Горюче смазочные материалы, охлаждающие жидкости и специальные жидкости ВВТ используемые при эксплуатаций их нормы расхода

Вооружение и техника является основным потребителем моторных топлив. Поддержание вооружения и военной техники в постоянной боевой готовности возможно лишь, помимо прочего, при правильном использовании соответствующих сортов топлива и других эксплуатационных материалов.

Современные топлива, являются продуктами переработки нефти, в которой содержится до 99% углеводородов разнообразного строения. Углеводороды, входящие в состав нефти, обладают различными физическими и химическими свойствами, в т. ч. и температурой кипения. Процесс разделения нефти по температуре кипения углеводородов называется прямой перегонкой. Температура кипения от 30° до 200° определяет получение дистиллятов автомобильных бензинов, при более высоких температурах получают керосиновый дистиллят (для газотурбинных двигателей) и газойлевый дистиллят (после очистки — дизельное топливо).

С целью большего выхода моторных топлив из нефти, используют различные способы: крекинг, риформинг и т. д. Марки бензинов, применяемых в автомобильной и бронетанковой технике приведены в (Таблице 1).

Таблица 1.

В настоящее время выпускаются бензины согласно ГОСТ Р 51 105−97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированные бензины» и ГОСТ 2084;77 «Автомобильные бензины» В соответствии с ГОСТ Р 51 105−97 вырабатываются только неэтилированные бензины «Нормаль-80», «Регуляр-91», «Регуляр -92», «Премиум-95», «Супер-98». По ГОСТ 2084;77 эти марки имеют старое обозначение АИ-80, АИ-91, АИ-95, АИ-98.

Топлива, применяемые в системах питания БМД, БТР-Д, БТР-80, УРАЛ-4320, КАМАЗ — показаны в (Таблице 2).

Таблица 2.

Общие сведения о номенклатуре ГСМ, предназначенных для объектов ВВТ, определены ГОСТ, а перечень основных и дублирующих материалов и их заместителей (резервных ГСМ), применяемых на конкретных объектах ВВТ, приводится в приказе МО РФ № 65 от 1992 г. и в инструкциях по эксплуатации машин.

Для ГСМ различают физико-химические и эксплуатационные свойства. К физико-химическим свойствам относятся те из них, которые характеризуют их состав и состояние. Эксплуатационные свойства определяют характер работы двигателей и других конструктивных устройств ВВТ, а также особенности транспортировки и хранения нефтепродукта. Поэтому под эксплуатационными свойствами понимают объективные особенности ГСМ, которые проявляются в процессе применения их в технике. Для каждого типа ГСМ устанавливаются конкретные эксплуатационные свойства.

Бензины.

Автомобильным бензином называется смесь углеводородов, имеющих температуру кипения от 30 до 200 °C. Это прозрачная, маловязкая, бесцветная или окрашенная жидкость со специфическим запахом, быстроиспаряющаяся в нормальных условиях. Бензин легче воды и не растворяется в ней. Плотность бензина при 20 °C составляет 690 — 750 кг/м3.

Важнейшими особенностями рабочего процесса бензиновых двигателей является смесеобразование, принудительное зажигание и возможность возникновения детанационного сгорания горючей смеси.

Исходя из вышесказанного к бензинам предъявляются следующие требования:

образование однородной горючей смеси, сгорающей без детонации и самовоспламенения;

бесперебойная подача из бака в цилиндры двигателя;

минимальное коррозийное воздействие на детали двигателя и системы питания;

минимальное отложение нагара в камере сгорания и смолистых отложений во впускном трубопроводе, на клапанах и деталях двигателя;

качество не должно ухудшаться при транспортировании, хранении и использовании;

обращение с бензином не должно вызывать повышенной опасности для личного состава, занимающегося эксплуатацией, техническим обслуживанием и ремонтом боевой и другой техники.

Соответствие бензина перечисленным выше требованиям зависит от его физико-химических свойств, которые определяются рядом показателей. Основные показатели физико-химических свойств указываются в стандарте или технических условиях на бензин данной марки и приведены в таблице 3.

Для обеспечения наиболее полного сгорания за малый промежуток времени необходимо перевести бензин из жидкого состояния в газообразное и смешать с необходимым количеством воздуха, т. е. создать горючую смесь. Физико-химические свойства бензинов показаны в (Таблице ?).

Таблица 3 — Физико-химические свойства бензинов.

Так, например, при сгорании 1 литра бензина получается 7593 ккал, АИ-93 — 7867 ккал.

Нормальная работа карбюраторного двигателя обеспечивается подбором бензина с соответствующей детонационной стойкостью. Для измерения детонационной стойкости и используют условную единицу — октановое число, которое укапывается на всех марках бензина. Чем выше октановое число, тем лучше качество бензина. В качестве антидетонатора применяется тетраэтилсвинец (ТЭС), бензин с ТЭС — называется этилированным и является ядовитым. С целью предупреждения о ядовитости, этилированные бензины окрашиваются. На безотказную работу двигателя, кроме рассмотренных показателей, оказывают влияние и другие физико-химические свойства (вязкость, поверхностное натяжение, теплоёмкость, плотность).

Водорастворимые кислоты и щёлочи могут попасть в топливо при транспортировке и хранении. Содержание органических кислот в топливах характеризуется кислотностью. По ГОСТ ее нормируют количеством щёлочи (в млг), потребной для нейтрализации кислот, содержащихся в 100 мл топлива. Максимальное содержание серы в отечественных автомобильных бензинах регламентируется ГОСТ и должно быть не более 0,12%.

В эксплуатационных условиях, когда топливо подвергается воздействию таких внешних факторов, как кислород воздуха, нестабильность температуры, загрязнение механическими примесями, ухудшается его фракционный и химический состав.

Поэтому при длительном хранении необходимо проводить лабораторный анализ бензина. Максимально допустимый срок хранения-бензина составляет 5 лет.

Дизельные топлива.

Дизельным топливом называется смесь углеводородов, имеющих температуру кипения от 200 до 350єС. Это прозрачная, более вязкая, чем бензин, жидкость желтого или желто-коричневого цвета. Плотность дизельного топлива при 20єС составляет 820−860 кг/мі.

По объему потребления в нашей стране дизельное топливо (не считая мазута) занимает первое место среди других нефтепродуктов.

Широкому распространению дизельного топлива способствует ряд факторов, среди которых, наиболее важными являются следующие:

• — топливная экономичность (удельный расход топлива у дизельных двигателей примерно на 30% ниже, чем у карбюраторных. Так, например, удельный расход бензина у карбюраторного двигателя ГАЗ-66 составляет 240 г/л.с. ч, а у дизельного двигателя 5Д20−175 г/л.с.ч., то есть на 27% ниже)
• — малые затраты дизельное топливо производится при прямой перегонке нефти из фракций, кипящих при 200є-350єС. Оно обладает, по сравнению с бензином, лучшей физической и химической стабильностью. Вследствие этого, в равных условиях потери дизельного топлива при транспортировании, хранении и применении будут меньше, чем бензина. Государственная цена на дизельное топливо также ниже, чем на бензин)
• — лучшая динамика (дизельные двигатели, по сравнению с карбюраторными, имеют лучшую динамику (приёмистость), вследствие подачи топлива непосредственно в цилиндры насосом высокого давления).

Благодаря перечисленным преимуществам дизельных двигателей, становится понятным широкое использование дизельных топлив в технике.

Требования к дизельным топливам аналогичны требованиям к бензинам.

Дизельное топливо должно:

бесперебойно поступать в цилиндры двигателя при любых температурах и обеспечивать лёгкий пуск двигателя;

обеспечивать хорошее распыление и смесеобразование в цилиндрах двигателя;

легко воспламеняться и полностью сгорать, обеспечивая мягкую и бездымную работу двигателя;

образовывать минимальное количество нагара, отложений, не вызывать коррозии деталей, соприкасающихся с дизельным топливом и продуктами его сгорания. Вязкость топлива влияет на качество смесеобразования. Горючая смесь в дизелях образуется непосредственно в камере сгорания (в двигателях с неразделённой камерой), и на смесеобразование отводится ещё меньше времени, чем в карбюраторных двигателях (0,001 — 0,004 с). Дизельные топлива, по сравнению с бензином, обладают более низкой испаряемостью. Поэтому для успешного смесеобразования в цикле необходима большая поверхность испарения горючего, что достигается тщательным его распылением.

Чрезмерно малая вязкость приводит к подтеканию форсунок открытого типа, и, кроме того, плохо смазываются детали насосов высокого давления, ускоряя их износ.

Так как вязкость зависит от температуры, то для зимнего периода следует использовать топлива с меньшей вязкостью (от 1,8 до 6,0 сСт), а летом в жаркое время года применять более вязкие (от 3,0 до 6,0 сСт при 20°С).

Помутнение топлива происходит при его охлаждении и вызывается выпадением из жидкой фазы микрокристаллов твёрдых углеводородов (парафина). При помутнении топливо не теряет тягучести, но размеры микрокристаллов позволяют им проходить только через фильтр грубой очистки. Фильтр тонкой очистки забивается, и подача топлива прекращается. Такие перебои из-за подачи топлива чаще всего наблюдаются при пуске и прогреве дизеля, когда в подкапотном (в силовом отделении) пространстве машины держится низкая температура. При работе прогретого двигателя перебои в подаче по этой причине случаются лишь при очень низких температурах воздуха, когда сильно охлаждённое в баке топливо не успевает нагреться в топливопроводах подкапотного пространства (силового отделения). Для обеспечения бесперебойной подачи топлива необходимо, чтобы температура помутнения его была ниже температуры воздуха, при которой эксплуатируется машина.

Застывание топлива наступает при температуре на 8 — 10 °C ниже температуры помутнения и сопровождается потерей текучести. Это вызывается образованием пространственной структуры микро-кристаллов парафина, связывающей жидкую фазу в студнеобразную массу.

Фракционный состав характеризует испаряемость дизельного топлива и определяется температурами перегонки 10, 50 и 96% топлива.

Температура перегонки 10% указывает на наличие в топливе низкокипящих фракций, которые легко испаряются, но плохо воспламеняются. Поэтому содержание таких углеводородов ограничивается Температура перегонки 96% (конец перегонки) показывают содержание в топливе трудно испаряющихся фракций ухудшающих смесеобразование и влекущих неполное сгорание. Этот показатель ограничивают по ГОСТу верхним пределом температуры.

Температура перегонки 50% в некоторой степени характеризуют пусковое качество дизельного топлива, снижение его до известного предела улучшает пусковые свойства топлива.

Важнейшим свойством дизельных топлив является их воспламеняемость. От воспламеняемости в большей степени зависит характер работы дизеля и степень использования теплоты сгорания. Для нормальной работы двигателя необходимо, чтобы топливо самовоспламенялось в определенный момент и в дальнейшем энергично сгорало, вызывало интенсивное, но достаточно плавное нарастание давления. В этом случае обеспечивается мягкая работа двигателя, то есть без перегрузки его деталей, с развитием максимальной мощности и обеспечением необходимой топливной экономичности. Время от впрыска первой порции до её воспламенения называется периодом задержки воспламенения.

Чем меньше период задержки воспламенения, тем мягче работает двигатель. При запаздывании самовоспламенения наблюдается «жёсткая» работа двигателя, что ведёт к ускоренному износу его, перерасходу топлива, снижению мощности дымному выпуску.

Воспламеняемость дизельных топлив зависит от состава, структуры и относительной молекулярной массы углеводородов, входящих в их состав.

Одним из качественных показателей дизельного топлива является цетановое число.

Цетановое число — показатель самовоспламеняемости дизельного топлива, численно равный процентному содержанию цетана в такой его смеси с СН3С10Н7 — метилнафталином, которая по характеру самовоспламенения эквивалентна испытываемому топливу.

Цетан (С16Н34) обладает хорошей воспламеняемостью, принятой за 100 единиц, а метилнафталин (СН3С10Н7) воспламеняется плохо, его воспламеняемость принята за 0. Однако, для современных дизельных двигателей нецелесообразно применение топлива с цетановым числом, превышающим 55 — 60 единиц, так как это экономически не оправдывается.

Если топливо имеет чрезмерно высокое цетановое число, то, попав в цилиндр, оно воспламеняется, не успев распространиться по всей камере и перемешаться с воздухом. Поэтому происходят неполное сгорание, снижение мощности, дымный выпуск, возрастает удельный расход топлива. Чем выше цетановое число, тем меньше времени требуется для пуска двигателя при данной температуре. Коррозийные свойства дизельных топлив обуславливаются теми же причинами, что и коррозийные свойства бензинов, то есть наличием водорастворимых кислот и щелочей, органических кислот и сернистых соединений. Особенно нежелательно присутствие в дизельных топливах сернистых веществ. Газоилевые и соляровые дистилляты получают с содержанием до 1,0 — 1,3% серы. После очистки ее содержание снижается до 0,2 — 0,5%. Активные сернистые соединения — меркаптаны — вызывают резкий износ плунжерных пар топливных насосов и игл распылителей форсунок. Поэтому содержание меркаптановой серы в топливах ограничено до 0,01%.

Топлива марки ДА, Д3, ДЛ не осмоляются.

Физико-химические показатели дизельных топлив, для высокооборотных дизелей показаны в (Таблице 4).

Таблица 4 Физико-химические показатели дизельных топлив.

Физико-химические показатели дизельных топлив.

Примечание: В скобках — температуры помутнения и застаивания топлива марки «3» для холодной климатической зоны. Дизельные двигатели, устанавливаемые на вооружении и технике, относятся к типу быстроходных. Они более требовательны к качеству топлива, чем другие виды двигателей. Максимальное содержание серы в % обязательно отражается в маркировке. Например, обозначение «Дизельное топливо 3 — 0,2 минус 45 ГОСТ 305–82» свидетельствует о принадлежности топлива к первой подгруппе марки З с процентным содержанием серы не более 0,2% и температурой застывания не выше минус 45єС. Л — 0,2 для машин длительного хранения не применяется. З — 0,2 минус 35 для машин кратковременного хранения — ограничено. Для дизельных двигателей бронетанковой и автомобильной техники нельзя применять топливо, предназначенное для тихоходных дизелей, так как усиливаются осмоление, нагарообразование и дымный выпуск. Срок хранения дизельного топлива в баках машин установлен в 5 лет.