Жұмыстың мақсаты
Автомобиль бензиндерінің октан саны мен дизель отындарының цетан санын анықтау негізінде отынның детонацияға қарсыласу және өздігінен тұтану қасиеттерімен танысып, моторлық және зерттеу тәсілдерінен қажетті мәліметтер алынып, эталондық қоспалармен танысу.
Жұмыстың мазмұны мен тапсырмасы.
Октан саны. Антидетонаторлар түрлері. Қалыпты, детонациялық және калильді жану. Цетан саны. Дизель жанармайының жану қасиеттері. Дизельді отынның төменгі температуралық қасиеттері. Дизельді отындардың түрлері:
1) МЕСТ 84 (бензиндерді) және МЕСТ 35-2013 (дизель отындарын) октан саны мен цетан сандарын октанометр аспабымен анықтап, оларды стандартталған нормаларымен салыстыра отырып, сынақ үлгілеріне өндірістік сипаттама беру;
2) Тәжірибелік және моторлық әдістерінің ерекшіліктерін келтіру;
3) Берілген мұнай өнім үлгісінің автомобиль қозғалтқыштары үшін жарамдылығы жайлы қортынды жасау;
4) Бақылау сұрақтарына жауап беру.
Автомобиль бензиндерінің октан саны мен дизель отындарының цетан санын өлшеу үшін алынған жабдықтар:
- октанометр аспабымен және оның моторлық және зерттеу тәсілдеріне сәйкес бензиндердің октан санын өлшеу;
- октанометр аспабымен дизель отындарының цетан санын өлшеу және қосымша сонымен бірге дизель отынының қату температурасын да анықтау белгіленген.
Жұмыстың орындалу реті
Өлшем қортындылары аспаптың дисплейінде көрінеді. Жұмыс жасау шарттары: қоршаған ортаның ауа температурасы минус 10 °С-тен плюс 45 °С-ке дейін аралықта болуы қажет.
Октанометр аспабы шағын және жылдам дала кеңістігік жағдайында жанармай сапасына баға беруге арналған.
Автомобиль бензиндерінің зертханалық жағдайда детонацияға тұрақтылығын бағалау үшін қысу дәрежесі өзгермелі бір цилиндрлі қозғалтқыштардан жасалған қондырғылар көп тараған. Біздің елде октан санын анықтау үшін арнайы жасалған, жан-жақты зерттелген УИТ-65 әмбебап қондырғысын қолданады. Қондырғының сынау қабілетін тұрақты қалыпта ұстау үшін ол автоматты электронды аспаппен жабдықталған. Автомобиль бензиндерінің октан саны(ОС) моторлы (МЕСТ 511 – 82) және зерттегіш тәсілдерімен анықталады.
Бензинді моторлы тәсілімен сынау ережесі зерттегіш тәсіліне қарағанда қатаң тәсіл болып есептелінеді. Сондықтан зерттегіш тәсілімен анықталған бензиннің ОС моторлы тәсілмен анықталғаннан біраз жоғары болып келеді. Осы екі тәсілмен бензиннің ОС айырмашылығын «бензиннің сезгіштігі» деп аталады.
Қозғалтқыштың қызуы жоғарғы ретте болғанда бензиннің нақты шыдамдылығы оның ОС-ын моторлы тәсілмен анықтағанға сәйкес, ал жылу кернеуі төменгі жағдайдағы зерттегіш тәсілге көбірек сәйкес болады.
Октанометр аспабының техникалық сипатамасы 3.1-кестесінде берілген.
3.1-кесте – Октанометр аспабының өлшеу ауқымдары
|
Көрсеткіштерінің атауы |
Ауқымдары |
|
Октан санын өлшеу деңгейі, ОС - ының бірлігімен |
40–120 |
|
Октан санын өлшеудегі рұқсат етілген қателік көлемі ОС - ының бірлігімен, жоғары емес |
0,5 |
|
Цетан санын өлшеу деңгейі, ЦС – ының бірлігімен |
20-100 |
|
Цетан санын өлшеудегі рұқсат етілген қателік көлемі, ЦС– ының бірлігімен, жоғары емес |
1,0 |
|
Өлшеу уақыты, с |
1-5 |
Октанометрді пайдалану шектері
Октанометр тетігіне (датчігіне) бензиндер мен дизель жанар майынан басқа сұйықтарды кұюға болмайды.
Жалпы мәліметтер
Октан саны – детонациялық тұрақтылық немесе бензиннің детонацияға қарсыласу қаблеттілігі деп октан санымен бағаланатын отынның ең маңызды қасиеті болып есептелінеді. Бензиндердің октан саны жоғары мөлшерде болған сайын детонацияның болуы мүмкін емес, болмайды.
Отынның октан саны дегеніміз – детонациялық тұрақтылығы бойынша сыналатын отынға тең изооктан мен қалыпты гептаннан тұратын жасанды түрде дайындалған қоспадағы изооктанның пайыздық мөлшері (көлемі бойынша) алынады. Изооктан C8H18 атауымен белгілі триметилпентан дербес көмірсутегі сығу дәрежесінің ең үлкен жағдайында ғана детонацияға кез болады, оның октан саны 100-ге тең деп алынып, ал қалыпты гептан С7Н16 детонациялық жануға өте бейім болуына байланысты оның октан саны 0-ге тең деп алынады.
Бензиндердің детонацияға тұрақтылығы толық оның құрамындағы көмірсутектердің санына және олардың құрылымына байланысты. Отын құрамындағы көмірсутектерге жатпайтын қоспалардың детонация тұрақтылығына ешқандай әсері болмайды.
Қазіргі өндірістен шығып жатқан автомобиль бензиндері тікелей айыру, жылулық және каталитикалық крекинг, гидрокрекинг тәсілдері арқылы алынады, сонымен қатар полимерлеу, изомерлеу және риформинг тәсілдерімен өңделген құрамдас бөліктерін араластыру арқылы бапталады. Тауарлы бензинде құрамдас бөліктерінің ара қатынасының мөлшерін олардың детонациялық шыдамдылығына қарай анықтайды. Сонымен, біріншіден, қазіргі технологияны қолдану арқылы бензиндердің детонациялық тұрақтылығын 75 – 94-ке дейін ұлғайтуға мүмкіншілік болып тұр.
ОС-ын көтерудің екінші жолы - негізгі бензинге изооктан, алкилбензол және т.б. сияқты моторлы тәсілмен анықталған ОС 100-ге дейінгі жоғары октанды құрамдас бөліктерді қосу арқылы да көтеріледі. Мұндай сыңарларды негізгі бензинге 40 %-ға дейін қосады.
Отындардың детонацияға тұрақтылығын арттырудың үшінші жолы – оған детонацияға қарсыласу үшін антидетонаторларды қосады. Мұндай химиялық қосылыстар бензинге өте аз мөлшерде қосылғанымен (1 кг бензинге 0,1 г шамасында) детонациялық тұрақтылығын елеулі түрде ұлғайтады.
Антидетонатор ретінде таза тетраэтилқорғасын (ТЭҚ) түрінде қолдануға болмайды, себебі ол жанғаннан кейінгі шыққан заттар жану камерасының қабырғаларына қақ ретінде шөгіп жиналады да, аз уақыттан кейін қозғалтқыш жүмыс істеуін тоқтатады.
ТЭҚ жанғаннан кейін шығатын негізгі зат – қорғасын оксиді, оның балку температурасы өте жоғары (880 °С), сондықтан сұр түсті қатты зат аса қызбайтын тетіктерге қонады.
ТЭҚ-ды бензинге ерекше қасиеті бар заттармен бірге қосады. Ондай заттар ретінде этил сұйықтарын пайдаланады. Этил сұйықтары жанғанда қорғасын және оның оксидімен қаныққан бу қысымы өте жоғары, ал балқу температурасы төмен қосылыстар түзеді. Мұндай қосылыстар аластатқыш деген атаумен тараған.
Аластатқыш ретінде қолданатын этил сұйықтарының құрамында хлор, бром немесе хлор мен бром элементтері бар бромды этил, дибромэтан, дихлорэтан, монохлорнафталин сияқты заттарды қолданады.
Қоршаған ортаның этилденген бензиндердің улылығына байланысты ластанады, сондықтан қәзіргі кезде өндірісте олардың шығарылуы шектелген.
Дизельді қозғалтқышта отынның жану процесі карбюраторлы қозғалтқыштағы жану процесінен өзгеше. Соған байланысты дизельді отынның жану процесіне тигізетін әсері де ерекше.
Дизельді қозғалтқышта ауа мен отынның қоспасы температура жөнінен біртекті емес. Сондықтан жану камерасының әр жерінде жалындау реакциясы біркелкі болып дамымайды. Отын әр жерде тұтанып, содан біртіндеп тарайды.
Дизель жанармайындағы цетан саны дегеніміз цетанның (С16Н34) альфаметилнафталин (С11Н10) қоспасындағы процентік көлемін айтамыз.
Ал α-метилнафталиннің от алу кідірісі өте ұзақ, оның тұтану қасиетін «0»-ге тең деп санайды. Егер белгілі бір отынның арнайы аспаппен сынағандағы жану қасиетінің цетан саны 45, ал α-метилнафталиннің саны 55, үлгі ретінде алынған отынмен бірдей болса, онда отынның цетан саны 45-тең деп есептелінеді.
Цетан санын МЕСТ бойынша қысым мөлшері 7 мен 23-тің арасында өзгеретін бір цилиндрлі ИТ9-3М қондырғысында 3 – түрлі әдістердің біреуімен анықталады. Біріншісі – жарылыстың сәйкес келуі, екіншісі – өздігінен от алуының кешігуі және үшіншісі қысымның жоғарғы көрсеткішімен анықтау тәсілі.
Осы көрсетілген әдістердің біреуімен цетан санын анықтау үшін, алды мен двигательді іске қосып, оны тұрақты жұмыс істеу режиміне келтіріп алғаннан соң, двигательді тексерілетін жанармайға ауыстырылады.
Қысымның мөлшерін өзгерту арқылы, жанармайдың өздігінен от алуын жоғарғы қозғалыссыз нүктеге келтіреміз. Одан әрі қоспадағы цетан мен альфаметилнафталиннің мөлшерін өзгертіп отырамыз. Бұл кезде өздігінен оталу міндетті түрде жоғарғы қозғалыссыз нүктеде болуы керек. Құрамындағы цетанның проценттік мөлшері тексерілген жанармайдың цетандық санын көрсетеді.
Есеп беру және жұмысты қортындылау
Алынған бензиннің октан саны мен дизель отынының цетан санына МЕСТ-та берілген мәндермен салыстырып, сапасына баға бер. Берілген тапсырмаларға жауап жаз.
Бақылау сұрақтары
1. Қәзіргі пайдаланудағы антидетонаторларды атаңыз?
2. Бензиннің октан санын немесе дизель отынының цетан санын анықтайтын аспаптардың маркаларын келтіріңіз?
3. Қозғалтқыштарға бензин маркасы қалай тағайындалады?
4. Цетан саны мен октан санының қозғалтқышқа әсерлері қандай?
5. Октан санын және цетан санын анықтағанда пайдаланылатын эталондық қоспаларды атаңыз?
6. Октан санын анықтағанда мотор тәсілінің зерттеу тәсілінен айырмашығы неде?
7. Детонация дегеніміз не, олардың белгілері қандай болып келеді?
8. Калильді жану деп қандай жануды айтамыз?
9. Цетан санын анықтайтын тәсілдерін келтір?