Дизель отыны жайлы түсініктеме

Дизель отынның пайдалану қасиеттері және қолдануы

Мақсаты: дизель отынның қасиеттерімен танысу.

Жоспар

1 . Дизель отынға қойылатын талаптар.

2. Отын жануының шарттары.

3. Қоспадайындау қасиеттері.

4. Отынның жегідеге қарсы қасиеттері.

5. Дизель отынның маркалары.

1 . Дизель отынға қойылатын талаптар.

Карбюраторлы отындарымен салыстырғанда дизельдерінің бірқатар артықшылықтарына байланысты (жоғары үнемділігі, отын ретінде мұнайдың кең бөлікшелерінің қолдануы, өртке қарсылығы, өте қыздырмай жүктелген режіміне ауысу мүмкіншілігі, сенімділігі және пайдаланудағы ұзақ тұрақтылығы) олар ауылшаруашылық өндірісте кең тараған. Мысалы кәзіргі кездегі барлық тракторлар дизель қозғалтқыштарымен жабдықталған. Бұлар

- Киров зауытының К-700 и К-701,

- Харьков зауытының Т-150 и Т-150К, Минск

зауытының МТЗ-80 и МТЗ-82,

- Волгоград зауытының ДТ-75М және т.б.

Сонымен қатар Ярославль, Камск зауыттарының ауыр жүк машиналарында да дизель қозғалтқыштар қолданылады.

Дизель үнемді және ұзақ тұрақтылы жұмысы үшін отын мынадай талаптарға сай болу керек:

қоспа пайда болу және жану қасиеттері;

қажетті тұтқырлығы;

ортадағы ауаның әр түрлі температураларында жақсы сору мүмкіндігі;

күкіртті қоспаларының, суда еритін қышқылдары мен сiлтiлердiң; механикалық қоспаларының мен судың болмағандығы.

2. Отын жануының шарттары.

Дизельдің қореқтендіру жүйесінде отын қозғалудың жалпы сұлбасы мынадай (сурет10). Отынды тұрғаннан кейін ұсақ торламасы бар құйғыш 7 арқылы машинаның отын шанына 8 құяды. Отын шанынан сорғымен 10 ең алдымен қаралтым тазарту сүзгіге 9, одан кейін тазарту сүзгіге 1, мұнда ол ұсақ қоспаларынан және шайыр-асфальт заттардан тазартылады. Сүзгіленген отын отын сорғы ішіне беріледі. Жоғары қысымымен 3 түтікшелері арқылы 4 бүркігіштеріне беріледі. Бүркігіштер ағымының белгілі-бір сейілту бұрышымен және қысымымен цилиндрлерінің қысылған ауа бар жану камерасына отыныды бүріккеді. Цилиндрлерге ауа 2 ауатазартқышта қоспаларынан жоғары сапасымен тазартылып беріледі.

Төртырғақты дизельде жұмыс процессі мынадай тәртіппен өтеді. Сору ырғағында цилиндрге жақсы тазартылған ауа беріледі, кейін екінші ырғақта ол сығылады. Бұл кезде камерасындағы қысымы 2...5 МПа – ға дейін көтеріледі, ал температурасы 6ОО...9ОО°С – ға дейін көтеріледі. Поршеньннің жоғары нүктеге ВМТ келмей тұрып иінді біліктің 14...23° бұрылғаннан бұрын отынның жану камерасына бүрікку басталады, ал поршень жоғары нүктеге келгеннен кейін иінді біліктің 6...12° бұрылғанда аяқталады.

Бұл кезде отын ауамен қарқынды араласып, буланып, өзінен-өзі жана бастайды. Бұдан кейін жұмыс жүрісінің ырғағы басталады, мұнда отын жанып кетеді. Қозғалтқыш цилиндрдегі қысымы 7...9 МПа – ға, температурасы 17ОО...2ООО°С-қа дейін өседі. Соңғы, төртінші шығарушы ырғағы шығару құбыры 6 арқылы цилиндрдің жұмыс көлемінен отын жанғандағы түзілетін газдар шығарылады.

Бөлінбеген жану камерасы бар дизельдерде отын бүріккіш арқылы қысылған ауамен толтырылған жану камерасына бүріккеді. Ауаның құйынды қозғалысының отын бүріккіп, араласып жанып кетеді. Бөлінген жану камерасы екі көлемнен тұрады. Отынның оталуы мен жануы бірінші камерасында басталады, кейін екінші негізгі камерасына көшеді. Бірінші камерасынан негізгі камерасына жану заттарының құйындалып ағатындықтан араласуы мен жану процесстері айтарлықтай дұрысталады.

Сурет 10. Дизельдегі отын қозғалысы.

1-тазарту сүзгі, 2-ауатазартқыш, 3-түтікше, 4-бүріккіш, 5-жану камерасы, 6-шу құбыры, 7- құйығышы,8-шан, 9-қаралтым тазарту сүлгі, 10-помпа, 11-сорғы

Жану процессiн төрт фазаға бөлуге болады:

I – өздiгiнен жану фазасының қалып қоюы;

II – тез жану фазасы немесе қысымының қарқынды өсүiнiң мерзiмi;

III – баяу жанудың фазасы;

IV – жанып бiту фазасы.

Сурет 11. Дизельдегi отынның жану процессiнiң жайма индикаторлы диаграмма.

Бiрқатар факторлар: дизельдерде отын бүрiкку бұрышын өсiру және карбюраторлы қозғалтқышта тұтату бұрышының өсiруi қозғалтқыш жұмысын бiрдей бұзады:

- бiрiншiден жұмыс қатандығы,

- екiншiден жану жарылысы өседi.

Бұл эффект иiндi бiлiгiнiң айналу жиiлiгiң тудырады: карбюраторлы қозғалтқышта жану жарылысы өседi, ал дизельде жұмыс қатандығы кемидi. Бұл құбылыс отын жанудағы физикалық және химиялық процесстердiң бiрдей болуымен түсiндiрiледi. Отын тотықсыздануына мен жануына жұмсалатын уақыт бас факторы болып табылады. Мысалы карбюраторлы қозғалтқышы үшiн асқын тотығы бөлiнуымен өтетiн тотығу процесстерге жұмсалатын уақытының азаюы жану жарылысының төмендеуiне алып келедi. Дизельде отынның өздiгiнен жануды тежеуішу және тез жану мерзiмiнiң қысқартуы қысымының қарқынды өсуiне, яғни жұмсақ жұмысына алып келедi.

3. Қоспадайындау қасиеттері.

Дизельде қоспадайындау процессі деп жану камерасына отынды бүріккеннен бастап соңғы порция жанғанға дейін барлық күрделі химиялық және физикалық құбылыстар кешенің айтады.

Дизельдегі жұмыс қоспасының түзілуі негізінен бірқатар факторларға байланысты:

жану камерасындағы температура мен қысымы,

бүрікку кезіндегі отын берісінің сенімділігі және тозаңдату дәрежесі,

отынның физика-химия қасиеттері.

Жану камерасындағы температура мен қысымы қысу дәрежесiмен, қозғалтқышының суытуымен, иiндi бiлiгiнiң айналу жиiлiгiмен, сықау болуымен және т.б. Дизель жұмыс iстегенде температурасы мен қысымы негiзiнен иiндi бiлiгiнiң айналу жиiлiгiне тәуеолдi болады: кемiген кезде температура төмендейдi, отын бүрiкку қысымы азаяды, цикл уақыты өседi - қоспадайндау және отын жануына керi әсер етедi. Бұлардың бәрi қозғалтқыш жұмысының үнемдiлiгiнiң төмендеуiне, отын толығымен жанбағанының салдарынан бөлшектердiң беттерiнде жабысқақты жылтырсыр қабықтарының пайда болады.

Отынның сенiмдi отын берiсi – дұрыс қоспадайындауының және жанудын қажеттi алдын ала шарты. Мұнда дизель отынның тазалығы маңызды рөл атқарады. Отында болатын механикалық қоспалары аз мөлшерде болса да сүзгi элементтердi бiтеп тастайды, және ең бастысы тығынжыл жұптарының, жоғары дәлдiкпен жасалған бүркiгiштерiнiң тұрқының және тозаңдату инесiнiң қарқынды тозуына соғады. Жоғары дәлдiкпен жасалған бөлшектерiнiң тозуы отын қысымының және циклдiк массалық берiсiнiң төмендеуiне, бүрiкку қысымының азаюына, бүркiгiш инесiнiң астынан отынның тамшылауына алып келедi – дизель жұмысын толығымен бұзады.

Отын тозандату дәрежесi. Тозандату дегенiмiз – отын ұсақ түйiрлерiне бөлiнудi айтады, бұл құбылыс қоспадайындауына және булануына ең лайықты жағадайларын жасайды. Дизельдерде отынның тозандату қысымдағышпен және онсыз болуы мүмкiн. Кәзiргi замаңғы дизельдер негiзiнен қысымдағышсыз болады; оларда ағымды немесе камера алдында тозаңдату, құйындық және ауа камералар қолданылады. Ағымды тозаңдатуда бөлiнбеген жану камералар қолданылады, басқаларда – бөлiнген, арнамен бiр-бiрiмен қосылған екi бөлiктен тұратын камералар.

Сурет 12. Отын тозаңдату дәрежесiнiң мiнездемесi:

1-ұсақ және бiрқалыпты тозаңдату кезiнде; 2-өте ұсақ емес тозаңдату

Отынның физика-химия қасиеттерiнiң қоспадайындау процессiне әсерi. Дизельдi отынның сапасына қойылатын маңызды талаптарының бiрi – қоршаған ортасының әр түрлi температураларда жақсы сорғыштығы (прокачиваемость). Осы қасиет тұтқырлығымен және отын қатаюының температурасымен анықталады. Дизель отынның тұтқырлығы температураға тәуелдi (кесте 5).

Кесте 5. Отын тұтқырлығының температураға тәуелдiлiгi

Дизель отыны

Кинемати калық тұтқырлығы , мм 2 /с, температур ада , ºС

жазғы

20

қысқы

6,36

0

-10

12,94

4,26

-20

20,59

8,36

50,92

12,43

20,6

Сурет 13. Тозаңдату сапасына тұтқырлығының әсерi.

Сурет 14 . Сорғының айналу жиiлiгi болғандағы: 1 — 1000 мин -1 ; 2 — 400 мин -1 отын тұтқырлығының өзгергенде сорғы берiсi коэффициентiнiң өзгеруi.

Сурет 15. Отын тұтқырлығының қысымынан тәуелдiлiгi.

Тұтқырлығына қысым айтарлықтай әсер етедi: қысым өскен сайын отын тұтқырлығы өседi (сурет 15). Отын құрамындағы парафин көмiрсутектерi қатаятын температура дизель отынды пайдаланғанда маңызды көрсеткiшi болып табылады. Түзiлген кристаллдар отын сүзгiлердi бiтеп тастайды – отын берiсi бұзылады. Отынның мұндай күйiн мөлдiрлiгiнiң бұзылу температурасы арқылы анықталады - мөлдiрлiгi бұзылады, яғни отынның фазалық бiрқалыптылығы жоғалады. Мөлдiрлiгiнiң бұзылу температурасы н анықтауды МеСТ 5066-56 бойынша жүргiзедi. Сонымен бiрге кристаллдану температурасын анықтау әдiсi де бар (МеСТ 6264-52). Бұл әдiс зерттелетiн отынның цилиндрлiк немесе призмалық бағанда қатты және сұйық фазаларының температуралардың вертикаль градиентiнiң бойымен таралуында негiзделген. Отында көзiне көрiнетiн бiрiншi кристаллдар пайда болу температурасын кристаллданудың басталу температурасы деп есептейдi.

Пайдалануда кейбiр кезде мөлдiрлiгiнiң бұзылу және қатаю температурасын төмендету үшiн оны керосинмен араластырады. Бiрақ бұл жағдайда цетан саны төмендейдi – қозғалтқыш жұмысы қатаң болады.

Сурет 16. Отынының қатаю темепературасын анықтауға арналған құрал:

1-шыны ыдыс; 2-зерттелетiн отынмен пробиркасы; 3-тығын; 4-термометр; 5-араластырғыш.

4. Отынның жегідеге қарсы қасиеттері.

Карбюраторлы отынынның қасиеттерiн қарастырғанда жегiденiң негiзгi факторларына отын құрамында суда еритiн қышқылдарының және сiлтiлердiңң, органикалық қышқылдарының, судың және күкiрттi қоспаларының болуы жатады. Бұлардың бәрi дизель отынның да сапасын бұзады. Әдетте байқалатын айырмашылықтары негiзiмен жегiде процессiнiң қарқындылығына және қозғалтқышының кернеулiгiне немесе күшейтiлүiне, қозғалтқышының жылулық режiмiне ықпалын тигiзетiн пайдалану жағдайларына жатады.

МеСТ талаптары бойынша дизель отында суда еритiн қышқылдың, сiлтiлердiң және судың болмауы тиiс. Органикалық қышқылдар отынды сақтау немесе сору шандарының, цилиндр-поршеньдiк тобының бөлшектерiне әлсiз жегiделiк әсерiн тигiзедi.

Ғылыми-зерттеу автомотор институтында (НАМИ) және мұнайөндеу өндiрiсiнiң Бүкiлодақтық ғылыми-зерттеу институтында (ВНИИНП) 500 сағ бойы екi ырғақты автомобиль дизельде дизель отынның екi үлгiсi зерттелген – бiрi қышқылдығы 4 мг КОН/100 см 3 , және екiншiсi - 50 мг КОН/100 см 3 .

Нәтижесiнде қышқылдығы жоғары отынды пайдаланғанда бүрiккiштерiнiң өнiмдiлiгi 7 есе төмендеген, тығынжыл жұптарының және бiрiншiнiң сығымдағыш балдағының тозуы 2 еседен аса өскен. Сондықтан техникалық шарттары бойынша дизель отынның қышқылдығы 5 мг КОН/100 см 3 –ден аспау керек.

Сурет 17. Суыту сұйығының температурасы 1 - 30 ºС; 2 — 60 ºС; 3 — 90 °С болғанда және отын құрамында күкiрттiң үлесiнен СМД-60 қозғалтқышының (М-10Г 2 майы) цилиндр гильзасының тозуының тәуелдiлiгi.

Сурет 18. Суыту сұйығының температурасының күкiрттi отынмен iстеген қозғалтқышының тозуына әсерi.

Кесте 6. Отын құрамында күкiрттiң қабықтарының пайда болуына әсерi.

Отын

Iстелiнiп шыққан майдың кокс саны %

Қабықтар , г

Стандарт күкiртсiз

Сүзгiлерде

Күкiрт қоспасымен бiрге, %

0,58

0,89

0,8

тазалай

тазарту

Қаралтым

тазарту

1,4

1,9

700

поршеньде

58

870

990

54

110

5,4

12,4

181

5. Дизель отынның маркалары.

1983 ж . 1 қаңтарынан енг i з i лген МеСТ 305-82 “” Дизель отыны . Техникалық шарттар ” бойынша бұрын шығарылған дизель отынының сег i з маркалардың орнына үш маркасы шығарылады. Бұл стандарт жоғары айналымды және газдытурбиналық дизельдерге арналған отынды да қамтидi. МеСТ 305-82 негiзгi мақсаты – дизель отынды тиiмдiрек пайдалану үшiн оның сапалық көрсеткiштердi оптималдау , өндiрiс ресурстарын кеңейту, ассортименттi қысқарту және бiрыңғайлау.

Пайдалану жағдайларына байланысты дизель отынының мынадай маркалары бар:

Л — жазғы (летнее);

3— қысқы (зимнее);

А — арктикалық.

Күкiрттiң үлесiне байланысты дизель отынды екi түрге бөледi:

I —0,2% -тен көп емес (масс);

II —0,5%-тен көп емес (масс.)