Combustibili si materiale pt exploatare autovehiculelor

Combustibili si lubrifianti pt autov rutiere

Caracteristicile lubrifiantilor ca rezultat al conditiilor functionale din MAI

Functiile lubrifiantilor in MAI

Functia de lubrifinatie(ungere):- are rolul de a crea o pelicula de ulei care separe supr pieselor aflate in miscare relativa in scopul reducerii frecarilor, prevenirii gripajului si micsorarii uzurii.

Exista 3 categorii de regimuri de ungere:

ungerea hidrodinamica

ungerea mixta

ungerea uscata

In lagarele fusului palier si maneton regimul este hidrodinamic

In ansablele pist-cili, cama-tacheti, angrenaje si lagare de rostogolire regimul de ungere este mixt

Caracteristici principale pt realizarea acestor functii sunt viscozitatea si onctuozitatea uleiului(propr lubrifiantului de a adera la o supr)

Viscozitatea este unul din factorii care influenteaza pres peliculei de ulei, ceea ce det marirea sarcinilor mecanice ce pot fi preluate(de pelicula de ulei)

Onctuozitatea uleiului face ca suprafata pieselor metalice ale motorului sa se formeze o pelicula fina de ulei cu grosime de nivelul catorva molecule

Functia de racire:

Caldura produsa prin frecare dintre supr aflate in miscare relativa din lagare este evacuata prin intermediul uleiului.

Carac ce mai importanta pt realizarea acestei functii este caldura specifica a uleiului.

Q=m*c*∆T

In afara de aceasta pt a preveni supraincalzirea lagarelor este necesar sa se asigure si un debit corespunzator de ulei

Functia de protectie chi

Aceasta functie se realizeaza pe mai multe cai:

izolarea suprafetelor fata de actionarea agentilor corozivi prin aparitia unor straturi protectoare de natura tribochimica

prin mentinerea in suspensie a depunerilor si impuritatilor din motor

Functia de etansare

Se realizeaza prin prezenta uleiului intre supr aflate in miscare relativa impiedicandu-se astfel patrunderea corpurilor straine ce ar putea initia un proces de uzura abraziva

Conditile de lucru impuse lubrifiantilor in MAI:

In timpul functionarii motorului uleiul intra in contact cu suprafete sau corpuri avand temp ce acopera o plaja larga de valorim incepand cu gazele de ardere ce pot avea temp de pana la 3000^OK si terminand cu uleiul din carter ce ajunge la 5060 ^OC. La temo de pana la 200 ^OC nu apar probleme privind lubrificatia

Intre 200250 ^OC este necesar sa se util un lubrifiant cu propr detergente (aditivat)care sa dizolve gumele.

La temp de peste 230 ^OC, deoarece fenomenul de formare a depunerilor este accentuat se uti uleiuri puternic aditivate

Temp in lagare ~130 ^OC

Temp supapei de evacuare la MAS 500700 ^OC

Temp capului pist 250350 ^OC

Uzura pieselor se datoreaza solicitarilor mecanice si solicitari chi

Solicitarile meca maxime apar in special in lagare

Solicitarile chi se manifesta prin coroziune. Aceasta se poate datora fie ca urmare a actiunii lubrifiantilor (produsii rezultati in urma functionarii uleuilui in motor)fie ca urmare a actionari comb

Regimuri de ungere:

Principalele regimuri de ungere sunt: fluid, semifluid si uscat, find posibile diferse situatii intermediare sau combinate.

Un indiciu asupra mecanismului de ungere propriu unui anumit organ cu miscari relative il constituie raportul dintre: i=grosimea stratului lubrifiant/Rugozitatea suprafetelor.

Ce defineste nu mai regimul de ungere propriu cazului considerat, ci permite si o exprimare a duratei de functionare

Regimul semifluid(ungerea la limita)

Se caracterizeaza prin prezenta intre supr aflate in miscare relativa a unui strat cu propr lubrifiante cu grosime la ordinul de cateva molecule, adica un strat in cantitati insuficiente pt a realiza conditiile unui ungeri hidrodinamic cu se realizeaza an cazul ungeri fluide

Viscozitatea lubrifiantului nu este carac semnificativa pt acest regim de ungere

Mai importanta este capacitatea lubrifiantului de a adera la supr aflate in miscare relativa

Pe langa lubrifiantii fluizi sau semifluizi exista diferite clase de substanteTdin reactii tribochimice sau straturi protectoare depuse chimic sau electro-chimic si procedee speciale de tratament ce sa exercite functia de lubrifiant la limita conform fig 1

Pt acest regim i≤1

Carac acestui regim de energie

In cazul motoarelor, ungerea semifluida apare la contactele greu incarcate (cama-tachet)la supr in misc relativa care schimba sensul (pist-cili) sau lagare mai ales la pornire cand conditiile de ungere sunt nefavorabile datorita lipsei de ulei datorita opririlor indelungate,tem scazuta

Acesta este motivul pt care sunt mai importante dectt viscozitatea alte carac cum ar fi onctuozitatea, polaritatea fata de supr mecanice si rez la forfecare.

Tot din acest motiv un rol important in reducerea uzurii il au staturile tribochimice rezulta in urma interactiunii dintre lubrifiant si supr metalica sub influenta sarcinilor termice si mecanice, precum si straturile protectoare realizate prin diverse tratamente speciale

Regimul mixt

Este posibila functionarea in conditiile prezentei simultane atat a caracteristicilor ungerii la limita cat si a celor ce permit stabilirea regimului hidrodinamic

Aceasta situatie apare frecvent la rulmenti si angrenaje cand conditiile de lucru nu permit stabilirea unui film in intregime hidrodinamic, precum si in majoritatea perioadelor de functionarea contactelor greu incarcate si a etansarilor

In cazul regimului mixt dvin importante si propr de curgere a lubrifiantilor in primul rand viscozitatea

Caracteristic regimului de ungere mixt este ca 1<i<5

Regimul fluid:

Frecarea si uzura poate fi mentinuta la valori minime prin separarea supr aflate in misc relativa cum film continuu hidrodinamic sau elasto-hidrodinamic

Carac acestui regim de ungere este ca val lui i este 5≤i≤100

Filmul fluid se realizeaza fie prin efecte hidro-dinamice induse de misc suprafetelor, fie prin introducerea uleiului sub pres din exterior

Frecarile se datoreaza numai forfecarilor din lubrafiant, de aceea viscozitatea este caracteristica principala

Daca sarcinile in filmul de lubrifiant, sunt atat de mari in cat supr incep sa se deformeze elastic, apar fenomene specifice elastico-hidrodinamic

In cazul in care pt un regim fluid de ungere 5≤i≤100 ungerea este hidrodinamica

Daca 2≤i≤5 ungerea este elasto-dinamica

Un aspect important al ungerii fluide este val scazuta a coef de frecare

Procese de uzura

Uzura poate fi definita drept pierderea progresiva de material datorita interactiunilor mecanice si chi dintre supr in contact

In functie de mecanismul preponderent de producere uzura poate fi

uzura adeziva: datorita fortelor intermoleculare ce sa exercite intre supr in contact si este cu atat mai puternica cu cat filmul de fluid sau depunerile protectoare sunt mai subtiri sau ineficiente

uzura abraziva: se datoreaza actiunii particulelor solide dure ce ajunge intre spr in contact provenind di smulgeri de material sau din procese chi (depuneri carbonoase din lubrifianti si carburanti)

uzura prin oboseala mat: in contact specifica contactelor greu incarcate

uzura de coroziune

uzura produsa de efectele de cavitatie in lubrifianti: specifica lagarelor de alunecare de turatie ridicata

Uleiurile pt MAI

Sunt constituite din 2 componente:

stocul de baza: este repr fie de un amestec de uleiuri obtinute prin rafinarea fractiunilor lubrifiante extrase din titei, fie realizate prin procese de sinteza

aditivii si pachetele de aditivi: sunt produsi chi complecsi cu participare in produsul finit intre 220% in raport cu cerintele impuse acestuia

Uleiurile minerale:

Fractiunile lubrifiante ce formeaza stocul de baza minerale prin distilarea in vid a pacurilor usoare, aceasta din urma rezultand din procesul de fabricatie al benzinelor, petrolului si motorinelor

Caracteristicile fizico-chi ale stocurilor de baza minerale depinde de natura titeiurilor din care au fost extrase. Aceste titeiuri pot fi parafinice, semiparafinice si neparafinate

Densitatea si viscozitatea au valori reduse pt fractiunile lubrifiante rezultate din prelucrarea titeiuri parafinoase, val medii pt cele din titeiuri parafinoase si val ridicate pt cele din titeiuri parafinoase

Punctul de congelare are val scazute si aciditatea organica val ridicate la uleiurile din titeiuri neparafinoase si la fractiunile lubrifiante provenite din uleiuri parafinoase

Continutul de sulf si greutatea moleculara au aceasi ordin de marire indiferent de natura titeiului prelucrat

Cifra de cox are val cele mai mari la fractiunile obtinute din titeiuri neparafinoase

In compozitia frac lubrifiante brute avem 3 cat de hidrocarburi: parafinice, naftenice si aromatice

Proportia in care se gasesc aceste cat de hidrocarburi depind de natura titeiului si influenteaza caracteristicile stocurilor de baza

Hidrocarburile parafinice:

Au moleculele structurate in lanturi saturate hidrocarbonate liniare sau ramificate.Hidrocarburile parafinice imprima fractiunilor lubrifiante urm caracteristici: densitate unica la o viscozitate data, indice de viscozitate mare adica o variatie mica a viscozitatii cu temo , caracteristica importanta pt conditiile de fct in motor , pct de inflamabilitate mare datorita valabilitatii redusa, ceea ce asigura siguranta in functionare si stabilitate chi ridicata, capacitate mare de separare a produsilor de oxidare si de descompunere existenti in uleiuri uzate datorita tendintei scaute de dizolvare ca si policiclica

Hidrocarburile malferice

Sunt hidrocarburi saturate avand o strc moleculara ciclic

Acestea au val mari ale densitatii, valori scazute ale indicelui de viscozitate, volatilitate mai mare decat a hidrocarburilor parafinice ceea ce inseamna un pct de imflamabilitate mai mic, solubilitate mai ridicata conducand la dizolvarea produsilor de discompunere in masa uleiului uzat diminuand astfel rolul aditivilor detergenti

Hidrocarburile aromatice au structura moleculara ciclica si policiclica cu lanturi liniare substituite

Se gasesc in proportie scazuta in uleiuri datorita instabilitatii mari ceea ce duce la oxidarea rapida a acestora cu formarea de depuneri rasinoase sau astfaltoase in motor

Un alt motiv pt limitarea continutului de aromatice din uleiuri este val scazuta a indicelui de viscozitate si pct de inflamabilitate

Datorita tensiunilor superficiale mici formeaza emulsii cu apa

Au o tendinta dezvoltata de dizolvare a cauciucurilor si elastomerilor din care sunt fabricate conductele sist de alimentare

In afara hidrocarburilor in compozitia fractiuni lubrifiante se gasesc si compusi cu sulf

Compusii cu sulf astfaltemele si aromatele se indeparteaza din compozitia fractiunilor lubrifiante prin rafinare

Fractiunile lubrifiante astfel obtinute si a caror natura chi a fost det sunt tratate cu diferiti agenti chi, procede denumite rafinare, sa rezultestocurile de baza ale uleiurilor in forma finita

Pt obtinerea uleiurilor minerale finite la stocurile de baza lubrifiante sunt ingtopate substante aditiante si activante mono si poli-functiobale

Criterii de clasificare

Dupa compozitia uleiului

aditivate

neaditivate

Aceste clasificare nu este repr deoarece uleiurile neaditivate au o pondere foarte mica

dupa utilizare

uleiuri Regular: din stocuri minerle cu adaos de aditivi pt ameliorarea pct de congelare si a indicelui de viscozitate recomandate pt ungerea MAS si MAC functionand in conditii moderate fara probleme speciale de ungere

uleiuri Premium: mai contine fata de cele Regular aditivi antioxidanti, anticorozivi si cu propr detergente utilizate la MAS si MAC functionand in conditii mai grele si prezentand unele exigente privind sist de ungere

uleiuri Heavj Duty: ce inglobeaza pachete de aditivi cu functii complese in proportii variabile util la MAS si MAC cu sau fara supraalimentare ce functioneaza in condisii deosebit de grele

Clasificarea conform STAS

uleiuri neaditivate pt motoare, sortimentele M20,M30,M40,M50

se folosesc atat la MAS cat si la MAC in conditii moderate

uleiuri aditivate pt motoare recomandate pt MAS si MAC care lucreaza in cond severe si foarte severe,unde din cauza temp ridicate sunt indeplinite conditii aparitie depunerilor si a corozive

a)     uleiurile multigrad M10W/30 si M20W40 super1 pt MAS si M20/20Wsuper 2 pt MAC

b)     uleiurile din seria DS30,DS40,D30,Super1,D40Super1,M20super2,M30super2 sunt uleiuri pt MAC supraalimentat

c)     uliurile pt rodaj

Clasificarea in functie de viscozitatea uleiului

SAE(Societz of antomotive engneers)

La aceasta clasificare se ia in considerare exclusiv viscozitate uleiului.Astfel se asigura o (definire) completa a lubrifiantilor, avandu-se in vedere corelatia dintre viscozitate si celelalte proprietati functionale ale lubrifiantilor.Acest sistem adaptat pe plan international specifica sapte cifre arbitrare aranjate in ordinea lor crescatoare care un indica valoarea efectiva a viscozitatii si sugerand doar cresterea acesteia:5W,10W,20W,20,30,40,50. Litera W indica feaptul ca acel ulei se foloseste iarna(winter).

Fiecarui numar ii corespunde un interval de viscozitate

Uleiurile definite prin doua numeri(10W/30 sau 20W/40) corespund simultan conditiilor pt sezon rece respectiv cald, sunt uleiuri iarna-vara si sunt numite uleiuri multigrad. Un ulei mutigrad trebuie sa asigure o eficienta a ungerii motorului pe un domeniu larg de temperaturi, adica sa prezinte o variatie redusa o viscozitatii cu temperatura, deci sa aiba un indice de viscozitate mai mare de 100(iv=100). Aceste uleiuri se aditiveaza pt imbunatatirea indicelui de viscozitate si pt accentuarea proprietatilor detergente (mentinerea in suspensie a depunerilor)fiind util la ungerea motoarelor cu un regim de lucru sever. Din aceasta categorie fac parte 3 clase de uleiuri 5W/20 (iv=140); 10W/30(iv=132); 20W/40 (iv=115)

Acest sist de clasificare a fost adoptat si in romania a.i toate uleiuri sunt definite prin nr SAE care urmeaza simbolului repr domeniul de util.(ex:M20,M30,M40,M50 pt MAS;DS30,DS40,DS30Supre1,D40Super1 pt ,MAC)

Uleiurile multigard util la MAS sunt o grupa aparte denumite uleiuri multigrad super cu duoa sortimente:M10W30Super si M20W40Super

Caracteristicile fizico-chi si functionale ale uleiurilor

Conditiile de functionare ale MAI si caracteristicile constructive ale acestora, impun realizarea unor lubrifianti specifici cu proprietati fizico-chi bine stabilite care sa asigure o ungere eficienta si realizare celorlalte functiuni adica protectia chi si etansare.Principalele proprietati functionale ale lubrifiantilor impuse de conditiile de lucru ale motoarelor fiind urm

rezistenta l oxidare pt a preveni atat formarea a depunerilor cat si corodare lagarelor

detergenta si dispersivitate, pt a asigura functionarea corecta a motorului pe un domeniu larg de solicitari mecanice si termice prin spalarea si mentinerea in suspensie a produsilor de oxidare

capacitatea redusa de formare a depozitelor de carbon si calmina pt asigura protectia cameri de ardere si a bujiilor

propr anticorozive, rezultand din necesitatea de protectie a suprafetelor(in special seg si cili) impotriva uzurii corozive

variatie redusa a viscozitatii pe un domeniu larg de temp atat pt asigurarea conditiilor de pornire la rece cat si pt functionarea la sarcina plina pt reducerea consumului de combustibil si uzurii motorului ca o consecinta a unei functionari dectuoase

Aceste caracteristici functionale pt fi evaluate prin intermediul urmatoarelor proprietati reologice (curgerea cu vit mica), fizice chi, termice, optice si electrice, viscozitate, onctnazitate, proprietatile la pres extreme, densitate, coef de dilatare, caldura specifica, tensiuni de vapori, spumare, greutate moleculara, aciditati, pct de anilina, depuneri carbonoase corosive, stabilitate la oxidare, pct de inflamabilitati, autoaprindere, congelare si cristalizare, conductibilitate etc

Aceste propr pot fi det atat in laborator cat si conditii dinamice pe motor

Uleiuri sintetice

Conditiile de fca a unor motoare impune util lubr sintetici ce au calitati superioare celor minerale, in special variatii reduse a viscozitatii cu tem

Stocurile de baza a uleiurilor sintetice se obtine prin inlocuirea legaturilor C-C sau C-H la produsele petroliere cu alte tipuri de legaturi

Principalele clase de compusi sintetici uti pt ungerea motoarelor s-au ca lichide hidraulice sunt urm:diesterii, poliiglicodi, cloroflor carbonii, esterii fosfati si silicati, disiloxanii, amine aromatice, derivati heterociclici

Aceste clase au urm uti:poligliccolii datorita rezistentei ridicate la foc sunt uti ca fluide hidraulice in instalatii navale

Fluoroesterii sunt uti in domeniul lubr hidrodinamice.Siliconii sunt stocurii de baza in fabricarea unsorilor pt ungerea pompelor de compresoare si a angrenajelor din mase plastice si cauciuc

Sunt 3 tipuri de lubri sintetici

Lubr de tipul I: au un stoc de baza constituit din esteri ai acizilor dibazici cu alcool cu lant liniar si ramificatii primare

Lubr de tipul II

Au o comportare foarte bune la temp scazute (pana la -60^OC)

Stocul de baza este repr de esterii alcoolilori polifunctionali modificati cu amestecuri de acizi grasi monobazici continand 510 atomi de C in molecula

Lubr de tipul III

Sunt indicati pt prelucrarea sarcinilor foarte mari si motoare puternic solicitate termic

Acestea sunt un amestec in anumite raporturi bine stabilite de un ester dibazic cu unul complex

Aditivi pt lubr

uleiurile de motor trebuie sa posede in exploatare un complex de insusiri

aceste propr insuficient sau deloc prezinte la stocurile de baza sunt conferite de o gama larga de compusi chi de natura organica numiti aditivi si activanti

Aditivii se adauga in stocul de baza in diverse proportii oferind lubr propr impuse de functionarea lor in motor.Modul de actionare al acestora atat fizic cat si chi este foarte complex si de multe ori incomplet cunoscut. Nu este suficient sp se adauge o anumita cantitate dintr-un aditiv oarecare intr-un stoc de baza oareacre pt a obtine imbunatatirea propr uleiului

Reactia aditivului numita si raspunsul uleiului de baza este functia de natura chi a aitivului, de cantitatea, de tipul de gradul de rafinare si de natura chi a uleiului de baza si mai ales de motor

Trebuie cunoscut tipul motorului, conditiile de serviviu anterioare,starea sa mecanica, conditiile in care functioneaza,etc

Util nerationala a aditivilor poate avea efecte contrare cu atat mai grave cu cat pot aparea si conditii neprevazute

Din aceasta cauza recomandarile de util a aditivilor nu sunt intotdeauna generale, acestea repr cel mai des cazuri speciale pe care doar specialistul in lubrificatie le poate specifica. Aceste restrictii sunt cu atat mai evidente cu cat se folosesc amestecuri de aditivi si nu aditivi singulari

Trebuie sa se tina seama atat de relatiile aditivilor intre ei cat si cu uleiul de baza

Util acestor substante este conditionata de o serie de propr si compatibilitati cum ar fi:

aditivii tre sa fie solubili in stocul de baza pt prevenirii separarii acestuia in timpul stocarii sau functionarii

aditivii tre sa fie caracterizatie de o tensiun de vapori redusa pt a nu se volatiliza in timpul functionarii motorului cand temp uleiului este ridicata

aditivii tre sa fie compusi stabili d.p.v chi la actiunea agentilor fizici si chi

aditivii nu trebuie sa reactioneze chi intre ei si stocul de baza

culoarea si mirosul aditivilor nu trebuie sa influenteze negativ uleiul

Aditivi tre sa aiba un grad inalt de flexibilitate, adica pe scheletul hidrocarbonat sa se poata grefa mai multe grupari functionale, rezultand aditivi cu propr complexe numiti aditivii polifunctionali

Aceste consideratii explica faptul ca reusita unei formule de ulei cu inalte calitati este dificila.Aditivii nu corecteaza defectele uleiurilor de baza ci sunt produse real indispensabile ce se introduc in uleiurile de calitate rezolvandu-se atat problemele de curgere cat si cele de functionare la atat problemele de curgere cat si cele de functionare la temp scazute in conditii severe de oxidabilitate, problem de uzura coroziune etc

Clas de aditivi pt lubr

Clas aditivilor si activatilor pt uleiurile de motor ar trebui sa tine seama de strc chi a compusilor ce prezinta o astfel de functionalitate

Datorita gamei largi de produsi organici util ca aditivi, aceasta cls este inoperanta.In aceste conditii s-a impus o cls a aditivilor dupa functionalitatea acestora imbinata cu propr fizico-chi ale prod respectivi si anume

dupa propr fizice si reologice (studiul curgerii lichidelor vascoase)

aditivi de fluorescta si culoare

aditivi pt inbunatatirea indicelui de viscozitate

aditivi depresanti (pt coborarea indicelui de congelare)

dupa propr tribo-chi

aditivi detergent-dispersanti

aditivi pt reducerea fecarii si uzurii

aditivi antirugina

aditivi pt reducerea spumarii

dupa propr chi

aditivi pt imbunatatirea rezistentei la oxidare si coroziune

Aditivi pt imbunatatirea indicelui de viscozitate

Acestia sunt compusi chi care adaugati in stocul de baza in concentratii de cateva procente imbunatatesc carac sale de curgere fara a modifica defavorabil alte propr esentiale

Modificarea propr reologice ale uleiului conduc la o ungere eficienta la toate temp de functionare

Acesti aditivi tre sa prezinte stabilitate la oxidare stabilitate termica, sa nu corodeze si sa fie compatibili cu alti aditivi util

Modul de actione a acestor aditvi depinde de matura stoculurilor de baza de masa moleculara a aditivului de natura radicalilor hidrocarbonati din strc aditivului de concentratia in care este adaugat si de pres de lucru

Este foarte important gragul de solubilizare a uleiului in uleiul de baza in sensul ca eficienta max se manifesta atunci cand se formeaza o emulsie foarte fina

La adaugaea aditivului in stocul de baza apare un efect de ingrosare a uleiului si de imbunatatire a indicelui de viscozitate asigurand o viscozitate coresp a uleiului la temp scazute si o viscozitate suficienta la temp ridicate

Cei mai uti aditivi din aceasta clasa sunt produsi macromoleculari rezultatii din proc de polimerizare a 4 tipul de monomeri:

- derivati de poliizobutena;

- copolimeri ai stirenului cu hidrocarburi astfel ce contin 218 atomi de C in molecula;

- derivati ai polimetacrilatilor in care radicalul alcoolic contin de la 48 atomi de C

- derivati de poliacrilati cu radicalul alcoolic contin de la 48 atomi de C

Aditivi pt reducerea frecarii si uzurii

In anumite conditii de functionare a motoarelor, in special la incarcari foarte mari filmul de lubrifiant dintre supr pieselor metalice. La temp de 500^OC filmul de lubrifiant putrnic adsorbit fizic este desorbit devenind ineficace si conducand la uzuri avansate

Din aceste motive este necesara formarea unui film lubr puternic absorbit prin formarea unor compusi tribo-chi intre piesele cu misc relative si prin util unor serii de compusi chi denumiti aditivi de onctuazitate (aderenta) sau de extrema presiune

Cei mai util compusi chi fac parte din urm clase

acizi grasi si esteri ai acestora

compusi organici complecsi ce contin in molecula atomi de fosfor,S,Cl etc

compusi organo metalici

Capacitatea acestor compusi de a forma pelicule protectoare la confera propr de a fi folositi si ca agenti antirugina

Stratul potector astfel format, fie adsorbit fizic, fie produs de chemosorbtie este rezistent ls actiunea agent

Aditivii detergenti dispersanti

Acesi aditivi au o functie importanta iar rolul lor nu este acela de a curata motoarele ancasate ci dinpotriva acela de a impiedica formarea depozitelor in motor prin mentinerea suspensie a materialelor solide ce se acumuleaza progresiv in ulei ceea ce le confera functia de dispersant

Conditiile de intrbuintare a fiecarui aditiv detergent sunt specifice. Nu exista aditivi detergenti universali, fiecare aditivi de acest fel fiind recomandat pt un anumit tip de motor. Aditivii detergenti folosisi la MAC trebuie sa posede in plus o mare capacitate de neutralizare prevenind uzura cili si seg in cazul folosirii unor comb cu continut mai mare de S. Partcularitatea dinstinctivaa acestor aditiii a constitue analta lor putere de adsorbtie si efecienta actiunii dispersante, mai ales in prezenta apei si capacitatea de a dizolva substantele pe baza de gudron si asfalt

In acest mod se reduce tendinta uleiurilor de a forma depuneri la temp joase

In acelasi timp se micsoreaza pericolul formarii de calamina in camera de ardere a MAS si de autoprindere prematura a amestecului carburant produsa de aceasta

De obicei aditivii detergenti nu au proprietati antioxidante si anticorozive fiind uti in amestec cu alti aditivi ce au aceste insusiri

Aditivii detergentii dispersanti sunt compusi organici care se pot imparti 2 clase aditivi fara cenusa si cu cenusa

Structura moleculara a aditivilor organo metalici (cu cenusa)

Denumti si clasici cuorinde 3 elemente distinctive

o grupare hidrocarbonata

un metal (Ca,Zn,Ba,Al,etc)

o grupare polara de legatura intre radicalul hidrocarbonat si metal de tip hidroxid

Pe moleculele acestor compusi se pot grefa punti sulfurice care confera propr antioxidante si anti-corozive (alchilofenolati de bariu, alchilfenosulfurati de bariu octil saliilatul de Ca si fenosulfuratii bazici)

Aditivi composi organici nemetalici(fara cenusa)

Sunt produsi rezultanti ai unor procese de copolimerizare a 2 tipuri de monomeri cu substituenti diferiti si sunt mult mai eficienti

Unul dintre polimeri asigura solubilitatea aditivului in ulei, iar cel de al-II-lea confera produsului propr de agent activ de suprafata

Aditivi anticorozivi si antioxidanti

Conditiile de pres si temp la care functioneaza uleiul precum si prezenta aerului atmosferic(oxigenul din aer) presupun un procese de oxidare destul de intens cu formarea de produsi secundari(rasini solubile,compusi asfaltici insolubili, peroxizi, etc) care au ca efect corodarea semnificativa a motorului. Aceste efecte sunt accelerate de faptul ca stocul de baza contine particule metalice fin divizate care actioneaza ca un catalizator pt reactiile de oxidare.

Pt diminuarea efectelor se oxidare a uleiului se folosesc aditivi antioxidanti sau compusi chi polifunctionale capabil sa micsoreze si efectele de coroziune

Moleculele acestor aditiv pot prelia efectele de oxidare pritejand astfel uleiul si anihiland actiunea metalelor prin formarea de compusi chelati impiedicand depunerile, degradarea uleiului si actiunea coroziva

Inhobitorii de oxidare si coroziune adaugati in proportie de 11,5% nu modifica celelalte propr util ale stocului de baza. Acesti aditivi sunt compusi ce contin in molecula lor atomi de valenta. Clasele de compusi util ca astfel de aditivi sunt:

produsi de condensare dintre compusii olefinici si S

alchilfenosulfuratii metalelor

amine aromatice secundare sau mixte

compusi fosfo-sulfurati

Aditivii de imbunatatire a pct de congelare(depresanti)

Pct de congelare sau de inghet a unui ulei a fost considerata initial o caracteristica principala a uleiului determinand pornirea motorului la rece

Aceasta conditionare este det de vicozitate max care nu trebuie depasita la temp scazute a.i motorul sa poata porni cu ungere acceptabila

Fenomenul de congelare a uleiului apare prin formarea de cristale la scaderea temperaturii cu formarea unei mase solide este pus pe seama continutului de hidrocarburi parafinice. Economic este defavorabila deparafinarea uleiurilor, de aceea se prefera aditivarea acestora in scopul scaderii pct de congelare

Dintre produsele naturale util ca aditivi depresanti se pot mentiona hidrocarburile de natura asfaltica care au insa dezavantajul instabilitatii chi si al culorii inchise

Ca aditivii rezultati din procesele de sinteza se pot enumera

sarurile metalice a unor acizi grasi

esteri organici

polialcooli

compusi azotati clorurati sau sulfatati

Aditivi antispumanti

Datorita vit mari de deplasare a uleiului si a temp ridicate apar fenomene de spumare. Aerul si combustibilul dizolvati in ulei se degaja sub forma de microbule producand fenomenul de spumare

Aparitia acestui fenomen duce la intrerperea peliculei de ulei dintre supr aflate in miscare relativa avand drept consecinte accentuare uzurii si cresterea nivelului de ulei

Prin prezenta alcoolilor superiori cu pana la 20 de atomi de carbon in milecula sau unor compusi siliconici organici in ulei s-a constatat o reducere a spumarii

Prezenta unor cantitati minime de compusi siliconici oranini elimina complet tendinta de aparitie a fen de spumare in ulei

Aditivi polifunctionali

Au fost dezvoltate tehnologii moderne de aditivare a uleiurilor prin adaugarea unui amestec de compusi organici cu diverse grupari functinale sau a unui singur compus care contine pe catena hidrocarbonata mai multe functiunare organice Acestia sunt compusi metalici ai alchilofenolilor care contin in molecula atomi de S, fosfor, azot si altele

Varianta cea mai utilizata este cea a folosirii unor subtante cu una sau grupari functinale care prin amestecare permit obtinerea aditivului polifunctional dorit.i

Util acestor aditivi impune rezolvarea problemelor de solubrizare in ulei,gasirea proprtiilor in care eficienta este maxima, micsorarea sau eliminarea surselor de emisii poluante si accesibilitatea materiilor prime si a costurilor

Necesitatea se eficienta procrdeelor de filtrare

Durata de seviciu a motoarelor depinde in mare masura de procesele de purificare de filtrare a comb lubr si a aerului necesar arderii

Printr-o fultrare eficienta poate fi marita si durata de lucru a uleiului in motor. Filtrele au ca prim obiectiv eliminarea intr-o masura cat mai mare a particulelor abrazive care pot initia procesul de uzura in motor si instalatiile auxiliare

In al II-lea rand prin filtrare trebuie eliminate produsele secundare reultate in urma proceselor de ardere (mazga,lacuri)care pot compromite functionare motorului prin formarea de depuneri

Degradarea uleiului in timpul serviviului

Exista 2 aspecte de baza ale acestui proces

contaminarea uleiului cu diverse impuritati

modificarea comopitiei prin amestecarea cu comb si diverse produse de ardere

Impuritatile ce pot contamina uleiul sunt:praful atmosferic,apa,lichidul de racire si diversele particule abrazive, de aceea este obligatorie schimbarea uleiului la incheierea rodajului pt a indeparta iversele impuritati rezultate in urma acestui proces sau ramase dupa montaj pe suprafete si in conducte

Impuritatile reultate in urma arderii sunt diverse produse carbonoase si altele

Compozitia si cantitatea impuritatalor depinde de tipul motorului (MAS sau MAC) conditii de functionare, factorii de mediu, eficienta sist de filtrare, calitatea comb si lubr si modul de intretinere. Cu exceptia comb si a apei, elem greu filtabile,restul imputatilor din ulei la efectuarea schimbului repr intre 210% din greutate

Particulele solide prezente in ulei au dimensiuni diferite incepand cu :

cele sub 2 micron 92%

25 micron 7%

>5 micron 1%

Majoritatea particulelor sub 2 micron sunt constituite din C, fiind mentinute de obicei in suspensie de aditivii detergent dispersati

Rolul procelor de filtrare

Prin util filtrelor se urm mentinerea nivelului de impurificare a lubr la un nivel suficient de scazut a.i sa se previna functionarea defectuoasa a motoarelor prin efect de coroziune sau actiune abraziva a diverselor particule solide.

Deoarece jocurile din lagare sunt de aproximativ 2% din diametrul fusului, iar grosimea peliculei de lubr nu coboara sub 5 micron, nici in cazul solicitarii maxime este necesara indepartarea in primul rand a particulelor cu diensiuni mai mari de 5 micron

Metode de filtrare a lubrifiantilor

Se pot imparti in 2 cat:

separarea prin mijloace mecanice

separarea prin element filtrant

Comb si gazele dizolvate in ulei nu pot fi separate prin nici un mijloc incorporat in motor

Decantarea naturala nu poate fi aplicata in timpul functianarii motorului datorita vit mari de deplasare a particulei abrazive.Metodele util sunt centrifugarea si separarea magnetica

Filtrele centrifuge au forme constructive variate si sunt foarte eficiente. Prin acest procedeu se pot separa particule cu dimensiuni pana la 2 micron si chiar si sub aceasta limita. In cazul util straturilor filtrante, uleiul trece print-un perete poros ce retin particulele cu dimensiuni superioare porilor

Mediul filtrant consta din produse pulverizate, tesaturi naturale sau sintetice, hartie etc

Efectele filtrarii lubrifiantilor:

Cele mai important rezultant al util sist de filtarare este reducerea uzurii atat ca rzultat al actiunii mecanice de indepartare a particulelor abrazive cat si in urma unor efecte mai complexe constand in tenuarea actiunii coroszive prin indepartarea unor produsi de ardere.

Recuperarea si regenerarea lubrifiantilor

Recuparea uleiurilor uzate fie prin metode mecanice simple, fie prin merode mai complexe cuprizand si tratemente chi, deci prin procese de regenarare, este importanta pt ca permite reciclarea unor cantitati importante de lubr. Principalele metode de recuperare si regenrare sunt urm:

decantarea: da bune rezultate pt separare particolelor insolubile si a apei

incalzirea si deshidratarea: se util pt separarea comb, a apei si a aditivilor

chi: pot fi separate particule fine insolubile produse de ardere insolubile si solubile apa si aditivii

pamanturi absorbante: da rezultate bune pt separarea particulelor fine si grosiere insolubile, prosuselor de ardere solubile si insolubile a apei si aditivilor

rezervoarele de decantare: sunt eficiente dar au dezavantajul ca este necesar un timp indelungat de depozitare. Acest deavantaj poate fi inlaturat prin util unor dispozitive de incalzire sau spalare cu abur

deshidratarea in vid: este util pt separarea apei

Metodele mecanice, respectiv centrifugarea si act magnetilor se pot uti numai pt filtrarea in timpul functionarii motorului

Tratamentele chi sunt fie de natura acidica, fie de natura bazica si sunt urmate de filtrare util argile speciale

Consumul de lubrifianti in MAI

In timpul functionarii motorul consuma o parte din lubr aflat in sist de ungere, cant.consumate variind in limite foarte largi, conditionate de starea motorului si de carac fizico-chi ale lubr

Consumul se realizeaza pe 2 cai

pierderile prin neetanseitati sau prin sist de aerisire pe langa jorja etc

pierderi datorate arderii lubrifiantului in contact cu piesele fierbinti din camera de ardere

Plecand de la ideea ca in conditiile misc de translatie alternative a ansamblului pist-cili se stabileste un regim de ungere la limita ceea ce presupune formare unei pelicule de ulei avand o grosime de ordinul a cateva molecule.

Se paote calcula consumul de ulei ars in functie de carcteristicile constructive si functinale ale motorului

Prin calc aceste cantitati de ulei ars in medie la suta de km parcursi se pot evalua pierderile de ulei suferite de motor

In tabelui urm sunt prezentate cauzele care duc la patrunderea uleiului in camera de ardere si ponderea acestora in pierderea datorata arderii uleiului

Pt a evita uzura sau griparea sist de ghidare a supapelor trebuie sa se tina seama de unele aspecte privind existenta in unele perioade a uleiului in exces evidentiata

Prin aparitia unui fum albastrui in gazele de evacuare

Buna functionare o supapelor poate fi impiedicata prin formarea unor cantitati de depozite carbonoase pe supapa si pe scaunul acesteia

Motorul poate functiona defectuos in cazul formarii depozitelor pe peretii camerei de ardere

Este important de mentionat ca pierderile de ulei ghidajul supapelor repr cam jumatate din totalul pierderilor putand ajunge pani la 75%

In consecinta este necesar ca jocul intre aceste piese sa se mentina in limitele recomandate de fabricant prin revizii si inlocuiri periodice

Avansul la aprindere si injectie,reglarea supapelor, depresiunea din galeria de admisie, impreuna cu accelerarile si decelerarile rapide si frecvente sunt alti factori care influenteaza pierderile de ulei la SA

In cazul SE efectele mecanice datorate miscarii tijei se acumuleaza cu efectele de vaporizare det de trmp ridicate cu consencinte chiar si in zone relativ indepartate fata de talerul supapei

Dupa inchiderea SE datorita fortei gravitationale si tensiunii superficiale in gidaj patrunde o noua cantitate de ulei .Acest ciclu se repeta si det jumatate din pierderile de ulei prin sistemele de ghidare ale supapelor in ansamblu

Alte mijloace de prevenire a consumului de ulei sunt mentinerea la valori reonabile a debitelor de lubrifiant trmis catre aceste organe si util unor sist de etansare ce sa impiedice patrunderea in zona tijelor supapelor a excesului de ulei

Restul pierderilor de ulei prin procesul de ardere se datoreaza scaparilor prin ansamblul pist-cili. Reducerea acestui tip de pierderi a fost rzolvat in mare masura prin utilizarea seg de ungere ce racleaza uleiul in exces de pe oglinda cili lasand doar o pelicula fina necesara ungerii

Caracteristicile functionale ale motorului determinate in stabilirea nivelului general al consumului de lubrifiant sunt

Starea mecanica

Dupa regimul de rodaj caracterizat print-un consum ridicat de ulei,acest consum se stabilizeaza pe un palier

In momentul in care cons de ulei incepe sa cresca execesiv se presupune in principiu cresterea jocurilor in ansamblul de ghidare a supapelor care in general se uzeaza mai repede decat ansamblul pist-cili

Pana la reparatia generala consumul poate fi redus prin utilizarea unui ulei mai vascos

Nivelul depunerilor

Ancasarea canalelor cilindrilor raclori si a orificiilor de ungere duce la o crestere impostanta a consumului de ulei

Nivelul uleiului din baie

Mentinerea uleiului din baie la cota max duce la cresterea pierderilor de ulei cu 2025% decat in cazul in care nivelul se situeaza spre valoare min

Regimul de lucru

Consumul de ulei variaza in functie de sarcina avand val cele mai mici la sarcina plina,dar cu turatie constanta

Variatiile de regim conduc la cresteri ale consumului de ulei deoarece poate fi depasita capacitatea de raclare a seg

Influensa caracteristicilor lubrifiantului asupra pierderilor de ulei

Factori semnificativ sunt urm:

volatibilitatea(capacitatea de vaporizare): connsumul variaza direct propr cu volatilitatea lubrifiantului in conditiile in care viscozitatea este const

viscozitatea: consumul variaza invers propr cu viscozitatea, nu se pot util uleiuri viscoase la motoare noi sau cazul util la temp scazute. Scaderea viscozitatii ca urmare a creterii regimului termic va duce la o crestere a consumului

aditivi : s-a constatat o scadere a consumului de ulei pe aceeasi motor la trecerea de la 20W/20 la 10/30W la 20W/40

Degradarea aditivilor pt imbunatatirea indicelui de vicozitate va avea ca consencinta creste consumului de ulei

Optimizarea lubrificatiei si intretinerea MAI

Stabilirea lubri optim si al modului cel mai economic de util constitue nu numai conditii esentiale pt exploatarea motoarelor la o eficienta si durabilitate max,ci si pt obtinerea unor indici economici ridicati

Prin aplicarea unor reguli relativ simple privind lubrificatia si in general intretinerea corecta

Dueata de serviciu a motorului poate fi preungita cu 3050% si in acelasi timp scaderea consumului de lubr cu 1020%

Supravegerea eficientei sist de ungere si a efetelor complexe asupra organelor si performantei motorului se realizeaza in principal prin evaluare propr uleiului

D.p.v al succesiunii in timp, metodele de stabilire a caracteristicii lubrifiantilor se pot impartii in 2 cat

- analiza uleiurilor noi

- analiza uleirilor in timpul functionari motorului si dupa util (dupa schimbul de ulei)

A 2 a car are ca scop lamurirea urm aspecte:

- conditii functionale a motorului si depistarea anumitor defectiuni

- comportarea lubr in motor

- optimizarea intervalului de timp intre 2 schimburi de lubrifiant

Analiza lubrifiantilor in timpul util in motor

Metoda rapide

Aceste metode au ca scop sa dea informatii chiar si aproximative dar foarte rapid asupra unor probleme cum ar fi:

cant de particule carbonoase mentinute in suspensie de ulei, ceea ce permite evaluarea gradului de ancasare si a starii mecanice a motorului(mai ales pt MAC)

capacitatea uleiului de a disprsa particulele carbonoase atat la rece ctt si la cald

diluarea lubr cu combustibil

modificarile chi ale lubr datorate in special oxidarii

Indicatia asupra acestor probleme se obtin rapid prin urm metode:

a)     Metoda petei de ulei

Se aplica uleiurilor in timpul util prin depunerea unei anumite cant de ulei pe hartie de filtru de o anumita caltate

Pata se examineaza dupa 2-3 ore de la depunerea picaturii si prezinta in cazul uleiurilor detergente urmatorul aspect

o zona centrala: care da imagine asupra gradului de contaminare a uleiului cu particule carbonoase cele cu particule mai mari gasindu-se in acesta zona

o aureola: ce delimiteaza zona centrala si repr frontul de dispersie a particulelor carbonoase mari

o zona de difuzie: caracterizand capacitatea dispersanta a suspensiei, deci un pericol de ancasare a motorului

o zona extrema translucida : continand ulei fara particulei carbonoase si a carei culoare poate da indicatii asupra gradului de oxidare a uleiului

Pot exista diferite abateri de la aceasta imagine tip in functie de carac lubrifiantului si hartia de filtru util. Se pot face comparatii si cu pete etalon caz in care timpul de asteptare pt formarea petelor este de ordinul minutelor

b)     Testul de aciditate

Se realizeaza cu ajutorul unui indicator de pH care aplicat pe pata de ulei produce o culoare semnificativa:

albastru sau verde indica mentinerea alcalinitatii uleiului

galben repr o reactie neutra

rosu repr o reactie acida

c)     Evaluarea diluarii,resp a viscozitatii

Este posibil cu ajutorul unor viscozimetre simple(tuburi capilare sau cu bile) prin comparatie cu subrifianti etalon

Se obtine o imagine directa asupra diluarii cu comb asupra eficientei daitivilor at imbunatatirea indicelui de viscozitate sau transfomarilor reologice suferite de stocul de baza

d)     Examenul microscopic:

Se poate face rapid la fata locului cu un instrument portativ obtinandu-se implicatii foarte activ cu privire la starea de aglomerare a particulelor carbonoase in functie mai ales temp.

e)     Examenul fotometric

Acesta se poate face util o trusa mobila si permite stbilirea continutului de subst carbonoase in uleiurile propus

Metode standarde laborator

Aceste metode permit definirea comportarii lubrifiantului prin det propr sale fizico-chi si reologoce

Prin repetarea periodica a acestor determinari se poate obtine o imagine corecta a acestor det se poate obtine o imagine corecta asupra transformarilor la care este supus uleiul datorita solicitarilor mecanice generalp a motorului la momentul respectiv

Aceste metode sunt recomndate mai ales pt punerea la pct a unu nou lubrifiant sau motor sau investigarea acestora in conditii particulare de functionare

Metode speciale de analiza

Acestea necesita o aparatura speciala si complexa si au rolul de a completa datele obtinute prin metode standardizate

Cele mai util sunt metodele spectrometrice

Interpretarea rezultatelor privind comportarea lubrifiantiilor in MAI

Prin metode rapide

Se vor lua in calcul concentratia de particule carbonoase, contaminarea cu apa si comb,deoarece acestea sunt cele mai smenificative in ceea ce priveste transformarile suferite de ulei in timpul functionarii motorului si corelatiile cu acestea

Aceste metode conduc la urm concluzi privind interactiunea motor-ulei

a)     tipul de functionare

Influenteaza dup o lege linara creste continutul de particule carbonoase in uleiurile detergente daca nu intervin anomalii in functionarea motorului, cum ar fi dereglarea sist de alimentare ce sa conduca la cresteri brutt la contintului de particule carbonoase

b)     sarcina motorului

Influenteaza in acelasi sens ca si asupra pierderilor de ulei cresterea continutului de particule carbonoase, fiind urmare logica a cresterii consumului de ulei si carburant impus de functionare la saecini max

c)     starea mecanica a motorului

Da o imagine asupra gradului de uzura,reglajele ducand la efecte similare cu acele privind consumul de lubrifiant

d)     acumularea de apa in carter

Poate avea ca efect accentuarea tendintei de aglomerare a particulelor carbonoase in suspensie sau pierderea capacitatii dispersante a uleiului

Metode standardizate

a)     pct de inflamabilitate: Permite depitarea unei diluari exagerate de peste 5% a uleiului cu carbon

b)     rezidurile carbonoase: permite val directa a continutului de subst carbonoase

c)     continutul de cenusa:pune in evidenta poluarea lubrifiantului cu produse de uzura subst abrazive din atom etc; putand constitui si un indiciu al eficientei filtrului de aer si ulei

d)     aciditatea: indica degradarea uleiului prin procesul de oxidare, degradarea aditivilor si contaminarea cu produsi chi straini

Analiza speciale

prin cresterea continutului de Fe indica uzuri puternice ale camasilor cilindrului si a seg

cresterea continutului de Al indica uzura pistoanelor

In general durata de serviciu a unui lubrifiant este prcizata de fabricant

Combustibili petrolieri pt MAI

Comb petrolieri lichizi pt MAI se obtine prin distilarea fractionata a titeiului dar pot fi obtinuti prin procedee de cracare (ruperea legaturi chi de C-C)din produsi cu un nr mare de atomi de C in molecula (numiti fractiuni grele) rezultati tot in urma frac destilate a titeiului

Se pot fabrica comb pt MAI si din carbune de pamant sau din reziduri rezultate in urma procesului de coxificare a carbunelui

Caracteristicile comb uti in MAI trebuie duca la satisfactia MAI

sa asigure pornirea rapida si sigura a motorului la orice temp a mediului ambiant

sa permita functionare sigura a motorului cu un randament cat mai ridicat

sa nu produca solicitarimecanice sau termice ridicate sau uzura mare

sa arda complet fara a produce subst nocivr pt omogenizare

sa nu actioneze corosi asupra supr metalice cu care intra in contact

sa permita transportul, depoztarea si distributia la consumator fara dificultate,fara pericol si cu mentinerea in timp a proprietatii

sa fie ieftine

sa fie in cantitati suficiente

Propr comb lichizi se definesc printr-un nr de caracteristici ce se imparte in 3 clase

caracteristici ce definesc propr comb

Det pt procesul de pulverizare,vaporizare,autoaprindere si ardere

Acestea sunt:- compozitia fractionata pres de vapori densitatea,viscozitate,tens.superficiala, cifra octanica cifra cetanica,indicele diesel, indicele de cox si puterea calorica

propr comb det pt uzura motorului

Aciditatea minerala si alcalinitatea, aciditate organica, continutul de sulf, efectul de coroziune asupra lamei de cupru impuritati mecanice, continutul de apa si continutul de cenusa

caracteristici det pt transportul depozitarea si distributia comb

Gumele actuale,perioada de inductie cifra de iod,pct de congelare, temp de tulburare, pct de inflamabilitate si culoare

Tipuri de comb pt autovehicule:

Clasificarea comb

in functie de tipul motorului

pt MAS

pt MAC

in functie de starea agregare

lichizi (benzina motorina)

gazosi (gaze naturale GPL, hidrogen)

in functei de natura comb

petroliere (conventionali)

neconventionali (benzine sintetice,compusi organici oxigenati de tipul alcoolilor, eteri,gaze naturale sau sintetic,hidrogen etc)

Se estimeaza ca in viitorul apropiat alimentarea motoarelor pt autov. se va face preponderent cu comb conventionali

Prin perfectionare procedeelor ternologice s-a marit cant de benzine si motorine rezultate din prelucrarea titeiului pe baza scaderii cant de produse grele

Propr caracteristice benzinelor auto

Pt MAS se utilizeaza benzine comerciale caresunt produse lichide a caror distilare are loc intre 30^OC si max 205 ^OC produse obtinuta prin amestecarea unor fractii petroliere de baza cu compusi sau aditivi

Pe plan mondila se comercializeaza benzine care contin ca fractii de baza benzinei naftelic si alti componenti avand o compozitie procentuala ce depinde de disponibilitatea si calitatea acestora

Amestecarea diferitelor fractii petroliere este necesar datorita faptului ca in urma prelucrarii titeiului produsele rezulatate nu sunt brnzine finite care sa corespunda cerintelor de utilizare a lor in motor

Aceste bezine repr componenti uti la fabricarea benzinelor finite

Incepand cu 1990 in SUA a inceput sa fie utilizate benzinele oxigenate numite OXYFUEL si benzinele reformulate.In Europa de v benzinele reformulate au denumirea de EUROSUPER

In Romania componentii utiliati pt fabricarea benzinelor finite pot fi

butani (pt corectarea presiuni de vapori)

gazoline (fractiuni de benzine primare)

benzine de cracare catalitica

benzine de reformare catalitica

compusi organici oxigenati

In principiu benzinele comercializate in Romania sunt

benzina regular (CO87) recomandat pt rapoarte de comprimare ≈78

benzinele premium I (CO≈9698) recomandat pt rapoarte de comprimare 810

benzinele premium II (CO≈95) recomandat pt rapoarte de comprimare 810

super premium (CO peste 100)

Normele de mediu impun pt benzine

eliminarea totala a plumbului

reducerea pres a vapori

limitarea continutului de hidrocarburi aromatice de benzine si de olefile

emisiile polunate sa se incadreze in normele de mediu

In Romania s-a trecu la fabricarea benzinelor fara plumb sinolizate Premium FP, fabricate din fractii de benzine porvenite din procese de reformare si cracase catalitica si din alte procese din sinteza destinate motoarelor de autov dotate cu cartuse de catalizatori de polunati

Realizarea unei retele optime pt benzine auto este foarte complexa deoarece trebuie avuti in vedere urm factori:

respectarea conditiilor de calitate impusa benzinelor finite

fabricarea benzinelor din componenti disponibili ce au calitati diferite de la o perioada la alta in functie de calitatea materiei prime de tipul si de modul de functionare a instalatiei de fabricare

elaborarea de retete ce sa permita valorificarea superoioara a produsilor din rafinarii simultan cu asigurarea calitatii si a beneficiului

Hidrocarburile continute de o benzina clasica sunt:

hidrocarburi saturate aciclice sub forma unor lanturi (alcani sau parafine)

hidrocarburi ciclice (cicloalcani sau nafteni)

hidrocarburi aromatice si nesaturata (olefine si diaelctirce)

Intre 40% si 80% din comp benzinelor comerciale este constituita din hidrocarburi parafinice cu lanturi liniare sau ramificate

Naftenele cu sau fara catene laterale sunt intre 15% si 30%

Pe langa hidrocarburile aromatice (pana la 35%)si compusi organici cu S,O₂,si N₂. In concentratii reduse in compozitia benzinelor comerciale se gasesc si cant apreciabile de hidrocar aromatic intre 2040%

Calitatea benzinelor trebuie corelate cu cerintele MAS de aceea este necesara cunoasterea comp benzinelor pe clase de hidrocarburi

Pt buna functionare a motorului, benzinele trebuie sa posede anumite propr fizice si chi ce sa asigure:

formarea unui amestec omogen la un dozaj optim care sa asigure arderea cat mai completa si realizarea unui rand termic superior

transportul,stocarea si curgerea normala a benzinei prin sist de alimentare in orice conditii de mediu

eficienta economica a productiei de carburanti

Cerintele pe care trebuie sa le indeplineasca benzinele pt buna functionare a motorului sunt:

a)     volatilitatea

Deoarece arderea se realizeaza in bune conditii numai in cazul in care comb din camera de ardere este in stare gazoasa, de asemenea volatilitatea influenteaza pornirea la rece,vit de incalzire a accelerare a motorului, puterea motorului si economia de carburanti

Volatilitatea unei benzine este apreciata prin tensiunea de vapori si curba de distilare. Tensiunea de vapori se defineste prin pres de vapori dezvoltata de un volum det de benzina la temp de 37,8^OC (100^OF)intr-un aparat stadardizat numit aparat Reid

Pt benzinele auto tensiunea de vapori este intre 400.700torr

O tensiune de vapori mari usureaza pornirea la rece si punerea rapida in sarcina motorului

Peste o anumita val a tensiunii de vapori apare pericolul formarii de dopuri de vapori in conductele de alimentare cu periocul intreruperii alimentarii

Pe langa pierderile la trasnport si depozitare, o val mare a pres de vapori poate duce si la inghetare comb in sist de alimentare

Curba de distilare repr temp la care distila 10%,50% si 90% dintr-un volum stabilit de comb si determina vuna functionare a MAI

Temp de distilare a fractiunilor usoare notata cu t₁₀^Oinfluenteaza in special pornirea la rece a motorului

Cunoscand t₁₀^O se poate det temp min de pornire a motorului

S-au fabricat benzine utilizate numai iarna sau numai vara

In afara de aceasta temp t₁₀^O, temp min la care poate porni motorul depinde si de alti factori cum ar fi viscozitatea uleiului si capacitatea acumulatorului

O val prea mica a temp t₁₀^O duce la formarea dopurilor de vapori cu pericolul de a se intrerupe alim cu comb

Temp de regim se atinge numai dupa o perioada de functionare a motorului. Timpul in care se atinge temp de regim si durata de accelerare depinde de temp de distilare a fractiunilor medii t₅₀^O. Aceste durate sunt cu atat mai mici cu cat val t₅₀^O este mai mica

De asemenea t₅₀^O influenteaza calitatea si omogenitatea amestecului aer-comb, stabilitatea in functionare a motorului, consumul de comb pana la atingerea timp de regim etc

Pt Romania t_50max^O=145^O

Temp la care distila de 90% din proba t₉₀^O, precum si temp finala de fierbere t_g influenteaza distributia de carburant in cili in cazul injectiei monopunct

Consumul de comb cresterea lui t₉₀^O si t_g

Fractiunile grele din benzina se vaporizeaza doar partial si de aceea in cilindru poate ajunge benzina lichida ceea ce duce la cresterea consumului cu 1520% ancasarea bujiilor si intensificarea depunerilor de calamina

Picaturile de comb se deoun pe oglinda cili sub forma unei pelicule provocand spalarea filmului de ulei, ceea ce favorizeaza aparitia flacarilor uscate, diluarea uleiurilor din carter si inrautatirea ungerii, ceea ce duce la cresterea uzurii pieselor motorului

Din ratiuni economice, continutul de fractiuni grele din benzine este limintat

Pt romania t_90max^O=195^OC, t_fmax­=205 ^OC

b)     punctul de congelare

Este important sa fie cunoscut pt a se evita congelarea sau separarea cristalelor de combustibil ceea ce poate duce la blocarea filtrelor si conductelor instalatiei de alimentare

Prin standarde in romania val min a pct de congelare este de -20 ^OC

c)     viscozitatea: -este determinata de compozitia chimica a combustibilului, de masele moleculare a componentilor, de temp.si presiune. Este direct propr.cu continutul de fractiuni de usoare.

d)     Densitatea: -poate sa ofere indicatii calitative asupra benzinelor pe clase de hidrocarburi (alcanii au o densitate mai mica, iar hidrocarburile aromatice o densitate mai mare).

e)     Puterea calorica: -repr.cantitatea de caldura degajata la arderea completa in conditii normale a unui kg de comb.lichid sau a unui m³ de comb.gazos. Puterea calorica a unui comb.determina in mod hotarator lucrul mecanic produs de motor si consumul specific. Puterea calorica depinde de comp.chimica a combustibilului si in special de continutul de H₂ si de C.

Deoarece puterea calorica a H₂ este de 3 ori mai mare decat cea a C. Variatia acesteia pe clase de hidrocarburi este urmatoarea: parafinele au puterea calorica cea mai mare, urmata de naftene si aromatice. In afara de puterea calorica la alegerea comb.auto se vor avea in vedere si celelalte caracteristici fizico-chimice si de exploatare, precum si aspecte economice.

Calitatile antidetonante ale benzinelor: Fenomenul de detonatie la MAS apare datorita arderii bruste a amestecului aer-comb.din cilindru avand drept consecinta reducerea eficientei motorului. Tendinta la detonatie si intensitatea acesteia depind de compozitia chimica a benzinei. Hidrocarburile parafinice au structuri ramificate si cele aromatice au o tendinta mai redusa la detonatie fata de hidrocarburile parafinice cu structura moleculara liniara. Olefinele detoneaza cu o intensitate mai mica decat parafinele, iar naftenele sunt intre ele. Cifra octanica CO este o marime conventionala ce exprima rezistenta la detonatie a benzinelor in procente. Acest parametru empiric exprima capacitatea benzinei de a rezista la comprimare(evitarea autoaprinderii) folosind ca termeni de comparatie hidrocarburi cu structuri de referinta, adica izooctanul cu rezistenta mare la detonatie careia i se atribuie conventional cifra octanica 100 si normal heptan(n-hepan) cu rezistenta mica la detonatie si careia i se atribuie conventional cifra octanica zero. In general CO se det.in conditii de laborator pe motoare monocilindrice ce ofera posibilitate modificarii raportului de comprimare. Daca o benzina are CO mai mare de 100 calitatea acesteia se poate exprima si de cifra de performanta(CP), iar determinarea se face avand la baza izooctanul in care se introduc aditivi antidetonanti in anumite proportii. Cifra octanica se det.in conditii de laborator prin 2 metode: 1) Metoda Research: -CO determinat prin aceasta metoda se noteaza cu COR. Aceasta corespunde functionarii unui motor la turatii mici, adica in regim de turatie urbana cu variatii frecvente ale vitezei.

2) Metoda Motor: -CO astfel det.se noteaza COM, iar conditiile in care se face determinarea sunt mai apropiate de cele reale de exploatare. COR>COM .

Sensibilitatea unei benzine repr.diferenta dintre cifrele obtinute prin cele 2 metode: COR si COM exprimata susceptibilitatea la modificarile regimului de modificare a motorului. Sensibilitatea este det.de comp.chimica a benzinelor. Deoarece parafinele au o sensibilitate mai redusa, iar aromaticele o sensibilitate mare, benzinele de distilare primara cu continut ridicat de parafine au o sensibilitate mica, iar cele rezultate din procesele de cracare si reformulare catalitica au continut mare de olefine si aromatice cu o sensibilitate mare. La motoarele auto se impune ca sensibilitatea sa fie mai mica de 10 unitati. La cele 2 metode prezentate nu sunt luate in considerare conditiile particulare constructive si functionale ale motorului de aceea este necesara aprecierea calitatii antidetonante a benzinelor in conditii de drum apropiate de cele reale pentru fiecare motor in parte. Exista si alte metode pentru determinarea CO in conditii de drum notata COD cum ar fi: -Metoda UNITOW; -Metoda curbelor limita de detonatie numita si BORDERLINE; -Metoda intensitatii detonatiei; -Metode bazate pe relatii empirice stabilite si verificate experimental; -Metode spectrale; -etc.

Aceste metode au dovedit ca CO variaza si in functie de turatie. De exemplu benzina parafinoasa se comporta bine la turatii de peste 1800 rot/min, dar detoneaza la turatii mici, iar benzinele olefinice detoneaza la turatii mai mari de 2800 rot/min si se comporta bine la turatii mici. Pt.corelarea COD cu COR si COM se uti.o serie de diagrame si relatii matematice.

Corosivitatea si stabilitatea la oxidare a benzinelor: -Datorita continutului de acizi organici, acizi minerali, apa si compusi cu sulf, benzinele au o actiune coroziva atat a actiunii pieselor motorului cat si asupra peretilor rezervorului. Pentru acizii organici concentratia maxima admisa exprimata prin indicele de aciditate s-a stabilit la 3 mgKOH/100 p. Benzinele contin compusi cu sulf si mai putin sulf liber sau H₂ sulfat. Datorita sulfului din benzina uleiul din motor imbatraneste mai repede ceea ce duce la cresterea indicelui de cox si a depunerilor pe piston. Continutul de sulf se limiteaza la 0,1 % sau la 0,15% pt.benzinele provenite din titeiuri cu continut mare de sulf. Impuritatile mecanice(praf, nisip, rugina) prezente in benzina duc la o functionare defectuoasa a motorului si la uzura acestuia. Apa din benzina micsoreaza puterea caloricasi provoaca dereglari in alimentarea motorului. Continutul de apa si impuritati mecanice este limitat prin standarde. Gumele rezultate din oxidarea si polimerizarea hidrocarburilor nesaturate care se gasesc in proportii mai mari in benzinele de cracare termica si catalitica si de piroliza. Aceste gume sunt produse vascoase sau solide de culoare galben deschis pana la brum negru si se formeaza in benzine in timpul depozitarii si vaporizarii. Gumele determina schimbarea caracteristicilor de baza ale benzinelor in special a CO si a aciditatii si a susceptibilitatii la detonatie, functionarea defectuoasa a supapelor, ardera incompleta si chiar griparea motorului. Continutul de gume se limiteaza la 2mg/100cm³. Stabilitatea benzinelor in timpul depozitarii se determina prin perioada de inductie ce reprezinta timpul in minute in care o proba testata in prezenta oxigenului in anumite conditii de presiune si temperatura, practice nu se oxideaza. Perioada minima de inductie impusa de standarde este de 600 de minute.

Aditivi pentru benzine: Aditivii sunt compusi chimici ce imbunatatesc calitatile si proprietatile benzinelor. Se introduce in proportii reduse sub 3% si au urmatoarele functii: -confera proprietati fizico-chimice noi; -protejeaza benzinele finite impotriva transformarilor ce pot avea loc sub actiunea agentilor fizici si chimici; -protejeaza motorul de produsi nocivi, ce rezulta din procesele functionale.

Conditiile ce trebuie sa le indeplineasca aditivii pentru benzine sunt urmatoarele: -sa aiba eficienta mare la cantitati mici; -sa arda complet odata cu combustibilul si fara depuneri; -sa nu influenteze negativ alte proprietati ale benzinei; -sa fie solubile in benzina si insolubile in apa; -sa prezinte o instabilitate termica la toate temperaturile de exploatare; -sa nu fie deficitar, iar costurile de productie sa fie acceptabile.

Tipuri de aditivi

a) Aditivi antidetonanti:

Datorita cresterii raportului de comprimare la motoarele actuale pentru evitarea aparitiei fenomenului de detonatie este necesara utilizarea unei benzine cu cifra octanica mare. Ca aditivi antidetonanti se pot utiliza 4 clase mari de compusi chimici: -hidrocarburi izoparafinice si aromatice; -compusi organici cu oxygen(alcool, eteri si esteri); -compusi cu azot; -compusi organo-metalici.

Cele mai bune proprietati antidetonante le au produsii organo-metalici de tipul tetraetilului de Pb. Celelalte 3 clase au o influenta redusa asupra CO daca sunt in concentratii mici si de aceea sunt considerati mai mult componenti antidetonanti decat aditivi. Normele de mediu au impus eliminarea Pb din benzine si de aceea a aparut necesitatea gasirii altor compusi cu efect antidetonant.

b) Aditivi antioxidanti:

Acesti aditivi sunt utilizati la benzinele ce contin fractiunile rezultate din cracarea termica si catalitica, piroliza si coxare pentru incetinirea sau prevenirea proceselor de oxidare, de polimerizarea si policondensarea care apar in special in cazul depozitarii pe termen lung. Compusii utilizati sunt de tipul achili-fenoli, amine aromatice, amini fenoli, etc.

c) Aditivi detergenti:

Sunt utilizati pentru diminuarea efectelor nocive ale depunerilor. Pot fi utilizati ca aditivi multifunctionali, deoarece au si o actiune antirugina si antipoluanta. Acesti aditivi sunt substante tensio-active cu grupari aminice.

d) Aditivi anticorozivi:

Coroziunea pieselor metalice din circuitul de alimentare si cel de distributie se datoreaza compusilor chimici preexistenti sau formati in timpul depozitarii agresivi fata de metale asa cum sunt: acizii, peroxizii, alcoolii si alte produse de oxidare si compusi cu sulf.

In urma arderii rezulta acizi ai sulfului extremi de agresivi fata de suprafetele metalice. Prezenta apei, a unor alcooli sau a unor compusi cu character acid intensifica actiunea coroziva a benzinelor. Compusii utilizati sunt substante tensio-active constituite dintr-un radical alchiilic lung si o functie polara. Protectia anticoroziva este asigurata prin absorbtia acestor substante pe suprafetele metalice sub forma unui film molecular.

e) Aditivi dezactivatori metalici:

Benzinele pot contine unele urme de metale fin divizate provenite din materia prima sau introduce cu aditivii. Aceste metale actioneaza ca si catalizatori pentru procesele de oxidare ceea ce duce la marirea depunerilor rasinoase. Aceste urme de metale au si o actiune nefavorabila asupra aditivilor antioxidanti ceea ce impune cresterea cantitatii acestor aditivi. Ca si in cazul uleiului acesti aditivi blocheaza actiunea metalelor prin formarea de produsi stabili. Ca aditivi dezactivatori metalici se folosesc compusi bazelor Sihiff, acizi pilidin carbooxilici si altii.

f) Aditivi anticongelanti sau antidepresanti:

Au rolul de a reduce punctul de congelare al apei sau de a impiedica depunerea cristalelor de gheata in sistemul de alimentare. Compusii utilizati sunt in general alcooli.

g) Aditivi polifunctionali:

Acestia sunt substante organice avand proprietati multiple ce pot avea simultan o actiune detergenta, anticoroziva, anticongelanta, antipoluanta, etc. Rolul acestor aditivi polifunctionali este aceea de a conferi benzinelor proprietati specifice conditiilor impuse pentru motoarele actuale si de a reduce nivelul emisiilor poluante.

Proprietati caracteristice motorinelor auto

Motorinele se impart in 2 categorii: -pentru alimentarea motoarelor rapide se utilizeaza motorine construite din distilate relativ usoare; -pentru motoare semirapide si lente se utilizeaza combustibil in a caror componenta intra si distilatele mai grele.

Constituentii principali ai motorinelor sunt hidrocarburi parafinice, naftenice si aromatice si hidrocarburi mixte care distileaza in intervalul 200⁰÷400⁰ C . Daca continutul de hidrocarburi nesaturate este mare, motorina va avea o comportare nesatisfacatoare in motor. Compusii cu sulf, cu oxygen si cu azot, precum si compusii organo-metalici sunt prezenti in cantitati reduse in special in combustibili grei.

Procedeul principal de fabricare a motorinelor este distilarea atmosferica a titeiului. In compozitia motoarelor pot intra si produse rafinate de la extractia hidrocarburilor aromatice, fractiuni rezultate de la cracarea termica si altele. Pentru distilatele provenite din titeiuri sulfuroase necesitatea de incadrare la conditiile de mediu impuse face necesara hidrofinarea. Conform standardelor exista 3 clase de motorina: 1-D, 2-D, 3-D. Pentru motoarele auto se folosesc primele 2 clase. Pentru asigurarea unei autoaprinderi cifra cetanica CC trebuie sa fie de minim 40 si este principala cerinta in ceea ce priveste calitatea combustibilului.

Alte cerinte sunt:

1) O curba de distilare cat mai ingusta care sa permita o ardere uniforma si completa. Valori ale punctului de inflamabilitate de minimum 60⁰ C. Punct de congelare de la -15⁰ la -25⁰C si valori ale punctului de tulburare cu numai 7⁰ mai mult.

2) Limitarea urmelor de sodiu la o anumita valoare data, efectele nefavorabile ale acesteia asupra depunerilor.

3) Diminuarea continutului de sulf din motive legate de coroziune si poluare.

Pentru reducerea emisiilor poluante motoarele trebuie sa aiba urmatoarele caracteristici:

continutul de sulf intre 0,15÷0,20%

densitati mai mici de 0,82÷0,86 kg/dm³

valori ale temperaturii t₉₀⁰ si t_f⁰

Tendinte actuale privind combustibilii pentru autovehicule

Combustibilii actuali si de perspectiva trebuie sa rezolve urmatoarele probleme: reducerea consumului de combustibili clasici de tip benzine si motorine. Principala preocupare a constructorilor de automobile este realizarea unui consum cat mai redus de combustibil, deoarece factorii de care depind de consumul de consumul si economia de combustibil sunt fie de natura constructiva si functionala, fie sunt legati de modul de exploatare si de calitatea combustibilului, sarcinile cele mai importante in vederea consumului de combustibil revin constructorilor, celor ce exploateaza autovehicolul si fabricantilor de combustibil.

Unele din caile de reducere a combustibilului sunt: -reducerea consumului de combustibil la nivelul proceselor termice, la MAS se poate realiza prin cresterea raportului de comprimare, marirea dozajului in vederea functionarii cu amestecuri sarace ce permit reducerea consumului cu 5÷20%, sporirea randamentului, ceea ce impune controlul mai multor factori(viteza sau durata arderii, pozitionarea arderii pe ciclu, diminuarea pierderilor de caldura prin pereti, adica utilizarea unor materiale ceramice).

Prin marirea regimului termic al motorului se usureaza aprinderea ceea ce are consecinte favorabile atunci cand se folosesc combustibili neconventionali.

Imbunatatirea randamentului mecanic prin micsorarea frecarilor interne ceea ce se poate realiza prin utilizarea unor lubrifianti corespunzatori si prin optimizarea suprafetelor portante.

Reducerea consumului de combustibil prin utilizarea sistemelor electronice in antrenarea, reglarea si diagnoza functionarii autovehiculului. Se pot obtine reduceri ale consumului de combustibil prin perfectionarea design-ului si micsorarea masei autovehiculului. La MAS din energia dezvoltata pe ciclu prin arderea combustibilului 24% se consuma pentru producerea lucrului mecanic util, 9% prin frecare, 41% prin gazele de esapament, 26% prin sistemul de racire, de aici se observa ca aproximativ 75% din energia dezvoltata de MAS se pierde. Acest fapt a dus la echiparea pe scara larga a autoturismelor cu MAC-uri.