Химмотология

1.5.1.Дизел двигателларига кўйилган эксплуатацион талаблар.


Дизел двигателларида ёнилғи тўла ва сифатли ёниши учун улар қуйидаги эксплуатацион талабларга жавоб бериши керак:
1. Юқори босим насоси узлуксиз ва пухта ишлаши учун ёнилғи яхши сўрилиши ва ҳайдалиши (бунинг учуи ёнилғи оптимал қовушқоқликка, зарур паст температура хоссаларига эга бўлиши) лозим;
2. Майин тўзийдиган ва яхши аралашма ҳосил қиладиган бўлиши (бунинг учун фракцион таркиби ва қовушоқлиги оптимал даражада бўлиши) зарур;

3. 
   Двигател осон юргизиб юбориши ва «юмшоқ» ишлаши учун тутун ҳосил қилмасдан батамом ёниши керак (ёнилғининг цетан сони, қовушқоқлиги ва фракцион таркибига боғлиқ), барқарор ёниши ҳамда ёнганда мумкин қадар кўп иссиқлик чиқариши зарур;
   
4. 
   Клапанларда, поршенларда ва поршен ҳалқаларида кўп қурум ҳосил бўлмаслиги, ниналар осилтиб колмаслиги ҳамда форсункаларнинг тўзиткич-лари коксланмаслиги лозим (булар эса ёнилғининг кимёвий ҳамда фракцион таркибига, тозалаш усули ва даражаси боғлиқ);
   
5. 
   Резервуарларни, ёнилғи трубаларини, ёнилғи бериш системасини ва двигател деталларини коррозияламаслиги керак (олтингугуртли бирикмалар, органик ҳамда минерал кислоталар, сув миқдорига боғлиқ);
   
6. 
   Узоқ муддат сақланганда хоссаларини ўзгартирмаслиги зарур.
   

1.5.2. Дизел ёнилғисининг физик ва кимёвий хоссалари


Дизел ёнилғисининг фракцион таркиби. Бу таркиб дизел ёнилғисинининг буғланишини кўрсатувчи ва бензинлардаги каби ёнилғи ҳажми билан ёнилғи температура орасидаги боғлиқликни белгилаб беради. Дизел ёнилғилари учун ҳайдашнинг бошланиши 170-200°С; 50% қишки дизел ёнилғиси 250°С гача, ёзда эса 280°С, 96%, яъни ҳайдашнинг охири 330-360°С температурагача қайнаб, буғга айланиши лозим. Бу температуралар ёнилғилииг юргизиб юбориш ҳусусиятларига таъсир кўрсатади. Дизел ёнилғисининг анча юқори температура ҳайдалиши ёнилғида оғир фракциялар борлигидан дарак беради. Бу оғир фракциялар ёнилғи арллашма ҳосил бўлиши жараённи ёмонлаштиради, ёнилғи кўп сарф бўлади, ишлатилган газ тутаб чиқади ва қуюнди кўп ҳосил булади.
Дизел ёнилғисининг қовушқоқлик хоссалари.
Ёкилғининг цилиндрда ёнувчи аралашма иш сифатига таъсир этувчи хоссаларидан бири -қовушқоқлик хоссасидир.
Қовушқоқлик деб, суюқликларнинг ички ишқаланишига қаршилик кўрсатиш хоссасига айтилади. Суюқликларнинг бундай хоссаси уларнинг молекулаларининг ҳаракати орқали ҳосил бўлади.
Қовушқоқлик деганда оқувчанликни ҳам тушуниш мумкин. Масалан, жумракли (бакдан) канистрдан бензин, мой, дизел ёнилғисини қуйиб вақтни белгиласак, бензин тезроқ тўлади, дизел ёнилғиси озгина секинроқ. мой эса яна ҳам кечроқ оқади.
Демак, қовушқоқлик деб, ташқи куч таъсирида суюқлик зарралари ҳаракатланганда бир-бирига кўрсатадиган қаршиликка айтилади. Дизелли двигателлари учун ёнилғининг қовушқоқлиги катта аҳамиятга эга. Суюқлик-нинг ички хоссаларини белгилайдиган абсолют қовушқоқлик ва шартли (мавҳум қийматга эга бўлган) қовушқоқлик бўлади. Абсолют қовушқоқлик ўз навбатида, динамик ва кинематик хилларга бўлинади. Динамик қовушқоқлик ρ-пуазда (П, ўлчамлиги гсм/с) ўлчанадиган ички ишқаланиш коэффициентидир.
Пуаз-юзи 1 см бўлган, бир-биридан 1 см масофада турувчи иккита суюқлик қатламининг-1 дина (гсм/с²) га тенг ташқи куч таъсирида 1 см/с тезликда ўзаро ҳаракатланишига бўладиган қаршилик. Халқаро ўлчов бирликлари системаси СИ да юза м да, куч-Ньютонда, масофа метрда ўлчанади. Бинобарин, қовушқоқлик ўлчамлилиги Н-с/м² бўлади. /П=0,1 мс/м² .
Нефт маҳсулотларини хоссаларини баҳолашда, одатда кинематик қовушқоқлик - ички ишқаланишнинг солиштирма коэффициенти ν кўриб чиқилади. Кине-матик қовушқоқлик ва динамик қовушқоқлик ўзаро боғлиқ ν=η/ρ, яъни бир хил температурадаги динамик қовушқоқлик η; нинг суюқлик зиглиги (р) нисбатига тенг.
Кинематик қовушқоқлик стоксда (Ст) ёки ундан 100 марта кичик бўлган бирлик-сантистоксда (сСт) ўлчанади. СИ системасида кинематик қовушқоқ-лик (мм²/с) ўлчанади, чунки η=кг/мс; р=кг/м³; яъни и= кг/мс; кг/м³=кг/м³/мскг=мм²/с;
1сСГ=10^-6м²/с
Температура ўзгариши билан қовушқоқлик ҳам ўзгаради, шунинг учун қовушқоқликнииг қийматини кўрсатишда у қандай температурада аниқланганлигини ҳам кўрсатиш зарур.
Дизел ёнилғиси учун 20°С температурадаги қовушқоқлик нормаланади, турли маркадаги ёнилғилар учун 1,8-6,0 сСт атрофида бўлиши керак. қовушқоқлиги ўртача бўлган (20^оС 2,5-4,0 сСт) дизел ёнилғисидан фойдаланиш маъқул. Қовушқоқлик камайиб кетиши ёки ошиб кетиши ёнилғи бериш аппаратларининг иши ҳамда аралашма ҳосил бўлиш ва ёнилғининг ёниш жараёни бузилади.
Қовушқоқлик паст бўлганда ёнилғи юқори босим насоси плунжер жуфтидаги тешик орқали ўтади, бу эса пуркаш босимининг камайишига олиб келади, ёнилғи форсунка тешиклари орқали сизиб чиқиши натижаснда қурум ҳосил булишини камайтиради. Ёнилғи насоснинг прецизион жуфтлари ёнилғи билан мойланади, ёнилғи қовушқоқлиги пасайиши натижасида мойлаш хоссалари ёмонлашади, бу эса ейилишнинг ошишига олиб келади.

Ёнилғи сарфи ортади, двигател қуввати пасаяди.

пуркалиш факели қисқа бўлади


Қовушқоқлик ортиб кетганда ёнувчи аралашма ҳосил бўлиш сифати ёмон-лашади, йирик томчилар ҳосил бўлиб, ёнилғи буғланишига кўп вақт керак бўлади. Ёнилғи тўлиқ ёнмайши. Сарфи ортади. Қурум ҳосил бўлиб иш бажар-ган газлар қорайиб чиқади, ёнилғи поршен тубига ва камера деворларига ўтириб қолади.


пуркалиш факели узун бўлади


Қовушқоқлик ўртача бўлганда ёнилғи бир хил тартибли томчилар тарзида тўзитилади. Буғли аралашма ёниш процесси яхшиланади. Оқувчанлиги яхши бўлади, трубалардан, майин тозалаш фильтри, юқори босим насосларидан ёнилғи осон ўтади. Йилнинг совуқ вақтида дизеллар яхши ишлашини таъминлаш учун қишки сорт дизел ёнилғисининг қовушқоқлиги пастроқ бўлади (чунки совуқда оғир ҳаракатланадиган бўлиб қолади насослардан ўтиши қийинлашади).
v, мм²/с
25
20
15 1
10 2
5 3


-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 t, ⁰С
11-расм. Дизел ёнилғиси қовушқоқлигини ν и, температураси - t °С билан боғлиқлиги графиги. 1- ёзгм; 2-қишки; 3-шимолкй дизел ёнилғилар.

Дизелларда ёнилғининг ёниши.

Қисқа вақт ичида ёниш камерасида физик (тўзитилиш, ҳаво билан аралашиш, исиш, буғланиш) ва мураккаб кимёвий жараёнлар (ёнилғи молекулалари оксидланишинннг турли босқичлари) содир бўлади. Натижада ёнилғининг 10-15% энергияси ажралади ва иссиқлик тўпланади, температура кўтарилади ва ёнилғи алангаланади. Ёнилғининг ҳаво кислороди билан аралашмаси ёна бошлаши учун зарур бўлган иситиш температураси ўз-ўзидан алангаланиш температураси деб аталади.
Ёнилғи таркибида енгил оксидланадигаи нормаль-парафин углеводо-родлар (УВ) кўп бўлиши иаткжасида алангаланишнинг кечикиш даври t-қисқа бўлади. Расм 12. Натижада двигател осон юргизиб юборилади. Двигател юмшоқ ва барқарор ишлайди, t - кўп бўлса (ортганда), яъни ёнилғи таркибида қийин оксидланадиган изомер углеводородлар , ароматик углеводородлар кўп бўлса, дизел двигатели тақиллаб ишлайди, чунки ёнилғи таркибидаги углеводородлар қийин оксидланади. Ёниш камерасида ёнилғи кўп тўпланади ва катта қисми бирданига алангаланади, босим кескин қўтарилади, двигателдан ўзига хос тақиллаган овоз эшитилади, натижада двигател қаттиқ ишлайди, подшипник вкладишлари, поршен халқалари ейилади. Ёнилғи сарфи ортади.
Расм 12 га кўра ёниш процесси 2-нуқтада бошланади, бунда босим жадал кўтарилади. Тез ёниш даври 2-нуқтадан 3-нуктагача давом этади, бунда энергиянинг асосий қисми (70%) ажралиб чиқади. Ёниш жараёни яхши тўғри ташкил қилинса, босим максимал қийматгача кўтариладн (бу вақтда ёнилғи бериш давом этганлигидан ёниш ҳали тугамайди). Учинчи давр секин ёниш даври (3дан-4гача) бошланади, бунда иссиқлик энергиясининг (20%) қисми ажралиб чиқадн. Бу даврни бошида ёнилғи бериш тугайди.
Д изел двигателларила ёнилғи аралашмасининг ҳосил бўлиши ва унинг ёниш интенсивлиги кўпгина сабабларга, чунончи, сиқилган ҳаво босими ва температурасига, тўзитилиш майинлигига, ҳаводаги ёнилғи миқдорига, ёнилғининг буғланувчанлигига боғлиқ бўлади. Аммо ёнилғининг кимёвий таркиби асосий аҳамиятга эга, у ёнилғининг алангаланиш температура-сигагина эмас, балки, алангаланишнинг кечикиш даврини ҳам (яъни ёнилғи берила бошлангандан то ўз-ўзидан алангалана бошлайдиган пайтгача ўтади-ган вақтни ҳам белгилайди)
Р,МПа 3¹ а
5 4
б
4 3 4¹


3

2
τ
1

τ

40 20 0 20 40 60 80 100 φ, град

12-расм.Дизел ёнилғиларининг ёйилган индикатор диаграммаси
а-юмшоқ ишлаш, б-қаттиқ ишлаш


Бу давр охирида кенгайиш чизиғида 4-нуқтадан кейин барча ёнилғи ёниб улгуриши керак.
Ёнилғи таркибида енгил оксидланадиган углеводородлар (нормал парафин углеводородлар) кўп бўлса, алангаланишининг кечикиш даври жуда қисқа бўлади. Натижада двигател осонгина юргизиб юборилади, юмшоқ ва барқарор ишлайди, ёниш процесси жуда яхши ўтади. (12-расм а, индиқатор диаграммаси).
Ёнилғининг қовушқоқлиги ортиши, фракцион таркиби оғирлашиши ва смолали-асфальт бирикмалар миқдорининг ортиши билан ёнилғининг ёниб тугаш вақти узаяди.
Ҳозирги замон текшириш усуллари дизел двигателларида пуркаладиган ёнилғи оқими ташқи кобиғининг бир кеча жойида бир вақтнинг ўзида аланганинг хажми манбалари ҳосил бўлишини аниқлашга имкон берди.
Бу ҳолда аланганинг тарқалиш тезлиги 1000 м/с етади. Юзага келадиган манбалар миқдори ёнишдан олдин бўладиган реакциялар (оксидланиш)нинг кечиш интенсивлиги ва алангаланишнинг кечикиш даврига боғлиқ..
Бу эса ёнилғи таркибида изомер тузилишдаги қийин оксидланадиган парафин углаводородлар ва ароматик углеводородлар миқдорига боғлиқ.. Чунки бу углеводородлар двигателнинг таққиллаб (қаттиқ) ишлашига сабаб бўлади 12-расм,б. Цилиндр ичида босим кескин кўтарилади, двигател қуввати камаяди, ёнилғи сарф миқдори ортади, деталлар тезда ишдан чиқади.