Определение качества бензина

Цель работы:

1. Знакомство с нормативно-технической документацией по качеству бензинов (ГОСТами на показатели качества и методы их определения) (см. Приложение, табл. 1 и 2).

2. Оценка испытуемого образца бензина по внешним призна­кам (прозрачность, цвет, запах, наличие воды и видимых нево­оруженным глазом механических примесей, характер испарения капли с фильтровальной бумаги).

3. Проведение анализа на содержание в бензине водораствори­мых кислот и щелочей.

4. Определение наличия в бензине олефинов.

5. Измерение плотности бензина ареометром.

6. Определение фракционного состава бензина разгонкой.

Работа производится в вытяжном шкафу!

Оборудование и реактивы: цилиндры емкостью 100 и 10 см³, фильтровальная бумага, делительная воронка, ареометр, набор пробирок, пипетки, термометр, стеклянная палочка, колба Вюрца, нисходящий холодильник, колбонагреватель, образец бензина, перманганат калия (0,1 М водный раствор), метиловый ­оранжевый (0,02% - ный водный раствор), фенолфталеин (1 % - ный спиртовой раствор), индикаторная паста ИСВ-ПР.

1.1. Оценка бензина по внешним признакам

Неэтилированные бензины, как правило, бесцветны. Иногда они имеют желтоватый оттенок из-за наличия смолистых веществ. Этилированные бензины специально окрашивают (в ярко-жел­тый или оранжево-красный цвет), так как входящий в их состав тетраэтилсвинец ядовит.

Для определения прозрачности бензина используют стеклянный цилиндр. Невооруженным глазом не должно быть обнаружено меха­нических взвешенных и осевших на дно цилиндра посторонних при­месей и воды. Мутность бензина при комнатной температуре обыч­но обусловлена наличием в нем воды в виде эмульсии или механических примесей. Такой бензин перед применением необходимо под­вергнуть отстою и фильтрации. Наличие воды в бензине особенно опасно в зимнее время, когда образующиеся кристаллы льда нару­шают дозировку топлива и даже могут вызывать полное прекраще­ние его подачи. Кроме того, при наличии воды увеличивается кор­розионное действие топлива, усиливаются процессы окисления.

Механические примеси могут попадать в топливо при исполь­зовании грязной тары и загрязненного заправочного оборудова­ния. Применение топлива, содержащего механические примеси, вызывает засорение топливодозирующей системы, износ топлив­ной аппаратуры, а при попадании в цилиндры двигателя — износ цилиндропоршневой группы. В бензинах не допускается присут­ствие даже мельчайших механических примесей.

Бензины имеют наиболее легкий фракционный состав по срав­нению с другими нефтепродуктами. Для определения испаряе­мости каплю испытуемого бензина наносят на фильтровальную бумагу и наблюдают характер испарения. Зим­ние автомобильные бензины полностью испаряются за 1 мин, не оставляя никакого следа. Летние автомобильные бензины ис­паряются медленнее, на бумаге сохраняется не полно­стью высохшее пятно.

Для проведения анализа испытуемый бензин налейте в стеклянный цилиндр, визуально определите наличие или отсутствие взвешенных или осевших на дно твердых частиц, водного слоя на дне цилиндра и характерной мути. Оценка наличия воды в бензине также осуществляется с использованием индикаторной пасты ИСВ-ПР. На стеклянную палочку нанесите небольшое количество индикаторной пасты, опустите палочку в испытуемый образец бензина. Изменение цвета индикаторной пасты с желтого на красный свидетельствует о наличии воды в бензине. Результаты наблюдений запишите в отчет.

1.2. Определение содержания в бензине

водорастворимых кислот и щелочей (ГОСТ 6307-75)

Из-за нарушения технологии очистки бензина в нем могут при­сутствовать водорастворимые кислоты и щелочи. Например, после очистки бензина при неполной нейтрализации серной кис­лоты щелочью не исключено наличие остатков как самой кисло­ты, так и ее производных — сульфокислот и кислых эфиров. Для удаления щелочи после нейтрализации серной кислоты бензин промывают водой. Щелочь попадает в топливо при плохой про­мывке в процессе очистки. Другие водорастворимые кислоты и щелочи могут оказаться в топливе случайно.

Присутствие в бензине водорастворимых кислот и щелочей вызывает интенсивное изнашивание деталей двигателя (коррозия металлов), поэтому ГОСТы предусматривают их полное отсутствие.

Минеральные кислоты и щелочи, находящиеся в горюче-смазочных материалах, являются одной из причин, вызывающих коррозию деталей двигателя, а также металлической тары и емкостей. Поэтому бензины, содержащие водорастворимые кислоты и щелочи, к эксплуатации непригодны.

Для определения содержания в бензине водорастворимых кис­лот и щелочей

образец бензина тщательно перемешайте встря­хиванием в бутылке, затем налейте в делительную воронку 3 (рис. 1.1.) 10 мл испытуемого бензина и добавьте такое же коли­чество дистиллированной воды. Воронку закройте пробкой, снимите со штатива и перемешайте содержимое встряхиванием в тече­ние 5 мин. После этого воронку укрепите на штативе, дайте смеси отстояться, затем водную вытяжку 1, находящуюся внизу дели­тельной воронки, слейте с помощью крана 4 в две пробирки 6.

Рис. 1.1. Определение содержания в бензине водораст­воримых кислот и щелочей:

1 — водная вытяжка; 2 — бензин; 3 — делительная воронка; 4— кран; 5 — пипетки;

6 — пробирки

В одну из пробирок добавьте одну-две капли раствора метил­оранжа, в другую — одну-две капли раствора фенолфталеина. При наличии в бензине водорастворимых кислот водная вытяжка в про­бирке окрасится в красный цвет, а при их отсутствии — в желто-оранжевый.

При наличии в бензине щелочей водная вытяжка окрасится в малиновый цвет, а при их отсутствии — останется бесцветной или слегка побелеет. Полученные результаты необходимо сравнить с данными табл. 1.1. Полученные результаты запишите в отчет.

Таблица 1.1. Цвет индикаторов в различных средах.

Среда	Метилоранж	Фенолфталеин
Щелочная	Желтый	Малиновый
Нейтральная	Оранжевый	Бесцветный
Кислая	Красный	Бесцветный

Бензин может быть допущен к применению только при усло­вии, что его водная вытяжка остается нейтральной. Если водная вытяжка кислая или щелочная, то испытуемый бензин бракуют. Результаты наблюдений запишите в отчет.

1.3. Определение наличия олефинов в бензине

Олефинами называются непредельные углеводороды, содержащие в молекулах двойные углерод-углеродные связи.

Бензины для двигателей, имеющие в своем составе продукты термического крекинга, могут содержать значительное количе­ство олефинов, способных во время транспортирования и хра­нения превращаться вследствие окислительно-полимеризационных процессов в смолы, чрезмерно высокая концентрация ко­торых негативно отражается на работе двигателей. В связи с этим возникает необходимость качественной оценки в эксплуатаци­онных условиях способности бензинов к самопроизвольному осмолению.

Олефины легко окисляются, восстанавливая соприкасающие­ся с ними окислители. Для выполнения анализа испытуемый бен­зин налейте в проградуированную пробирку до уровня 30... 40 мм и добавьте примерно такое же количество водного раствора перманганата калия. Пробирку закройте пробкой, интенсивно встряхните смесь в течение 10... 15 с, а затем дайте смеси отстояться. Если после отстаивания жидкость в нижней части пробирки имеет малиново-фиолетовую окраску, то это свидетельствует об отсутствии в бензине олефинов.

Обесцвечивание водного слоя или изменение малиново-фио­летовой окраски на желтую или коричневую является признаком наличия олефинов в испытуемом бензине. Результаты наблюдений запишите в отчет.

1.4. Определение плотности бензина (ГОСТ3900-85)

Плотность принадлежит к числу обязательных показателей, включаемых в паспорт на топлива двигателей.

Система учета и отчетности, а также расчеты при составлении заявок на снабжение должны предусматривать пересчет количе­ства бензина из массовых единиц в объемные и обратно. Кроме того, контроль наличия и остатков в емкостях автомобильных за­правочных станций (АЗС) также невозможен без четко налажен­ного пересчета массовых единиц измерения в объемные.

Для пересчета количества бензина из объемных единиц в мас­совые достаточно умножить объемное количество бензина, заме­ренное при определенной температуре, на плотность бензина при той же температуре:

С_б = V_бr

где C_б — количество бензина в массовых единицах, кг; V_б — количество бензина в объемных единицах при определенной температуре, л; r— плотность бензина при той же температу­ре, г/см³.

Наиболее простым и удобным является определение плотности нефтепродуктов ареометром (ГОСТ 3900-85). Для определения плотности бензина стеклянный цилиндр уста­новите на ровной поверхности и по стеклянной палочке осто­рожно налейте в него бензин. Температура бензина не должна отклоняться от температуры окружающей среды более чем на 5 °С.

Далее чистый и сухой ареометр (нефтеденсиметр) с ценой деления 0,0005 г/см³ (рис. 1.2) медленно погрузите в бензин до момента его всплытия. Отсчет произведите по верхнему краю мениска с точностью до третьего знака. При этом глаз должен находиться на уровне поверхности бензина. Тем­пературу бензина определите термометром. Плотность бензина при­нято указывать при температуре +20 °С. Если температура бензина в момент определения его плотно­сти отличалась от указанной, следует ввести температурную по­правку g (табл. 1.2).

Плотность бензина определяется по формуле: r₂₀ = r_t + g (t - 20),

где r₂₀ — плотность бензина при температуре +20 °С, г/см³; r_t — плотность бензина при температуре замера, г/см³; g — темпера­турная поправка, г/(см³×^оС); t — температура бензина в момент замера, ^оС.

Рис. 1.2. Определение плотно­сти бензина:

а — ареометром: 1 — шкала тер­мометра; 2 — шкала плотности (г/см³);

б — нефтеденсиметром: 1 — нефтеденсиметр; 2 — бензин; 3 — цилиндр

Таблица 1.2. Средние температурные поправки для определения плотности бензина

Замеренная плотность бензина r, г/см3	Температурная поправка g, г/(см3×оС)	Замеренная плотность бензина r, г/см3	Температурная поправка g, г/(см3×оС)
0,720...0,729	0,000870	0,820...0,829	0,000738
0,730...0,739	0,000857	0,830...0,839	0,000725
0,740...0,749	0,000844	0,840...0,849	0,000712
0,750...0,759	0,000831	0,850...0,859	0,000699
0,760...0,769	0,000818	0,860...0,869	0,000686
0,770...0,779	0,000805	0,870...0,879	0,000673
0,780...0,789	0,000792	0,880...0,889	0,000660
0,790...0,799	0,000778	0,890...0,899	0,000647
0,800...0,809	0,000765	0,900...0,909	0,000633
0,810...0,819	0,000752	0,910...0,919	0,000620

Результаты проведенного исследования необходимо занести в таблицу1.3.

Плотность бензина стандартами не нормируется, по этому по­казателю можно только ориентировочно судить о его принадлеж­ности к виду топлива: бензин, керосин, дизельное топливо и т.д. (см. Приложение, табл. 3), так как многие марки различных топлив имеют одинаковую плотность.

Таблица 1.3. Результаты определения плотности бензина

Показание нефтеденсиметра	Температура топлива, °С	Температурная поправка g, г/(см3×оС)	Плотность топлива r при +20 °С, г/см3

1.5. Определение фракционного состава бензина (ГОСТ 2177-82)

Фракционный состав бензина определяет его важ­нейшие эксплуатационные свойства. Легкость пуска холодного двигателя, необходимая интенсивность подогрева впускного тру­бопровода, мощностные показатели, топливная экономичность, интенсивность изнашивания двигателя зависят от фракционного состава бензина.

В отличие от химически одно­родных веществ (например, вода, спирт, эфиры), имеющих посто­янную температуру кипения, зависящую только от баромет­рического давления, бензин яв­ляется сложной смесью углеводородов, кипящих при различных температурах. Поэто­му для оценки испаряемости бен­зина определяют зависимость количества испарившегося бен­зина от температуры.

Зависимость объема перегнан­ного топлива от температуры — кривая перегонки — дает нагляд­ное представление о фракцион­ном составе топлива (рис. 1.3). Для характеристики фракционного состава в стандартах указаны тем­пературы, при которых перегоняется 10; 50 и 90% бензина, а также температуры начала (t_н.п.) и конца (t_к.п.) его перегонки.

Рис. 1.3. Кривая перегонки бензина:

q — количество перегнанного топлива;

t — температура разгонки

По характерным точкам на кривой фракционного состава можно приближенно судить о некоторых эксплуатационных качествах бен­зина. Например, температура перегонки 10 % бензина (t_10%) харак­теризует его пусковые свойства, в частности, возможность пуска двигателя при низких температурах воздуха. Температура перегонки 50 % бензина (t_50%) характеризует не­обходимую интенсивность прогрева впускного трубопровода, а также скорость прогрева двигателя и возможность более быстрого прекращения обогащения горючей смеси при пуске.

Температуры перегонки 90 % бензина (t_90%) и конца перегон­ки (t_к.п.) достаточно полно характеризуют противоизносные свой­ства бензина, так как с повышением этих температур увеличива­ется количество тяжелых трудно испаряющихся фракций, попада­ющих в цилиндр в капельно-жидком состоянии и смывающих масляную пленку с зеркала цилиндров.

Рис. 1.4. Прибор для определения фракционного состава бензина:

1 — горелка (или колбонагреватель); 2 — колба Вюрца; 3 — кожух; 4 — пробка;

5 — термометр; 6 — отводная трубка; 7 — трубка для конденсата; 8 — холодильник

9 — стеклянный мерный цилиндр

Схема прибора для определения фракционного состава бензи­на показана на рис. 1.4. В колбу 2 вместимостью 125 мл, помещен­ную в кожух 3, налиейте 100 мл бензина. Колбу подогрейте, регулируя температуру нагревания колбонагревателя (горелки) 1 так, чтобы первая капля бен­зина с момента начала перегонки попала в мерный цилиндр 9 не ранее чем через 5 мин и не позднее чем через 10 мин. По термо­метру 5, установленному при помощи уплотнительной пробки 4 в горловине колбы так, чтобы его ртутный шарик был на уровне отводной трубки 6, отметьте температуру падения в мерный ци­линдр первой капли бензина, т. е. температуру начала перегонки бензина. В дальнейшем замеряйте температуру после каждых 10 мл бензина, поступающего в мерный цилиндр. При этом интенсив­ность нагревания колбы должна обеспечивать перегонку 4...5 мл бензина в течение минуты (20—25 капель за 10 с). Для конденса­ции паров бензина трубка 7 расположена в холодильнике 8, за­полненном проточной водой.

Вычитая из количества бензина, залитого в колбу, количество бензина, находящегося в мерном цилиндре, и остаток в колбе, получают потери при перегонке. Результаты проведенного исследования занесите в таблицу и, используя их, постройте кривую перегонки (рис. 1.3.) и заполнить итоговые табл. 1.4. и 1.5.

Таблица 1.4. Результаты фракционной перегонки.

Фракционный состав, oС	Остатки бензина, %	Потери бензина, %
tн.п.	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%	t к.п.

Давление насыщенных паров характеризует испаряемость го­ловных (пусковых) фракций бензинов и, прежде всего, их пуско­вые качества. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем легче он испаряется и тем быстрее происходит пуск и прогрев двигателя. Однако если бензин имеет слишком высокое давление насыщен­ных паров, то он может испаряться до смесительной камеры карбюратора. Это приведет к ухудшению наполнения цилиндров, возможному образованию «паровых пробок» в системе питания и снижению мощности, перебоям в работе двигателя и даже его остановке.

Для нестандартных бензинов необходимо сопоставить факти­ческие отклонения от ГОСТа с допустимыми. Если фактические отклонения показателей не выходят за пределы допустимых, бен­зин применяют по прямому назначению. Допустимые отклонения от норм выбраны таким образом, чтобы не наблюдалось заметно­го снижения показателей надежности работы автомобиля. Бензины, не отвечающие техническим требованиям, могут быть ис­пользованы по прямому назначению после доведения их показа­телей до норм ГОСТа (например, смешением нестандартного бензина с другим бензином, имеющим запас качества по соответ­ствующим показателям).

Решение о применении всех бензинов (как стандартных, так и нестандартных) принимают после обязательной эксплуатацион­ной оценки их фракционного состава с помощью номограммы (рис. 1.5).

Легкость пуска карбюраторного двигателя непосредственно свя­зана с наличием в бензине легких фракций. Чем больше в бензине низкокипящих углеводородов, тем лучше его пусковые свойства. Поэтому возможность легкого или затруднен­ного пуска двигателя связывают с испарением при перегонке пер­вых 10 % бензина или с температурой перегонки 10 % бензина (t_10%).

Рис. 1.5. Номограмма для эксплуатационной оценки бензинов по данным их раз­гонки.

Области: 1 — возможного образования паровых пробок; 2 — легкого пус­ка двигателя;

3 — затрудненного пуска двигателя; 4 — практически невозможно­го пуска холодного

двигателя; 5 — быстрого прогрева и хорошей приемистости; 6 — медленного прогрева

и плохой приемистости; 7 — незначительного разжи­жения масла в картере;

8 — заметного разжижения масла в картере; 9 — интен­сивного разжижения масла в картере

Для оценки пусковых свойств бензинов необходимо найти по номограмме два значения температуры наружного воздуха, явля­ющиеся нижними границами легкого и затрудненного пуска дви­гателя. Практически этот вопрос решают следующим образом: на оси абсцисс отмечают точку, соответствующую t_10% испытуемого бензина (для иллюстрации на номограмме t_10% взята равной 70 °С); из нее восстанавливают перпендикуляр (вертикальная пунк­тирная прямая); из точки его пересечения с наклонными сплош­ными линиями (нижними границами областей, представленных на номограмме) проводят горизонтальную линию до пересече­ния с осью ординат и на ней читают ответ. В рассматриваемом примере легкий пуск холодного двигателя возможен при мини­мальной температуре наружного воздуха -5 °С, а затрудненный пуск — при -15 °С.

Оцените бензин и сделайте заключение по форме табл. 1.5.

Таблица 1.5. Эксплуатационная оценка бензина по данным разгонки

Самая низкая температура наружного воздуха, оС, при которой возможно:	Температура
Образование паровых пробок
Обеспечение легкого пуска двигателя
Обеспечение затрудненного пуска двигателя
Обеспечение быстрого прогрева и хорошей приемистости
Незначительное разжижение масла в картере
Заметное разжижение масла в картере

1.6. Оценка анализируемого образца по паспортным данным.

Определение требуемого октанового числа

Оценка производится сравнением показателей качества по стандарту и паспорту качества образца. Определение необходимого октанового числа для конкретного двигателя по условию бездетонационной работы можно производить по эмпирической формуле:

,

где e - степень сжатия двигателя; D – диаметр цилиндра, мм.

Справочные данные для двигателей:

1. МеМЗ-245 - e=9,25; D=72 мм;

2. ВАЗ-2106 - e=8,5; D=79 мм;

3. ВАЗ-2108 - e=9,9; D=76 мм;

4. ВАЗ-21083 - e=9,9; D=82 мм;

5. ЗМЗ-53-11 - e=7,6; D=92 мм;

6. ЗИЛ-508.10 - e=7,1; D=100 мм;

Октановое число бензина можно определить по результатам разгонки, используя эмпирическую формулу: ,

где t_ср – средняя температура перегонки бензина, ^оС;

t_нп –температура начала перегонки бензина, ^оС;

t_кп –температура конца перегонки бензина, ^оС;

r₂₀ – плотность бензина при 20 ^оС, г/см³.

Сделайте заключение о пригодности анализируемого образца бензина к применению. Заполните таблицу 1.6 в соответствии с полученными экспериментальными данными.

Таблица 1.6. Соответствие основных показателей образца бензина требованиям ГОСТа.

Показатели	Значение показателей	Отклонения показателей от ГОСТа
для испытуемо­го образца	по ГОСТу
фактические	допустимые
Октановое число
Фракционный состав, °С:
tн.п.				-1
t10%				-5
t50%				+3
t90%				+3
tк.п.				+5
Остаток в колбе, %				0,3
Остаток в колбе + + потери, %				Не допус­кается

Контрольные вопросы

1. Что такое плотность вещества, как ее определяют?

2. Как зависит плотность от температуры?

3. В каких пределах находится плотность бензинов?

4. Каким показателем оценивается наличие органических кислот в топ­ливе?

5. Что такое фракционный состав топлива и как он определяется?

6. Какое свойство топлива характеризует фракционный состав?

7. Какие свойства топлив характеризует температура 10%, 50% и 90% отгона?

8. Каковы технические требования ГОСТа к фракционному составу бензина?

9. Перечислите марки бензинов.

10. Перечислите основные эксплуатационные требования к автомобильным бензинам.

11. Что называется октановым числом? Какими методами определяют октановое число бензина?

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Цель работы:

1. Оценка испытуемого образца дизельного топлива по внешним признакам (прозрачность, цвет, запах, наличие воды и видимых невооруженным глазом механических примесей).

2. Определение кинематической вязкости испытуемого образца дизельного топлива при температуре +20 ^оС.

3. Определение плотности испытуемого образца дизельного топ­лива при температуре +20 °С.

4. Определение температуры помутнения и застывания.

5. Установление по имеющимся данным марки испытуемого образца топлива, его соответствия ГОСТу (или ТУ) и оформле­ние заключения о пригодности данного образца топлива для дви­гателей автомобилей (см. Приложение, табл. 5 и 6).

Работа производится в вытяжном шкафу!

Оборудование и реактивы: цилиндр емкостью 100 см³, набор ареометров, термометр, термостат, резиновая трубка с грушей, секундомер, прибор для определения температуры помутнения топлива, охлаждающая смесь, образец дизельного топлива, серная кислота.

2.1. Оценка дизельного топлива по внешним признакам

При оценке дизельных топлив по внешним признакам исполь­зуют методы, рассмотренные применительно к оценке бензинов в лабораторной работе № 1. Дополнительно необходимо отметить некоторые характерные особенности, относящиеся к цвету и за­паху топлив.

Все дизельные топлива окрашены, что обусловлено наличием в них растворенных смол. В зависимости от природы и количест­ва смол цвет топлива, определяемый в стеклянном цилиндре диа­метром 40… 55 мм, изменяется от желтого до светло-коричневого. Чем меньше интенсивность окраски топлива, т.е. чем оно светлее, тем меньше в нем смолистых веществ и тем выше его качество.

В большинстве случаев дизельные топлива имеют не резко выра­женный запах, типичный для многих нефтепродуктов (за исключе­нием бензинов и керосинов). Зимние и особенно арктические сор­та дизельных топлив мало отличаются по фракционному составу от керосинов, поэтому по запаху они могут быть схожи с керосинами.

После оценки испытуемого образца по внешним признакам не­обходимо сравнить его с имеющимися в лаборатории пробами стан­дартных дизельных топлив и дать предварительное заключение о его принадлежности к той или иной марке дизельного топлива.

2.2. Определение наличия механических примесей и воды

Определение наличия механических примесей и воды производится аналогично материалу, изложенному в лабораторной работе 1 (см. 1.1.).

2.3. Определение кинематической вязкости при 20 ^оС (ГОСТ 33-2000)

Вязкостью называется свойство жидкости оказывать сопро­тивление при сдвиге или скольжении ее слоев. Препятствие перемещению слоев жидкости создают силы межмолекулярного притяжения. Внешне вязкость проявляется в степени подвижно­сти: чем меньше вязкость, тем жидкость подвижнее, и наоборот. Величину вязкости выражают в единицах динамической или ки­нематической вязкости.

На рис. 2.1 показана схема, которая иллюстрирует понятие динамической вязкости. Из рисунка видно, что слои жидкости площадью 1 м² находятся на расстоянии 1 м и перемещаются от­носительно друг друга со скоростью 1 м/с и при этом оказывают сопротивление силой 1 Н. Такое сопротивление соответствует динамической вязкости 1 Па•с или 1 Н•с/м². На практике, как правило, пользуются кинематической вязко­стью, которая характеризует эксплуатационные свойства топлив и масел в зависимости от температуры и позволяет решать вопрос о пригодности нефтепродуктов для данного двигателя и о надеж­ности его работы на всех возможных режимах эксплуатации. Ки­нематическую вязкость определяют по ГОСТу 33—2000 в капил­лярном вискозиметре (рис. 2.2) по времени перетекания опреде­ленного объема жидкости (от метки А до метки Б) под действием силы тяжести при заданной температуре. Чем больше время пере­текания жидкости через капилляр, тем выше ее вязкость. Кине­матическую вязкость n, мм²/с, рассчитывают по формуле: n = с • t,

где с - калибровочная постоянная вискозиметра, мм²/с; t - время протекания жидкости, с.

V₁ – V₂ = 1 м/с

Рис. 2.1. Схема взаимного смещения слоев жидкости при определении вязкости

Зависимость между кинематической вязкостью и динамиче­ской выражается формулой: h = n r 10^-3,

где h - динамическая вязкость жидкости, МПа•с; r - плот­ность жидкости при той же температуре, при которой определя­лась кинематическая вязкость, кг/м³.

Рис. 2.2. Заполнение жидкостью вискозиметра: а – ВПЖ-2; б – Пинкевича;

1 - широкое колено; 2 - узкое колено; 3, 4, 6 - расширительные емкости;

5 — резиновая рубка; 7 - полый отросток; А - верхняя метка; Б - нижняя метка

Для определения вязкости нефтепродуктов используются капиллярные ви­скозиметры различных типов. Наибольшее распространение получили вискозиметр ВПЖ-2 и вискозиметр Пинкевича (рис. 2.2.). Капиллярный вискозиметр представляет собой U-образную трубку с тремя расширениями, в узкое колено которой впаян ка­пилляр. Вискозиметры выпускают с разными диаметрами капил­ляра (0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; до 4,0 мм). При выборе диаметра вискозиметра необходимо исходить из того, чтобы время истечения топлива находилось в пределах не менее 200 секунд (ГОСТ 33-2000). Над капилляром помещены два расширения, между которы­ми и над капилляром имеются кольцевые метки.

Нижнее расширение служит резервуаром, куда перетекает жидкость при определении вязкости. Оно расширено с той целью, чтобы высота столба жидкости, под действием кото­рого происходит истечение, оставалась примерно постоян­ной. В верхней части высокого колена имеется патрубок, кото­рый служит для присоединения резиновой груши. На верхних расширениях нанесены номер вискозиметра и номинальный диаметр капилляра. На каждый экземпляр вискозиметра должен иметься паспорт, в котором указывается постоянная вискози­метра «С» в мм²/с².

Для заполнения вискозиметра топливом на боковой отвод его надевают резиновую трубку с грушей, переворачивают на 180° и погружают узкое колено в стаканчик с испытуемым топ­ливом. Закрыв пальцем отверстие широкого колена, топливо с помощью груши засасывают в узкое колено вискозиметра до метки между капилляром и расширением. После этого вискозиметр переворачивают в нормальное по­ложение и тщательно обтирают узкое колено от топлива.

Рис. 2.3. Прибор для определения вязкости нефтепродуктов.

1 — термометр; 2 мешалка; 3, 4, 6 — расширения вискозиметра;

5 — капилляр вискозиметра; 7 термостат (баня); 8 — электроподогреватель

Использующиеся в работе вискозиметры представляют собой очень хрупкие и дорогие приборы. В связи с этим при работе с ними надо проявлять максимум осторожности: держать и закреплять их следует только за одно колено. Наибо­лее часто поломка вискозиметров происходит при надевании и снятии резиновой трубки, поэтому при этой операции нужно держать их именно за то колено, на которое надевается или сни­мается резиновая трубка.

Затем вискозиметр погружают в термостат (баню) так, чтобы шарик вискозиметра оказался полностью в термостатной жидко­сти (рис. 2.3). Выдерживают вискозиметр в термостате не менее 15 мин при температуре 20 °С, которую нужно поддерживать в течение всего опыта с точностью ± 0,3 ^оС. При заполнении и выдерживании вискозиметра в нем не должно образовываться разрывов и пузы­рьков воздуха. Затем, не вынимая вискозиметр из термостата, при помощи резиновой груши создают разряжение в трубке 7 (см. рис. 2.2), медленно набирая в шарик 3 несколько выше мет­ки А топливо (из расширения 6).

Для заполнения термостата применяют следующие жидко­сти: при температуре 100 ^оС - нефтяное прозрачное масло или глицерин, при 50 °С - воду, при 0 ^оС - смесь воды со льдом, при более низких температурах — этиловый спирт с твердой уг­лекислотой.

Подняв топливо выше метки А, отсоединяют резиновую гру­шу и наблюдают за перетеканием топлива через капилляр 5 и расширение 6. В момент достижения уровня топлива метки А включают секундомер, а в момент прохождения уровня метки Б его останавливают. Замер времени производят с точностью до 0,1 с. С той же порцией топлива испытание проводят несколько раз. Необходимо получить пять результатов времени истечения топлива, максимальная разность между которыми не должна превышать 1 % от абсолютного значения одного из них.

Затем вычисляют кинематическую вязкость при температуре +20 ^оС по формуле: n₂₀ = с •t_ср., где с - постоянная вискозиметра (указана в паспорте вискози­метра), мм²/с²; t _ср. - среднее арифметическое из пяти значений времени истечения испытуемой жидкости, с. Вычисленное значение n₂₀ округляют с точностью до третьего знака.

2.4. Определение плотности испытуемого образца дизельного топлива

при температуре +20 °С (ГОСТ 3900-85)

Плотность дизельного топлива определяют так же, как плот­ность бензина (см. лабораторную работу № 1):

r₂₀ = r_t + g (t - 20).

Полученные данные заносят в таблицу 2.1:

Таблица 2.1. Результаты определения плотности дизельного топлива

Показание ареометра	Температура топлива, °С	Температурная поправка, g, кг/(м3×оС)	Плотность топлива r при +20 °С, г/см3

2.5. Определение температур помутнения и застывания (ГОСТ 20287-91)

Основные нарушения в системе подачи топлива при низких температурах связаны с температурой помутнения и застывания топлива. В отличие от бензинов, в дизельных топливах может на­ходиться довольно много углеводородов с высокой температурой плавления, в первую очередь парафиновых (алканов). При понижении температуры наиболее высокоплавкие угле­водороды выпадают из топлива в виде кристаллов различной формы, топливо мутнеет.

Для обеспечения бесперебойной подачи топлива необходи­мо, чтобы температура помутнения топлива была ниже темпера­туры воздуха, при которой эксплуатируется машина.

При дальнейшем охлаждении топлива кристаллы высоко­плавких углеводородов начинают соединяться, образуя про­странственную решетку, в ячейках которой остаются жидкие уг­леводороды. Затем образующаяся структура настолько упрочня­ется, что топливо теряет текучесть - застывает.

Наивысшая температура, при которой топливо теряет прозрачность, называется температурой помутнения. Температурой застывания считается температура, при кото­рой налитое в пробирку дизельное топливо при охлаждении в опре­деленных условиях не изменяет положения мениска в течение 1 мин при наклоне пробирки под углом 45° от вертикали (ГОСТ 20287-91).

Температура застывания дизельного топлива — величина условная и служит лишь ориентиром для определения условий применения топлива.

Рис. 2.4. Прибор для определения температуры помутнения и застывания топли­ва:

1 — пробирка наружная; 2 — пробирка внутренняя; 3 — пробка; 4 — термо­метр; 5 — мешалка

Сущность определения температуры помутнения топлива за­ключается в глубоком его охлаждении и визуальном наблюдении за изменением его состояния. Температура застывания определяется при глубоком охлаждении топлива до состояния потери подвижности.

Порядок выполнения опыта:

1. Испытуемое топливо тщательно перемешивают и наливают во внутреннюю пробирку до метки (40 мм от дна нанесена метка). Пробирку закрывают корковой пробкой с термометром. Термометр вставляют так, чтобы его ртутный шарик находился в пробирке на расстоянии 15 мм от дна и равном расстоянии от стенок.

2. Наливают испытуемое топливо в другую пробирку, которую используют в качестве эталона прозрачности.

3. Заполняют сосуд прибора охлаждающей смесью, уровень которой поддерживают на 30—40 мм выше уровня топлива в про­бирке. Температура охладительной смеси при испытании все время должна быть на 15±2 °С ниже температуры испытуемого топлива.

4. Укрепляют внутреннюю пробирку с топливом и термомет­ром во внешней пробирке. Во избежание запотевания внутрен­них стенок между пробирками заливают серную кислоту в коли­честве 0,5—1,0 мл.

5. Помещают собранный прибор в охлаждающую смесь. Топ­ливо во время охлаждения необходимо непрерывно перемешивать.

6. За 5 °С до ожидаемой температуры помутнения пробирку вынимают из охлаждающей смеси, быстро вытирают ватой, смочен­ной спиртом, и сравнивают с эталоном. Продолжительность опре­деления сравнения не более 12 с.

7. Если топливо по сравнению с прозрачным эталоном не изменилось, то пробирку снова опускают в сосуд прибора и дальнейшее наблюдение производят через каждый градус, пони­жая температуру топлива. Эти сравнительные наблюдения с про­зрачным эталоном производят до тех пор, пока топливо не ста­нет отличаться от эталона, т. е. когда в нем появится муть. При определении температуры помутнения неизвестного образца топлива сначала устанавливают значения этих температур при­близительно путем наблюдения за состоянием топлива через каждые 5 °С.

8. Для определения температуры застывания топлива в соот­ветствии с пунктами 1 и 2 подготавливают прибор с испытуемым обез­воженным (с помощью свежепрокаленного хлористого кальция) топливом. Подготовленный прибор помещают в сосуд с охлаждаю­щей смесью. Температура охладительной смеси должна быть на 5 ^оС ниже предполагаемой температуры застывания топлива.

9. Не вынимая из охлаждающей смеси, наклоняют прибор под углом 45° и держат в таком положении в течение одной ми­нуты, до тех пор, пока испытуемое топливо в пробирке примет температуру, соответствующую температуре его застывания.

10. Вынимают пробирку из охлаждающей смеси, протирают стен­ки ватой, смоченной в спирте, и наблюдают, не сместился ли ме­ниск топлива. Если мениск не сместился, то топливо остается застывшим, и наоборот. Если температура топлива неизвестна даже приблизительно, испытание по смещению мениска прово­дят через каждые 5 °С понижения температуры топлива. Темпе­ратуру смеси в этом случае поддерживают на 4—5° ниже темпе­ратуры топлива. После проведения испытания прибор и рабочее место приводят в первоначальное положение.

2.6. Определение цетанового числа

На основании результатов измерения, используя эмпирическую формулу, определите цетановое число:

,

где n_20оС – кинематическая вязкость при 20^оС, мм²/с;

r_20оС – плотность, г/см³.

2.7. Составление отчета

По результатам проведенных опытов заполняют таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Отчет о лабораторной работе по оценке качества дизельного топлива

Цель работы
Задание
Результаты оценки	Основные показатели качества оцениваемого образца
Наименование показателей	По ГОСТ	Полученные на осно­вании проведенных анализов
Цвет
Механические примеси и вода
Плотность, кг/м3 при 20 °С
Вязкость кинематическая при 20 оС, мм2/с
Температура застывания, оС, не выше
Температура помутнения, оС, не выше
Заключение о при­годности образца к применению

На основании данных анализа топлива определяют возможные области его применения (сезонные, климатические).

Контрольные вопросы

1. Что называется динамической и кинематической вязкостью, каковы их единицы измерения?

2. Как влияет вязкость на эксплуатационные свойства ДТ?

3. Что называется температурами помутнения и застывания топлива?

4. При какой температуре наружного воздуха может применяться ДТ?

5. Перечислите марки ДТ.

6. Какие требования предъявляются к ДТ?

7. Какие свойства ДТ влияют на подачу топлива?

8. Какие свойства ДТ влияют на смесеобразо­вание?

9. Как оценивается способность ДТ к самовоспламенению?

10. Расскажите о способах повышения цетанового числа.

11. Какие свойства дизельных топлив влияют на образование отложений в двигателе?

Лабораторная работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА МОТОРНОГО МАСЛА

Цель работы:

1. Оценка испытуемого образца моторного масла по внешним признакам (прозрачность, цвет, запах, наличие воды и видимых невооруженным глазом механических примесей).

2. Определение кинематической вязкости испытуемого образца при температуре +50°С и +100 °С.

3. Определение по номограммам индекса вязкости испыту­емого образца.

4. Приобретение навыков по оценке качества моторного масла, знакомство с нормативно-технической документацией по качеству моторных масел.

Работа производится в вытяжном шкафу!

Оборудование и реактивы: цилиндр диаметром 40 – 55 мм, два стекла размером 100 х 150 мм, цилиндр с притертой пробкой емкостью 250 мл, бумажный фильтр, стеклянная воронка, стакан емкостью 250 – 300 мл, термостойкий стакан высотой 100 мм, пробирка, лампа, электропритка, термометр, термостат, вискозиметр, водяная баня, резиновая трубка с грушей, секундомер, профильтрованный неэтилированный бензин, глицерин, образец масла.

Одним из путей повышения эксплуатационной надежности дви­гателей внутреннего сгорания автомобилей и экономичного ис­пользования моторных масел является установление рациональ­ных сроков их замены. В настоящее время периодичность замены моторных масел оп­ределяется заводом-изготовителем и измеряется в километрах пробега автомобиля. Такой подход не учитывает фактического со­стояния масла на момент его замены. Старение масла происходит вследствие загрязнения пылью, продуктами износа, сгорания топ­лива и физико-химических изменений углеводородов. Масло ока­зывает влияние на техническое состояние двигателя. В то же время изменения, происходящие в работе систем и механизмов двигате­ля, оказывают влияние на качество масла. В связи с этим отрабо­тавшее масло является носителем комплексной информации, которая позволяет оценить состояние масла, своевременно обнаружить неисправность в двигателе и произвести замену масла по его фактическому состоянию.

3.1. Оценка моторного масла по внешним признакам

Смазочные масла оценивают по внешним признакам так же, как бензины и дизельные топлива (см. лабораторные работы № 1 и 2). Современные моторные и трансмиссионные масла содержат значительно больше смол, чем дизельное топливо, поэтому по сравнению с последним они имеют более интенсивную окраску (например, слой масла толщиной 40...55 мм становится непроз­рачным). В связи с этим для жидких масел, кроме цвета в проходя­щем свете, необходимо дополнительно фиксировать и оттенок в отраженном свете.

3.2. Определение наличия механических примесей и воды

Присутствие в масле механических примесей и воды снижает смазочные свойства масел, увеличивает абразивный износ деталей. Наличие механических примесей можно обнаружить тремя способами.

Первый способ заключается в просмотре на свету тонкого слоя масла, нанесенного на стекло. При отсутствии механических примесей слой масла будет выглядеть совершенно прозрачным. Мутность, потеки и крупинки указывают на присутствие в масле механических примесей. На отрезок стекла наносят несколько капель испытуемого масла, вторым отрезком стекла проводят по первому до образования тонкой масляной пленки, затем оба стекла просматривают на свет. Результат наблюдения записывают в отчет.

При втором способе масло взбалтывают и подогревают до 40—50 °С. Затем 25—50 мл подогретого масла смешивают с двух-, четырех­кратным количеством профильтрованного бензина. Раствор фильтруют через бумажный фильтр, после чего просматривают фильтр через увеличительное стекло. Темные точки и крупинки на фильтре указывают на присутствие в масле механических примесей. Результат наблюдения записывают в отчет.

При третьем способе масло в количестве 50—100 мл разбав­ляют в химическом стакане двух-, трехкратным количеством бензина. Смесь перемешивают и дают отстояться в течение 5—10 мин. Затем смеси придают вращательное движение. При наличии примесей они соберутся в центре на дне стакана. Для обнаружения примесей стакан просматривают на свету, прохо­дящем снизу вверх.

Наличие воды в масле определяют по ГОСТ 1547—84. Смысл определения заключается в нагревании масла, помещенного в пробирку, до температуры 130 °С. При наличии воды масло начнет пениться, слышен треск, а слой масла на стенках пробирки помутнеет. Для проведения этого опыта в чистую сухую пробирку наливают исследуемое масло на высоту 85 мм, помещают в пробирку с маслом термометр таким образом, чтобы он не касался дна и стенок пробирки. Пробирку с маслом и термометром помещают в стакан с нагретым до 175 ^оС глицерином и наблюдают за маслом до момента достижения температуры в пробирке 130 ^оС. Результат наблюдения записывают в отчет.

3.3. Определение кинематической вязкости моторного масла ( ГОСТ 33—2000 )

Вязкостные свойства от­носятся к важнейшим эксплуатационным характеристикам масел (в паспорте на масло указаны кине­матическая вязкость и индекс вязкости).

Вязкость масел определяют с помощью приборов и по методи­ке, которые описаны в лабораторной работе № 2. ГОСТ 33—2000 распростра­няется на все жидкости, полученные на основе переработки не­фти, поэтому вязкость определяется аналогично определению вязкости дизельного топлива. При этом надо иметь в виду, что при опре­делении вязкости масел выбирают вискозиметр с таким диамет­ром капилляра, чтобы время перетекания масла при заданной температуре было не менее 200 с. Рекомендуемые диаметры капилляров при определении вяз­кости различных масел приведены в табл. 3.1. Если время истечения масла из вискозиметра составляет от 200 до 300 с, проводят пять измерений, если оно составляет 300—600 с, то достаточно трех измерений. Результаты измерения времени течения масла не должны от­личаться друг от друга больше, чем на 1,5 %.

Таблица 3.1. Данные для выбора вискозиметра

Наименование масел	Диаметр капилляра при температуре испытаний, мм
100 оС	50 оС	O оC
Масло класса вязкости 8 и 10 мм2/с	0,8	1,2-1,5	3,0
Масло класса вязкости 16 мм2/с	1,0-1,2	1,5-2,0	-

При установлении марки вязкость определяют при тех же тем­пературах, при которых работают узлы трения (+50 и +100°С). Так как масла имеют большую вязкость, чем топлива, их следует предварительно подогревать до температуры 40 ^оС, опуская стакан с маслом в водяную баню.

Время истечения масла из капилляра вискозиметра замеряют с точностью до 0,2 с. Постоянная вис­козиметра С, мм²/с², указана в паспорте вискозиметра.

Измеряют время истечения масла при температуре +50°С в секундах, рассчитывают среднее значение t_ср из трех измерений. Рассчитывают кинематическую вязкость масла при температуре +50 °С, мм²/с:

n₅₀ = С t_ср

Кинематическая вязкость масла при температуре +100 ° С определяется аналогично.

3.4. Определение индекса вязкости моторного масла (ГОСТ 25371—97)

Одним из важных свойств масел, характеризующих их экс­плуатационные свойства, является степень изменения вязкости масел в зависимости от температуры, которая обычно опреде­ляется или отношением вязкости при двух крайних температу­рах n_мин/n_макс, или по индексу вязкости.

Расчет индекса вязкости производится на основе ГОСТ 25371—97 и согласно его определению индекс вязкости - это расчетная величина, которая характеризует изменение вязко­сти нефтепродуктов в зависимости от температуры. На рис. 3.1 показано изменение вязкости двух моторных ма­сел в зависимости от температуры. Отношение вязкости при 50 ^оС к вязкости при 100 °С для ав­томобильных масел равно 4...9. Чем меньше отношение, тем положе вязкостно-температурная кривая, тем лучше вязкост­но-температурные свойства масла.

Оценка по индексу вязкости основана на сравнении вязкост­но-температурных свойств испытуемого и двух эталонных масел. Одно эталонное масло имеет пологую вязкостно-температурную кривую, и его индекс вязкости принят за 100 единиц; другое — обладает крутой вязкостно-температурной кривой, и его индекс вязкости считают равным 0.

Рис. 3.1. Влияние температуры на вязкость масла: 1 — крутая вязкостно-темпе­ратурная характеристика; 2 — пологая вязкостно-температурная характеристика

Вязкостно-температурная кривая испытуемого масла будет располагаться между кривыми эталонных масел и по ее положе­нию судят об индексе вязкости. Практически индекс вязкости согласно ГОСТ 25371—97 определяют расчетным путем. Если ожидаемый индекс вязкости находится в пределах от 0 до 100, то его рассчитывают как отношение вязкостей, определяемых при 40 ^оС и 100 °С по формулам:

где U — кинематическая вязкость масла при 40 °С; значения L, Н и D находят по таблице ГОСТ, опираясь на величину кине­матической вязкости масла при 100 °С.

Если индекс вязкости будет величиной более 100, то его на­ходят по формулам с использованием логарифмов и таблицы ГОСТ.

Более простой способ определения индекса вязкости масла (но менее точный) заключается в использовании номограммы (рис. 3.2) на основе значений кинематической вязкости масла при 100 °С и 50 °С. Для этого по вертикали и горизонтали про­водят линии от точек соответствующих значениям вязкости мас­ла при 100 °С и 50 °С и в месте их пересечений находят значение индекса вязкости.

Значение индекса вязкости порядка 90—100 и выше характе­ризуют хорошие, а ниже 50—60 - плохие вязкостно-температур­ные свойства масла.

Рис. 3.2. Номограмма определения индекса вязкости масла

По полученному значению кинематической вязкости при 100 ^оС на номограмме (рис. 3.2) провести вертикальную линию от горизонтальной оси.

По полученному значению кинематической вязкости при 50 ^оС провести горизонтальную линию от вертикальной оси.

По точке пересечения линий найти индекс вязкости масла. Результат записать в отчет.

Контрольные вопросы

1. Что называется динамической и кинематической вязкостью?

2. Какими показателями оцениваются вязкостно-температурные свойства масел?

3. Как влияет вязкость на эксплуатационные свойства масел?

4. Что называется индексом вязкости?

5. Как влияют механические примеси и вода на свойства масел?

6. Какие показатели характеризуют качество моторного масла?

Лабораторная работа № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПЛАСТИЧНОЙ СМАЗКИ

Цель работы:

1. Закрепление знаний марок пластичных смазок.

2. Знакомство с нормативно-технической документацией по качеству пластичных смазок (ГОСТами на показатели ка­чества и методы их определения).

3. Знакомство с методами определения качества пластичных смазок.

Оборудование и реактивы: набор пробирок,стеклянная палочка, стеклянная пластина, шпатель, бензин неэтилированный, водяная баня, секундомер, прибор для определения температуры каплепадения, пластичные смазки.

Теоретическая часть

Пластичные смазки применяются для таких трущихся дета­лей механизмов, где по конструкционным особенностям не мо­гут удерживаться или регулярно подаваться жидкие масла, т. е. когда использование минеральных масел невозможно или нера­ционально (подшипники колес, шарниры различного рода приводов).

Эксплуатационные требования к качеству смазок следую­щие:

— смазки должны быть однородными,

— обладать определенными механическими свойствами,

— оказывать минимальное коррозионное воздействие на ме­таллы,

— не должны содержать воды и механических примесей.

Смазки являются двухкомпонентными системами, состоящими из масла (дисперсионной среды) и загустителя (дисперсной фазы). Около 95 % смазок готовят на нефтяных маслах, 5 % - на полисилоксанах, сложных эфирах. В качестве наполнителей чаще всего используют кристаллические слоистые наполнители (дисульфид и диселенит молибдена, графит, слюду, тальк).

Углеводородные смазки работоспособны при температуре 50 – 60 ^оС, силикагелевые смазки – до 200 ^оС и выше.

Основными показателями качества смазок являются:

пенетрация – условный показатель густоты (механических свойств загустителя), измеряется в десятых долях миллиметра глубины погружения стандартного конуса за 5 с;

температура каплепадения – минимальная температура падения капли (выдавливание стержня смазки длиной 25 мм) из чашечки стандартного прибора;

стабильность – сохранение свойств пластичной смазки при хранении и применении.

В табл. 4.1 приведены основные марки смазок и показатели их качества.

Таблица 4.1. Пластичные смазки

Наименование смазки	Температура каплепадения, оС	Пенетрация при 25 оС, 10-1 мм (класс)
Солидол	85 – 105	260 – 310 (2)
Пресс-солидол	85 – 95	310 – 350 (1)
Солидол Ж		230 – 290 (2,3)
Графитная		250 (3)
Литол-24		220 – 250 (3)
Фиол-2		265 – 295 (2)

Солидолы и графитная смазки относятся к кальциевым пластичным смазкам, литол-24 и фиолы – к литиевым.

4.1. Оценка пластичной смазки по внешним признакам

При оценке смазки по внешним признакам обращается вни­мание на ее цвет, состояние ее поверхностного слоя и ее одно­родности.

Цвет зависит от состава смазки и технологии ее приготовле­ния. Смазки, в которых не содержатся специальные добавки, имеют цвет от светло-желтого до темно-коричневого. Наиболее ярко выраженный цвет имеют смазки графитная (черный) и № 158 (синий).

Однородность — одно из важнейших требований, предъявля­емых к пластичным смазкам. При внешнем осмотре определяет­ся отсутствие выделения из смазки жидкой фазы (масла). Затем однородность проверяется с помощью стеклян­ной пластинки, на которую наносится слой смазки толщиной 1—2 мм. При рассмотрении этого слоя невооруженным глазом в проходящем свете не должны обнаруживаться капли масла, ком­ки загустителя, твердые включения.

4.2. Определение растворимости смазки в воде и бензине

Испытание пластичной смазки на растворимость в воде и бензине позволяет определить загуститель данной смазки. Натриевые смазки обладают слабой водоустой­чивостью, а кальциевые и литиевые не растворимы в воде и бен­зине, хотя с бензином они образуют тягучие, но непрозрачные системы. Поэтому отличить их друг от друга можно только по температурам каплепадения.

Полное растворение пластичной смазки возможно в на­гретой до кипения воде. При этом будет образован мутный (мы­льный) раствор с плавающим на его поверхности слоем жидкого масла, что говорит о принадлежности данного образца к натрие­вым смазкам. Однако если после охлаждения вода станет про­зрачной или слегка мутной, а на ее поверхности будет находиться слой смазки, то данная смазка считается нерастворимой в воде.

Чтобы проверить смазку на растворимость в бензине, смешивают оба компонента в соотношении 1:4 при температуре 60 °С. Если при этом образуется совершенно прозрачный раствор, имеющий при просвечивании цвет испытуемого образца, то смазка считается растворимой в бензине. В бензине растворяют­ся смазки с углеводородными загустителями.

4.3. Определение наличия воды (ГОСТ 1547-84)

Наличие воды в смазке определяют нагреванием. В сухую чистую пробирку помещают смазку на высоту 40 мм при помощи чистой сухой стеклянной палочки. Термометр, укрепленный в неплотной пробке, помещают на равном расстоянии от стенок и на 20 мм ниже уровня смазки. Наклонно зажатую в штативе пробирку нагревают до показаний термометра 175 – 180 ^оС. При наличии воды появляются толчки и треск.

4.4. Определение температуры каплепадения смазки (ГОСТ 6793—74)

Для определения температуры каплепадения смазки пользу­ются специальным прибором (ГОСТ 6793—74), схема которого показана на рис. 4.1.

К нижней части термометра прикрепляется металлическая ги­льза 2, в которой за счет трения держится стеклянная чашечка 1 с калиброванным донным отверстием. Заполненная смазкой ча­шечка вставляется в гильзу, а собранный прибор (чашечка, гильза и термометр) вставляются в стеклянную муфту так, чтобы рассто­яние от ее дна до низа чашечки составляло 25 мм. Муфта погру­жается в стакан с водой или глицерином и закрепляется в штативе. При этом глубина погружения должна составлять 150 мм. Затем ведется нагрев жидкости в два этапа. На первом этапе скорость нагрева не нормируется и он ве­дется до температур: 30 °С - для низкоплавких смазок, 60 °С - для среднеплавких, 110 ^оС - для натриевых и 150 °С - для литие­вых. На втором этапе темп нагре­ва должен составлять 1 °С в ми­нуту. На обоих этапах жидкость в стакане следует периодически помешивать.

Температура, при которой в процессе нагревания падает из ча­шечки первая капля испытуемой смазки, считается температура каплепадения. Если смазка не об­разует капли, а вытягивается из чашечки в виде цилиндра, то за температуру каплепадения принимают ту, при которой выходящий столбик смазки коснется дна муфты.

Рис. 4.1. Прибор для определения температуры каплепадения смазок:

1 — чашечка; 2 — гильза; 3 — ста­кан с жидкостью; 4 — стеклянная муфта;

5 — пробка; 6 — термометр

По результатам проведенных исследований заполните таблицу 4.2 и сделайте заключение о пригодности образца смазки к применению.

Таблица 4.2. Основные показатели качества образца смазки.

Наименование показателей	По ГОСТу	Результаты анализа
Цве