Форма отчета к выполненной лабораторной работе

«Физико-химических анализ топлива для дизельных двигателей»

 

ФИО студентов_____________________________ группа______________

Руководитель занятий____________________ дата_____________________

Примененное оборудование_________________________________________

 

Показатели качества	Данные		Имеющиеся
	НД	Испытаний	отклонения
Цвет
Запах
Прозрачность
Содержание воды
Механических примесей
Плотность, г/см3
Кинематическая вязкость, мм2/с
Цетановое число
Температура вспышки топлива в закрытом тигле, °С
Кислотность мг КОН/100мл
Температура помутнения, °С
Температура застывания, °С
Испытание на медной пластинке
Содержание фактических смол, мг/100см3

Заключение:

Подпись преподавателя:

Отметка о защите:

5 физико-химический анализ моторных масел

Теоретическая часть

 

Большинство узлов трения работает со смазыванием, поэтому смазочные материалы должны обладать строго заданными свойствами. При организации смазки зон трения основной целью является получение преимущественно жидкостного трения, при котором потери на трение малы, а износ деталей практически отсутствует.          

Смазочные масла являются конструкционным элементом узла трения, во многом определяющим долговечность, надежность и потери на трения. Как конструкционный материал узла трения масла выполняют следующие функции:

- уменьшают трения, возникающие между сопряженными деталями;

- снижают износ и предотвращают задиры трущихся поверхностей;

- отводят тепло от трущихся поверхностей;

- защищают поверхности трущихся деталей и другие неизолированные части от коррозионного воздействия внешней среды;

- уплотняют зазоры между сопряженными деталями;

- удаляют из зоны трения продукты износа, коррозии и прочие загрязнения.

Смазочные масла делят по способу получения и назначению.

По виду исходного сырья выделяют нефтяные, синтетические, растительные, полусинтетические масла.

Нефтяные масла в зависимости от способа получения делят на дистилятные, остаточные и смешанные.

По назначению выделяют следующие основные группы масел: моторные, трансмиссионные, турбинные, компрессионные, индустриальные, приборные и другие.

Моторные масла подразделяют на 3 группы универсальные, для карбюраторных и для дизельных двигателей.

Трансмиссионные масла подразделяются на масла, используемые для смазывания механических, гидромеханических и гидрообъемных передач.

Товарные масла состоят из базовых масел, в которых вводятся специальные присадки или антифрикционные добавки, улучшающие те или иные свойства.

Присадки - органические вещества, растворимые в маслах, антифрикционные добавки - твердые, нерастворимые в масле вещества неорганического происхождения.

По назначению присадки подразделяют на моюще-диспергирующие, антиокислительные, антифрикционные, противоизносные, противозадирные, вязкостные, противокоррозионные, депрессорные, противопенные и ингибиторы коррозии, комплексные.

Для качественной работы масла в узле трения, оно должно обладать следующими характеристиками:

- оптимальными вязкостно-температурными свойствами, обеспечивающими оптимальный режим смазки при любых температурах;

- оптимальными смазывающими свойствами, обеспечивающими минимальные потери на трение и минимальный износ;

- высокой устойчивостью к окислению, предотвращающей изменение химического состава;

- моющими свойствами, влияющими на снижение склонности масел к образованию отложений на деталях и в смазочной системе;

- низкой коррозионной активностью;

- хорошими защитными свойствами.

 

Таблица 5.2 – Основные характеристики моторных масел

 

Показатели	Карбюраторный двигатель
	ГОСТ 10541-78			ОСТ 38-01-370-84
	М8В1	М12Г1	М6з/10Г1	М4з/6Г1	М6з/10В
Вязкость при температуре, мм2/с 100оС 0оС	8±0,5 1200	12±0,5 -	10±0,5 1000	Не менее 6 -	8±0,5 6000
Индекс вязкости, не менее	90	95	125	140	110
Щелочное число, мг КОН на 1 г масла, не менее	4,0	8,5	10,6	5,5	5,5
Зольность сульфатная, %, не более	0,95	1,3	1,65	-	-
Температура вспышки в открытом тигле, оС, не ниже	200	220	210	165	190
Температура застывания, оС, не выше	-23	-20	-32	-42	-40
Моющие свойства по ПЗВ, баллы, не более	0,5	0,5	0,5
	Дизельные двигатели ГОСТ 10541-78
	М8В2	М10В2	М8Г2	М10Г2	М8Г2к
Вязкость при температуре, мм2/с 100оС 0оС	8±0,5 1200	11±0,5 -	8±0,5 1200	11±0,5 -	8±0,5 1200
Индекс вязкости, не менее	85	85	85	85	90
Щелочное число, мг КОН на 1 г масла, не менее	3,5	3,5	6,0	6,0	6,0
Температура вспышки в открытом тигле, оС, не ниже	200	205	200	205	200
Температура застывания, оС, не выше	-25	-15	-25	-15	-30

Экспериментальная часть

 

5.2.1 Оборудование, инструменты, реактивы

Цилиндр стеклянный;

Вискозиметр ВПЖ-4;

Пробирки химические;

Цилиндр мерный на 50 мл;

Колба КН-2-250-34 ТХС;

Пинцет никелированный;

Термометры ТН-7,ТН-2,TЛ-4;

Штатив химический;

Воронка стеклянная;

Плитка электрическая закрытого типа;

Кипятильник бытовой;

Стакан стеклянный емкостью 5000мл;

Бюретка ГОСТ;

Весы аналитические;

Секундомер;

Индикаторы: фенолфталеин 1 % раствор с 60% спиртом; метиловый оранжевый 0,02 % водный  раствор; 

Вода дистиллированная;  

Спирт этиловый ректификат 10 мл;  

Бензин Б70.

 

5.2.2 Определение вязкости и вязкостно-температурных свойств.  

Во время проведения работы необходимо определить вязкость при температурах 20,40,75,100^оС. Для этого с помощью кипятильника нагреть водяную баню до требуемой температуры и выдержать вискозиметр с маслом при данной температуре в течение 10 мин. Определить кинематическую вязкость масла по методике описанной в пункте 4.2.4.

По полученным значениям кинематической вязкости построить вяз­костно-температурную кривую, откладывая по оси абсцисс температуру, а по оси ординат кинематическую вязкость.

Вычислить индекс вязкости. Индекс вязкости определяется с помощью таблице 5.1. и формулам 5.1 или 5.2

,                                          (5.1)

 

                                             (5.2)

 

где n₃=n-n_2, n- кинематическая вязкость при 40^оС с индексом вязкости равным 0, обладающего при 100^оС такой же кинематической вязкостью, как испытуемое масло, сСт; n₁ – кинематическая вязкость испытуемого масла при 40^оС, сСт; n₂ - кинематическая вязкость при 40^оС с индексом вязкости равным 100, обладающего при 100^оС с такой же кинематической вязкостью, как испытуемое масло, сСт.

 

Таблица 5.1- Данные для расчета индекса вязкости

 

Кинематическая вязкость при 100 °С	V	V3	V2	Кинематическая вязкость при 100 °С	V	V3	V2
1	2	3	4	5	6	7	8
6,0	57,97	19,78	38,19	11,1	176,6	80,20	96,45
6,1	59,74	20,57	39,17	11,2	179,4	81,65	97,71
6,2	61,52	21,38	40,15	11,3	182,1	83,13	98,97
6,3	63,32	22,19	41,13	11,4	184,9	84,63	100,2
6,4	65,18	23,03	42,14	11,5	187,6	86,10	101,5
6,5	67,12	23,94	43,18	11,6	190,4	87,61	102,8
6,6	69,16	24,92	44,24	11,7	193,3	89,18	104,1
6,7	71,29	25,96	45,33	11,8	196,2	90,75	105,4
6,8	73,48	27,04	46,44	11,9	199,0	92,30	106,7
6,9	75,72	28,21	47,51	12,0	201,9	93,87	108,0
7,0	78,00	29,43	48,57	12,1	204,8	95,47	109,4
7,1	80,25	30,63	49,61	12,2	207,8	97,07	110,7
7,2	82,39	31,70	50,69	12,3	210,7	98,66	112,0
7,3	84,53	32,74	51,78	12,4	213,6	100,3	113,3
7,4	86,66	33,79	52,88	12,5	216,6	101,9	114,7
7,5	88,85	34,87	53,98	12,6	219,6	103,6	116,0
7,6	91,04	35,94	55,09	12,7	222,6	105,3	117,4
7,7	93,20	37,01	56,20	12,8	225,7	107,0	118,7
7,8	95,43	38,12	57,31	12,9	228,8	108,7	120,1
7,9	97,72	39,27	58,45	13,0	231,9	110,4	121,5
8,0	100,0	40,40	59,60	13,1	235,0	112,1	122,9
8,1	102,3	41,57	60,74	13,2	238,1	113,8	124,2
8,2	104,6	42,72	61,89	13,3	241,2	115,6	125,6
8,3	106,9	43,85	63,05	13,4	244,3	117,3	127,0
8,4	109,2	45,01	64,18	13,5	247,4	119,0	128,4
8,5	111,5	46,19	65,32	13,6	250,6	120,8	129,8
8,6	113,9	47,40	66,48	13,7	253,8	122,6	131,2
8,7	116,2	48,57	67,64	13,8	257,0	124,4	132,6
8,8	118,5	49,75	68,79	13,9	260,1	126,2	134,0
8,9	120,9	50,96	69,94	14,0	263,3	128,0	135,4
9,0	123,3	52,20	71,10	14,1	266,6	129,8	136,8
9,1	125,7	53,40	72,27	14,2	269,8	131,6	138,2
9,2	128,0	54,61	73,42	14,3	273,0	133,5	139,6
9,3	130,4	55,84	74,57	14,4	276,3	135,3	141,0
9,4	132,8	57,10	75,73	14,5	279,6	137,2	142,4
9,5	135,3	58,36	76,91	14,6	283,0	139,1	143,9
9,6	137,7	59,68	78,08	14,7	286,4	141,1	145,3
9,7	140,1	60,87	79,27	14,8	289,7	142,9	146,8
9,8	142,7	62,22	80,46	14,9	293,0	144,8	148,2
9,9	145,2	63,54	81,67	15,0	296,5	146,8	149,7
10,0	147,7	64,86	82,87	15,1	300,0	148,8	151,2

 

Продолжение таблицы 5.1

 

1	2	3	4	5	6	7	8
10,1	150,3	66,22	84,08	15,2	303,4	150,8	152,6
10,2	152,9	67,56	85,30	15,3	306,9	152,8	154,1
10,3	155,4	68,90	86,51	15,4	310,3	154,8	155,6
10,4	158,0	70,25	87,72	15,5	313,9	156,9	157,0
10,5	160,6	71,63	88,95	15,6	317,5	158,9	158,6
10,6	163,2	73,00	90,19	15,7	321,1	161,0	160,1
10,7	165,8	74,42	91,40	15,8	324,6	163,0	161,6
10,8	168,5	75,86	92,65	15,9	328,3	165,2	163,1
10.9	171,2	77,33	93,92	16,0	331,9	167,3	164,6
11,0	173,9	78,75	95,19

 

 5.2.3 Определение содержания воды количественным и качественным

 методами.

При испытании масла достаточно провести качественный анализ, чтобы судить о пригодности масла к применению.

Качественное определение воды можно провести с помощью одной из методик. 

При выполнении первой методики в химическую пробирку налить испытуемое масло до высоты 80-90 мм. В пробирку вставить термометр, установить ее в нагре­тую до 175 ±5^оС масляную баню и наблюдать за пробиркой и маслом несколько минут до достижения температуры масла в пробирке 150^о С. Если в масле есть вода, то на поверхности масла образуется пена, слышится характерное потрескивание, пробирка вздрагивает.

При выполнении второй методики. Качественное определение наличия воды в масле можно провести следующим методом. В сухую чистую пробирку налить испытуемое масло на ¼ высоты пробирки. Пробирку наклонить под углом 45^о отверстием в сторону от себя и нагреть над пламенем спиртовки. Если при нагреве появилась пена, слышится потрескивание, это говорит о присутствии воды в масле.

По НД нормируется содержание воды в работавших маслах не более 0,5%  для карбюраторных двигателей и 0,3% для дизельных двигателей. Для такой точной оценки содержания воды в масле применяется количественный метод, который основан на перегонке масла с растворителями, которые не смешиваются с водой, и измерении в градуированной ловушке сконденсированной воды.

Для проведения анализа собрать прибор, показанный на рисунок 5.1. В просушенную металлическую колбу налить 100 см³ испытуемого масла. Затем смешать со 100 см³ тщательно обезвоженного растворителя и перемешать содержимое колбы до полного растворения растворителя в масле.

Нижний край приемника ловушки вставить на хорошо пригнанной корковой пробке в отверстие металлической колбы так, чтобы он вдавался в колбу не более чем на 15-20 мм. К приемнику-ловушке присоединить при помощи шлифа холодильник. Нижний край кососрезанного конца трубки холодильника должен находиться против середины отводной трубки приемника-ловушки. Колбу в сборе с приемником-ловушкой и холодильником установить в штативе на асбестовой сетке над нагревательным прибором.

 

                                  

1- нагревательный элемент, колба для перегонки, 3- ловушка, 4 -холодильник

Рисунок 5.1- Установка для определения содержания воды:

 

Собрав прибор, пустить в холодильник воду. Содержимое колбы нагреть до кипения и далее перегонку вести так, чтобы из кососрезанного конца трубки холодильника в приемник-ловушку падали 3–4 капли в 1 сек. Перегонку прекратить, как только объем воды в приемнике-ловушке не будет увеличиваться и верхний слой растворителя станет совершенно прозрачным.

Время перегонки должно быть не менее 30 и не более 60 мин. Оставшиеся на стенках трубки холодильника капли воды столкнуть в приемник-ловушку палочкой. Если в приемнике-ловушке собралось небольшое количество воды до 0,3 см³ и растворитель мутен, то приемник-ловушку поместить на 20-30 мин в горячую воду для осветления и снова охладить до комнатной температуры. Затем записать объем воды, собравшийся в приемнике-ловушке.

Содержание воды в процентах по массе (W) в испытуемом масле вычислить по формуле:

,                                          (5.3)

где V - объем воды, собравшийся в приемнике ловушке, см³; V_м - объем испытуемого масла, см³ ; r_в- плотность воздуха, 1 г/см³; r_м - плотность масла, г/см³.

 

Измерение плотности масла произвести также как измерение плотности топлива см. п. 4.2.3.

5.2.4 Определение кислотного числа

Одно из назначений масел - предохранение металлических поверхностей от коррозии. Но масла иногда сами могут вызывать коррозию металлов. Одна из причин коррозионного воздействия масла на металлы, наличие в масле органических кислот, которые всегда присутствуют в масле. При эксплуатации масел содержание в них органических кислот увеличивается за счет окисления масла. Образующиеся агрессивные продукты вызывают коррозионный износ вкладышей подшипников, вкладышей коленчатого вала, зеркал цилиндров и поршневых колец, засмоление и закоксовывание поршней, клапанов, повышают нагарообразование, снижают надежность двигателя и повышая расход топлива.

Органические кислоты представляют особую опасность для цветных металлов, образуя с ними металлические мыла, густые, липкие массы выпадающие в осадок.   

В связи с возросшими удельными нагрузками на коренные и шатунные подшипники, вкладыши подшипников двигателей изготовлены из сталеалюминевой ленты, свинцовых, свинцово-серебрянных сплавов и др., обладающих повышенной прочностью. Но такие подшипники быстро разрушаются под действием органических кислот, особенно низкомолекулярных. Повышенной чувствительностью, к воздействию органических кислот, обладают вкладыши подшипников двигателей типа Камаз. Поэтому масла для этих автомобилей содержат значительное количество щелочных присадок.

Это придает маслу высокие нейтрализующие свойства. Значение кислотного числа дает возможность судить о дальнейшем его применение.

Определение кислотного числа масла проводится прямым титрованием, аналогично определению кислотного числа топлив см п. 4.2.6.

 

Контрольные вопросы

Какие эксплуатационно-технические требования предъявляются к моторным маслам для двигателей внутреннего сгорания?

Какие эксплуатационно-технические требования предъявляются к трансмиссионным маслам?

Какими показателями оцениваются вязкостно-температурные свойства масел?                                                                                                                       

Что такое динамическая, кинематическая, условная вязкость? В каких единицах они измеряются? 

Как определяется индекс вязкости и в каких пределах он изменяется?   

Как классифицируются автомобильные масла? 

Как маркируются автомобильные масла?                                                                

Какие присадки применяемые в маслах вы знаете?  

Принцип действия основных присадок, используемых в масле?

В чем заключается сущность моющих свойств масла?                        

Как изменяется щелочность масла в процессе эксплуатации авто­мобилей?

Как изменяется кислотность масла в процессе эксплуатации авто­мобилей?

---

Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 120; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!