному при помощи уплотнительной пробки 4 в горловине колбы так, чтобы его ртутный шарик был на уровне отводной трубки 6, отметьте температуру падения в мерный ци­линдр первой капли бензина, т. е. температуру начала перегонки бензина. В дальнейшем замеряйте температуру после каждых 10 мл бензина, поступающего в мерный цилиндр. При этом интенсив­ность нагревания колбы должна обеспечивать перегонку 4. 5 мл бензина в течение минуты (20—25 капель за 10 с). Для конденса­ции паров бензина трубка 7 расположена в холодильнике 8, за­полненном проточной водой.

Вычитая из количества бензина, залитого в колбу, количество бензина, находящегося в мерном цилиндре, и остаток в колбе, получают потери при перегонке. Результаты проведенного исследования занесите в таблицу и, используя их, постройте кривую перегонки (рис. 1.3.) и заполнить итоговые табл. 1.4. и 1.5.

Таблица 1.4. Результаты фракционной перегонки.

Давление насыщенных паров характеризует испаряемость го­ловных (пусковых) фракций бензинов и, прежде всего, их пуско­вые качества. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем легче он испаряется и тем быстрее происходит пуск и прогрев двигателя. Однако если бензин имеет слишком высокое давление насыщен­ных паров, то он может испаряться до смесительной камеры карбюратора. Это приведет к ухудшению наполнения цилиндров, возможному образованию «паровых пробок» в системе питания и снижению мощности, перебоям в работе двигателя и даже его остановке.

Для нестандартных бензинов необходимо сопоставить факти­ческие отклонения от ГОСТа с допустимыми. Если фактические отклонения показателей не выходят за пределы допустимых, бен­зин применяют по прямому назначению. Допустимые отклонения от норм выбраны таким образом, чтобы не наблюдалось заметно­го снижения показателей надежности работы автомобиля. Бензины, не отвечающие техническим требованиям, могут быть ис­пользованы по прямому назначению после доведения их показа­телей до норм ГОСТа (например, смешением нестандартного бензина с другим бензином, имеющим запас качества по соответ­ствующим показателям).

Решение о применении всех бензинов (как стандартных, так и нестандартных) принимают после обязательной эксплуатацион­ной оценки их фракционного состава с помощью номограммы (рис. 1.5).

Легкость пуска карбюраторного двигателя непосредственно свя­зана с наличием в бензине легких фракций. Чем больше в бензине низкокипящих углеводородов, тем лучше его пусковые свойства. Поэтому возможность легкого или затруднен­ного пуска двигателя связывают с испарением при перегонке пер­вых 10 % бензина или с температурой перегонки 10 % бензина (t_10%).

Рис. 1.5. Номограмма для эксплуатационной оценки бензинов по данным их раз­гонки.

Области: 1 — возможного образования паровых пробок; 2 — легкого пус­ка двигателя;

3 — затрудненного пуска двигателя; 4 — практически невозможно­го пуска холодного

двигателя; 5 — быстрого прогрева и хорошей приемистости; 6 — медленного прогрева

и плохой приемистости; 7 — незначительного разжи­жения масла в картере;

8 — заметного разжижения масла в картере; 9 — интен­сивного разжижения масла в картере

Для оценки пусковых свойств бензинов необходимо найти по номограмме два значения температуры наружного воздуха, явля­ющиеся нижними границами легкого и затрудненного пуска дви­гателя. Практически этот вопрос решают следующим образом: на оси абсцисс отмечают точку, соответствующую t_10% испытуемого бензина (для иллюстрации на номограмме t_10% взята равной 70 °С); из нее восстанавливают перпендикуляр (вертикальная пунк­тирная прямая); из точки его пересечения с наклонными сплош­ными линиями (нижними границами областей, представленных на номограмме) проводят горизонтальную линию до пересече­ния с осью ординат и на ней читают ответ. В рассматриваемом примере легкий пуск холодного двигателя возможен при мини­мальной температуре наружного воздуха -5 °С, а затрудненный пуск — при -15 °С.

Оцените бензин и сделайте заключение по форме табл. 1.5.

Таблица 1.5. Эксплуатационная оценка бензина по данным разгонки

1.6. Оценка анализируемого образца по паспортным данным.

Определение требуемого октанового числа

Оценка производится сравнением показателей качества по стандарту и паспорту качества образца. Определение необходимого октанового числа для конкретного двигателя по условию бездетонационной работы можно производить по эмпирической формуле:

,

где e — степень сжатия двигателя; D – диаметр цилиндра, мм.

Справочные данные для двигателей:

Октановое число бензина можно определить по результатам разгонки, используя эмпирическую формулу: ,

где t_ср – средняя температура перегонки бензина, о С;

t_нп –температура начала перегонки бензина, о С;

t_кп –температура конца перегонки бензина, о С;

r₂₀ – плотность бензина при 20 о С, г/см 3 .

Сделайте заключение о пригодности анализируемого образца бензина к применению. Заполните таблицу 1.6 в соответствии с полученными экспериментальными данными.

Таблица 1.6. Соответствие основных показателей образца бензина требованиям ГОСТа.

1. Что такое плотность вещества, как ее определяют?

2. Как зависит плотность от температуры?

3. В каких пределах находится плотность бензинов?

4. Каким показателем оценивается наличие органических кислот в топ­ливе?

5. Что такое фракционный состав топлива и как он определяется?

6. Какое свойство топлива характеризует фракционный состав?

7. Какие свойства топлив характеризует температура 10%, 50% и 90% отгона?

8. Каковы технические требования ГОСТа к фракционному составу бензина?

9. Перечислите марки бензинов.

10. Перечислите основные эксплуатационные требования к автомобильным бензинам.

11. Что называется октановым числом? Какими методами определяют октановое число бензина?

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

1. Оценка испытуемого образца дизельного топлива по внешним признакам (прозрачность, цвет, запах, наличие воды и видимых невооруженным глазом механических примесей).

2. Определение кинематической вязкости испытуемого образца дизельного топлива при температуре +20 о С.

3. Определение плотности испытуемого образца дизельного топ­лива при температуре +20 °С.

4. Определение температуры помутнения и застывания.

5. Установление по имеющимся данным марки испытуемого образца топлива, его соответствия ГОСТу (или ТУ) и оформле­ние заключения о пригодности данного образца топлива для дви­гателей автомобилей (см. Приложение, табл. 5 и 6).

Работа производится в вытяжном шкафу!

Оборудование и реактивы: цилиндр емкостью 100 см 3 , набор ареометров, термометр, термостат, резиновая трубка с грушей, секундомер, прибор для определения температуры помутнения топлива, охлаждающая смесь, образец дизельного топлива, серная кислота.

2.1. Оценка дизельного топлива по внешним признакам

При оценке дизельных топлив по внешним признакам исполь­зуют методы, рассмотренные применительно к оценке бензинов в лабораторной работе № 1. Дополнительно необходимо отметить некоторые характерные особенности, относящиеся к цвету и за­паху топлив.

Все дизельные топлива окрашены, что обусловлено наличием в них растворенных смол. В зависимости от природы и количест­ва смол цвет топлива, определяемый в стеклянном цилиндре диа­метром 40… 55 мм, изменяется от желтого до светло-коричневого. Чем меньше интенсивность окраски топлива, т.е. чем оно светлее, тем меньше в нем смолистых веществ и тем выше его качество.

В большинстве случаев дизельные топлива имеют не резко выра­женный запах, типичный для многих нефтепродуктов (за исключе­нием бензинов и керосинов). Зимние и особенно арктические сор­та дизельных топлив мало отличаются по фракционному составу от керосинов, поэтому по запаху они могут быть схожи с керосинами.

После оценки испытуемого образца по внешним признакам не­обходимо сравнить его с имеющимися в лаборатории пробами стан­дартных дизельных топлив и дать предварительное заключение о его принадлежности к той или иной марке дизельного топлива.

2.2. Определение наличия механических примесей и воды

Определение наличия механических примесей и воды производится аналогично материалу, изложенному в лабораторной работе 1 (см. 1.1.).

2.3. Определение кинематической вязкости при 20 о С (ГОСТ 33-2000)

Вязкостью называется свойство жидкости оказывать сопро­тивление при сдвиге или скольжении ее слоев. Препятствие перемещению слоев жидкости создают силы межмолекулярного притяжения. Внешне вязкость проявляется в степени подвижно­сти: чем меньше вязкость, тем жидкость подвижнее, и наоборот. Величину вязкости выражают в единицахдинамической илики­нематической вязкости.

На рис. 2.1 показана схема, которая иллюстрирует понятие динамической вязкости. Из рисунка видно, что слои жидкости площадью 1 м 2 находятся на расстоянии 1 м и перемещаются от­носительно друг друга со скоростью 1 м/с и при этом оказывают сопротивление силой 1 Н. Такое сопротивление соответствует динамической вязкости 1 Па•с или 1 Н•с/м 2 . На практике, как правило, пользуются кинематической вязко­стью, которая характеризует эксплуатационные свойства топлив и масел в зависимости от температуры и позволяет решать вопрос о пригодности нефтепродуктов для данного двигателя и о надеж­ности его работы на всех возможных режимах эксплуатации. Ки­нематическую вязкость определяют по ГОСТу 33—2000 в капил­лярном вискозиметре (рис. 2.2) по времени перетекания опреде­ленного объема жидкости (от метки А до метки Б) под действием силы тяжести при заданной температуре. Чем больше время пере­текания жидкости через капилляр, тем выше ее вязкость. Кине­матическую вязкость n, мм 2 /с, рассчитывают по формуле: n = с • t,

где с — калибровочная постоянная вискозиметра, мм 2 /с ; t — время протекания жидкости, с.

Рис. 2.1. Схема взаимного смещения слоев жидкости при определении вязкости

Зависимость между кинематической вязкостью и динамиче­ской выражается формулой: h = n r 10 -3 ,

где h — динамическая вязкость жидкости, МПа•с; r — плот­ность жидкости при той же температуре, при которой определя­лась кинематическая вязкость, кг/м 3 .

Рис. 2.2. Заполнение жидкостью вискозиметра: а – ВПЖ-2; б – Пинкевича;

1 — широкое колено; 2 — узкое колено; 3, 4, 6 — расширительные емкости;

5 — резиновая рубка; 7 — полый отросток; А — верхняя метка; Б — нижняя метка

Для определения вязкости нефтепродуктов используются капиллярные ви­скозиметры различных типов. Наибольшее распространение получили вискозиметр ВПЖ-2 и вискозиметр Пинкевича (рис. 2.2.). Капиллярный вискозиметр представляет собой U-образную трубку с тремя расширениями, в узкое колено которой впаян ка­пилляр. Вискозиметры выпускают с разными диаметрами капил­ляра (0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; до 4,0 мм). При выборе диаметра вискозиметра необходимо исходить из того, чтобы время истечения топлива находилось в пределах не менее 200 секунд (ГОСТ 33-2000). Над капилляром помещены два расширения, между которы­ми и над капилляром имеются кольцевые метки.

Нижнее расширение служит резервуаром, куда перетекает жидкость при определении вязкости. Оно расширено с той целью, чтобы высота столба жидкости, под действием кото­рого происходит истечение, оставалась примерно постоян­ной. В верхней части высокого колена имеется патрубок, кото­рый служит для присоединения резиновой груши. На верхних расширениях нанесены номер вискозиметра и номинальный диаметр капилляра. На каждый экземпляр вискозиметра должен иметься паспорт, в котором указывается постоянная вискози­метра «С» в мм 2 /с 2 .

Для заполнения вискозиметра топливом на боковой отвод его надевают резиновую трубку с грушей, переворачивают на 180° и погружают узкое колено в стаканчик с испытуемым топ­ливом. Закрыв пальцем отверстие широкого колена, топливо с помощью груши засасывают в узкое колено вискозиметра до метки между капилляром и расширением. После этого вискозиметр переворачивают в нормальное по­ложение и тщательно обтирают узкое колено от топлива.

Рис. 2.3. Прибор для определения вязкости нефтепродуктов.

1 — термометр; 2 мешалка; 3, 4, 6 — расширения вискозиметра;

5 — капилляр вискозиметра; 7 термостат (баня); 8 — электроподогреватель

Использующиеся в работе вискозиметры представляют собой очень хрупкие и дорогие приборы. В связи с этим при работе с ними надо проявлять максимум осторожности: держать и закреплять их следует только за одно колено. Наибо­лее часто поломка вискозиметров происходит при надевании и снятии резиновой трубки, поэтому при этой операции нужно держать их именно за то колено, на которое надевается или сни­мается резиновая трубка.

Затем вискозиметр погружают в термостат (баню) так, чтобы шарик вискозиметра оказался полностью в термостатной жидко­сти (рис. 2.3). Выдерживают вискозиметр в термостате не менее 15 мин при температуре 20 °С, которую нужно поддерживать в течение всего опыта с точностью ± 0,3 о С. При заполнении и выдерживании вискозиметра в нем не должно образовываться разрывов и пузы­рьков воздуха. Затем, не вынимая вискозиметр из термостата, при помощи резиновой груши создают разряжение в трубке 7 (см. рис. 2.2), медленно набирая в шарик 3 несколько выше мет­ки А топливо (из расширения 6).

Для заполнения термостата применяют следующие жидко­сти: при температуре 100 о С — нефтяное прозрачное масло или глицерин, при 50 °С — воду, при 0 о С — смесь воды со льдом, при более низких температурах — этиловый спирт с твердой уг­лекислотой.

Подняв топливо выше метки А, отсоединяют резиновую гру­шу и наблюдают за перетеканием топлива через капилляр 5 и расширение 6. В момент достижения уровня топлива метки А включают секундомер, а в момент прохождения уровня метки Б его останавливают. Замер времени производят с точностью до 0,1 с. С той же порцией топлива испытание проводят несколько раз. Необходимо получить пять результатов времени истечения топлива, максимальная разность между которыми не должна превышать 1 % от абсолютного значения одного из них.

Затем вычисляют кинематическую вязкость при температуре +20 о С по формуле: n₂₀ = с•t_ср., где с — постоянная вискозиметра (указана в паспорте вискози­метра), мм 2 /с 2 ; t _ср. — среднее арифметическое из пяти значений времени истечения испытуемой жидкости, с. Вычисленное значение n₂₀ округляют с точностью до третьего знака.

2.4. Определение плотности испытуемого образца дизельного топлива

при температуре +20 °С (ГОСТ 3900-85)

Плотность дизельного топлива определяют так же, как плот­ность бензина (см. лабораторную работу № 1):

Полученные данные заносят в таблицу 2.1:

Таблица 2.1. Результаты определения плотности дизельного топлива

2.5. Определение температур помутнения и застывания (ГОСТ 20287-91)

Основные нарушения в системе подачи топлива при низких температурах связаны с температурой помутнения и застывания топлива. В отличие от бензинов, в дизельных топливах может на­ходиться довольно много углеводородов с высокой температурой плавления, в первую очередь парафиновых (алканов). При понижении температуры наиболее высокоплавкие угле­водороды выпадают из топлива в виде кристаллов различной формы, топливо мутнеет.

Для обеспечения бесперебойной подачи топлива необходи­мо, чтобы температура помутнения топлива была ниже темпера­туры воздуха, при которой эксплуатируется машина.

При дальнейшем охлаждении топлива кристаллы высоко­плавких углеводородов начинают соединяться, образуя про­странственную решетку, в ячейках которой остаются жидкие уг­леводороды. Затем образующаяся структура настолько упрочня­ется, что топливо теряет текучесть — застывает.

Наивысшая температура, при которой топливо теряет прозрачность, называется температурой помутнения. Температурой застывания считается температура, при кото­рой налитое в пробирку дизельное топливо при охлаждении в опре­деленных условиях не изменяет положения мениска в течение 1 мин при наклоне пробирки под углом 45° от вертикали (ГОСТ 20287-91).

Температура застывания дизельного топлива — величина условная и служит лишь ориентиром для определения условий применения топлива.

Рис. 2.4. Прибор для определения температуры помутнения и застывания топли­ва:

1 — пробирка наружная; 2 — пробирка внутренняя; 3 — пробка; 4 — термо­метр; 5 — мешалка

Сущность определения температуры помутнения топлива за­ключается в глубоком его охлаждении и визуальном наблюдении за изменением его состояния. Температура застывания определяется при глубоком охлаждении топлива до состояния потери подвижности.

1. Испытуемое топливо тщательно перемешивают и наливают во внутреннюю пробирку до метки (40 мм от дна нанесена метка). Пробирку закрывают корковой пробкой с термометром. Термометр вставляют так, чтобы его ртутный шарик находился в пробирке на расстоянии 15 мм от дна и равном расстоянии от стенок.

2. Наливают испытуемое топливо в другую пробирку, которую используют в качестве эталона прозрачности.

3. Заполняют сосуд прибора охлаждающей смесью, уровень которой поддерживают на 30—40 мм выше уровня топлива в про­бирке. Температура охладительной смеси при испытании все время должна быть на 15±2 °С ниже температуры испытуемого топлива.

4. Укрепляют внутреннюю пробирку с топливом и термомет­ром во внешней пробирке. Во избежание запотевания внутрен­них стенок между пробирками заливают серную кислоту в коли­честве 0,5—1,0 мл.

5. Помещают собранный прибор в охлаждающую смесь. Топ­ливо во время охлаждения необходимо непрерывно перемешивать.

6. За 5 °С до ожидаемой температуры помутнения пробирку вынимают из охлаждающей смеси, быстро вытирают ватой, смочен­ной спиртом, и сравнивают с эталоном. Продолжительность опре­деления сравнения не более 12 с.

7. Если топливо по сравнению с прозрачным эталоном не изменилось, то пробирку снова опускают в сосуд прибора и дальнейшее наблюдение производят через каждый градус, пони­жая температуру топлива. Эти сравнительные наблюдения с про­зрачным эталоном производят до тех пор, пока топливо не ста­нет отличаться от эталона, т. е. когда в нем появится муть. При определении температуры помутнения неизвестного образца топлива сначала устанавливают значения этих температур при­близительно путем наблюдения за состоянием топлива через каждые 5 °С.

8. Для определения температуры застывания топлива в соот­ветствии с пунктами 1 и 2 подготавливают прибор с испытуемым обез­воженным (с помощью свежепрокаленного хлористого кальция) топливом. Подготовленный прибор помещают в сосуд с охлаждаю­щей смесью. Температура охладительной смеси должна быть на 5 о С ниже предполагаемой температуры застывания топлива.

9. Не вынимая из охлаждающей смеси, наклоняют прибор под углом 45° и держат в таком положении в течение одной ми­нуты, до тех пор, пока испытуемое топливо в пробирке примет температуру, соответствующую температуре его застывания.

10. Вынимают пробирку из охлаждающей смеси, протирают стен­ки ватой, смоченной в спирте, и наблюдают, не сместился ли ме­ниск топлива. Если мениск не сместился, то топливо остается застывшим, и наоборот. Если температура топлива неизвестна даже приблизительно, испытание по смещению мениска прово­дят через каждые 5 °С понижения температуры топлива. Темпе­ратуру смеси в этом случае поддерживают на 4—5° ниже темпе­ратуры топлива. После проведения испытания прибор и рабочее место приводят в первоначальное положение.

2.6. Определение цетанового числа

На основании результатов измерения, используя эмпирическую формулу, определите цетановое число:

,

где n_20оС – кинематическая вязкость при 20 о С, мм 2 /с;

По результатам проведенных опытов заполняют таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Отчет о лабораторной работе по оценке качества дизельного топлива

На основании данных анализа топлива определяют возможные области его применения (сезонные, климатические).

1. Что называется динамической и кинематической вязкостью, каковы их единицы измерения?

2. Как влияет вязкость на эксплуатационные свойства ДТ?

3. Что называется температурами помутнения и застывания топлива?

4. При какой температуре наружного воздуха может применяться ДТ?

6. Какие требования предъявляются к ДТ?

7. Какие свойства ДТ влияют на подачу топлива?

8. Какие свойства ДТ влияют на смесеобразо­вание?

9. Как оценивается способность ДТ к самовоспламенению?

10. Расскажите о способах повышения цетанового числа.

11. Какие свойства дизельных топлив влияют на образование отложений в двигателе?

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА МОТОРНОГО МАСЛА

1. Оценка испытуемого образца моторного масла по внешним признакам (прозрачность, цвет, запах, наличие воды и видимых невооруженным глазом механических примесей).

2. Определение кинематической вязкости испытуемого образца при температуре +50°С и +100 °С.

3. Определение по номограммам индекса вязкости испыту­емого образца.

4. Приобретение навыков по оценке качества моторного масла, знакомство с нормативно-технической документацией по качеству моторных масел.

Работа производится в вытяжном шкафу!

Оборудование и реактивы: цилиндр диаметром 40 – 55 мм, два стекла размером 100 х 150 мм, цилиндр с притертой пробкой емкостью 250 мл, бумажный фильтр, стеклянная воронка, стакан емкостью 250 – 300 мл, термостойкий стакан высотой 100 мм, пробирка, лампа, электропритка, термометр, термостат, вискозиметр, водяная баня, резиновая трубка с грушей, секундомер, профильтрованный неэтилированный бензин, глицерин, образец масла.

Одним из путей повышения эксплуатационной надежности дви­гателей внутреннего сгорания автомобилей и экономичного ис­пользования моторных масел является установление рациональ­ных сроков их замены. В настоящее время периодичность замены моторных масел оп­ределяется заводом-изготовителем и измеряется в километрах пробега автомобиля. Такой подход не учитывает фактического со­стояния масла на момент его замены. Старение масла происходит вследствие загрязнения пылью, продуктами износа, сгорания топ­лива и физико-химических изменений углеводородов. Масло ока­зывает влияние на техническое состояние двигателя. В то же время изменения, происходящие в работе систем и механизмов двигате­ля, оказывают влияние на качество масла. В связи с этим отрабо­тавшее масло является носителем комплексной информации, которая позволяет оценить состояние масла, своевременно обнаружить неисправность в двигателе и произвести замену масла по его фактическому состоянию.

3.1. Оценка моторного масла по внешним признакам

Смазочные масла оценивают по внешним признакам так же, как бензины и дизельные топлива (см. лабораторные работы № 1 и 2). Современные моторные и трансмиссионные масла содержат значительно больше смол, чем дизельное топливо, поэтому по сравнению с последним они имеют более интенсивную окраску (например, слой масла толщиной 40. 55 мм становится непроз­рачным). В связи с этим для жидких масел, кроме цвета в проходя­щем свете, необходимо дополнительно фиксировать и оттенок в отраженном свете.

3.2. Определение наличия механических примесей и воды

Присутствие в масле механических примесей и воды снижает смазочные свойства масел, увеличивает абразивный износ деталей. Наличие механических примесей можно обнаружить тремя способами.

Первый способ заключается в просмотре на свету тонкого слоя масла, нанесенного на стекло. При отсутствии механических примесей слой масла будет выглядеть совершенно прозрачным. Мутность, потеки и крупинки указывают на присутствие в масле механических примесей. На отрезок стекла наносят несколько капель испытуемого масла, вторым отрезком стекла проводят по первому до образования тонкой масляной пленки, затем оба стекла просматривают на свет. Результат наблюдения записывают в отчет.

При втором способе масло взбалтывают и подогревают до 40—50 °С. Затем 25—50 мл подогретого масла смешивают с двух-, четырех­кратным количеством профильтрованного бензина. Раствор фильтруют через бумажный фильтр, после чего просматривают фильтр через увеличительное стекло. Темные точки и крупинки на фильтре указывают на присутствие в масле механических примесей. Результат наблюдения записывают в отчет.

При третьем способе масло в количестве 50—100 мл разбав­ляют в химическом стакане двух-, трехкратным количеством бензина. Смесь перемешивают и дают отстояться в течение 5—10 мин. Затем смеси придают вращательное движение. При наличии примесей они соберутся в центре на дне стакана. Для обнаружения примесей стакан просматривают на свету, прохо­дящем снизу вверх.

Наличие воды в масле определяют по ГОСТ 1547—84. Смысл определения заключается в нагревании масла, помещенного в пробирку, до температуры 130 °С. При наличии воды масло начнет пениться, слышен треск, а слой масла на стенках пробирки помутнеет. Для проведения этого опыта в чистую сухую пробирку наливают исследуемое масло на высоту 85 мм, помещают в пробирку с маслом термометр таким образом, чтобы он не касался дна и стенок пробирки. Пробирку с маслом и термометром помещают в стакан с нагретым до 175 о С глицерином и наблюдают за маслом до момента достижения температуры в пробирке 130 о С. Результат наблюдения записывают в отчет.

3.3. Определение кинематической вязкости моторного масла(ГОСТ 33—2000)

Вязкостные свойства от­носятся к важнейшим эксплуатационным характеристикам масел (в паспорте на масло указаны кине­матическая вязкость и индекс вязкости).

Вязкость масел определяют с помощью приборов и по методи­ке, которые описаны в лабораторной работе № 2. ГОСТ 33—2000 распростра­няется на все жидкости, полученные на основе переработки не­фти, поэтому вязкость определяется аналогично определению вязкости дизельного топлива. При этом надо иметь в виду, что при опре­делении вязкости масел выбирают вискозиметр с таким диамет­ром капилляра, чтобы время перетекания масла при заданной температуре было не менее 200 с. Рекомендуемые диаметры капилляров при определении вяз­кости различных масел приведены в табл. 3.1. Если время истечения масла из вискозиметра составляет от 200 до 300 с, проводят пять измерений, если оно составляет 300—600 с, то достаточно трех измерений. Результаты измерения времени течения масла не должны от­личаться друг от друга больше, чем на 1,5 %.

Таблица 3.1. Данные для выбора вискозиметра

При установлении марки вязкость определяют при тех же тем­пературах, при которых работают узлы трения (+50 и +100°С). Так как масла имеют большую вязкость, чем топлива, их следует предварительно подогревать до температуры 40 о С, опуская стакан с маслом в водяную баню.

Время истечения масла из капилляра вискозиметра замеряют с точностью до 0,2 с. Постоянная вис­козиметра С, мм 2 /с 2 , указана в паспорте вискозиметра.

Измеряют время истечения масла при температуре +50°С в секундах, рассчитывают среднее значение t_ср из трех измерений. Рассчитывают кинематическую вязкость масла при температуре +50°С, мм 2 /с:

Кинематическая вязкость масла при температуре +100°С определяется аналогично.

3.4. Определение индекса вязкости моторного масла (ГОСТ 25371—97)

Одним из важных свойств масел, характеризующих их экс­плуатационные свойства, является степень изменения вязкости масел в зависимости от температуры, которая обычно опреде­ляется или отношением вязкости при двух крайних температу­рах n_мин/n_макс, или по индексу вязкости.

Расчет индекса вязкости производится на основе ГОСТ 25371—97 и согласно его определению индекс вязкости — это расчетная величина, которая характеризует изменение вязко­сти нефтепродуктов в зависимости от температуры. На рис. 3.1 показано изменение вязкости двух моторных ма­сел в зависимости от температуры. Отношение вязкости при 50 о С к вязкости при 100 °С для ав­томобильных масел равно 4. 9. Чем меньше отношение, тем положе вязкостно-температурная кривая, тем лучше вязкост­но-температурные свойства масла.

Оценка по индексу вязкости основана на сравнении вязкост­но-температурных свойств испытуемого и двух эталонных масел. Одно эталонное масло имеет пологую вязкостно-температурную кривую, и его индекс вязкости принят за 100 единиц; другое — обладает крутой вязкостно-температурной кривой, и его индекс вязкости считают равным 0.

Рис. 3.1. Влияние температуры на вязкость масла: 1 — крутая вязкостно-темпе­ратурная характеристика; 2 — пологая вязкостно-температурная характеристика

Вязкостно-температурная кривая испытуемого масла будет располагаться между кривыми эталонных масел и по ее положе­нию судят об индексе вязкости. Практически индекс вязкости согласно ГОСТ 25371—97 определяют расчетным путем. Если ожидаемый индекс вязкости находится в пределах от 0 до 100, то его рассчитывают как отношение вязкостей, определяемых при 40 о С и 100 °С по формулам:

где U — кинематическая вязкость масла при 40 °С; значения L, Н и D находят по таблице ГОСТ, опираясь на величину кине­матической вязкости масла при 100 °С.

Если индекс вязкости будет величиной более 100, то его на­ходят по формулам с использованием логарифмов и таблицы ГОСТ.

Более простой способ определения индекса вязкости масла (но менее точный) заключается в использовании номограммы (рис. 3.2) на основе значений кинематической вязкости масла при 100 °С и 50 °С. Для этого по вертикали и горизонтали про­водят линии от точек соответствующих значениям вязкости мас­ла при 100 °С и 50 °С и в месте их пересечений находят значение индекса вязкости.

Значение индекса вязкости порядка 90—100 и выше характе­ризуют хорошие, а ниже 50—60 — плохие вязкостно-температур­ные свойства масла.

Рис. 3.2. Номограмма определения индекса вязкости масла

По полученному значению кинематической вязкости при 100 о С на номограмме (рис. 3.2) провести вертикальную линию от горизонтальной оси.

По полученному значению кинематической вязкости при 50 о С провести горизонтальную линию от вертикальной оси.

По точке пересечения линий найти индекс вязкости масла. Результат записать в отчет.

Контрольные вопросы

1. Что называется динамической и кинематической вязкостью?

2. Какими показателями оцениваются вязкостно-температурные свойства масел?

3. Как влияет вязкость на эксплуатационные свойства масел?

4. Что называется индексом вязкости?

5. Как влияют механические примеси и вода на свойства масел?

6. Какие показатели характеризуют качество моторного масла?

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПЛАСТИЧНОЙ СМАЗКИ

1. Закрепление знаний марок пластичных смазок.

2. Знакомство с нормативно-технической документацией по качеству пластичных смазок (ГОСТами на показатели ка­чества и методы их определения).

3. Знакомство с методами определения качества пластичных смазок.

Оборудование и реактивы: набор пробирок,стеклянная палочка, стеклянная пластина, шпатель, бензин неэтилированный, водяная баня, секундомер, прибор для определения температуры каплепадения, пластичные смазки.

Пластичные смазки применяются для таких трущихся дета­лей механизмов, где по конструкционным особенностям не мо­гут удерживаться или регулярно подаваться жидкие масла, т. е. когда использование минеральных масел невозможно или нера­ционально (подшипники колес, шарниры различного рода приводов).

Эксплуатационные требования к качеству смазок следую­щие:

— смазки должны быть однородными,

— обладать определенными механическими свойствами,

— оказывать минимальное коррозионное воздействие на ме­таллы,

— не должны содержать воды и механических примесей.

Смазки являются двухкомпонентными системами, состоящими из масла (дисперсионной среды) и загустителя (дисперсной фазы). Около 95 % смазок готовят на нефтяных маслах, 5 % — на полисилоксанах, сложных эфирах. В качестве наполнителей чаще всего используют кристаллические слоистые наполнители (дисульфид и диселенит молибдена, графит, слюду, тальк).

Углеводородные смазки работоспособны при температуре 50 – 60 о С, силикагелевые смазки – до 200 о С и выше.

Основными показателями качества смазок являются:

пенетрация – условный показатель густоты (механических свойств загустителя), измеряется в десятых долях миллиметра глубины погружения стандартного конуса за 5 с;

температура каплепадения – минимальная температура падения капли (выдавливание стержня смазки длиной 25 мм) из чашечки стандартного прибора;

стабильность – сохранение свойств пластичной смазки при хранении и применении.

В табл. 4.1 приведены основные марки смазок и показатели их качества.

Таблица 4.1. Пластичные смазки

Солидолы и графитная смазки относятся к кальциевым пластичным смазкам, литол-24 и фиолы – к литиевым.

4.1. Оценка пластичной смазки по внешним признакам

При оценке смазки по внешним признакам обращается вни­мание на ее цвет, состояние ее поверхностного слоя и ее одно­родности.

Цвет зависит от состава смазки и технологии ее приготовле­ния. Смазки, в которых не содержатся специальные добавки, имеют цвет от светло-желтого до темно-коричневого. Наиболее ярко выраженный цвет имеют смазки графитная (черный ) и № 158 (синий).

Однородность — одно из важнейших требований, предъявля­емых к пластичным смазкам. При внешнем осмотре определяет­ся отсутствие выделения из смазки жидкой фазы (масла). Затем однородность проверяется с помощью стеклян­ной пластинки, на которую наносится слой смазки толщиной 1—2 мм. При рассмотрении этого слоя невооруженным глазом в проходящем свете не должны обнаруживаться капли масла, ком­ки загустителя, твердые включения.

4.2. Определение растворимости смазки в воде и бензине

Испытание пластичной смазки на растворимость в воде и бензине позволяет определить загуститель данной смазки. Натриевые смазки обладают слабой водоустой­чивостью, а кальциевые и литиевые не растворимы в воде и бен­зине, хотя с бензином они образуют тягучие, но непрозрачные системы. Поэтому отличить их друг от друга можно только по температурам каплепадения.

Полное растворение пластичной смазки возможно в на­гретой до кипения воде. При этом будет образован мутный (мы­льный) раствор с плавающим на его поверхности слоем жидкого масла, что говорит о принадлежности данного образца к натрие­вым смазкам. Однако если после охлаждения вода станет про­зрачной или слегка мутной, а на ее поверхности будет находиться слой смазки, то данная смазка считается нерастворимой в воде.

Чтобы проверить смазку на растворимость в бензине, смешивают оба компонента в соотношении 1:4 при температуре 60 °С. Если при этом образуется совершенно прозрачный раствор, имеющий при просвечивании цвет испытуемого образца, то смазка считается растворимой в бензине. В бензине растворяют­ся смазки с углеводородными загустителями.

4.3. Определение наличия воды (ГОСТ 1547-84)

Наличие воды в смазке определяют нагреванием. В сухую чистую пробирку помещают смазку на высоту 40 мм при помощи чистой сухой стеклянной палочки. Термометр, укрепленный в неплотной пробке, помещают на равном расстоянии от стенок и на 20 мм ниже уровня смазки. Наклонно зажатую в штативе пробирку нагревают до показаний термометра 175 – 180 о С. При наличии воды появляются толчки и треск.

4.4. Определение температуры каплепадения смазки (ГОСТ 6793—74)

Для определения температуры каплепадения смазки пользу­ются специальным прибором (ГОСТ 6793—74), схема которого показана на рис. 4.1.

К нижней части термометра прикрепляется металлическая ги­льза 2, в которой за счет трения держится стеклянная чашечка 1 с калиброванным донным отверстием. Заполненная смазкой ча­шечка вставляется в гильзу, а собранный прибор (чашечка, гильза и термометр) вставляются в стеклянную муфту так, чтобы рассто­яние от ее дна до низа чашечки составляло 25 мм. Муфта погру­жается в стакан с водой или глицерином и закрепляется в штативе. При этом глубина погружения должна составлять 150 мм. Затем ведется нагрев жидкости в два этапа. На первом этапе скорость нагрева не нормируется и он ве­дется до температур: 30 °С — для низкоплавких смазок, 60 °С — для среднеплавких, 110 о С — для натриевых и 150 °С — для литие­вых. На втором этапе темп нагре­ва должен составлять 1 °С в ми­нуту. На обоих этапах жидкость в стакане следует периодически помешивать.

Температура, при которой в процессе нагревания падает из ча­шечки первая капля испытуемой смазки, считается температура каплепадения. Если смазка не об­разует капли, а вытягивается из чашечки в виде цилиндра, то за температуру каплепадения принимают ту, при которой выходящий столбик смазки коснется дна муфты.

Рис. 4.1. Прибор для определения температуры каплепадения смазок:

1 — чашечка; 2 — гильза; 3 — ста­кан с жидкостью; 4 — стеклянная муфта;

По результатам проведенных исследований заполните таблицу 4.2 и сделайте заключение о пригодности образца смазки к применению.

Таблица 4.2. Основные показатели качества образца смазки.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8761 — | 7494 — или читать все.

195.133.146.119 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

источник