Строительные машины и оборудование, справочник





Планирование расхода топлива

Категория:
   Выбор топлива и смазочных материалов


Планирование расхода топлива

Различают два вида нормирования расхода топлива: индивидуальные и групповые.

Индивидуальные нормы устанавливают для каждой марки и модификации машины в зависимости от выполняющих технологических процессов.

Планируемый расход топлива для выполнения транспортных операций включает три составляющих: базовую (линейную) норму расхода на 100 км пробега; дополнительную норму на 100 тонно-километров (ткм) транспортной работы; дополнительную норму на ездку с грузом.



Базовая (линейная) норма расхода устанавливается в зависимости от категории подвижного состава.

Норма на транспортную работу устанавливается в зависимости от разновидности двигателя и полной массы подвижного состава.

Норма расхода топлива на ездку с грузом зависит только от полной массы подвижного состава.

Для строительных, дорожных, грузоподъемных и специальных машин устанавливаются индивидуальные нормы в литрах на час работы.

Базовые индивидуальные нормы расхода указываются для летнего периода эксплуатации машин, а для транспортных средств расход топлива соответствует расходу в городах с населением до 300 тыс. человек.

Влияние эксплуатационных условий на расход топлива учитывается поправочными коэффициентами.

Нормы расхода топлива в соответствии с нормативным источником [40] рекомендуется повышать для С ДМ при следующих условиях: – эксплуатация автомобилей, автотракторной техники, машин, механизмов и оборудования при отрицательных температурах окружающей среды в зимнее время — до 10% (зимнее время устанавливается приказом руководителя продолжительностью не более пяти месяцев с 1 ноября по 31 марта при установившейся отрицательной температура в течение первых пяти дней); – перевозка крупногабаритных, взрывоопасных грузов и других грузов, требующих пониженных скоростей движения грузов (до 20 км/ч), — до 10%; – перевозка крупногабаритных, легковесных грузов IV класса — до 20%; а эксплуатация новых или капитально отремонтированных машин или двигателей в обкаточный период — до 10%; – движение по свежеотсыпанному дорожному полотну при строительстве дорог — до 10%; – эксплуатация в карьерах, строительстве и обслуживании мелиоративных сооружений — до 20%; – испытание транспортных средств с установленным трафаретом «испытания» — до 10%; – эксплуатация транспортных средств в тяжелых дорожных условиях в период сезонной распутицы и обильных снежных заносов сроком не более одного месяца в году в соответствии с приказом руководителя — до 35%; – эксплуатация автомобилей, автотракторной техники, строительных и дорожных машин на строительных объектах при реконструкции зданий и сооружений в стесненных условиях — до 10%; – нормы расхода топлива рекомендуется снижать при эксплуатации автомобилей за городом по дорогам с усовершенствованным покрытиям в удовлетворительном состоянии — до 15%.

При сочетании нескольких надбавок нормируемый расход топлива устанавливается с учетом суммы или разности этих надбавок. Расход бензина для запуска дизельных двигателей дорожных и строительных машин, оборудованных пусковым двигателем, устанавливается в пределах до 3% в летнее время и до 5% в зимнее время от общего расхода дизельного топлива.

При работе специализированных грузовых автомобилей и автобусов линейные нормы расхода топлива увеличиваются или уменьшаются на каждую тонну превышения или снижения массы такого автомобиля против базового: бензина на 2,0 л, дизтоплива на 1,3 л, сжатого природного газа (СПГ) на 2,5 л.
Линейные нормы расхода топлива для автомобилей с прицепами или полуприцепами увеличиваются на каждую тонну собственной массы прицепа (полуприцепа): бензина до 2,0 л, дизельного топлива до 1,3л, СПГ до 2 м3. Это распространяется на собственную массу буксируемого автомобиля, трактора, механизма.

При транспортировке грузов автомобилями и автопоездами (кроме самосвальных) дополнительно нормируется расход топлива на каждые 100т • км: бензина до 2,0 л, дизельного топлива до 1,3 л, СПГ до 2 м3.

Для автомобилей-самосвалов и самосвальных автопоездов грузоподъемностью до 20 т дополнительно нормируется топливо на каждую ездку с грузом в количестве: 0,25 л бензина, 0,25 л дизтоплива, 0,3 м3 СПГ, а для автосамосвалов грузоподъемностью выше 20 т на каждую ездку расход топлива увеличивается на 1,0 л.

При работе автомобилей-самосвалов с самосвальными прицепами линейная норма расхода топлива увеличивается на каждую тонну собственной массы прицепа плюс 50% массы перевозимого на прицепе груза (при коэффициенте использования пробега 0,5): бензина 2,0 л, дизтоплива 1,3 л, СПГ 2,0 м3.

При значении коэффициента использования пробега выше 0,5 для автомобилей-самосвалов допускается нормировать расход топлива по формуле для бортовых автомобилей. Однако исходные линейные нормы корректируются исходя из разницы собственной массы этих автомобилей. Линейные нормы расхода топлива увеличиваются или уменьшаются на каждую тонну превышения или снижения массы такого автомобиля против базового: бензина на 2 л, дизтоплива на 1,3 л, СПГ на 2,5 л.

Для планирования годового расхода топлива по парку машин применяется групповое нормирование.

Групповое нормирование разрабатывается с учетом структуры парка машин, объема выполняемых работ, общей наработки, базовых (линейных) норм, эффективности использования машин и фактического расхода топлива за отчетный год.

Групповая норма является максимальным количеством топлива, которое допускается расходовать при выполнении единицы выполняемых работ, и выражается в граммах на тонно-километр, или на м3, или на м2.

Примеры определения нормирования расхода топлива.

В современных высокофорсированных двигателях работоспособны только масла, содержащие присйдки, придающие ему необходимые свойства или усиливающие природные свойства базового масла. Содержание присадок составляет до 25% моторного масла.

В настоящее время в эксплуатирующие организации поступает импортная техника, что предопределяет на рынке смазочных материалов необходимость широкого ассортимента масел с различными уровнями эксплуатационных свойств. Для удобства распространения информации об эксплуатационных свойствах, областях или условиях применения смазочных материалов разработаны и широко используются классификации и спецификации, которые позволяют сделать правильный выбор их применения при эксплуатации машин.

В настоящее время общепринятой в международном масштабе стала классификация, разработанная Американским обществом автомобильных инженеров (SAE), которая сообщает информацию только на вязкостно-температурные свойства масел. Для моторных масел применяется шесть зимних классов по вязкости (OW, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W) и соответственно пять летних (20, 30, 40, 50, 60). Всесезонные масла обозначают сдвоенным номером, например SAE OW-20, SAE 5W-30, SAE 10W-40, SAE 20W-60. Для зимних масел устанавливаются максимальные значения динамической вязкости, обеспечивающей проворачивание коленчатого вала, при низких температурах и минимальные значения кинематической вязкости при 100 °С. Каждый класс зимнего или всесезонного масла характеризуется также динамической вязкостью, соответствующей предельной температурой прокачиваемости масла при холодном запуске двигателя для исключения сухого трения.

Классификация моторных масел по условиям применения, предложенная Американским институтом нефти (API), в настоящее время производится по двум категориям: для карбюраторных двигателей — SH и SJ; для дизельных двигателей — CF, CF-4, CF-2, CG-4. Цифры при обозначении классов указывают на тактнрсть двигателя.

В рамках Международного комитета по стандартизации и одобрению смазочных материалов (ILSAC) американские и японские автомобилестроители разработали стандартные требования к моторным маслам карбюраторных двигателей, обозначаемых GF-1 и GF-2. По уровню эксплуатационных свойств они практически дублируют масла классов SH и SJ no API, но имеют более высокие энергосберегающие свойства.

По классификации Ассоциации европейских производителей автомобилей (АСЕА) моторные масла подразделяются на три категории по три класса в каждой.

Первая категория включает моторные масла А1-96, А2-96 и АЗ-96, которые используются в карбюраторных двигателях. В отличие от классификации API, АСЕА выделяет моторные масла для дизелей легковых автомобилей в отдельную категорию с классами В1—96, В2-96, ВЗ-96.

Масла для дизелей тяжелых грузовиков, строительных и дорожных машин обобщает третья категория с классами: Е1-96 — для двигателей без над-дува; Е2-96 — для двигателей умеренным наддувом в условиях обычной эксплуатации; ЕЗ-96 — для двигателей с турбонаддувом, эксплуатируемых в тяжелых условиях с максимальной наработкой.

В процессе эксплуатации машин моторное масло применяется в соответствии с рекомендациями фирмы-изготовителя, которые разрабатывают химмотоло-гическую карту на каждую машину. Следует учитывать, что используемые присадки в маслах по-разному воздействуют на чугун, сталь и цветные металлы.
Выбор вязкостно-температурных характеристик моторного масла зависит от климатических условий. Ориентировочные интервалы рабочих температур приведены в табл. 10.2.

Кроме указанных типов спецификаций в США и странах Западной Европы широко применяются масла военной спецификации США: MIL-L-2104 для дизельных двигателей и MIL-L-46152 для карбюраторных двигателей.

Моторные масла, выпускаемые в Республике Беларусь и Российской Федерации, классифицируются в соответствии с ГОСТ 17479.1-85.

Все рассмотренные классификации моторных масел являются основным документом для формирования базовых требований к моторным маслам со стороны производителей техники.

Основное назначение моторного масла — снижение трения и износа трущихся поверхностей деталей. Кроме смазки, оно должно обеспечивать: уплотнение зазоров в сопряжениях, особенно цилиндропоршневой группы; охлаждение деталей; удаление из зон трения продуктов износа и других механических включений; защиту поверхностей деталей двигателя от коррозии; предотвращение образования всех видов отложений на деталях двигателя; нейтрализацию кислот; обеспечение подачи масла в сопряжения при холодном пуске двигателя.

Условия работы моторного масла характеризуются высокими нагрузками и скоростями движения трущихся поверхностей с диапазоном температур деталей от отрицательных при запуске до 200 °С в подшипниках коленчатого вала и до 300 °С в зоне поршневых колец.

При работе двигателя в масле накапливаются нерастворимые продукты сгорания, окисления и механические частицы износа деталей. Кроме того, в результате окисления масла в нем накапливаются кислоты и смолы, а также несгоревшее топливо и вода. Поэтому в процессе эксплуатации масло теряет свои свойства, вызывая повышенный износ деталей. При работе двигателя часть масла сгорает, причем с увеличением зазоров в сопряжениях цилинд-ропоршневой группы масса сгорающего масла растет. Эта закономерность позволяет оценивать техническое состояние цилиндропоршневой группы двигателя.
Минимальный расход масла на угар составляет 0,3% расхода топлива (0,7 г/(кВтч)), а при приработке — более 0,7%.

К важнейшим эксплуатационным характеристикам моторных масел относят вязкость, смазывающую способность, температуру застывания, противо-окислительную и противокоррозионную стойкость, устойчивость к процессам испарения, образование эмульсий, вспенивание и выпадение присадок.

Вязкость имеет многофункциональное эксплуатационное значение. Она влияет на эффективность смазки пар трения, отвод тепла от рабочих поверхностей и уплотнение зазоров, на энергетические потери в двигателе, на запуск двигателя при отрицательных температурах. Вязкость масла может изменяться в сотни раз в зависимости от температуры окружающей среды, что отрицательно влияет на запуск двигателя. В зависимости от конструкции двигателя максимальная вязкость перед его запуском не должна превышать (4-10) • 10 мм2/с. Снижение вязкости при отрицательных температурах и стабилизация ее при 100 °С обеспечиваются загущающими присадками, которые составляют от 2 до 5% по объему. Загущенные масла обеспечивают минимальные механические потери на трение (мощность повышается на 3-7%), снижение нагарообразования, экономию топлива от 5 до 15%.

Смазывающие (противоизносные) свойства масла характеризуются образованием между поверхностями сопряженных пар упругой пленки, снижающей потери мощности на трение и изнашивание деталей. Смазывающие свойства моторного масла зависят от химического состава вязкости и наличия 0,1-2,0% присадок из соединений серы, хлора и фосфора.

Температура застывания характеризует низкотемпературные свойства масла. При этой температуре масло теряет текучесть. Запуск холодного двигателя возможен, если температура масла выше температуры застывания на 10 °С. Снизить температуру застывания масла можно путем добавления 0,1-1,0% (по объему) депрессорных присадок. Понижая температуру застывания масла до 20 °С, депрессорные присадки не влияют на его вязкостные свойства.

В процессе эксплуатации моторное масло подвергается глубоким химическим изменениям — окислению, разложению и т. д. В основном интенсивность окисления масла в двигателе зависит от температуры, а также наличия воды и механических примесей. Начиная с 60 °С скорость окисления масла удваивается на каждые 10 °С. Контакт масла с прорывающимися газами температурой 500-700 °С резко ужесточает условия работы дизеля, Первичные продукты окисления в масле находятся в растворенном состоянии. Затем появляются коллоидные соединения и мелкие механические взвеси, образующие лаки-осадки и нагары. Эти отложения прочно удерживаются на поверхности металла и представляют”большую опасность для поршневых колец. При заполнении кольцевых канавок лаковыми отложениями кольца заклиниваются, что приводит к снижению мощности и увеличению расхода масла.

Склонность масла к образованию лака и других отложений можно снизить добавлением 2-10% моющих присадок (как правило, на основе бариевых и кальциевых солей). В условиях эксплуатации для снижения лакообразова-ния необходимо не допускать работу двигателя с перегрузками и напряженным тепловым режимом.

Коррозионные свойства моторного масла зависят от наличия в нем продуктов окисления, сернистых соединений, щелочей и воды. В процессе эксплуатации двигателя содержание кислот в масле увеличивается в 3-5 раз. Кислоты, образующиеся в процессе работы двигателя, обладают повышенной коррозионной агрессивностью, и прежде всего для деталей из цветных металлов. Содержание серного и сернистого газов зависит от наличия серы в топливе. Эти газы, соединяясь с конденсатом паров воды, образуют сернистую и серную кислоты. Для нейтрализации воздействия кислот в масло добавляют антикоррозионные присадки, обладающие щелочными свойствами. При работе двигателя щелочные свойства масла уменьшаются и не могут полностью предотвратить накопление в масле окисленных продуктов. Поэтому в моторное масло добавляют органические соединения (пассиваторы), содержащие серу и фосфор и образующие на поверхности деталей защитную пленку.

Устойчивость моторного масла к образованию эмульсии, испарению и выпадению присадок зависит от его химического состава.

Эксплуатационные свойства масла зависят от композиции присадок. Работоспособность масла при смешивании различных присадок может увеличиваться или, наоборот, снижаться. Отдельные присадки улучшают несколько свойств масла (например, присадка ДФ-11 улучшает противоизносные и антиокислительные свойства).

В соответствии с ГОСТ 17479.1-85 моторное масло обозначается тремя группами знаков: первая — буквой М (моторное), вторая — цифрами, характеризующими класс кинематической вязкости, третья— буквами, указывающими на принадлежность масла к группе по эксплуатационным свойствам.

Класс моторного масла в виде целого числа отражает кинематическую вязкость при температуре 100 °С. Дробные классы регламентируют кинематическую вязкость при температуре -18 °С (по классу числителя). Причем цифра в знаменателе соответствует среднему значению кинематической вязкости при температуре 100 °С загущенного масла, а цифра в числителе с индексом «з» указывает на класс с загущающей присадкой, она регламентирует вязкость масла при -18 °С. В летний период эксплуатации двигателей рекомендуются классы 10,12 и т.д., а в зимний — 6 и 8. Выпускаемые промышленностью зимние масла обеспечивают холодный запуск двигателей при температуре до -10 °С. При более низкой температуре рекомендуется применять масла с загущающими присадками. Так, пуск двигателя без разогрева возможен при использовании масла класса 43/6 при температуре до -35 °С, класса 43/8 — до -25 °С и 63/10 — до -18 °С. Для высокофорсированных карбюраторных и дизельных двигателей летом целесообразно применять масло вязкостью 12 мм2/с при 100 °С.

Группа масла по эксплуатационным свойствам обозначается буквами А, Б, В, Г, Д, Е с индексом 1 (для карбюраторных двигателей) и 2 (для дизельных двигателей). Группа масла выбирается в зависимости от степени форсирования двигателя.

На рис. 10.1 показаны пять областей применения масел для различных значений средней скорости движения поршня (ип) и среднего эффективного давления (Ре) в цилиндре в конце такта сжатия. Необходимая группа масла находится на пересечении значений ип и Ре. Например, для двигателя ЯМЗ-238М выбирается группа Г.

При правильном выборе моторного масла срок его замены — 500 ч. Если применяется заменитель соседней группы, то периодичность уменьшается вдвое. В случае использования топлива с содержанием до 1% серы срок замены масла сокращается.

Качественные потери связаны с загрязнением, обводнением и окислением масла. Скорость загрязнения масла в дизельных двигателях выше в 2-5 раз, чем в бензиновых, и в 10-20 раз, чем в газовых, при равной мощности двигателей. Вода в масло может попадать из камеры сгорания (при сгорании 1 кг топлива образуется 1,2-1,4 кг воды), из системы охлаждения и при конденсации влаги. Процесс старения масла зависит от интенсивности его окисления. Интенсивность старения масла определяет периодичность его замены.

Одним из важнейших недостатков смазочных материалов на нефтяной основе является значительная зависимость их вязкости от температуры. Для снижения зависимости эксплуатационных свойств масел от температуры в строительной технике все шире применяются смазочные материалы на синтетической основе. Синтетические базовые масла получают целенаправленными химическими реакциями, в результате которых образуются органические соединения с низкой температурой застывания. Так, кремнийорганические соединения — полисилоксаны (силиконовые масла) — при изменении температуры от 100 до -18 °С сохраняют работоспособность при увеличении вязкости всего в 7-8 раз и застывают только при -60 °С. Вязкость масла на нефтяной основе с загущающей присадкой М-63/10Г в соответствии с указанным пределом изменения температур увеличивается в 500-600 раз, и масло застывает при -30 °С. Масла на синтетической основе обладают и высокой термоокислительной стойкостью. Ограничивает область применения силиконовых масел их низкая смазывающая способность.

Полиэфирные масла обладают высокими смазывающими свойствами и другими положительными качествами. Они имеют отличные вязкостно-температурные свойства при температуре застывания -70 °С и хорошо смешиваются с маслами на нефтяной основе. Как правило, полиэфирные масла применяются в экстремальных условиях эксплуатации СДМ. Для обеспечения гидродинамического режима в подшипниках скольжения двигателей внутреннего сгорания в полиэфирные масла вводят специальные загустители, так как вязкость их при температуре 100 °С, как правило, не превышает 4 мм2/с.
Высокими смазывающими и защитными свойствами обладают фосфорор-ганические масла, которые применяют в сборочных единицах с большими механическими и термическими нагрузками.

В настоящее время ведется работа по созданию новых моторных масел на синтетической основе, которые бы сочетали в себе все наиболее ценные эксплуатационные свойства. И такие масла уже созданы.

Они обладают низкой температурой застывания, высокой стойкостью к окислению. Новые масла часто получают смешиванием базовых синтетических компонентов для улучшения растворимости присадок и совместимости их с конструкционными материалами. Однако они еще дороже минеральных в несколько раз. Для снижения стоимости производят масла на высококачественной минеральной основе с добавками синтетических и металлических компонентов. Количество этих добавок в каждом случае должно быть оптимальным.

Работоспособность масла зависит от содержания воды, сернистых и смолистых веществ, вязкости, кислотности и т.д. Наличие воды в объеме масла способствует гидролизу присадок определенного химического состава и формирует граничный слой на поверхности металла, приводящий к интенсивному коррозионно-механическому изнашиванию. Наибольшие изменения происходят при содержании воды в масле 0,5-2%.

Сернистые соединения в масле увеличивают противоизносные свойства. Вещества, содержащие серу, хлор, фосфор, органические соединения молибдена, а также различные соединения металлов в зоне трущихся поверхностей в результате химического взаимодействия образуют новые продукты, отличающиеся более низкой температурой плавления и пластичностью. Например, сера образует сульфид железа, температура плавления которого на 350 °С ниже температуры плавления железа. Течение сплава в местах контакта производит химическое полирование поверхности, в результате чего удельное давление и температура в сопряжениях снижаются. Однако присадки, содержащие серу, хлор и фосфор, являются агрессивными в отношении цветных металлов и эластомерных деталей (сальников, манжет, прокладок и др.).

Одним из основных факторов, снижающих работоспособность моторного масла, являются окислительные процессы, которые происходят в несколько этапов. В начале окисления накапливаются перекиси, которые впоследствии резко ускоряют процесс. Первый этап практически не изменяет физико-химических свойств масла и называется индукционным периодом, который и определяет работоспособность масла.

После индукционного периода начинаются самоускоряющиеся реакции окисления, изменяющие физические и химические свойства. На поверхностях деталей образуются отложения, приводящие к повышенному износу и коррозии деталей.

Читать далее:

Категория: - Выбор топлива и смазочных материалов

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины