Дайте определение понятию октановое число и опишите способы повышения октанового числа

Октановое число – показатель, указывающий детонационную стойкость бензина в единицах эталонной шкалы, численно равный процентному содержанию изооктана в искусственно приготовленной смеси, состоящей из изооктана и нормального гептана, по своей детонационной стойкости равноценной испытываемому топливу при стандартных условиях испытания. При этом октановое число изооктана принято равным 100 единиц, а нормального гептана – 0 единиц.

Повышение октанового числа бензина осуществляют путем:

1.изменения углеводородного состава бензина (используя современные технологические процессы крекинг, риформинг, изомеризация);

2.добавления в бензин высокооктановых компонентов (алкилбензин, алкилбензол, толуол)

3. введения антидетонационных присадок (метанол, этанол, метил-трет-бутиловый эфир; соединения железа, марганца –(токсичен, прекращен с 1 января 2003 года), ароматические амины, экстралин, тетраэтилсвинец (токсичен, сейчас не используют)

5.Расшифруйте следующие марки бензина: АИ-92-К4, АИ-95-К5. Опишите коррозионное воздействиебензинов на металлы

АИ - 92 - К4 – автомобильный бензин с октановым числом 92, определенным исследовательским методом, четвертого экологического класса (массовая доля серы не более 50 мг/кг) (обращение на территории Республики Беларусь допускается по 31.12.2015 г.)

АИ – 95 - К5 - автомобильный бензин с октановым числом 95, определенным исследовательским методом, пятого экологического класса (массовая доля серы не более 10 мг/кг)

Причиной коррозионной активности бензина могут быть водорастворимые кислоты, щелочи, органические кислоты, активные сернистые соединения, вода. Они появляются при нарушении правил хранения и транспортирования бензина. Коррозии подвергаются топливные баки, трубопроводы, детали топливоподающей системы двигателя, резервуары для хранения и цистерны бензовозов. Нормы стандартов предусматривают их полное отсутствие. Присутствие кислот и щелочей обнаруживается воздействием на пробы водной вытяжки бензина раствором метилоранжа (наличие кислот) или фенолфталеина (наличие щелочей). При наличии минеральных кислот водный раствор окрасится в розовый цвет, а при наличии щелочей - в фиолетовый. Водная вытяжка должна иметь незначительную окраску, что означает полное отсутствие кислот и щелочей. Особенно коррозионно- активны сернистые соединения. При сгорании они образуют сернистый и серный ангидриды, соединяясь с водой они образуют серную, и сернистую кислоты, вызывающие коррозию.

6. Перечислите и опишите методы определения детонационной стойкости бензинов.

Октановое число бензина определяют моторным (ИТ9-2М) или исследовательским методами на универсальной установке типа УИТ-65, представляющей собой одноцилиндровый четырехтактный двигатель с перемен­ной степенью сжатия (4...10). Сравнивают испытуемое топ­ливо с эталонным. В качестве эталонного топлива берут смесь, состоящую из изооктана и нормального гептана. Октановое число изооктана, обладающего высокими детонационными свой­ствами, принято за 100 единиц, а нормального гептана сильно детонирующего - за 0 единиц.

Помещают в установку испытуемое топливо. Изменяя степень сжатия, путем изменения объема камеры сгорания на установке типа УИТ-65, работающей на испытуемом топливе, доводят детонацию до определенной интенсивности. Не изменяя степени сжатия, переводят двигатель на питание эталонной смесью и подбирают состав из изооктана и нормального гептана, дающий аналогичную интенсивность детонации.

Моторный и исследовательский методы определения октанового числа различаются лишь режимом нагрузки на двигатель при проведении испытания. Моторный метод по тепловому режиму и мощности более нагружен и имитирует загородную езду грузового автомобиля. Исследовательский метод имитирует режим работы легкового автомобиля в городе с частыми остановками и пониженным тепловым режимом.

Моторный метод отличается от исследовательского более жесткими условиями работы двигателя - выше обороты и температура горючей смеси. Поэтому моторное октановое число всегда меньше исследовательского.

Например, число оборотов испытательного двигателя по моторному методу - 900 об/мин, по исследовательскому - 600.

Топливовоздушная смесь в первом случае подогревается до 149°С, во втором - не более 50°С.

7. Дайте определение понятию «фракционный состав бензина», поясните какие свойства можно оценить по фракционному составу.Перечислите недостатки этилированных бензинов.

Фракционный состав бензина - это количественное содержание фракций, выкипающих в определенных температурных пределах. По ГОСТ 2177-99 определяют пять характерных точек: температуру начала кипения, температуры выкипания 10, 50, 90% бензина и температуру конца кипения.

По фракционному составу можно оценить легкость пуска двигателя; время, затрачиваемое прогрев двигателя; перебои в работе, вызываемые возможным образованием паровых пробок; приемистость; расход топлива; мощность; износ цилиндропоршневой группы.

Этилированные бензины, это бензины в которые для повышения детонационной стойкости добавлялась этиловая жидкость, содержащая тетраэтилсвинец.

Этилированные бензины имеют следующие недостатки:

-повышенное нагарообразование,

-возможно калильное зажигание в связи с отложениями соединений свинца в камере сгорания;

-образование кислот, способствующих коррозии металлов, при взаимодействии воды с веществами входящими в выноситель;

-окисление ТЭС при хранении бензина;

-токсичность.

Так как свинец высокотоксичен, то на территории Республики Беларусь выпуск этилированных бензинов прекращен.

8.Дайте определение понятию дизельное топливо. Опишите эксплуатационные требования к качеству дизельного топлива.

Дизельное топливо— это смесь парафиновых (10..40%), нафтеновых (20..60%) и ароматических (14..30%) углеводородов, выкипающая при температурах 170.... 380⁰С, имеющая температуру вспышки 35..80⁰С, застывания - ниже минус 5⁰С.

Поскольку времени на смесеобразование, испарение и сгорание отводится очень мало, то к дизельному топливу предъявляют следующие эксплуатационные требования:

хорошая прокачиваемость по системе питания при различ­ных температурах;

тонкое распыление и хорошее смесеобразование;

полнота испарения и быстрота сгорания;

хорошая воспламеняемость;

высокая теплота сгорания;

высокая термическая, химическая и физическая стабиль­ность;

минимальное нагарообразование на клапанах, кольцах и поршнях и закоксовывание распылителей форсунок;

отсутствие коррозионного воздействия на топливную аппа­ратуру и детали двигателя; малая токсичность.

9.Перечислите эксплуатационные свойства дизельного топлива. Опишите показатели подразделяющие дизельное топливо на марки «летнее», «зимнее», «арктическое».

К эксплуатационным свойствам дизельного топлива относятся: низкотемпературные свойства, т.е температура помутнения, температура застывания, предельная температура фильтруемости; плотность топлива; вязкость топлива; испаряемость, фракционный состав; самовоспламенение, коррозионные свойства, стабильность, склонность к образованию отложений, смазывающая способность, стойкость к окислению.

Дизельное топливо делят по показателям низкотемпературных свойств:

температура помутнения, температура застывания, предельная температура фильтруемости.

Температура помутнения - температура, при которой дизельное топливо теряет прозрачность из-за образования кристаллов парафиновых углеводородов.

Температура застывания - температура, при которой диз топливо в стандартной пробирке, наклоненной под углом 45⁰ сохраняет неподвижность в течение 1 минуты.

Предельная температура фильтруемости - температура, при которой время протекания определенного объема топлива при охлаждении через стандартный фильтр превышает 60 секунд или топливо не стекает полностью в измерительный сосуд.

По стандарту СТБ 1658-2012 дизельное топливо классифицируется по предельной температуре фильтруемости для умеренных климатических зон на шесть сортов

(сорт А пред. темп. фильтр.+5⁰С; В 0⁰С; С -5⁰С; D -10⁰С; E -15⁰С; F -20⁰С)

10. Дайте определение понятия «вязкость дизельного топлива» и поясните ее влияние на работу двигателя. Расшифруйте следующие марки дизельного топлива: ДТ-З-К5 сорт F; ДТ-Л –К4 cорт C. Опишите область их применения

Вязкость - это способность частиц дизельного топлива, препятствовать взаимному перемещению слоев под действием внешних сил.

Вязкость влияет на процесс смесеобразования; полноту сгорания; прокачиваемость топлива по системе питания двигателя.

Согласно СТБ 1658-2012 вязкость должна быть равна 2,5-4,5 мм²/с.

Пониженное и повышенное значения кинематической вязкости приводят к нарушению смесеобразования и сгорания рабочей смеси.

При использовании топлива с пониженной вязкостью нарушается его дозировка из-за просачивания между плунжером и гильзой насоса высокого давления и увеличивается износ прецизионных пар насоса высокого давления, ухудшаются смазывающие свойства, наблюдается подтекание топлива через распыливающие отверстия форсунок и их закоксовывание; топливо сгорает в зоне расположения форсунки. Недостаточная вязкость ведет к неоднородности рабочей смеси, ухудшению процесса сгорания, перегреву форсунок.

При повышенной вязкости наблюдается повышение нагарообразования, дымный выпуск, повышается расход топлива.

ДТ-З-К5 сорт F - дизельное топливо, зимнее, пятого экологического класса, содержание серы не более 10 мг/кг; сорт F – предельная температура фильтруемости -20⁰С (рекомендуется с 1 ноября по 31 марта).

ДТ-Л –К4 сорт С дизельное топливо, летнее, четвертого экологического класса, содержание серы не более 50 мг/кг, сорт С- предельная температура фильтруемости -5⁰С (рекомендуется с 1 апреля по 30 октября).

11.Дайте определение понятию «цетановое число». Опишите влияние механических примесей и воды на качество дизельного топлива.

Цетановое число – показатель самовоспламенения дизельного топлива, указывающий на скорость нарастания давления при сгорании топлива, численно равный процентному содержанию цетана, в эталонной смеси с альфаметилнафталином, которая по самовоспламенению эквивалентна топливу, испытываемому в стандартных условиях. Цетан имеет малый период задержки самовоспламенения и его воспламеняемость принята за 100 единиц, а альфаметилнафталин большой период задержки и его воспламеняемость принята за 0.

Наличие механических примесей и воды в дизельном топливе ведет к засорению топливных фильтров и сопел форсунок, к форсированному износу топливной аппаратуры и особенно плунжерной пары топливного насоса.

Вода, содержащаяся в дизельном топливе, разрушает фильтровальные материалы топливной системы, а при замерзании забивает их кристаллами льда, что затрудняет подачу топлива в цилиндр, вода способствует коррозии, снижает вязкость и ухудшает смазывающие свойства топлива.

12. Перечислите эксплуатационные требования к качеству газообразных топлив (сжатые и сжиженные газы). Обоснуйте экономическую и экологическую целесообразность использования газового топлива для автомобилей

К автомобильному газообразному топливу предъявляются следующие требования:

- хорошая смешиваемость с возду­хом для образования однородной горючей смеси;

- высокая теплотворная способность горючей смеси;

- высокая детонационная стойкость;

- минимальное содержание смолистых веществ и механических примесей;

- минимальное содержание веществ, вызывающих коррозию деталей, окисление и разжижение масла в картере двигателя;

- минимальное содержание токсичных и канце­рогенных веществ в продуктах сгорания;

- сохранять стабильным состав и свойства.

Целесообразность применения газообразных топлив обусловлена их преимуществами: экономия нефтепродуктов, из которых вырабатывается бензин и дизельное топливо; улучшается топливная экономичность двигателя за счет работы на более бедных смесях; снижается токсичность отработанных газов; снижается изнашивание деталей цилиндропоршневой группы и увеличивается срок службы моторного масла; более высокое октановое число, позволяет повысить степень сжатия двигателя.

13.Перечислите достоинства и недостатки газообразных топлив в сравнении с бензиновым и дизельным топливом.

Использование газообразного топлива имеет следующие пре­имущества:

снижается токсичность отработавших газов в результате пол­ного сгорания (по СО в 3-4 раза);

отсутствуют примеси, вызывающие нагарообразование и кор­розию металла;

уменьшается износ деталей кривошипно-шатунного меха­низма;

увеличивается срок службы моторных масел в 2 раза;

благодаря высокой антидетонационной стойкости можно по­высить степень сжатия двигателя, а следовательно, его мощность и экономичность;

улучшается равномерность распределения горючей смеси по цилиндрам в связи с ее однородностью,

межремонтный пробег двигателя возрастает в 1,4..2 раза,

снижение уровня шума;

относительно невысокая стоимость

Недостатки:

-ядовитость;

-повышенная пожароопасность.

-газовый баллон находится под высоким избыточным давлением. Это требует соблюдения более строгих мер безопасной эксплуатации газобаллонных автомобилей;

-малая плотность;

-трудность обнаружения и устранения утечек;

-уменьшение полезной грузоподъемности автомобиля;

-увеличение трудоемкости технического обслуживания и ремонта;

-пусковые качества до -5⁰С равноценны, но при более низких температурах запуск холодного двигателя на газовом топливе затруднен;

-ТО и ТР автомобилей требуют более высокой квалификации персонала.;

-при использовании сжатого природного газа снижение мощности двигателя сопровождается ухудшением тягово-динамических характеристик.

Назовите основные виды альтернативного топлива для автомобилей и пути их получения. Опишите эксплуатационные требования, предъявляемые к качеству альтернативных видов топлива для автомобилей.

Основные виды альтернативного топлива: синтетические спирты (метанол, этанол), газовые конденсаты, водород, метил-трет-бутиловый эфир, дизельные топлива с добавкой растительных масел.

Этанол получают синтетическим путем из этилена и гидролизом целлюлозы. Из 1 т древесных опилок получают 130 л спирта. Также получают из свеклы, сахарного тростника, зерновых культур.

Метанол получают каталитической гидрогенизацией окиси углерода, также из природного газа, остатков переработки нефти и газа; из угля, отходов лесного хозяйства.

Газовые конденсаты получают путем конденсации природных газов при нормальном давлении.

Водород получают электролизом, термической диссоциацией воды.

Биотопливо получают из биомассы и органических отходов коммунально-бытового хозяйства термическими и биологическими способами.

Дизельное биотопливо получают так: из зерна рапса, получают рапсовое масло. Затем рапсовое масло обрабатывают метанолом с катализатором. С помощью присадок доводят дизельное биотопливо до товарного вида.

Требования к перспективным топливам:

высокая теплотворная способность; относительно невысокая стоимость;

большая сырьевая база; их физико-химические свой­ствам, не должны вести к коренному изменению кон­струкции двигателя, топливной аппаратуры и условий хранения топлива на борту автомобиля; экономия топлив нефтяного происхождения;

сни­жение вредного воздействия отработавших газов на окружающую среду и здоровье человека; пожаро-взрывобезопасность.

15.Перечислите эксплуатационные требования, предъявляемые к качеству охлаждающих жидкостей. Опишите виды охлаждающих жидкостей.

Охлаждающие жидкости контактируют с деталями двигателей и агрегатов системы охлаждения (радиатор, водяной насос), изготавливаемых из черных и цветных металлов и их сплавов (алюминий, медь, латунь). Поэтому они должны удовлетворять следующим основным требованиям: иметь большую теплоемкость, хоро­шую теплопроводность и небольшую вязкость;

обладать высо­кой температурой кипения;

иметь низкую температуру кристаллизации;

не образовывать отложений в си­стеме охлаждения;

не вызывать коррозии металлов и сплавов, с которыми соприкасается;

не разрушать резиновые детали системы охлаждения;

не вспе­ниваться в процессе работы;

не образовывать отложений;

быть дешевыми, недефицитными,

безопасными в пожарном отношении и безвредными для здоровья.

Для охлаждения двигателей применяются различные жидкости: вода; низкозамерзающие охлаждающие жидкости (антифризы) - водные растворы этиленгликоля; антифризы на основе пропиленгликоля, тосол.

Например: ТОСОЛ АМ (концентрат этиленгликоля, с присадкой натрий молибденовый, предотвращающий коррозию цинковых и хромовых покрытий на деталях системы охлаждения), ТОСОЛ А40М; ТОСОЛ А65М; ОЖ-К(концентрат этиленгликоля с массовой долей воды не более 5%); ОЖ-40; ОЖ-65(охлаждающая жидкость с температурой начала кристаллизации не выше -65⁰С); ТОСОЛ А40У. Это смеси этиленгликоля, воды и присадок.

16.Опишите меры безопасности при использовании низкозамерзающих жидкостей и опишите особенности эксплуатации двигателей с низкозамерзающими жидкостями.

Меры безопасности при использовании низкозамерзающих жидкостей:

— этиленгликоль и его смеси - пищевой яд. При попадании в организм человека вызывают отравления, поэтому обращаться с ними нужно осторожно: не засасывать ртом через шланг; перед работой с ними надевать резиновые перчат­ки, после работы мыть руки с мылом.

Особенности эксплуатация двигателей с низкозамерзающими охлаждающими жидкостями

— перед заправкой жидкостей в систему охлаждения нужно удалить накипь, так как в противном случае присадки к жидкости раз­рушаются;

— перед заправкой жидкостей в систему охлажде­ния ее необходимо опрессовать и устранить подтекания;

— заливать их в систему следует, оставляя пространство для расширения (если система охлаждения не имеет расширительного бачка);

— при уменьшении уровня жидкости в системе и при отсут­ствии подтеканий следует добавлять дистиллированную воду;

— нельзя допускать попадания нефтепродуктов в охлаждающую жидкость.