Курс авиационных топлив и масел - Комский М.С.

Автор: Комский М.С.

Теги: авиация авиационное оборудование топливо

Год: 1936

Похожие

Пособие горюче-смазочным материалам Красной Армии

Самолет ТБ-3 с М-17 или М-34. Отдел II

Авиационные топлива, смазочные материалы и специальные жидкости

Технология глубокой переработки нефти и газа

Текст

Инж.-ллех. -М. С.КОМСКИЙ
КУРС
АВИАЦИОННЫХ
ТОПЛИВ И МАСЕЛ
анти • нхтгг • СССР • тезб

Инж.-мех. М. С. КОМСКИЙ
I
' КУРС
АВИАЦИОННЫХ ТОПЛИВ И МАСЕЛ
Утвержден Начальником У ВС РККА в качестве учебника для
технических школ ВС РККА и У УЗ Аэрофлота в качестве
учебного пособия для техникумов и летных школ Рраэкданского
воздушного флота
ОНТИ НКТП СССР
ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ АВИАЦИОННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
МОСКВА 1©3 6 ЛЕНИНГРАД
Книга составлена но курсу .Авиационные
топлива и масла", читаемому в нормальных тех-
нических школах ВС РККА, и содержит в себе
следующие разделы: технологию авиационных
топлив и свойства их, методы эксплоатациж
различных сортов топлив, организацию топлив-
ного хозяйства, технологию авиационных масел,
свойства и эксилоатацию их, контроль топлив
и масел.
Книга рассчитана на слушателей авиацион-
ных техникумов, знакомых с терминологией и
основными данными современных двигателей,
и утверягдепа в качестве учебника для школ
ВС РККА.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Введение.-.. .'.................. ............ .. 5
глава I. Технология авиационных топлив....................... . 9
Грозненский авиабензин и бакинский бензин ,30“ ............. 9
Крекинг-бепзнпы......... ............. . . . 12
Получение нефтяных бензолов и пиробензола ....................... 14
Получение каменноугольных авнабе.изолов . . . .16
Топлива ближайшего будущего . . 17
Спирты........................................ ,9
Пусковые топлива................................. . . 20
Г ЛАВА II. Ознззные гвзйства теппиа ............................. 22
Химический состав................................................ 2?
Испаряемость топлив ............................................. 29
Воспламеняемость топлив ............ ... 3S
Теплопропзводительность топлив ................ . 40
ГЛАВА III. Актидетонацкониые свойства топлив . . .43
Сгорание топлива в двигателе.................................... 43
Влияние разных факторов па сгорание с детонацией . ... 47
Методы измерения антп детонационных свойств топлив . ... 52
Антидетонаторы............................................ .... 56
глава IV. Эксплоатация бензинов.............. . . 64
Грозненский авиабензип .......................................... 64
Бакинский бензин ,30“............................................ 66
Крекинг-бензин...................... , ~ . рд
хт ’ "*** -*=*
глава V. Зиспяозтация зткпозых беизмнгп . ........ 75
Составление этиловых бензинов .". .. . ' . . . . . 75
Основные свойства этиловых, бензинов ............................ 79
Особенности в эксплоатацитг-етиловых ‘бензинов ..... . gg
Г Л а В а VI. Эксппоатация бензольных к пиробензольных аызсей ... 92
Характеристика авпабензолов и пиробензолов ................ . . 92
Физико-химические свойства смесей................ . . . . 94
Антидетонацпонные свойства бензольных смесей.......... . . 95
-Замерзание бензольных и пиробензольных смесей............... . 97
Коррозия баков при применении бензольных смесей .... . . цц
Загрузка самолета и дальность полета.......................... 104
Составление смесей........................................ .... 104
1
3
Стр.
Г Л АВ а VII. Зксплозтация спиртовых смесей.................... • 111
Недостатки и преимущества спиртовых смесей...................... 111
Испаряемость спиртовых смесей................................... 119
Испаряемость тройных спиртовых смесей...................... ..... 121
Применение спирт вых смесей на авиадвигателе ..................... 121
Вопросы эксплоатации спиртовых топлив............................. 123
ГЛa.j А VIII. Организация топливного хозяйства.................... 127
Транспортирование топлив ......................................... 127
Слив авиатоплив ... 130
Хранение авиатоплива в парковых и полевых хранилищах.............. 133
Заправка самолета.......................•........................ 136
Экономия топлива в полете ........................................ 141
ГЛАВА IX- Технология и основные свойства авиамасел................ 144
Требования к авиационному маслу................................ 144
Основные технологические процессы получения авиамаеел . . . . 147
Важнейшие физико-химические свойства авиационных масел . . 155
глава X. Зксплоатация авиационных масел........................... 160
Транспорт, хранение и распределение авиамасла . . . . ... 160
Эксплоатации масел на авиамоторах .... ........... ...... . 164
Регенерация масел................................... - 169
Нагарообразование и его удаление .... ............... . 173
Консистентные смазки......................................... . 175
ГЛАВА XI. Контроль теплив и масал . .......... 178
Аэродромный контроль топлив и масел .'. . . .... 179
Полный анализ авиационных топлив . . ...................... 185
Полный анализ авиационных масел .... ..................... 192
<
ВВЕДЕНИЕ
Настоящий учебник по курсу «Авиационные топлива и масла»
составлен по программе нормальных технических школ ВС РККА.
Курс этот составлен из расчета, что курсантами были предва-
рительно изучены курсы моторове дения и химии, и поэтому в изло-
жении этим вопросам достаточного внимания не уделяется.
Предполагается, что к моменту изучения курса «Авиационные
топлива и масла» слушатели достаточно хорошо знакомы с терми-
нологией и основными данными современных двигателей.
Современные двигатели внутреннего сгорания работают на самых
разнообразных сортах топлив, начиная с легких газообразных топ-
лив и кончая тяжелыми нефтяными остатками. Большое разно-
образие применяемых топлив объясняется ограниченностью в про-
изводстве хороших сортов, и поэтому сплошь и рядом встречаются
двигатели, специально приспособленные для сжигания низкосорт-
ных топлив (например тракторные двигатели). Обычно при этом не
толыш усложняется конструкция и уменьшается надежность их
работы, но и отдача, которую эти двигатели способны были бы дать,
полностью не снимается.
Авиационные двигатели являются наиболее требовательными к
качеству применяемого топлива. В силу особенностей, при которых
они работают, нельзя допустить даже малейшего уменьшения на-
дежности двигателя, потому что остановка двигателя в полете
может привести к потере дорогой материальной части, а также к
гибели экипажа самолета.
Авиационный двигатель должен всегда быть приспособлен
к отдаче максимальной мощности в отличие от автодвигателя, ко-
торый редко работает на полной мощности. Это надо понимать не
только в том смысле, что авиационный мотор должен давать мак-
симально возможную при данной его конструкции мощность, по
й должен быть способным быстро переходить к работе на этой мощ-
ности с обычных эксплоатационных режимов.
Наконец, авиационный двигатель должен служить возможно
больший срок до ремонта, для того чтобы удешевить стоимость
эксплоатации.
5
показал прп этом вполне надежную работу и низкий удельный рас-
ход. Быстрое внедрение газов в эксплоатацию задерживается в
основном неразрешевностыо вопроса о таре, в которой можно было
бы их хранить и перевозить.
Указывая па перспективу в вопросе применения газообразных
топлив, мы не останавливаемся в своем труде на этой теме ввиду
недостаточности фактического материала.
Глава I
ТЕХНОЛОГИЯ АВИАЦИОННЫХ ТОПЛИВ
Грозненский авиабензин и бакинский бензин «30»
Наиболее распространенными у нас авиационными топливами
являются грозненский авиабензин и бакинский бензин «зо
Можно смело считать, что эти два бензина составляют не менее
80% всех топлив, применяемых в авиации.
Сырье. Сырьем для получения бензинов служит нефть. По
современным понятиям нефть представляет собой смесь большого
количества углеводородов (углеводородом называется химическое
соединение, состоящее из углерода и водорода). Углеводороды резко
отличаются друг от друга по своим качествам, и поэтому свойства
нефтей, добываемых в разных районах, сильно между собой раз-
нятся. Поэтому всегда принято указывать район добычи нефти,
пошедшей для производства того или иного сорта бензина. У нас
в СССР нефти добываются в Грозненском, Бакинском, Эмбепском п
других районах и поэтому встречаются грозненские, бакинские б- н-
зины и т. д.
В Грозненском районе нефть, идущая для производства гроз-
ненского авиабензина, является почти неизменной по своим каче-
ствам, и поэтому грозненские авиабензины всегда тгредставляют со-
бой однообразный и стандартный продукт,
В Бакинском районе сконцентрировано большое количество
промыслов (Сурахаиский, Биби-Эйбатский и др.), дающих неф; и
различных качеств. Поступая на производство, эти нефти переме-
шиваются в различных соотношениях и благодаря отсутствию стан-
дартности сырья при их переработке получаются бензины, различ-
ные по качеству. В дальнейшем будет подробно установлено, какие
свойства бензинов являются переменными благодаря обезличен-
ности сырья.
Прямая перегонка нефти. Грозненский авиационный
бензин и бакинский бензин «30» получаются одинаковым техно,ло-
гическим процессом, называемым перегонкой нефти. Поэтому оба
указанных бензина относятся к разряду так называемых бензинов
прямой гонки.
Принцип получения бензинов прямой гонки заключается в том.
нто нефть подогревается примерно до 200°, причем из нее выхо-
дят в виде паров (выкипают) легкие углеводороды, кипящие щи
9
такой температуре. Испаряющиеся углеводороды собираются и на-
правляются в специальные холодильники, где они охлаждаются
до жидкого состояния. Эта выкипевшая и сконденсированная часть
носит название бензинового дестиллата.
Точно таким же образом при дальнейшем нагревании нефти
происходит испарение более тяжелых углеводородов, выкипающих
примерно до 300°. Указанные углеводороды также охлаждаются в
холодильниках и после перехода в жидкое состояние образуют
жидкость, называемую керосиновым дестиллатом.
Таким образом постепенно получается ряд дестиллатов, соста-
вляющих богатый ассортимент, — от самого легкого бензина до тя-
желого остатка мазута, представляющего собой остатки нефти после
шгопа всех углеводородов, кипящих при температурах ниже 370".
На фиг. 2 показаны дестиллатьт, получающиеся в результате
перегонки нефти. Наиболее легкокипящую часть нефти представ-
ляет собой бензиновый дестиллат, затем следуют керосиновый и га-
зойлевый и, наконец, остается мазут, являющийся сырьем для по-
лучения специальных и смазочных масел.
Фиг. 2. Переработка нефти методом перетопки.
Некоторые дестиллаты после очистки являются готовой продук-
цией, как, например, газойль, который употребляется как топлива
для дизелей; другие же, как, например, керосиновый дестиллат.
специально перерабатываются в зависимости от дальнейшего на-
значения.
Бензиновый дестиллат для получения авиационного топлива
перерабатывается посредством вторичной перегонки.
При вторичной перегонке дестиллат нагревается до 130 или
175° и из него отбирается вся выкипающая при этой температуре
часть. Получающийся после охлаждения продукт носит название
авиабензина.
Перегонка нефти производится на специальных нефтеперегон-
ных заводах.
На фйг. з показан один из таких заводов, выполняющий полную
ыерегонку нефти па бензиновый, керосиновый и газойлевый дестил-
гаты.
Бензин не является химически однородным веществом. Деталь-
ные химические исследования показывают, что бензин представляет
«юной смесь большого количества углеводородов, отличающихся
ю
«руг от друга своими качествами. В состав грозненского бензина
входят одни виды углеводородов, в состав бакинских — другие.
Этим обстоятельством определяется тот факт, что, несмотря на
одинаковый технологический процесс, указанные бензины резко от-
личаются друг от друга своими эксплоатационными качествами.
Сортамент б е в з и н о в. Сортамент бензинов устанавли-
вается в зависимости от их летучести. Наиболее легкие сорта назы-
ваются авиационными бензинами, более тяжелые — бензинами
I сорта и, наконец, самые тяжелые и мало летучие бензины назы-
ваются бензинами II сорта. Такая номенклатура не соответствует
моторным качествам бензинов, потому что последние определяются
отнюдь не одной летучестью, по и в большой степени химическим
Фиг. 3. Общий вид нефтеперегонного заво та.
составом углеводородов, входящих в них. Действительно, в прак-
тике мы часто встречаемся с тем обстоятельством, что авиацион-
ные легкие бензины считаются по своим моторным свойствам хуже
бензинов II сорта.
Как пример, можно сравнить грозненский авиационный бен-
зин и бакинский бензин «30». Последний отгоняется из нефти при
175°. Это значит, что бакинский бензин превращается целиком
в газообразное состояние при 175°. Грозненский авиабензин цели-
ком выкипает при 130°. Ясно, что благодаря меныпему содержанию
высококипящих углеводородов грозненский авиабензин более ле-
туч, чем бакинский. Но благодаря тому, что бакинский бензин
обладает углеводородами, нормально сгорающими в авиамоторах со
средними степенями сжатия, а грозненский авиабензин состоит из
углеводородов, не обеспечивающих требований таких моторов, надо
считать, что бакинский бензин лучше грозненского.
11
Выход бензинов. Указанный выше технологический про-
цесс отгонки бензинов из нефти не может удовлетворить полной
потребности авиации и автомобилизма, потому что выход бензина
из нефти невелик. Совершенно понятно, что количество получа-
емого бензина зависит от того, какой сорт бензина вырабатывается:
чем более легкий бензин изготовляется, тем меньше его получается.
В табл. 1 показаны выхода бензинов из нефти и конец кипения
этих бензиноц.
Таблица 1
Название бензина Выхода из нефти % Конец кипения бензина, градусы
Бакинский бензин „30“ .... 1—11 175
Грозненский авиабензин .... 10 130
„ бензин I сорта . . 15 175
» 11 , . . 23 200
Из рассмотрения табл. 1 видно, что если иметь бензины из
грозненской нефти, то авиационного бензина получается примерно
в 2% раза меньше, чем автомобильного 11 сорта.
Выход бензинов из бакинских нефтей благодаря разному составу
нефти колеблется в пределах от 1 до 11%. Малые выхода бензина
из бакинских нефтей делают производство авиационного сорта, по-
лучаемого еще в меньших количествах, экономически невыгодным.
Как правило, бакинскими заводами производится только один
сорт бензина, ранее называвшийся бакинским бензином II сорта
(экспортный), а по повой маркировке 1935 г. — бакинский бен-
зин «30».
Заканчивая вопрос о технологических процессах, надо отметить,
что после вторичной перегонки грозненские авиабензины сразу по-
ступают для эксплоатации, в то время как бакинские бензины еще
дополнительно очищаются. Это объясняется тем, что в бакинских
нефтях имеются сернистые и неустойчтгвые соединения, которые
могут оказать свое вредное действие при работе на авиамоторе.
Поэтому бакинский бензин сначала очищается серной кислотой,
затем нейтрализуется щелочью и, наконец, промывается водой.
Только после таком обработки бакинский бензин поступает па
экон тоатацию.
Кренинг-бензины
Технологический процесс крекинга. Как уже
выше указывалось, растущие потребности двигателей внутреннего
сгорания в легких сортах топлив не могут быть полностью удовле-
творены бензинами прямой гонки благодаря тому, что средний про-
цент выхода бензинов из нефти невелик
12
Поэтому, как только был разработан метод крекинга, дающий
возможность получать легкие бензины из тяжелых остатков нефти,
сейчас же началось строительство заводов для получения новых
видов бензинов — крекинг-бензипов. В настоящее время строитель-
ство крекинг-заводов приобрело большое распространение во всех
странах мира, и в том числе в СССР.
Процесс крекирования заключается в том, что тяжелые нефтя-
ные остатки подвергаются нагреванию до 500°; под действием вы-
сокой температуры тяжелые углеводороды разлагаются, образуя в
конечном результате более легкие вещества. Жидкие вещества, по-
лучающиеся при крекинге, по своему составу весьма близко подхо-
дят к нормальным бензинам и поэтому могут эксплоатироваться
в качестве топлива для 'карбюраторных двигателей внутреннего
сгорания.
Одновременно с легким топливом при процессе крекинга полу-
чаются газ, кокс и смолц. Бензины крекинга проходят обязательно
очистку серной кислотой и щелочью, после чего вторично перего-
няются.
Таким методом обработки тяжелых нефтяных остатков удается
получить дополнительный выход 40—50% легкого топлива, а всего
путем прямой перегонки и крекинга можно получить легкого топ-
лива до 70% от нефти, поступившей в переработку.
Жидкофазный и парофазный крекипг-бензины.
В настоящее время различают два вида крекинга: жидкофазный и
парофазный.
Наибольшее распространение получил жидкофазный крекинг.
Он заключается в том, что нагрев мазута примерно до 500° про
изводится при давлении, доходящем до 100 ат. Благодаря высокому
давлению мазут в момент разложения находится в жидком состоя
иии.
Парофазный крекинг заключается в разложении нефти в паро-
вом состоянии, для чего температуру мазута поднимают примерно
до 600° при давлении до 1 ат.
Эти два различных вида крекинга дают бензины различных ка-
честв. Резкое отличие крекинг-бензипов от бензинов прямой гонки
объясняется тем, что сам процесс прямой гонки отличается от кре-
кинг-процесса.
При прямой гонке мы изымаем из нефти легко кипящие угле-
водороды, не изменяя при этом их химического состава, при кре-
кинг-процессе производится разложение тяжелых остатков с изме-
нением химического состава.
Сфера применения к р е к и и г-б е и з и и о в. Крекинг
бензины имеют в своем составе неустойчивые углеводороды, способ-
ные во время хранения превращаться в смолы *.
Кроме того, во время эксплоатации крекинг-бензипов на двига-
телях имеет место ряд неполадок, о которых далее будет подробно
сказано.
1 В органической химии яти неустойчивые вещества называются непре-
еостап“)'Н ИЛИ неиасыц*енными углеводородами (.см. главу Па „Химический
13
Важно отметить, что бензины, полученные при парофазном. кре-
кинге, значительно уступают бензинам жидкофазного крекинга по
этим ’показателям. Единственным положительным качеством бен-
зинов парофазного крекинга является то, что они могут приме-
няться на двигателях с высокими степенями сжатия и с нагнета-
телями, в то время как бензины жидкофазного крекинга в лучшем
случае могут эксплоатироваться на моторах со средними степенями
сжатия, как, например, для моторов, стоящих па учебных самолетах.
В США для гражданской авиации имела распространение смесь
50% крскииг-бензпна с 50% бензина прямой гонки. Обычно жидко-
фазный крекинг-бензин применяется для эксплоатации на автомо-
билях. В настоящее время у нас в СССР все автомобильные бен-
зины имеют примесь до 50% крекинг-бензина. Присутствие крекинг-
бензгша легко обнаруживается по характерному запаху чеснока,
которым он обладает.
Получение нефтяных бензолов и пиробензола
Технологический процесс пиролиза. .Авиацион-
ные бензолы и пиробеизолы, имеющие применение для некоторых
авиационных моторов, также получаются из нефти путем специаль-
ного технологического процесса, называемого процессом пиролиза,
Название это «пиробензол» имеет от пиролиза, при котором
это топливо получается.
Процесс пиролиза заключается в том, что керосиновый дестил-
лат, или газойль, подвергается нагреванию до высоких температур,
причем точно так же, как и при крекинге, происходит разложение.
Разница заключается только в температуре и сырье. Если макси-
мальная температура при крекинге достигает 600° (парофазиый), то
при пиролизе она устанавливается порядка 650—700°. Это опреде-
ляет иной химический состав и, следовательно, иное качество полу-
чаемых при процессе легких углеводородов.
При процессе пиролиза получается основной продукт, так на-
зываемое легкое масло, которое представляет собой смесь легко-
кипящих углеводородов с остатками процесса пиролиза. Одновре-
менно с легким маслом получается много газа и кокса.
В дальнейшем легкое масло может перерабатываться двумя пу-
тями в зависимости от того, желательно ли получение авиационного
бензола или пиробензола.
Получение авиационных бензолов. В том случае,
когда процесс ведется на получение авиабензола, легкое масло на-
правляется па перегонку, подобно перегонке нефти. Во время этого
процесса отбирается все то, что выкипает до 80°. затем углеводоро-
ды.^выкипающие до 110°, и, наконец, углеводороды, выкипающие до»
155 . Первая фракция1 называется бензолом, вторая — толуолом, а
третья — ксилолом. Авиационный бензол представляет собой смесь
бензола, толуола и ксилола.
1 Фракцией при перегонке называется группа углеводородов, выкипающая
в ощеделенных температурных интервалах.
14
Бензол представляет собой фракцию, имеющую очень высокую
температуру замерзания. При обычных условиях химически чистый
бензол замерзает при +С°. Ясно, что такое топливо не может упо-
требляться в качестве авиационного топлива, потому что в ясный
гетний день на высоте 5000 м температура всегда ниже нуля. По-
этому для получения авиационного бензола практикуется добавле-
ние к бензолу толуола и ксилола, которые благодаря своей низкой
температуре замерзания снижают температуру замерзания авиаци-
онного бензола. Температура замерзания толуола составляет 93",
а ксилолов (их три вида) колеблется в пределах от —23 до - 53°.
Чем будет больше толуола в авиационном бензоле, том ниже
будет его температура замерзания и тем в более холодных атмо-
сферных условиях становится возможным его употребление.
Авиационные бензолы с низкими температурами замерзания на-
зываются зимними. Наоборот, при малом содержании толуола и
ксилола получаются летнпе авиабензолы.
В табл. 2 показаны составы летнего и зимнего авиабензолов и
температура их замерзания.
Таблица 2
Состав бензола
Темиерату ра замерз» пня,
% I
градусы
Зимний авиабеизол:
бензола .............
толуола ........
ксилола ........
Летний авиабеизол:
бензола .............
толуола ........
ксилола . . . , .
Пиробензол летний . .
„ зимний . .
50
35
15
75
18
7
ие выше —28
— 10
-20
—32
Получение пиробензол о в. Второе направление техно-
логического процесса заключается в том, что легкое масло нагре-
вается до 175° с одновременным отбором всех углеводородов, выки-
пающих при этой температуре. Посте охлаждения и сжижения по-
лучается легкое топливо, называемое пиробензолом. Таким образом
видно, что пиробензол содержит в себе те же продукты, что и авиа-
ционный бензол, с добавлением ряда других углеводородов, содер-
жащихся в легком масле, кипящих в пределах до 175°. Когда из
пиробензола отбирается определенный процент толуола, получается-
летний пиробензол. Для зимы в пиробензол типа летнего добавля-
ется столько толуола, сколько необходимо для получения темпера-
туры замерзания —32°. Это и будет зимний пиробензол.
15
* Бее продукты, получаемые при процессе пиролиза нефти, т. с.
«.виабензол и пиробензол, проходят на заводе специальную очистку
серной кислотой. Затем происходит нейтрализация остатков серной
кислоты щелочью щ_ наконец, промывка водей для удаления ще-
лочи. Перед отпуском потребителю на заводе производится высу-
шивание авиабензола и пиробензола от растворенной воды, для чего
продукт пропускается через колонки, наполненные едким натром
или хлористым кальцием.
Получаемое таким методом переработки количество авиацион-
ного топлива невелико: авиационного бензола можно получить не
более 8%, считая на исходное сырье. Несколько более выгодно вы-
рабатывать пиробензол, так как при этом выход готового продукта
повышается до 15% за счет использования углеводородов, являю-
щихся отходом при производстве авиабензола.
t
Получение каменноугольных авиабензолов
Технологический процесс коксования углей.
Каменноугольный авиабензол получается в настоящее время как
побочный продукт коксования каменного угля.
Кокс идет для нужд металлургии, а поэтому режим батареи вы-
бирают из расчета получения кокса наилучшего качества. №
считаясь с уменьшением выхода или ухудшением качества авиа-
бензола.
Получение кокса осуществляется при нагревании предваритель-
но раздробленного каменного угля в отдельных камерах до темпе-
ратуры 1100—1200°. Нагревание производится постепенно и без
доступа воздуха, для того чтобы уголь не мог сгореть. Сразу же
после начала нагревания из камеры начинает выделяться газ, в ко-
тором имеются бензольные, толуольные и ксилольные углеводороды,
г. е. как раз те углеводороды, которые необходимы для получения
авиационных топлив.
Газы, покинувшие печь, проходят через целый ряд установок,
в которых они охлаждаются, и выделяют смолу. После этого газы,
содержащие нужные углеводороды, поступают в высокие башни,
где происходит их поглощение специальными поглощающими
маслами.
Насыщенное масло поступает затем па перегонку, при которой
отгоняются последовательно бензол, толуол и ксилол, так же как
из легкого масла при процессе пиролиза.
Указанные продукты проходят тщательную очистку от всяких
побочных соединений, сопровождающих их. Для получения авиа-
ционного бензола указанные углеводороды перемешиваются в опре-
деленных отношениях в зависимости от необходимости получения
зимнего или летнего сорта.
Удаление сернистых соединений. При получении
каменноугольного бензола в легкокипящей части содержатся сер-
нистые соединения, оказывающие вредное влияние на работу двига
голя.
?3
Для удаления сернистых соединений легкая головка, кипящая
до 81°, изымается: каменноугольный авиационный бензол должен
иметь начало кипения не ниже 81°. Максимальное содержание сер-
нистых соединений в каменноугольном авиационном бензоле до-
пускается до 0,2%.
Выхода каменноугольного бензола. Выхода бензо-
ла при процессе коксования очень невелики. Можно считать, что
при принятых в настоящее время условиях коксования па 1 т
угля выход газа составляет примерно 300—350 л3. Содержание бен-
зола, толуола и других подобных углеводородов в 1 мл газа дости-
гает 25—30 г. Таким образом общий выход авиационного бензола
может составить примерно 0,9% на сырье.
Топлива ближайшего будущего
Технологический процесс получения коксо-
вания углей. Помимо каменного угля, имеется значительное
количество твердого топлива более позднего происхождения. К этим
видам твердого топлива относятся сланцы, сапропелиты, бокхеды,
торф и т. д., которые также могут перерабатываться в жидкое то-
пливо.
Каждый из вышеуказанных видов топлива состоит из двух час-
тей: 1) органической, которая при нагревании разлагается и обра-
зует некоторе количество легких углеводородов, и 2) неорганиче-
ской, которая при нагревании не меняется и остается в виде золы.
Применение этих углей в качестве твердого топлива очень часто
бывает нецелесообразным. Значительно больший эффект дает пере-
работка их в легкие жидкие топлива Процесс, называемый полу-
\ коксованием, дает наибольшие выхода жидкого легкого топлива.
Процесс полукоксования заключается в том, что в закрытых от
доступа воздуха печах нагревается уголь до 450—600°. В резуль-
тате нагревания и разложения органической части углей появля-

ется так называемая первичная смола, в которой содержатся легкие
углеводороды.
Особенно эффективна переработка таким методом сапропе^итов,
которые представляют собой угли, образовавшиеся из растений и
животных организмов в стоячих водах. При переработке сапропе-
литов выход смолы может достигать 40%.
Первичная смола поступает затем в перегонку, где из нее отго-
няются угольные бензины. Этот процесс перегонки происходит по-
добно перегонке нефти. Степень легкости этих бензинов устанавли-
вается, как и у бензинов прямой гонки, экономической целесооб-
разностью и эксплоатационпыми потребностями.
После перегонки бензпны должны быть хорошо очищены. Слан-
цевые бензины должны подвергаться тщательной очистке от серы,
которая в некоторых видах сланцев (например в волжских) со-
держится в больших количествах.
Сферы применения угольных бензинов. Значе-
ние такого вида переработки углей в жидкое, топливо цесьма велико.
Фиг. 4 Выхода разных продуктов
при полукоксовании ленинградских
Сланцев.
Некоторые страны, не имеющие собственной нефтяной добывающей
и перерабатывающей промышленности, уделяют большое внимание
вопросу получения угольных бензинов методом полукоксования.
Та,к, например, Эстония, обладающая большими залежами сланцев,
перерабатывает их в легкое топливо и покрывает ими не только по-
требность всего автомобильного транспорта, но и авиации. Точно
так же поступает Япония, перерабатывая манчжурские угли. Уголь-
ные бензины широко распространены в Англии, которая имеет
долголетний опыт в их производстве и применении.
Выхода угольных бензинов. Выход угольного бензина
сильно зависит от качества сырья, поступившего в переработку.
Для примера на фиг. 4 приводится примерный выход легких топлив
при переработке 1 т ленинградских сланцев.
Здесь видно, что смолы всего
выходит 10—20%>, газа 3—8%,
полукокса 4 5—7 0 %, остальные
потери состоят, главным образом,
из воды. Из смолы можно полу-
чить бензина от 1 до 4 %.
Уже давно поставлен вопрос
возможно полного превращения
угля в жидкое топливо и улуч-
шения, сравнительно низкого в
настоящее время, качества про-
дукции.
Разрешение этой технической
проблемы кроется в освоении процесса гидрогенизации.
1 идрогенизация. Наиоольшее внимание вопросам гидро-
генизации уделялось в Германии благодаря тому, что в Германии
имеется уголь и отсутствует нефть. В настоящее время в Германии
этот процесс освоен настолько, что получение больших количеств
жидкого топлива почти не представляет никаких трудностей. Мощ-
ность заводов в Германии по производству бензинов гидрогениза-
ции составляет 300 000 т в год.
Принцип этого процесса заключается в том, что мелко измель-
ченную угольную пасту нагревают до 500° при давлении до
100—200 ат в присутствии водорода и специальных веществ, содей-
ствующих процессу (катализаторов).
В результате такой обработки получаются большие количества
жидкого топлива весьма высоких качеств. Из 1 т угля удается по-
лучить не менее 650 л жидкого вещества, в котором легкого топлива
имеется не менее 200 л.
Другой путь использования метода гидрогенизации заключается
в воздействии водорода на угольные смолы, о которых указывалось
выше, или па тяжелые нефтяные остатки.
Таким методом удается превращать тяжелые остатки в легкое
топливо почти целиком. На принципе гидрирования сейчас рабо-
тают два завода в Америке, получающие высококачественное авиа-
ционное топливо и масла из нефтяных остатков.
18
Необходимо отметить, что разрешение проблемы гидрогенизации
упирается в ряд технических трудностей. Однако преодоление их
при современном уровне техники в СССР вполне возможно, и по-
этому вполне вероятно, что бензины гидрогенизации в течение бли-
жагппих лет появятся в нашей эксплоатации, принеся своим появ-
лением облегчение и упрощение в эксплоатации благодаря своим
высоким качествам.
Спирты
Получение этилового спирта. Наиболее распростра-
ненным видом спирта в авиации является этиловый. Этот спирт
получается из растений путем их переработки. Для получения
спирта служат пшеница, картофель и другие растения. Кроме того,
за последнее время получил широкое распространение способ по-
лучения спирта путем гидролиза древесины. Последний способ от-
крывает новые неограниченные сырьевые возможности получения
спиртов.
Распространенным на-сегодня способом получения спирта явля-
ется способ брожения. Для этой цели картофель или пшеницу за-
ставляют бродить, в результате чего получается спирт-сырец. Од-
нако в таком виде применять его нельзя, поэтому для его очистки
служиг перегонка сырца в специальных ректификационных колон-
нах. Перегнанный сырец называют ректификатом этилового спирта.
Обычно получают спирт ие ниже 95° крепости. Это значит, что
в нем, помимо спирта, содержится по объему около 5% воды. Такой
спирт имеет применение в авиации не в качестве самостоятельного
топлива, а служит одной из составных частей для получения спир-
товых смесей с топливами нефтяного происхождения.
Большое распространение за границей и особенно в Италии по-
лучил так называемый абсолютный спирт. Абсолютный спирт
лучше смешивается с бензином и поэтому является в эксплоатации
более выгодным; чем спирт 95°. Для получения абсолютного спирта
применяется 95° этиловый спирт. Его подвергают обработке па спе-
циальных так называемых дегидрационных установках, в резуль-
тате чего из него улетучивается примерно 4,9% воды. Таким сора-
зом в оставшемся спирте вода содержится всего в количестве 0,1%'
и, следовательно, такой спирт имеет до 99,9% крепости.
Спирт является топливом стратегического значения, так как
производство его имеет повсеместное распространение, а сырьевых
ресурсов для его получения имеется достаточно в любой стране. По-
этому государства, не имеющие собственной нефтяной промышлен-
ности, весьма широко производят и эксплоатируют в авиации
спирт.
Вы с ш не спирты. Кроме этилового спирта для специальных
Целей, о которых будет указано подробно ниже (глава «Эксплоата-
Ция спиртовых смесей»), применяются в авиации бутиловый, ами-
ловый и другие спирты, называемые высшими. Их получение
отличается от способа получения этилового спирта.
2* 19
Наиболее распространенным способом получения высших спир-
тов является переработка газов крекинга, в которых находятся
углеводороды, являющиеся основой высших спиртов.
Все высшие спирты, служащие для целей авиации, должны под-
вергаться дегидрации, потому что их применение дает нужный эф-
фект лишь в том случае, когда содержание воды сведено к мини-
муму.
Пусковые топлива
Газовый бензин. В ряде районов нефтедобычи одновре-
менно с получением нефти из недр земли поступает большое ко-
личество газа. Этот газ содержит в себе некоторое количество испа-
ренной жидкости, представляющей собой наиболее легкую часть
нефти. Выделение и сжижение (превращение в жидкость) легких
паров нефти дает бензины, называемые в производстве газовыми.
Для выделения газового бензина применяются разнообразные
установки. Наиболее распространенный способ заключается в том,
что газ сжимается в специальных компрессорах с одновременным
охлаждением. В результате получаются отдельно сухой газ и легко-
кипящая жидкость — газовый бензин.
Такой продукт не может употребляться для практических це-
лей, потому что он все же содержит в себе растворенный газ. Для
его удаления бензин подвергают стабилизации путем выдержива-
ния в течение некоторого времени в специальных резервуарах, в
результате чего получается стабилизированный газовый бензин,
имеющий широкое применение.
Газовый бензин используется в качестве добавки к тяжелым
сортам автобензинов для улучшения их способности к испарению.
Кроме того, газовый бензин служит в качестве пускового топлива
в зимних и арктических условиях. Для этой цели он употребляет-
ся или в чистом виде или в виде смеси с грозненским авиабензином
в соотношении 1:1. Кроме того, в особо суровых условиях зимней
эксплоатации допускается добавление газового бензина к бакин-
скому бензину «30».
Испытания газового бензина в качестве пускового топлива по-
казали его хорошие свойства при очень низких температурах внеш-
него воздуха.
Гайовый бензин благодаря своей большой летучести очень труд-
но транспортируется. Для его перевозки нужно обращать особое
внимание на герметичность укупорки цистерн.
Серный эфир. Обыкновенный серный эфир имеет большое
распространение в народном хозяйстве. В авиации его употребляют
в качестве пускового топлива благодаря тому, что он очень легко
испаряется и способен воспламеняться при низких температурах.
Серный эфир получается воздействием концентрированной сер-
ной кислоты на этиловый спирт, почему он носит свое название,
так как на самом деле в серном эфире нет даже ничтожного со-
держания серы.
Серный эфир является достаточно дорогим продуктом: его стои-
мость в несколько раз превышает стоимость газового бензина. При-
20
менение его в наших условиях объясняется только тем, что он имеет
более широкое распространение в народном хозяйстве, в то время
как основная масса газовых бензинов используется самой нефте-
промышленностью.
Серный эфир применяется в авиации в смеси с 50% грозненско-
го авиабензина. Допускать его в чистом виде и в больших концен-
трациях нельзя, так как это оказывает вредное влияние на детали
двигателя. Испытания серного эфира показали хорошие результаты
при низких температурах.
Основные данные серного эфира: удельный вес 0,730, темпера-
тура кипения 35,6°, температура замерзания около— 113°.
Г л в в в II
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ТОПЛИВ
Химический состав
Химические соединения — углеводороды. Почти
все современные авиационные топлива состоят из двух элементов:
'Т углерода, обозначаемого химической формулой С, и водорода, обо-
• значаемого Н. Только спирты, помпжГутлерода и водорода, имеют
в своем составе еще кислород, который обозначается О.
Углерод и водород могут соединяться в разнообразных пропор-
f циях и образовывать огромное количество веществ, обладающих не-
' одинаковыми свойствами.
н н н и н н н
-г— Н~С—Н н—С—С—С—С—С—С-Н
I н н н н н н
фиг. 5. Фиг. б. Фиг. 7. Нормальный парафиновый угле-
водород, имеющий шесть атомов угле-
рода в цепи.
л Каждое соединение углерода с водородом, называемое углеводо-
' родом, всегда пригодно для сжигания в двигателе благодаря тому,
что образующие его элементы являются горючими веществами,
сгорагон!ими с большим выделением тепла.
« Из химии должно быть известно, что углерод способен присосди-
• нить к себе не более четырех элементов.
На фиг. б показан атом (мельчайшая частица) углерода С с че-
тырьмя связями, к которым могут присоединяться атомы водорода
или других элементов.
Таким образом наиболее простым углеводородом является соеди-
ткиие. показанное на Фиг. G называемое метаном и имеющее при
одном атоме С все четыре связи, заполненные атомами Н.
Групповой химический состав топлив. Выше
было указано, что почти все топлива, применяемые в авиации, пред-
ставляют собой смесь большого количества разнообразных углево-
дородов. До настоящего времени наука не обладает возможностью
?г
(даже при проведении самых тщательных химических анализов)
установить наличие каждого из углеводородов, находящихся в дан-
ном топливе.
Современные методы химического анализа дают возможность
установления химического состава, т. е. выявляют наличие в топ-
ливе определенных групп углеводородов, обладающих некоторыми
общими свойствами.
Такой химический состав топлив дает ответ на ряд вопросов,
связанных с эксплоатацией, и поэтому знание его является необхо-
димым.
Парафиновые углеводороды. Наиболее часто в авиа-
ционных топливах встречается группа углеводородов, называемая
нормальными парафиновыми или н а с ы ще н н ы м и
углеводородами.'
На фиг. 7 показано строение одного из таких углеводородов,
имеющих шесть атомов углерода. Здесь видно, что углеродные ато-
мы расположены цепочкой и поэтому их часто называют углеводо-
родами цепного строения. Каждый из атомов углерода, находя-
щийся в этом углеводороде, имеет все четыре свои связи заполнен-
ными. К такому углеводороду нельзя ничего присоединить, и по-
этому подобные соединения также называются насыщенными.
Помимо этого углеводорода, имеющего шесть атомов углерода,
могут существовать углеводороды с любым числом углеродных ато-
мов, начиная от одного. В зависимости от числа углеродных ато-
мов в цепочке углеводород все более и более утяжеляется (возраста-
ние удельного веса). Углеводороды, имеющие от одного до четырех
атомов углерода, представляют собой в обычных условиях газы.
Углеводороды, содержащие от пяти до четырнадцати углеродных
атомов, являются жидкими телами.
Углеводороды, содержащие от пяти до четырнадцати углеродных
атомов, являются твердыми телами. ( (2 fam, J
Свойства парафиновых углеводородов. Общность
свойств этой группы углеводородов заключается в следующем:
1. Парафиновые углеводороды обладают большой устойчивостью
при обычпых температурах. Это значит, что при длительном храпе-
нии подобных углеводородов они не изменяют своего состава, и по-
этому топливо? содержащее много парафиновых углеводородов, со-
храняет свои качества при длительном хранении даже при неблаго-
приятных температурных условиях.
2. При высоких температурах, как. например, при температурах,
имеющих место в камере сгорания двигателя, парафиновые углево-
дороды легко распадаются и окисляются при действии на них кис-
лорода воздуха. Поэтому парафиновые углеводороды не являются
желательными для тех двигателей, где имеются повышенные темпе-
ратуры и давления перед началом сгорания рабочей смеси.
В дальнейшем будет подробнее показано, что эти отрицатель-
ные свойства парафиновых углеводородов являются причиной дето-
нации.
3. При увеличении цепи. т. е. количества углеродных атомов в
молекуле углеводорода, устойчивость при низких температурах со-
23
храпяется, но вместе с этим резко падает устойчивость под дей-
ствием высоких температур. Это значит, что более тяжелые сорта
бензинов, т. е. имеющие значительное содержание тяжелых парафи-
новых углеводородов, хуже по своим качествам, чем легкие сорта
бензинов, и при сгорании в двигателе более способны к детонации.
4. Подавляющее большинство парафиновых углеводородов обла-
дает очень низкой температурой замерзания: от —100 до —70°.
Следовательно, употребление бензинов с большим содержанием па-
рафиновых углеводородов возможно при любых атмосферных усло-
виях. '
Установлено, что подавляющее большинство углеводородов, на-
ходящихся в грозненских нефтях, принадлежит к группе углеводо-
родов парафинового ряда. Поэтому утяжеление грозненских бензи-
нов нежелательно, и для авиации могут быть использованы только
наиболее легкие сорта бензинов, получаемых из грозненской нефти.
Каждый из углеводородов парафинового ряда имеет свое назва-
ние. Так, например, углеводород с одним углеродным атомом назы-
вается метаном, с двумя — этаном, с тремя — пропаном, с четырь-
мя — бутаном, с пятью — пентаном, с шестью — гексаном, с семью—
гептаном, с восемью — октаном и т. д.
Изопарафиновые углеводороды. Кроме нормальных
парафиновых углеводородов, встречаются углеводороды, в которых
расположение углеродных атомов иное. Особенность их заключается
в том, что помимо цепного расположения имеются углеродные ато-
мы, расположенные в стороне, — в виде отдельных боковых развет-
влений.
На фиг. 8 показан тот же шестичленный углеводород, в котором
два атома углерода со всеми прилегающими к ним водородными
атомами находятся в стороне от основной цепи. Такие углеводо-
роды называются изопарафиновыми.
Изопарафиновые углеводороды в авиатопливах встречаются зна-
чительно реже нормальных парафиновых углеводородов. Наиболь-
шего содержания изопарафиновые углеводороды достигают в гидро-
генизационных бензинах.
Свойства изопарафиновых углеводородов. Ос-
новные свойства группы изопарафиновых углеводородов следую-
щие:
1. Изопарафиновые углеводороды обладают большой устойчиво-
стью при низких и при высоких температурах. Это значит, что то-
плива, содержащие их в большом количестве, могут не только дли-
тельно храниться, но и применяться на самых требовательных ти-
пах авиадвигателей.
2. Установлено, что при централизации боковых цепей этих
углеводородов их устойчивость при высоких температурах увели-
чивается.
8. Точно так же как и для нормальных углеводородов, удлине-
ние цени при прочих равных условиях ведет к ухудшению пове-
дения vr л свод оно да при высоких темпеиатурах.
4. Изопапафииовые, как и нормально парафиновые углеводо-
роды. обладают низкой температурой замерзания.
?4
Нафтеновые углеводороды. Помимо парафиновых
углеводородов, к разряду насыщенных относятся еще углеводороды
несколько иного строения и, следовательно, других качеств.
На фиг. 9 показан шестичленный углеводород, в котором угле-
родные атомы замкнуты в кольцо. Такие углеводороды называются
нафтенами. Как видно из рисунка, нафтеновые углеводороды, так
же как. и парафиновые, являются насыщенными, потому что все
четыре связи углерода заполнены.
В авиационных топливах нафтеновые углеводороды встречаются
только двух видов — с пятью и шестью углеродными атомами, со-
ставляющими замкнутое кольцо.
Основные свойства нафтеновых углеводоро-
дов. Основные свойства этих углеводородов заключаются в сле-
дующем:
Н
н-с-н
Н НН
! I 1
н-с—с—с—с—н
i I I
НН н
н~с-н
I
н
Фиг. 9. Нафтеновый угле-
водород, имеющий шесть
углеродных атомов.
Фиг. 8. Изопарафиновый угле-
водород. имеющий шесть ато-
мов углерода.
1. Нафтеновые углеводороды весьма устойчивы при низких тем-
пературах и, следовательно, топлива, имеющие много нафтеновых
углеводородов в своем составе, отличаются неизменностью состава
'качества) при длительном хранении и при любых атмосферных ус
ловиях.
2. Нафтеновые углеводороды отличаются несколько большей
устойчивостью при высоких температурах, чем нормальные парафи-
ны. Поэтому топлива, имеющие большое содержание нафтеновых
углеводородов, могут применяться на типах авиадвигателей сред-
них степеней сжатия (не очень требовательных к качеству топлива).
3. Нафтеновые углеводороды трудно испаряются.
Встречающиеся в авиационных топливах углеводороды подоб-
ного строения кипят в пределах температур 100—160°. В условиях
эксплоатацип подобные качества углеводородов приводят ко всем
тем неполадкам, которые связаны с плохой испаряемостью.
4. За редким исключением нафтеновые углеводороды, встречаю-
щиеся в авпатоплпвах. замерзают при низких температурах.
2S
Фпг. 10. Ароматический
углеводород с шестью угле-
родными атомами.
Нафтеновые углеводороды в большом количестве содержатся в
бакинских нефтях. Поэтому основные качества бакинского бензина
определяются свойствами нафтеновых углеводородов. Влияние дру-
гих групп углеводородов, также встре-
чающихся в бакинских бензинах, зна-
чительно менее выражено.
Ароматические углеводо-
роды. Последняя группа насыщенных
углеводородов, встречающихся в авиа-
ционных топливах, носит название аро-
матических.
На фиг. 10 показано строение одного
из таких углеводородов, имеющих шесть
углеродных атомов. Этот углеводород
называется бензолом. Помимо бензола, в
составе авиатоплив встречаются толуол
и ксилол, строение которых показано на
фиг. 11. Здесь видно, что толуол и кси-
лол по своему химическому строению
представляют собой бензольный углево-
дород с боковыми цепями.
Кроме торо, из фиг. 11 видно, что ароматические углеводороды,
подобно нафтеновым, представляют собой углеводороды кольцевого
строения с той особенностью, что отдельные атомы углерода имеют
здесь двойную связь.
Фиг. 11. Ароматические углеводороды, наиболее распространен-
ные в авиационных топливах.
Основные свойства ароматических углеводо-
родов. Основные свойства ароматических углеводородов заклю-
чаются в следующем:
1. Большая устойчивость при низких температурах, что опре-
деляет возможность их длительного хранения без опасности потери
качества.
2. Большая устойчивость при высоких температурах. Аромати-
ческие углеводороды по своей устойчивости являются наилучзппад
28
из наиболее распространенных в настоящее время углеводородов.
Это качество ароматических углеводородов является для авиаци-
онных топлив решающим. Несмотря на сложность получения арома-
тических углеводородов по сравнению с другими авиатопливами,
их применяют весьма широко для моторов с большими степенями
сжатия и наддувом.
3. Ароматические углеводороды кипят при высоких температу-
рах, начиная с 80° и выше. Это свойство говорит о плохой летуче-
сти их и, следовательно, связано с рядом неполадок в эксплоатации.
4. Ароматические углеводороды замерзают при достаточно низ-
ких температурах за исключением бензола, который замерзает
при -t 6°.
Ароматические углеводороды редко встречаются в бензинах в
достаточных количествах, для того чтобы оказать заметное влияние
на их качество, и составляют основную массу в авиационных бен-
золах и пиробензолах.
Н Й
н н н ннн н \ j „
I I I I I I п---ъ----С——Н
н— с— с—о—с—с— с -и
I I I ! I ( I
НН нн н он
Фпг. 12. Ненасыщенный углеводород с
шестью углеродными атомами ц одной
двойной связью.
Фпг. 13. Этпловый спирт.
Ненасыщенные углеводороды. Последняя группа
углеводородов, встречающихся в некоторых сортах бензинов, отли-
чается от всех вышеуказанных групп тем, что в ней имеются свобод-
ные связи, не заполненные водородом.
На фиг. 12 показан углеводород с шестью углеродными атомами,
в котором имеется одна незаполненная водородом связь, обозначен-
ная на фигуре двумя черточками. Эти углеводороды благодаря тому,
что они могут к себе присоединить какое-нибудь вещество к месту
двойной связи, называются ненасыщенными углеводородами.
Основные свойства ненасыщенных углеводоро-
дов. Основные свойства этих углеводородов сводятся к следую-
щему:
1. Ненасыщенные пли непредельные углеводороды неустойчивы
при низких темперит vnax Плз гл та пл н^пя^чшеннлети и наличию
свободной связи, к которой могут присоединяться другие углеводо-
роды. эти углеводороды во время хранения присоединяются друг к
другу, и поэтому во время хранения молекулы сильно укрупняются
и превращаются в смолистые вещества. Вследствие этого топлива,
имеющие в своем составе ненасыщенные углеводороды, способны
давать смолистые вещества как при хранении, так п при карбюра-
ции в двигателе.
СТ
2. Ненасыщенные углеводороды при высоких температурах бо-
лее устойчивы, чем нормальные парафиновые, ио менее устойчивы,
чем ароматические и даже чем нафтеновые.
3. Точно так же как и у парафиновых углеводородов, по мере
увеличения цепи устойчивость при высоких температурах падает и,
следовательно, их качества ухудшаются.
Ненасыщенные углеводороды встречаются наиболее часто в кре-
кинг-беизииах. Поэтому качества крекинг-бензинов в значительной
степени определяются качеством указанной группы углеводородов.
С п и р т ы. Среди авиационных топлив имеют некоторое распро-
странение спирты.
На фиг. 13 показано строение одпого из спиртов, называемого
этиловым спиртом. Как видно из фигуры, этиловый спирт пред-
ставляет собой обычный парафиновый углеводород с двумя атомами
углерода (этан), в котором один из атомов водорода замещен груп-
пой ОН.
В качестве топлива наибольшее распространение имеет этиловый
спирт. Другие спирты имеют специальное назначение.
Основное свойство этилового спирта заключается в его стойкости
при высоких температурах, что делает возможным его применение
(подобно ароматическим углеводородам в качестве примеси для
улучшения топлива, ,
Групповой химически.й состав топлив. В табл. 3
приводится групповой химический состав некоторых топлив СССР
и заграничных топлив.
Таблица 3
Название топлива Групповой химический состав углеводородов °/о
парафино- вых нафтеновых аромати- ческих ненасыщен- ных
Грозненский авиабензин, СССР Бакинский бензин „30“, 68—70 24—25 4-5 —
СССР . Краснодарский авиабен- 30 70 0,5 —
зин, СССР Жи tK< фазный крекинг-бен- 59 33 8 —
зин, СССР 45 16 7 31
Авияб нзол, СССР .... около 4% 96 —
Бензин ,Мид-Континент*,
США . . 70 24 5 1
Авиационный бензин, Ру-
МЫНИИ 62 15 22 1
Из рассмотрения этой таблицы па основе вышеуказанных поло-
жений можно составить общее суждение о качествах топлив. При
этом нужно исходить из того, что основные качества определяются
свойствами групп углеводородов, составляющих в данном топливе
ЗВ
большинство. Как будет видно из дальнейшего, моторные испытания
л эксплоатацпонные данные вполне совпадают с теоретическими
выводами о качестве, установленными на основе данных о химиче-
ском составе.
Испаряемость топлив
Объяснение испаряемости с помощью теории
о молекулярном строении тел. Испаряемостью называ-
ется способность топлива превращаться из жидкого состояния в
газообразное. Теоретически испаряемость объясняется с помощью
теории о молекулярном строении тел.
По этой теории отдельные мельчайшие частицы жидкости, моле-
кулы, находятся в беспрерывном движении. Отдельные молекулы,
имеющие большую скорость, способны вырываться из жидкой сре-
ды. Если сосуд, в котором находится испаряющееся топливо, за-
крыт от доступа внешнего воздуха, то вы-
рвавшаяся из топлива молекула остается
над топливом (па фиг. 14 показаны моле-
кулы, испарившиеся и находящиеся в про-
странстве над топливом).
Одновременно с вырывающимися из то-
плива молекулами некоторое количество
испарившихся молекул возвращается об-
ратно в жидкую среду, и, спустя опреде-
ленный промежуток времени, устанавлива-
ется равновесие, при котором число испа-
ряющихся молекул становится равным
числу молекул, поглощаемых топливом.
Такое состояние носит название насыщенных паров.
Скрытая теплота испарения. Из молекулярной те-
ории также известно, что при нагревании жидкости увеличивается
средняя скорость движения ее молекул. Поэтому испарение идет
значительно лучше в том случае, если топливо подогрето. При по-
нижении температуры средняя скорость движения молекул умень-
шается.
Если эти предположения применить к разобранному выше слу-
чаю иопарения жидкости, то нетрудно притти к обратному выводу,
что по мере испарения жидкости ее температура падает. Действи-
тельно, так как из жидкости вырываются наиболее быстро движу-
щиеся молекулы, а остаются в топливе молекулы с малой ско-
ростью движения, то это влечет за собой понижение температуры
по мере испарения жидкости. Практические измерения подтвер-
дили, что при испарении температура жидкости падает.
Скрытой теплотой испарения называется то количество тепла,
которое необходимо подвести к 1 кг топлива, для того чтобы темпе-
ратура его после испарения не упала, а осталась неизменной. Оче-
видно, что надо подать такое же количество тепла, которое жид-
кость теряет вследствие испарения.
20
Скрытая теплота испарения различных, видов авиационных
топлив неодинакова. Так, например, все авиационные бензины
имеют скрытую теплоту испарения 75—85 кал иа 1 кг топлива,
в то, время как скрытая теплота испарения спирта равна 221 кал
на 1 кг.
Подогрев топлива при испарении. Большая скры-
тая теплота испарения спирта имеет бзлыпое значение, при экспло-
атации, так как появляется необходимость в специальном подо-
греве топлива или воздуха. В противном случае, т. е. при отсут-
ствии подогрева для компенсации падения температуры, спиртовое
топливо по мере испарения настолько охлаждается, что дальней-
шее испарение резко сокращается и даже может прекратиться.
С точки зрения молекулярной теории это явление объясняется тем,
что наиболее быстро движущиеся частицы уже испарились, а в
топливе остались медленно движущиеся частицы.
Это заставляет применять в карбюраторах авиадвигателя спе-
циальный подогрев топлива в момент его испарения. Если подогрев
отсутствует, то имеют место:
1. Неполное испарение и сгорание топлива, в связи с чем па-
дает моп ность двигателя.
2. Понижение температуры топлива и воздуха ниже нуля, при-
водящее к выделению воды и намерзанию ее на жиклерах, дроссе-
лях и трубопроводах, что легко может привести к аварии.
Этому благоприятствуют условия работы мотора в облаках или
в местностях с большой влажностью воздуха (гидроавиация).
Вследствие этого при применении спирта в качестве авиацион-
ного топлива одним из важнейших вопросов эксплоатации яв-
ляется вопрос, о подогреве, предотвращающем возможность пере-
охлаждения смеси
Испаряемость топлива оказывает большое влияние на цаботу
двигателя зимой в арктических районах. Значительно меньшее
значение имеет испаряемость топлива в тропических и южных рай-
онах благодаря тому, что воздух в этих районах всегда подогрет.
Влияние испаряемости на работу двигателя.
Испаряемость топлива оказывает решающее влияние па: а) бы-
стрый и надежный запуск, б) приемистость двигателя при перехо-
дах с одного режима иа другой, в) прогрев двигателя, г) разжиже-
ние смазки, д) нагарообразование, е) возможность образования га-
зовых пробок, ж) условия хранения топлива.
Влияние испаряемости на запуск двигателя.
Хорошо испаряющиеся топлива при низких температурах обеспе-
чивают возможность получения смеси испаренного топлива с воз-
духом и воспламенения ее искрой свечи.
Дело в том, что рабочая смесь воспламеняется только в том
случае, если смесь испаренного топлива с воздухом создается в
определенной пропорции. Наличие жидкого топлива в рабочей
смеси пэ обеспечивает ее воспламенения, потому что загореться от
искры смесь способна только тогда, когда топливо хотя бы частич-
но находится в испаренном состоянии.
Летом недоразумений с испаряемостью топлив бывает меньше,
30
8ймоЙ Ясе приходится применять легколетучие топлива, к числу
которых относятся пусковые топлива.
Другой путь получения воспламеняющейся смеси заключается
в том. что дается большой избыток жидкого топлива, для того
чтобы испаренная часть была достаточном для воспламенения. Для
этого при запуске в двигатель заливают большое количество топ-
лива. Попадая на стенку цилиндра, оно смывает смазку и способ-
ствует этим ухудшению компрессии, что сразу нарушает возмож-
ность запуска. Кроме того, отсутствие масла па стенках цилиндра
в начале работы двигателя приводит к большим износам и исти-
ранию зеркала цилиндра. Поэтому от применения такого способа
нужно отказаться.
Наличие вспышки -в цилиндре еще пе обеспечивает запуска
мотора. Необходимо, чтобы при вспышке развились достаточно вы-
сокие давления, способные преодолеть инерцию движущихся
частей и связывающее действие масла, загустевшего в подшип-
никах и на цилиндрах мотора вследствие низкой температуры
окружающего воздуха.
Ото обстоятельство требует больших количеств испаренного топ-
лива для получения необходимого количества энергии.
Влияние испаряемости топлив на приеми-
стость двигателя. Хорошая испаряемость, помимо облегче-
ния в запуске, определяет также хорошую приемистость двига-
теля.
Приемистостью называется способность двигателя бы-
стро переходить с малых оборотов на большие. Практически при
низких температурах часто бывает, что двигатель не только не
увеличивает обороты при открытии дроссельной заслонки, а «глох-
нет» и останавливается.
Как показали наблюдения, остановка двигателя или, в лучшем
случае, медленное нарастание оборотов с «чиханием», «обратными
выхлопами» и тряской происходит благодаря неправильному со-
ставу смеси.
Нормальное сгорание происходит только в том случае, когда
смесь испаренного топлива и воздуха находятся в определенном
соотношении. При быстром открытии дросселя топливо благодаря
своей большей инерции (по сравнению с воздухом), а также бла-
годаря большому сопротивлению каналов и жиклеров, по которым
оно. протекает, не успевает за нарастанием в подаче воздуха, и
поэтому правильное соотношение между топливом и воздухом на-
рушается.
При низких же температурах благодаря недостаточной испаряе-
мости топлива это соотношение еще больше нарушается, и двига-
тель останавливается из-за неспособности рабочей смеси к воспла-
менению. Для улучшения приемистости двигателя современные
карбюраторы имеют специальное приспособление, дающее на ко-
роткое время при быстром открытии дросселя избыток топлива.
Однако одного этого мероприятия бывает недостаточно и практи-
чески при низких температурах необходимо еще применять легко
испаряющиеся топлива, для того чтобы получить надежную ра-
31
боту мотора при переходах. При работе же на слабо испаряющихся
топливах рекомендуется при низких температурах не давать рез-
кого открытия дроссельной заслонки, а открывать ее плавно, наблю-
дая за нарастанием оборотов.
Прогрев двигателя. Как оказалось, хорошо испаряю-
щиеся легкие топлива определяют быстрый прогрев двигателя
после его запуска, что особенно важно для военной авиации. Изве-
стно, что самолет может быть пущей в полет только тогда, когда
двигатель достаточно хорошо прогрелся и отдельные его детали и
агрегаты достигли установленных температур. При легких топли-
вах, как указано, процесс прогрева идет быстрее и самолеты бы-
стрее могут быть приготовлены к вылету.
Р а з ж и ж е и и е с м а з к и. Разжижение смазки из-за плохих
качеств топлива имеет место только в том случае, если в топливе
присутствуют тяжелые трудно испаряющиеся углеводороды. При
работе двигателя эти углеводороды, попадая вместе с парами топ-
лива в камеру сгорания, не подвергаются сгоранию, а конденсиру-
ются на стейках цилиндров, способствуя разжижению смазки. В
дальнейшем при работе на жидкой смазке в моторе получаются по-
вышенные износы.
При работе па современных авиационных топливах заметного
разжижения смазки не наблюдается. Самые тщательные анализы
устанавливают наличие в маслах лишь следов бензина, даже в
том случае, когда эксплоатация велась при очень низких темпера-
турах внешнего воздуха. Явление разжижения смазки встречается
достаточно часто в автомобильной практике благодаря более пло-
хой испаряемости автомобильных топлив. Разжижение смазки мо-
жет иметь место при эксплоатации авиамоторов только в том слу-
чае, когда в силу тех или иных обстоятельств необходимо приме-
нять плохо испаряющиеся топлива.
Нагарообразован и е. Благодаря плохой испаряемости
некоторые тяжелые углеводороды не сгорают полностью, что спо-
собствует повышенному нагарообразоваиию.
В дальнейшем будет подробно установлено, к каким послед-
ствиям ведет большое нагарообразоваиие и почему необходимо при-
нимать меры для избежания нагарообразования.
Влияние легко испаряющихся топлив па ра-
боту двигателя. До настоящего времени речь шла о возмож-
ных неполадках в эксплоатации в случае применения плохо испа-
ряющихся горючих. Однако оказывается, что применение очень
легко испаряющихся топлив может в свою очередь привести к не-
поладкам.
В США имеется большое количество очень легких бензинов,
которые все время считались наилучшими благодаря большой
летучести. Однако после вынужденной посадки целой эскадрильи
самолетов во время больших маневров было установлено, что при-
чиной послужила излишняя испаряемость топлива, вызвавшая
появление так называемых «газовых пробок», которые образова-
лись в системе питания мотора и привели к прекращению подачи
горючего.
32
зьгрьки газа, обладающего большой упругостью. Опп образуются
в системе питания, помпах, в карбюраторе и прекращают подачу,
потому что давление движущегося топлива менее или, в крайнем
случае, равно давлению, созданному газовыми пробками.
Как оказалось, на возможность образования газовых пробок
влияют следующие факторы: а) качество топлива, б) высота по-
лета, в) температура топлива, г) конструкция топливопроводной
системы, д) взаимное расположение помпы и бака.
Применение легкого бензина, имеющего в себе растворенные
газы, приводит к образованию пробок и прекращению подачи горю-
чего. Поэтому легкие авиационные бензины должны стабилизиро-
ваться еше в процессе производства (улетучивание растворенных
газов). Применение тяжелых сортов топлива не вызывает с этой
стороны никакой опасности, но влечет за собой ряд других указы-
ваемых выше неполадок.
При подъеме самолета па высоту с уменьшением давления воз-
духа испарение топлива идет значительно интенсивнее. На боль-
ших высотах, где давление воздуха сильно падает, из топлива на-
чинают выкипать легкие углеводороды, что может ускорить образо-
вание газовых пробок.
Процесс особенно ускоряется при повышении температуры топ-
лива. Это имеет место в той части топливной системы, которая не-
посредственно прилегает к мотору, и, следовательно, подогревается
теплом, излучаемым мотором. Как показали специальные наблю-
дения, вместе с подъемом самолета и понижением температуры воз-
духа топливо мало изменяет свою температуру (если бы топливо
быстро охлаждалось, то это было бы очень выгодно с точки зрения
недопущения образования газовых пробок).
Большое влияние на Возможность образования газовых про-
бок оказывает конструкция топливной системы. Установлено, что
вспомогательными факторами являются: малые сечения трубопро-
вода и большое количество в нем разного рода изгибов, длина тру-
бопровода.
Если по конструкции изгибы все же необходимы, то их нужно
делать без резких переходов, потому что при этом сопротивление
движению топлива уменьшается.
На возможность образования пробок большое влияние оказывает
взаимное расположение помпы и бензинового бака. Если располо-
жение таково, что помпа находится выше уровня топлива, который
J становится в баке после некоторого времени полета, то возникает
опасность прекращения подачи топлива из-за образования газовых
пробок.
На фиг. 15 показано такое расположение, при котором помпа
работает не под давлением, а принуждена производить засасывание.
В этом случае разрежение, создаваемое помпой во всасывающей
магистрали, при некоторых неблагоприятных обстоятельствах при-
водит к созданию в этой магистрали газовой пробки.
Наконец, газовые пробки могут» появиться при резком манев-
рировании самолета. На некоторых фигурах появляются центро-
бежные силы, которые действуя также и на массу топлива созда-
М. С. Конский. 1Г&3 S3
дут условия при которых в отдельных точках системы может по-
явиться разрежение и вместе с ним опасность образования пробки.
По этим причинам в США легкие фракции допускаются в авиа-
топливах в ограниченных количествах. Одновременно предприни-
маются конструктивные мероприятия с целью охлаждения топлива,
уменьшения сопротивления топливного трубопровода и недопуще-
ния возможности разрежения.
Влияние испаряемости на потери. Кроме возмож-
ности появления газовых пробок, чрезмерная испаряемость топ-
лива приводит к большим потерям при хранении и к увеличению
пожарной опасности. В дальнейшем будут подробно указаны мо-
менты, имеющие место в системе эксплоатации и приводящие к по-
терям. Здесь для нас важно то обстоятельство, что чем больше испа-
ряемость, тем труднее хранение и тем большей герметичности тре-
буется от тары, предназначенной для хранения. При применении
менее герметичной тары испаряющиеся фракции бензина создают
легко воспламеняющуюся смесь.
Фиг. 15. Схема неправильного расположения бака и двигателя.
Измерение испаряемости топлив. Из всего изло-
женного становится ясным, какое большое значение имеет испаря-
емость топлива. Поэтому возникает вопрос о методе измерения
испаряемости. В настоящее время известно большое количество
разнообразных аппаратов, с помощью которых производится это
измерение. Однако большинство таких аппаратов является достоя-
нием научно-исследовательских институтов. В практике обычных
измерений известны только два способа: первый — разгонка топлива
на аппарате Энглера и второй — определение упругости паров по
Рейду.
Разгонка топлива по Эпглеру. Разгонка топлива на
аппарате Энглера принята в настоящее время почти во всех стра-
нах мира как контрольный метод. Разгонка не дает полного ответа
о качествах топлива, но данные разгонки являются вполне прием-
лемой базой при приемке топлив и проверке и оценке качеств
топлива в эксплоатации.
Для нас аппарат Энглера является вполне пригодным, потому
что на нем можно легко установить соответствие качества испыту-
емого топлива установленным техническим нормам.
34
Аппарат Энглера показан па фиг. 16; он состоит из колбы А,
в которой находится бензин, и холодильника В. При нагревании
колбы бензин испаряется и снова сжижается в холодильнике. В
пробирках С собирается отгон топлива, в то время как на термо-
метре Д отмечается температура.
Таким образом устанавливается, при какой температуре выки-
пает 10, 20, 30% и т. д., т. е. отмечается температура через каждые
10% выкипания топлива.
Кривая разгонки топлива и ее значение. Если
на одной оси графика отложить температуры, а на другой — про-
центы выкипевшего топлива, то получим так называемую кри-
Фиг. 16. Аппарат Энглера, служащий для разгонки топлив.
вую разгонки. На фиг. 17 показана кривая разгонки бакин-
ского бензина. Из этой кривой можно установить количество то-
плива, выкипающего при любой температуре, — и наоборот.
По требованиям, принятым в США, весьма важной точкой на
кривой разгонки служит точка 10% испарения. Для современных
авиамоторов требуется, чтобы температура, при которой выкипает
10%> лежала в пределах 50—75°.
Если ю% топлива выкипает при температурах ниже 50°; то
это означает, что топливо является очень легким и имеет место
опасность появления газовых пробок. Если же 10% выкипает при
температуре выше 75°, то это означает, что топливо очень тяжелое
и при его применении в зимних условиях могут появиться непо-
ладки, указанные выше.
Как видно из кривой, точка 10% выкипания для бакинского
бензина лежит около 85°, что доказывает его плохую испаряемость.
На кривой разгонки существенное значение имеет вторая точка:
температура выкипания 90% топлива. Эта точка определяет воз-
можность хорошей приемистости мотора. Во избежание разжижения
смазки необходимо, чтобы температура испарения 90% была воз-
можно более низкой. Как максимум можно допустить 160°. Однако
эта температура должна быть уменьшена в том случае., когда то-
пливо предназначено для зимней эксплоатации.
У нас в СССР принято определять качество бензинов по так
называемой «головке топлива».
Головкой бензина называется процент топлива, испаренного
при 100°.
Классификация бензинов по их испаряемости.
Фиг. 17. Кривая разгонка бакинского бензина „309.
Если при 100° выкипает не менее 65%, то бензин называется
авиационным; бензином I сорта называется бензин с «головкой» не
менее 40%, а Л сорта — с «головкой» не менее 25%.
Такая классификация удобна при определении пригодности
топлива для разных климатических условий. Тогда авиационные
бензины предназначались бы для условия суровой зимы и Арктики,
бензины 1 сорта — для средней полосы, а бензины II сорта — для
тропических и южных районов. Однако это не значит, что авиа-
ционные бензины непригодны для средней полосы или южных
районов: в средней полосе эксплоатация происходит вполне
нормально.
С другой стороны, не представляет никаких сомнений, что при-
менение бензинов II сорта в северных районах происходит с боль-
шими затруднениями. Однако в силу ряда обстоятельств, па кото-
рые далее будет указано, приходится применять бензины II сорта
в самых неблагоприятных климатических условиях.
36
Измерен не испаряемости па аппарате Рейда.
Измерение испаряемости производится также на аппарате Рейда
(фиг. 18). Аппарат Рейда представляет собой стальную бомбу,
свинченную из двух частей: верхней, большого размера, А и ниж-
ней, меньшего размера, В. В нижнюю камеру наливается топ-
ливо, после чего она соединяется с верхней, ^которой находится
воздух. Затем бомбу погружают в баню и нагревают до 38°. На
манометре М отмечают давление. Если из давления, показанного
манометром, вычесть давление воздуха, то получим давление паров
топлива. Это давление носит название упругости паров
но Рейду.
Как оказалось, эта величина является весьма характерной и по
пей можно легко определить испаряемость топлива.
На основании богатого опыта авиации США
можно считать, что образование газовых пробок
имеет место, если упругость паров по Рейду со-
ставляет более 0,5 кг/см2. Поэтому допускается по
нормам упругость паров не более 0,45 тсг/с.и2 при
том лишь условии, что в бензинах отсутствуют
растворенные газы.
Если учесть, что наш самый легкий авиацион-
ный бензин (грозненский авиабензин) имеет упру-
гость паров 0,35 кг/см2, то оказывается, что опас-
ности газовых пробок на ближайший отрезок вре-
мени не предвидится, если конструкция системы пи-
тания и атмосферные условия не приведут к этому.
Иногда авиационный бензин производится про-
мышленностью путем добавления газового бензина
в бензин 1 сорта. В этом случае благодаря нали-
чию растворенных газов и большой упругости па-
ров возможны образования газовых пробок. Кроме
того, подобный бензин сейчас же после его полу-
чения вполне выдерживает нормы, но после трехме-
сячного хранения резко ухудшает свои качества
благодаря испарению легкой части газового бензина.
Использование топлив, потеряв-
ших хорошую испаряемость. В случае
ухудшения испаряемости, получающейся в результате неправиль-
ного или небрежного хранения, топливо все же может быть исполь-
зовано в эксплоатации. Окончательно решить вопрос об использо-
вании топлива можно, исходя из степени потери испаряемости,
времени года, количества испорченного топлива, условий пред-
стоящего полета и т. д.
Грубо можно наметить следующую схему решения вопроса:
1. Разбавить ухудшенное топливо легким бензином (грознен-
ский авиабензин). А
2- Использовать данное топливо па работающем моторе, произ-
ведя запуск и прогрев из отдельного бачка, в который заливается
нормальное топливо.
Фиг. 18. Аппа-
рат Рейда, слу-
жащий для
определения
упругости па-
ров топлив.
S7
8. Прибавить ухудшенное топливо небольшими порциями к
большим количествам кондиционного бензина.
Такое топливо не рекомендуется использовать в качестве состав-
ной части для спиртовых и бензольных смесей.
По свойству испаряемости топлива могут быть расположены в
следующий ряд: авиационный грозненский бензин, крекинг-бензин,
бакинский бензин «30», бензольные смеси с бензином, пиробензино-
вые смеси, спиртовые смеси, авиабепзол, пиробензол и спирт.
Воспламеняемость топлив
Теоретический состав, бедная и богатая смеси.
Для того чтобы топливо воспламенилось искрой свечи, необходимо,
чтобы его смесь с воздухом была составлена в определенном соот-
ношении.
Топливо с воздухом может быть смешано в такой пропорции,
прп которой и воздуха и топлива имеется как раз столько, сколько
необходимо для воспламенения и полного сгорания и, следователь-
но, после сгорания не останется ни топлива, ни воздуха. Это коли-
чество воздуха называется теоретически необходимым и соответст-
вует 15 кг воздуха на 1 кг бензина.
Однако воспламенение возможно также и при других соотноше-
ниях, т. е. в том случае, когда воздуха больше или меньше теорети-
ческой нормы.
Так, например, для бензина установлено, что смесь находится
в пределах воспламенения в том случае, когда на одну весовую
часть топлива приходится от 6 до 21 весовых частей воздуха.
Наилучшая же воспламеняемость имеет место при таком составе
смеси, когда ла одну часть испаренного топлива приходится 13 ча-
стей воздуха, т. е. смесь при этом получается немного переобогащеп-
ной топливом.
Богатой смесью называется смесь топлива с воздухом, в которой
топлгша приходится больше, чем необходимо по теоретическому
составу. Бедной смесью называется смесь, в которой топлива при-
ходится меньше, чем необходимо по теоретическому составу.
Запуск в зимнее время. В эксплоатации воспламеняе-
мость топлив приобретает особое значение в зимних условиях при
применении слабо испаряющихся топлив.
При запуске для воспламенения смеси в цилиндре двигателя
необходимо давать богатую смесь, близкую по своему составу к
смеси наилучшей воспламеняемости. Обычно это условие очень
трудно выполнимо, и поэтому практически можно считать, что
вспышка произойдет даже в том случае, когда смесь будс” бедной до
такого предела, при котором на 1 кг испаренного бепоила будет
приходиться не более 18 кг воздуха.
Эти соотношения значительно изменяются при понижении тем-,
перятурьт окружающего воздуха. Так. например, для грозненского
авиабензина при —20° воспламеняемая смесь получается только
в том случае, если на 1 кг всасываемого р двигатель воздуха будет
дано ре юсе 0,06 кз бензина.
S8
При дальнейшем понижении температуры для получения вос-
пламеняющейся смеси необходимо еще увеличивать количество вво-
димого жидкого топлива на 1 кг воздуха. При температуре ниже
—25° практически осуществить запуск на грозненском авиабен-
зине йе удается. На бакинском бензине запуск еще более затруднен
благодаря его плохой испаряемости; двигатель можно запустить на
нем при температуре не ниже —15°.
Для улучшения воспламеняемости бедных смесей можно приме-
нять специальные вещества, которые, будучи добавленными в бен-
зин, определяют возможность его воспламенения.
Кроме таких веществ, большое влияние оказывает добавка во-
дорода и других горючих газов к бедной бензино-воздушной смеси.
Очевидно, что благодаря- способности смеси водорода с воздухом
воспламеняться в очень широких пределах получается надежная
вспышка водородно-воздушной смеси. После ее загорания вспыхи-
вают и сгорают частицы основного топлива.
Взрывная способность. Выше было указано, что преде-
лы воспламенения бензино-воздушных смесей довольно широки. При
обеднении смеси надежное воспламенение имеет место в тех слу-
чаях, когда весовое соотношение между топливом и воздухом не вы-
ходит за предел 1 :18. Нетрудно сообразить, что в объемных еди-
ницах соотношение выглядит несколько иначе. Если подсчитать,
то окажется, что смесь воспламеняется в том случае, если на 1 кг
бензина приходится 23 д3 воздуха (табл. 4).
Таблица 4
Пределы всспламеняемостч теплив
.Название топлива Пределы воспламенения на 1 кг топлива Теоретический состав на 1 кг топлива
Бензин Бепзэл .......... Спирт ... 6—22 кг воздуха 8,4—16,5 , 4—15 . 15 кг вэздуха 13,5 , 8,5 .
Практически подобное положение в условиях эксплоатации
имеет место при хранении пустой тары, в которой осталось на стен-
ках и на дне немного бензина. Этих количеств оказывается доста-
точным для того, чтобы создать взрывчатую смесь.
Поэтому полупустые или пустые бочки и емкости являются
наиболее опасными в отношении взрыва. Это целиком подтвержда-
ется пожарной статистикой.
В заполненной таре воздушная прослойка бывает сильно насы-
щена парами топлива, вследствие чего воспламенение смеси затруд-
нено. Из этого. однако, не следует делать вывода о безопасности
аапо.ттпоТ1ппГ[ TflpH п ПОжарпом отношении. Нужно всегда помнить,
что в любых эксплоатапионных условиях авиабензин является чред*
РЫчайцо огнеопасным продуктом.
39 V?
Теплопроизводительность топлив
Теплопроизводительностьразных топлив и уг-
леводородов. Все применяемые нами топлива состоят в основ-
ном из смеси разных углеводородов. В спою очередь углеводороды
представляют собой разнообразные сочетания углерода и водорода.
Оба эти элемента, т. е. углерод и водород, являются горючими веще-
ствами и легко сгорают (т. е. соединяются с кислородом воздуха).
При сгорании углерода и водорода выделяется тепло, которое слу-
жит для получения работы.
Те п л о п р о и зв о д и те л ьп о стыо называется количе-
ство тепла в калориях Ч выделяемое при сгорании 1 кг топлива.
Однако углерод и водород выделяют при сгорании неодинаковые
количества тепла: 1 кг водорода выделяет не менее .28 000 кал, в
то время как 1 кг углерода выделяет всего 8100 кал.
Поэтому более выгодными являются те топлива, которые имеют
возможно большее процентное содержание водорода по сравнению
с углеродом.
Наибольшее количество тепла при сгорании 1 кг топлива дают
парафиновые углеводороды, потому что в их составе водорода име-
ется больше, чем в других группах углеводородов. Наименее вы-
годными в этом отношении являются ароматические углеводороды.
В любой группе углеводородов наибольшую теплопроизводитель-
ность имеют углеводороды с небольшим содержанием углерода. С
другой стороны, чем больше углерода, тем меньшей теплопроизво-
дительностыо обладают углеводороды, что видно из табл. 5.
Таблица 5
Название углеводорода Теплопроизводительность кал
Пентан 10850
Гексан 10 670
Гептан 10 660
Октан 10 650
Еще менее выгодным топливом являются спирты: во-первых, по-
тому что в их молекулах находится кислород, который своим весом
входит в вес топлива, но не является горючим веществом, во-вторых,
как уже указывалось, спирты почти всегда содержат в себе воду,
которая нс принимает участия в горении и с этой точки зрения яв-
ляется вредной примесью.
На фиг. 19 показана зависимость теплопроизводительности
спирта от содержания воды.
Влияние теплопроиаводительпости па мощ-
ность двигателя и н а р а с х о д т о п л и в а. Несмотря на то,
что применяемые топлива обладают разной теплопроизводительпэ-
1 Кгтортгй птпцза’тся количество тепла, необ.ходц.чое для того, чтобы
нагрет*» I в°ДЫ «а !*•
4G
стыо, мощность двигателя практически остается одинаковой прп
работе на любом топливе. Этот, с первого взгляда, парадокс объяс-
няется очень просто на следующем примере.
Сравним работу двигателя на авиабензине и спирте. Теплопроиз-
водителыюсть бензина составляет 10 бои кал/кг, а спирта крепостью
95% — 6000 кал/кг. Для создания теоретического состава смеси для
1 кг бензина необходимо 15 кг воздуха, для спирта же в связи с
тем, что он песет в себе кислород, требуется всего 8,5 кг воздуха па
1 кг спирта.
При работе авиадвигателя на одинаковых режимах работы в ка-
меру сгорания засасывается определенное количество воздуха не-
топлива. Это количество воздуха зави-
зависимо от применяемого
сит от конструкции дви-
гателя и от положения
дроссельной заслонки.
Предположим для про-
стоты расчетов, что в ци-
линдр засасывается 1 кг
воздуха. В этом случае
для создания нормаль-
ной смеси необходимо
подать бензина кг, а
спирта Vs.s кг и, следо-
вательно, при сгорании
бензина выделяется
10500- —“ = 700 кал
15
тепла, а при сгорании
спирта выделится
6000 • —4- = 700 кал.
Фнг. 19. Теплопроизводптельпость спирта в
зависимости от его крепости.
Как видно из приведенного примера, в каждом случае незави-
симо от сорта применяемого топлива выделяется одинаковое коли-
чество тепла. Следовательно, мощность двигателя при работе на лю-
бых сортах топлив остается постоянной.
Небольшие отклонения, которые иногда имеют место, происходят
обычно под действием других факторов (наполнение, испаряемость
И Т. д.).
Из приведенного примера следует еще один очень важный вы-
вод: для сохранения теоретического состава смеси необходимо в
Цилиндр двигателя подавать разные количества топлив. Бензина
Необходимо подать кг, в то время как спирта — значительно
больше. Следовательно, при работе па топливах с большей тепло-
производительностью расход топлива на двигателе уменьшается.
Дальность полета и загрузка самолёта топли-
в о м. Расход топлива является очень важным фактором. В случае
применения топлива с малой теплолроизводптельностью, дающего
оольпадц расход, соответственно уменьшается дальность полета.
41
Для сохранения дальности полета необходимо увеличить запас то-
плива на самолете, в связи с чем уменьшается возможность полез-
ной загрузки и понижаются тактические свойства самолета.
По величине расхода все применяемые топлива можно располо-
жить в следующий ряд: наиболее выгодны бензины, затем следуют
смеси бензина с бензолом, пиробензолом и спиртом, затем идет
пиробензол и бензол и, наконец. наименее выгоден спирт. Указан-
ная закономерность ясна из табл. 6.
Таблица б
Название топлива Теплотворная способность, измеренная на калориметре Юнкерса, кал
Бензин бакинсий II сорта. . 10 400
„ гроз <енекиЯ авнацион-
ныП 10 500
Бензол авищио гный 9 700
Сппрт-ректификат 96° 6100
60% спирта4-40°,о грозненского
авиабензина 7 700
30% „ + 70% 9 180
20>>/0 . 4- 80% * 9 600
Пример. Оппеделить уменьшение дальности полета самолета,
если мотор перевести на работу со спиртом вместо бензина. За-
грузка самолета сохраняется одинаковой при работе па бензине и
спирте. Теплопроизводительность бензина равна 10 500 кал, а
спирта—6000 кал.
Решение. Для получения того количества теша, какое полу-
чается при сгорании 1 кг бензина, спирта требуется во столько раз
больше, во сколько раз меньше его теплопроизводительность, т. е.
= 1,75 кг. Следовательно, в то время как самолет, пролетая
некоторый путь, тратит всего 1 кг бензина, прп переходе на спирт
потребуется 1,75 кг. Это значит, что дальность на спирте составляет
всего
^-100 = 57%
от той дальности, которую самолет имел бы при работе на бензине.
Глава III
АНТИДЕТОНАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ТОПЛИВ
Сгорание топлива в двигателе
Нормальное сгорание топлива в двигателе.
Авиационное топливо перед поступлением в цилиндр двигателя
для сгорания подвергается испарению и перемешиванию с возду-
хом. Затем смесь, поступившая в цилиндр, поджимается поршнем
примерно до 10 ат, благодаря чему подогревается до 400°. При
этом неиспаренпые частицы топлива дополнительно испаряются и,
кроме того, начинаются химические изменения и составе топлива.
Характер этих изменений будет подробнее разобран ниже.
Воспламеняющая искра возникает в цилиндре примерно за 25°
до в. м. т. Воспламенение смеси происходит до окончания хода сжа-
тия, потому что топливо мгновенно не сгорает, а также потому, что
оно в момент проскакивания искры не воспламеняется. Обычно го-
рение топлива начинается через 0,001—0,002 сек. после воспламе-
нения искрой. Этот промежуток времени, проходящий от момента
воспламенения до начала горения, носит название скрытого,
или индукционного, периода горения.
Горение топлива в цилиндре также происходит не мгновенно, а
растягивается на некоторый промежуток времени. Как удалось ус-
тановить рядом специальных работ, сгорание топлива в двигателе
заключается в том, что около искры возникает пламя, или так
называемая зонагорения, захватывающая по ширине 10—зо хи
и передвигающаяся по камере сгорания с некоторой скоростью. Ско-
рость движения зоны сгорания обычно увеличивается по мере при-
ближения ее к концу камеры сгорания.
В этой зоне происходит непосредственное сгорание углеводоро-
дов,, т. е. соединение углерода и водорода с кислородом и выделе-
ние теплоты. По внешнему виду зона сгорания представляет собой
часть сферы с выпуклостью, направленной по движению. Зона сго-
рания называется иначе фронтом пламени.
Скорость сгорания топлива в двигателе. Средней
СКоРостъю сгорания называется отношение длины камеры сгорания
ко вррмрущ прошедшему от начала до конца сгорания. Скорость
Допоит пт оборотов двигателя и от состава смеси, т, е. от ссюгноше-
Дйя топлива и воздуха в смеси.
<3
Наибольшая скорость сгорания имеет место при немного обога-
щенной смеси. Это объясняется тем, что только при известном со-
отношении между топливом и воздухом быстрее всего происходят
реакции соединения. Кроме того, при увеличении оборотов двига-
теля также увеличивается скорость сгорания, что объясняется уве-
личением вихрей в цилиндре вследствие увеличения скорости
впуска.
Род топлива почти не влияет иа скорость передвижения зоны
сгорания.
В нормально работающем двигателе скорость сгорания неве-
лика— порядка нескольких десятков метров в минуту. При таких
скоростях сгорания весь процесс сгорания укладывается примерно
в 40° поворота коленчатого вала, что составляет при ходовых
числах оборотов примерно 0,005 сек. <
Характеристика нормального сгорания. Таким
образом нормальное сгорание характеризуется следующими факто-
рами: а) наличием индукционного периода, б) наличием зоны сго-
рания, передвигающейся по камере сгорания с нарастающей ско-
ростью, в) сравнительно незначительными скоростями движения
зоны сгорания, г) выпуклой формой зоны сгорания.
Сгораниетопливасдетонацией. В процессе развития
авиационных двигателей появилось стремление достигнуть: 1) наи-
большей мощности на высоте и 2) наименьшего расхода топлива
на 1 л. с. ч.
Теоретически было доказано, что с увеличением степени сжатия
можно получить увеличение мощности мотора с одновременным
уменьшением расхода топлива при прочих равных условиях. Кроме
того, большую мощность на высоте можщ) получить при наддуве
двигателя.
Однако практически при увеличении степени сжатия или при
наддуве двигателя столкнулись с явлением детонации, которое
представляет собой ненормальный процесс сгорания, нарушающий
правильную работу двигателя.
При исследовании сгорания топлива с детонацией удалось обна-
ружить, что характер сгорания в первой стадии горения ничем не
отличается от нормального сгорания. Через некоторый промежуток
после воспламенения топлива искрой появляется зона сгорания,
которая с небольшой скоростью начинает передвигаться по камере
сгорания. Примерно до 2/, длины камеры сгорания не удается обна-
ружить какой бы то ни было разницы между нормальным сгоранием
и сгоранием с детонацией.
Разница между ними обнаруживается лишь при достижении
зоной сгорания последней трети своего пути. Здесь неожиданно
скорость сгорания резко возрастает и достигает скоростей взрыва,
т. е. порядка нескольких тысяч метров в секунду.
Полое тщательные исследования показали, что при достижении
зоной говения последней ттюти пути впереди ее появляются горя-
шие точки, пррдставляюпин собой гонящие ядга. воспламеняю-
щиеся от неизвестного источника, по, во всяком случае, не от зоны
горения.
44
Теория пероксидов, объясняющая явление де-
то н а ц и и. Наиболее принятой теорией, объясняющей явление де-
тонации, является теория Календра о пероксидах. Теория перокси-
дов объясняет явление детонационного сгорания наличием в то-
пливе малостойких углеводородов, которые при высокой темпера-
туре и давлении начинают окисляться, создавая при>этом неустой-
чивые легко взрывающиеся вещества, называемые пероксидами.
Пероксиды образуются особенно энергично после начала сгора-
ния благодаря излучению зоной сгорания теплоты и воздействия
ее на несгоревгпую часть смеси.
Образующиеся пероксиды благодаря своей неустойчивости легко
воспламеняются и взрываются впереди зоны сгорания, но только
тогда, когда их количество будет достаточным. При незначитель-
ном содержании пероксидов мы имеем дело с нормальным сгора-
нием.
При значительном содержании пероксидов в несгоревшей части
смеси происходит их взрыв. Благодаря этому воспламенение мгно-
венно охватывает всю несгоревшую смесь, создавая при этом резкое
увеличение давления только в тех местах, где пероксиды были наи-
более сконцентрированы. Чем больше пероксидов образовалось при
последней фазе горения, тем сильнее происходит взрыв, и, следова-
тельно, детонация становится интенсивнее.
Таким образом детонацию можно определить как самовоспламе-
нение пероксидов в последней фазе горения.
Эта теория получила большое распространение, потому что дей-
ствительно оказалось, что неустойчивые углеводороды при высоких
температурах всегда сгорают в двигателе с детонацией. При рассмо-
трении химического состава топлив было найдено, что парафиновые
углеводороды малоустойчивы при нагревании. Поэтому работа со-
временных авиадвигателей на топливах с большим содержанием
парафиновых углеводородов всегда влечет за собой сгорание с дето-
нацией.
В полном соответствии с данными, приводившпмися при рассмо-
трении химического состава, при испытании на двигателях, уста-
новлено, что значительно менее способны к детонационному сгора-
нию топлива с большим содержанием нафтеновых углеводородов и,
наконец, практически не получается детонационного сгорания при
топливах, состоящих из ароматических углеводородов и спиртов.
Ант и детонационные свойства. Способность топлива
сопротивляться сгоранию с детонацией называется его а н т и дето-
национным свойством.
Наибольшими антидетонацпонными свойствами отличаются
спирты и авиационные бензолы. Наименьшими антидзтопационны-
ми свойствами отличаются бензины прямой гонки, причем бакин-
ский бензин «30» в этом отношении лучше грозненского авиабензи-
на, потому что он состоит в основном из нафтеновых углеводородов.
Смеси бензинов с авиабензолом отличаются средними аптидетона-
Ционными свойствами, которые увеличиваются вместе с увеличе-
нием процентного содержания авиабензола. Свойства спиртовых
смесей в этом отношении аналогичны бензольным.
45
Внешнее проявление детонации. Детонация прояв-
ляется на двигателе в виде жесткой и неустойчивой работы. Если
двигатель сильно детонирует, из выхлопных патрубков изредка, вы-
рываются характерные черные выхлопы, появившиеся в результате
неполного сгорания топлива в момент взрыва пероксидов. Чем
сильнее двигатель детонирует, тем чаще появляются черные вых-
лопы из патрубков.
Детонация в автомобильных двигателях сопровождается звон-
кими металлическими ударами,
при работе авиадвигателей, по
Фиг ГО. Поршень, имею п:ий следы
выгорания благо шря работе с де-
тонацией.
Эти удары бывают слышны и
только Ь том случае, ’ когда
выхлоп заглушен. При обыч-
ной работе сильный шум мо-
тора заглушает детонационные
удары.
Последствия дето-
нац и и. В работе авиацион-
ного Двигателя детонационное
сгорание не допускается, так
как последствия детонации
являются для двигателя не-
желательными и опасными.
Установлено, что работа с
детонацией приводит к сле-
дующим неполадкам: а) умень-
шение мощности и увеличе-
ние удельного расхода топли-
ва, б) выгорание поршней,
в) перегрев двигателя, г) рас-
трескивание баббита, подшип-
ников, д) пробивка изоляции
свечей, а) разрушение дета-
лей двигателя.
Уменьшение мощности при детонации объясняется неполным
сгоранием топ пива. Общий расход топлива в момент детонации не
изменяется, но благодаря падению мощности удельный расход
(т. е. расход топлива па 1 л. с. ч.~) падает. Падение мощности дви-
гателя вследствие детонации весьма нежелательно, особенно' на
взлете, когда мотор может «сдать», что обычно приводит к аварии.
Выгорание поршней (фиг. 20) появляется в той части камеры
сгорания, которая удалена от свечи, и где, следовательно, вероятнее
всего происходит детонационный взрыв. На фиг. 20 ясно видны точ-
ки выгорания поршня, которые появились в момент резкого увели-
чения давления, из-за взрыва пероксидов.
Перегрев двигателя при детонации часто приводит к заклини-
ванию поршней или к сильному истиранию стенки цилиндра и
поршня. Кроме того, по этой причине имеет место пригорание
колец.
Остальные неполадки также объясняются перегревом или резким
нарастанием давления.
46
Явления, напоминающие детонацию по внеш-
ним проявлениям. Явление детонации не следует смешивать
с некоторыми иными явлениями, похожими по внешним признакам
на детонационное сгорание. К таким явлениям относятся само-
вспышка и работа мотора на богатых смесях.
Самовспышка объясняется нарушением нормального сгорания
из-за появления в камере сгорания горящих точек. Обычно такими
точками являются раскаленные точки нагара, детали выхлопного
клапана, свечи и пр.
Эти горячие точки способны воспламенить.смесь независимо от
искры, что нарушает правильную работу двигателя.
Наличие самовспышки проверяется выключением зажигания,
g случае детонационного сгорания двигатель немедленно останав-
ливается, в случае самовспышки он продолжает работать, потому
что в последнем случае воспламенение происходит от постороннего
источника.
Богатая смесь напоминает детонацию характером выхлопа. Здесь
также появляется на выхлопе черный дым, который объясняется не-
полным сгоранием смеси. При достаточном навыке нетрудно отли-
чить эти явления, особенно при уменьшении опережения зажи-
гания.
Дело в том, что, как далее будет установлено, при уменьшении
опережения зажигания детонация ослабевает и может вовсе исчез-
нуть, в то время как при работе на богатой смеси улучшения в сго-
рании не наблюдается.
Влияние разных факторов на сгорание с детонацией »
Классификация факторов, влияющих па дето-
нацию. Все факторы, оказывающие то или иное влияние на сго-
рание с детонацией, объединяются в три группы: а) режим работы,
б) конструкция двигателя и в) эксплоатациопные условия.
Реж п м раб о ты: а) дросселирование и наддув, б) опережение
зажигания, в) состав смеси, г) обороты и д) тепловое состояние дви-
гателя.
Конструкция двигателя: а) степень сжатия, б) форма
камеры сгорания, в) диаметр цилиндра, г) охлаждение той части
камеры сгорания, в которой сгорает последняя порция рабочей
смеси; д) число и расположение свечей.
Эксплоатациопные условия: а) применяемое топливо,
б) применяемая смазка, в) количество нагара, г) внешние атмосфер-
ные условия.
Приступая к рассмотрению влияния на детонацию указанных
факторов, следует отметить, что действие каждого фактора следует
рассматривать совершенно независимо. Только при таком методе
можно будет сделать верные выводы.
Влияние дросселирования. Дросселирование двига-
теля является очень важным фактором в деле ослабления пли уни-
чтожения сгоранпя с детонацией. Это объясняется тем, что при
дросселировании уменьшаются количества топлива и воздуха, по-
47
ступающих в цилиндр. Кроме того, одновременно сильно уменьша-
ется давление.
Благодаря этим обстоятельствам уменьшается как общее коли-
чество образующихся пероксидов, так и их концентрация, что в
свою очередь вызывает уменьшение детонации.
Наоборот, наддув двигателя способствует детонации бла-
годаря тому, что при нем имеет место не только увеличение посту-
пления топлива и воздуха, но и повышение температуры.
Путем дросселирования можно любой мотор заставить работать
на любом топливе без детонации. Однако этот путь не может счи-
таться выгодным, потому что вместе с дросселированием падает
снимаемая мощность.
Таким образом при употреблении плохих сортов топлив можно
их безболезненно применить на авиадвигателях, сознательно идя
на потерю мощности.
Влияние опережения зажигания. Увеличение опе-
режения зажигания ухудшает работу двигателя и усиливает дето-
нацию. Это объясняется тем, что вместе с увеличением опережения
зажигания ухудшаются условия сгорания той части смеси, которая
сгорает в последнюю очередь.
Действительно, если при работе двигателя мы имеем небольшое
опережение зажигания, то сгорание последней порции смеси проис-
ходит в- тот момент, когда поршень уже идет вниз, и создается па-
дение давления и температуры. При этом пропесс'дальнейшего обра-
зования пероксидов останавливается и концентрация их умень-
шается. *
Очевидно, что, если не последовал их взрыв, то при даль-
нейшем сгорании его также нс будет. Разрежение, создаваемое
поршнем при движении вниз, упраздняет опасность детонации.
Опережением зажигания часто пользуются для уменьшения де-
тонации при переходе на худшие сорта топлив. Так, например, при
приспособлении мотора М-5 к грозненскому авиабензину было при-
менено небольшое уменьшение опережения зажигания. ♦
В условиях эксплоатации опережением пользуются как кон-
трольным прибором для проверки наличия детонации. Выше была
указана возможность отличия детонации от сгорания богатой смеси
путем изменения опережения зажигания.
Влияние состава смеси. Состав смеси хотя и влияет на
возможность уменьшения детонации, однако эффективность дей-
ствия изменения состава смеси невелика.
Максимальная детонация при прочих равных условиях имеет
место при таком составе смеси, когда топлива дается несколько
больше, чем необходимо по теоретической норме. Такой состав соот-
ветствует примерно смеси, при которой получается максимальная
скорость сгорания и максимальная мощность.
Очевидно, что объяснение этому явлению можно дать, исходя из
того, что большие скорости распространения сгорания создают не-
благоприятные условия для сгорания последней части смеси.
Отсюда следует, что при сохранении всех условий работы дви-
гателя постоянными уменьшение скорости сгорания, как и умень-
48
шеиие опережения, ставит сгорание последней порции в более бла-
гоприятные условия.
Чем больше скорость сгорания, тем больше давление и темпера-
тура несгоревшей части в тот момент, когда поршень начинает свое
движение вниз.
Изменением состава смеси в эксплоатации пользуются не как
самостоятельным фактором, а обязательно в сочетании с другими,
более эффективно действующими.
Это объясняется не только незначительностью влияния, оказы-
ваемого изменением состава смеси, но и невыгодностью пользо-
вания изменением состава смеси. Дело в том, что обеднение смеси
действует неблагоприятно с точки зрения перегрева двигателя, в то
время как обогащение смеси ведет к сильному увеличению рас-
хода.
Влияние оборотов двигателя. Изменение оборотов
двигателя путем изменения нагрузки оказывает также заметное
влияние на возможность устранения детонации.
Это объясняется тем, что увеличение оборотов и, следовательно,
увеличение скорости поршня ставит последний этап горения в наи-
более благоприятные условия.
Если скорость поршня незначительна, то последняя стадия сго-
рания попадает в тот момент, когда поршень движется вверх или
находится в в. м. т. Наоборот, при большей скорости поршня послед-
ний этап сгорания попадает в момент движения поршня вниз. Как
уже указывалось, такое положение облегчает работу двигателя и
устраняет детонацию.
Влияние теплового состояния двигателя. Кроме
указанных факторов, заметное влияние на детонацию оказывает
тепловое состояние двигателя. Температура способствует образова-
нию пероксидов; вследствие этого при перегреве двигателя может
появиться детонация, отсутствующая в обычных условиях. По той
же причине при прочих равных условиях двигатели воздушного
охлаждения легче переходят на работу с детонацией, чем двигатели
водяного охлаждения.
Влияние степени сжатия. Увеличение степени сжатия
Двигателя приводит к увеличению детонации за счет больших дав-
лений и температур в момент сгорания.
Кроме того, при увеличении степени сжатия увеличивается
концентрация пероксидов, т. е. в единице объема сжатой смеси
оказывается большее содержание пероксидов, что приводит к
большей силе детонационного взрыва.
Обычно степень сжатия является главной характеристикой
мотора в отношении его к качеству топлива, несмотря на то, что це-
лый ряд других факторов также оказывает влияние на детонацию,
’очевидно, это объясняется тем. что такие факторы, как обороты,
опережение зажигания, наполнение и т. д., в современных авиадви-
ателях изменяются в незначительных пределах, причем положи-
льное действие одних обычно нейтрализуется отрицательным дей-
вием других. К примеру, если двигатель имеет повышенное число
оротов, то одновременно увеличивают опережение зажигания.
№. С. Комокий. if,83 49
Благодаря этому для современных авиадвигателей без наддува
степень сжатия является ориентировочным признаком, по кото-
рому можно узнать необходимое качество топлива.
Влияние формы камеры сгорания. Форма камеры
сгорания играет большую роль в протекании процесса сгорания
Наиболее выгодной формой является камера в виде сферы с зажи-
гающей свечой в центре. Здесь обеспечивается кратчайший путь
для зоны горения, что приводит к быстрому окончанию процесса
сгорания.
Кроме того, желательно иметь камеры сгорания с энергичным
охлаждением той части, в которой смесь сгорает в последнюю оче-
редь. При таком охлаждении возможность детонационного сгорания
уменьшается потому, что хорошее охлаждение способствует луч-
шему отводу тепла от последней порции сгорающей смеси и, следо-
вательно, количество образующихся пероксидов будет невелико.
По этой же причине конец сгорания следует отодвигать от
выхлопного клапана к всасывающему, т. е. к более холодным стен-
кам. Современные авиационные двигатели имеют поэтому разное
опережение зажигания у свечи, стоящей у выхлопа и у всасывания.
Большее опережение зажигания имеет свеча, стоящая у выхлопа.
В этом случае встреча двух зон, идущих навстречу друг другу,
произойдет не в середине камеры сгорания, а ближе к всасывающе-
му, более холодному клапану.
Многие двигатели в целях предотвращения повышенного мест-
ного нагрева в камере сгорания имеют охлаждение выхлопного кла-
пана. Это мероприятие способствует уменьшению образования пе-
роксидов и облегчает работу двигателя. ’
Влияние увеличения д и а м е т р а ц и л и и д р а. Уве-
личение диаметра цилиндра при прочих рамых условиях увели-
чивает склонность двигателя к детонации. Это объясняется, неви-
димому, тем, что при большом диаметре увеличивается путь, про-
ходимый зоной горения.
Удлинение пути влечет за собой увеличение времени, прохо-
дящего с момента начала горения до его окончания. Это приводит
к возможности образования значительного количества пероксидов,
влияющих на возникновение детонации.
Так, например, уменьшение диаметра цилиндра с 215 до 95 мм
значительно уменьшает склонность к детонации, благодаря чему
становится возможным без опасности появления детонации увели-
чить степень сжатия с 5 до 6 при сохранении качества топлива
постоянным.
Влияние расположения свечей. Большое влияние
на характер процесса сгорания оказывает расположение свечей.
На фиг. 21 приведено три способа расположения свечей. .
Первый способ (1), имеющий место при работе двигателя на од-
ной свече, является наименее выгодным. Путь, проходимый в этом
случае зоной сгорания, равен диаметру цилиндра.
Второй способ (2), значительно более выгодный, имеет место при
двух свечах, расположенных друг против друга. В этом случае две
зоны горения встречаются, пройдя путь, равный половине диаметра,
50
и следовательно, время, отводимое на процесс сгорания, уменьша-
йся также примерно вдвое.
Вследствие этого возможность детонации значительно уменьша-
ется, потому что при наполовину сокращенном времени образова-
ние пероксидов будет незначительным.
Третий (3) случай, имеющий место при трех, четырех и т. д.
свечах, не дает заметного изменения в характере процесса сгорания
по сравнению с рассмотренным выше (две свечи). Очевидно, путь,
проходимый пламенем до центральной оси камеры сгорания, будет
равен примерно половине диаметра независимо от количества све-
чей.
Исходя из вышеизложенных соображений, следует ожидать, что
расположение двух свечей рядом не изменит характера сгорания
по сравнению с одной свечей.
Действительно, практика показала, что некоторые двигатели,
как например мотор BMW-VI, имевшие две свечи, расположенные
рядом, являлись чрезвычайно требовательными к топливу. Доста-
точно было изменить взаимное расположение свечей и поместить
Фиг. 21. Распространение 'пламени при разном расположении
свечей в цилиндре.
их друг против друга, как потребность в высококачественном то-
пливе значительно уменьшилась.
Влияние н аг а р о о б р а з о в а и и я. Увеличение нагаров
увеличивает склонность двигателя к детонации, потому что при
большом нагарообр^зовании, плотно покрывающем камеру сгорания
и поршень, ухудшается отвод тепла. Благодаря этому двигатель
получает тепловую перегрузку, что, как уже указывалось, приво-
дит к возникновению детонации. Кроме того, нужно учесть, что уве-
личение нагарообразования повышает степень сжатия вследствие
того, что объем камеры сгорания уменьшается.
Влияние атмосферного давления. При повыше-
нии внешнего давления давление в цилиндре также увеличива-
ется, способствуя образованию пероксидов и детонации.
Обстоятельство это является чрезвычайно важным для авиа-
ции, потому что при подъеме самолета на высоту вместе с увели-
синем разрежения внешнего воздуха уменьшается склонность
Двигателя к детонации, и, следовательно, авиационные двигатели
ановятся способными работать на худших сортах топлив.
4* 51
Температура воздуха оказывает влияние на детонацию,
однако действие ее зависит от сорта применяемого топлива.
К примеру, бензольные топлива при повышении температуры
внешнего воздуха становятся более склонными к детонации. Надо
отметить, что температура внешнего воздуха если и оказывает
влияние па явление детонации, то, во всяком случае, очень слабое.
Некоторое влияние на. детонацию оказывает влажность
воздуха. По мере увеличения влажности детонация ослабевает.
Очевидно, это объясняется охлаждающим действием воды, вызы-
вающим снижение температуры сгорающих газов. При введении
воды в камеру сгорания и ее испарении температура сгорающих
газов падает, и поэтому образование пероксидов уменьшается.
Учитывая подобное действие воды, были попытки введения ее в
камеру сгорания для уничтожения детонации. Этот способ, приме-
няемый до настоящего времени на тракторных двигателях, оказался
неподходящим для авиадвигателей, потому что вода, испаряясь,
поглащает тепло, которое должно превращаться в работу.
Кроме того, введение воды в камеру сгорания приводит к паде-
нию мощности и повышенному износу поршней и цилиндра.
Одновременное действие нескольких факто-
ров. Краткий обзор влияния различных факторов на возможность
появления детонации показывает сложность рассматриваемого
явления.
Вопрос усложняется еще тем обстоятельством, что в практиче-
ских условиях мы редко имеем дело с влиянием только одпого фак-
тора, упразднение которого показывало бы характер его действия.
Обычно одновременно изменяются два или более факторов, дейст-
вующие часто в разных направлениях. В таких случаях усиление
или ослабление детонации является следствием изменения наибо-
лее эффективного фактора.
К примеру, при открытии дроссельной заслонки мы имеем дело
с увеличением поступления смеси в камеру сгорания, что способ-
ствует детонации. Одновременно увеличиваются Обороты, что наобо-
рот, ослабляет детонацию. Однако ввиду того, что действие первого
фактора сильнее второго, в результате открытия дросселя детона-
ция будет все же увеличиваться, если применяемое топливо не
обладает достаточными антидетонационными свойствами.
Все выводы, сделанные при рассмотрении влияния разных фак-
торов, основывались на логическом рассуждении, исходя из теории
пероксидов. Практическая проверка их на двигателях целиком и
полностью подтвердила все указанные выше закономерности.
Методы измерения антидетонационных свойств топлива
Подбор топлива к авиадвигателю. В соответствии с
факторами и условиями эксплоатации подбор топлива для двига-
теля должен обеспечивать нормальное сгорание без детонации.
52
Это должно быть гарантировано даже для наиболее напряжен-
ных моментов работы двигателя, когда условия работы неблаго-
приятны и возможность появления детонации наибольшая. Поэто-
му топливо подбирается для двигателя так, чтобы при работе на
взлетном режиме не было детонации: при более благоприятных ус-
ловиях, имеющих место во время нормального полета, полное отсут-
ствие детонации будет тогда обеспечено.
Применяемые авиационные топлива обладают разными антиде-
топационными качествами. Это обстоятельство делает невозможным
применение любого топлива для любого типа двигателя. Очевидно,
между топливом и двигателем существует определенное соответ-
ствие. Только в том случае, если эта зависимость учтена, работа
двигателя будет протекать нормально.
Если качество топлива будет превосходить требования двига-
теля, то работа его будет протекать нормально, но стоимость эк-
сплоатации значительно повысится, потому что все топлива с вы-
сокими антидетонацпонными качествами обычно являются более
дорогими и, следовательно, экономически невыгодными. Поэтому в
условиях эксплоатации следует применять топливо только таких
антидетонационных качеств, которые точно соответствовали бы
(не выше и не ниже) требованиям двигателя.
Для этого необходимо иметь возможность измерения антидето-
пациопных свойств топлива.
Определение октанового числа топлива. В на-
стоящее время почти во всех странах принят способ, дающий впол-
не приемлемые для условий практики результаты:. Этот способ но-
сит название — метод определения октановых чисел
топлив.
Лптидетопационные качества топлив измеряются на специально
для этой цели построенном и приспособленном одноцилиндровом
двигателе.
На фиг. 22 показан общий вид одной из таких установок.
Принцип измерения антидетонационных свойств заключается в
том, что нужный образец топлива сравнивается со стандартными
эталонами. В качестве таких эталопов применяются смеси двух
топлив, из которых одно обладает наиболее высокими антидетона-
циопными свойствами, а второе — наиболее низкими. Из смеси этих
топлив, составленной в разной пропорции, создается 20 эталонов,
обладающих различными антидетопационными свойствами.
При работе на установке производится сравнение данного испы-
туемого образца с рядом эталонов, причем подбирается такой эта-
лон, который ведет себя при работе па двигателе точно так же, как
и испытуемый образец.
Эталоны обычно составляются из смеси двух углеводородов
изооктана (обычно называется октаном) и гептана. Эталоны соста-
вляются от о до 100% октана в смеси с соответствующей добавкой
гептана. Октан обладает наивысшими антидетонацпонными свой-
ствами и. следовательно, повышение содепжяпия его в смеси дает
Улучшение антидетонационных свойств эталона.
После установления соответствия между этедодом и испытуемым
образцом отмечается процентное содержание октана в эталоне. Эго
процентное содержание октана в эталоне называется октановым
числом топлива.
Если октановое число грозненского авиабензина составляет 58,
то это означает, что смесь, состоящая из 58% октана и 42% гептана
(эталон) ведет себя при
работе на двигателе точ-
но так же, как грознен-
ский авиабензин.
Практическое
значение октано-
вых чисел. Практи-
ческое значение октано-
вых чисел очень велико:
1. Благодаря тому,
что октан и гептан обла-
дают стандартными каче-
ствами, определение окта-
нового числа является
стандартным. Октановые
числа топлив имеют по-
стоянную величину, не-
зависимо от страны, в
которой производится
определение. Это значит,
Фиг, 22. Общий вид установки для опре-
1 деления октановых чисел.
что октановые числа то-
плив являются общепри-
нятой величиной.
2. Если для какого-нибудь типа авиадвигателя было подо-
брано топливо, работающее на данном двигателе без детонации, то
октановое число подобранного топлива характеризует также и
Это надо понимать в том
смысле, что двигатель обладает
потребным октановым числом то-
плива, ниже которого работа на
данном двигателе невозможна.
Так например, мотор Райт
«Циклон» обладает потребным
октановым числов 87, что обоз-
начает тот факт, что топлива,
применяемые па «Циклоне», нэ
должны иметь октанового числа
двигатель.
Фиг. 23. Упругость паров пентокар- Ш1Же 87 Зная октановое число
боиилового железа. КЯКОГО“НИбуДЬ ТОПЛИВЯ, МОЖНО
без специальных испытаний уста-
новить его пригодность для «Циклона»,
8, В том случае, когда октановое число топлива, предназна-
ченного для данного двигателя, ниже октанового числа, потребного
для двшаТ'лВД» то работа невозможна, подому что ирц акецдоата^.
64 '
дли будет иметь место детонация со всеми вытекающими послед-
ствиями. В том же случае, когда октановое число топлива равно
или выше октанового числа двигателя, то работа будет происхо-
дить без детонации и гаримеиение его в эксплоатации вполне воз-
можно, хотя и нерентабельно в случае наличия запаса каче-
ства.
4. Несколько топлив, имеющих одинаковое октановое число,
с точки зрения антидетонационных качеств совершенно равно-
значны. Эти топлива могут применяться одно вместо другого в лю-
бых условиях эксплоатации. Кроме того, эти топлива могут пере-
мешиваться в любых пропорциях без опасности изменения анти-
детонационных свойств только в том случае, если какие-нибудь
причины иного характера (испаряемость, расслаиваемость и т/д.<
не препятствуют такому перемешиванию.
В табл. 7 даются октановые числа, требуемые разными типами
двигателей. В табл. 8 даются октановые числа некоторых
топлив. t
Таблица 7
Название двигателя Степень сжатия Потребное октановое число
М-5 5,4 58-СО
Либерти 5,4 58-60
Mil 5,0 58—60
М-17 6,0 70-72
BMW-VI . 6,0 70-72
М-17 7,3 85-87
BMW-VI • . . . 7,3 85-87
М-22 6,5 72—74
Юпитер 9aq 6,5 72 -71
Райт „Циклон" 6,4 . 87-89
Испано 12Ybrs 5,8 , 80-85
Из сравнения этих таблиц видно, что для некоторых моторов
имеются топлива, вполне соответствующие им по октановым чис-
лам. Так, например, грозненский авиабензин может применяться
иа двигателях М-5 и М-11, так как антидетонационные качества
его вполне соответствуют техническим требованиям этих двига-
телей.
Наоборот, грозненский авиабензин не может применяться на
аниадвигателе М-22, потому что его аитидетонационньте свой-
ства недостаточны. Двигатель М-22 требует для работы без дето-
нации топлива значительно лучшего сорта. Поэтому необходимо
гРсзнецский авиабензин смещать с авиабензолда, который $бдд-
S8
Таблица 8
Название топлива
Октановое
число
Грозненский авиабензин . .
Газ вый бензин ...........
Бакинский бензин ,3о“ . . .
Пиробензол................
Авиабензил . . . . • . . . .
Спирт ....................
58 -60
70 72
70—72
92
более 100
, 100
дает значительно более высокими антпдетонационными свой-
ствами. Состав смеси должен быть установлен таким образом,
чтобы авиабепзола было достаточно для достижения смесью
октанового числа, —по меньшей мере 72.
Классификация двигателей по потребности
в а н т и д е т о и а ц и о и н о м топливе. Из табл. 7 можно уста-
новить некоторую классификацию двигателей по требованиям их к
аптидетонационным качествам топлива. К первой группе относятся
двигатели низких степеней сжатия 4,5—5,5, которые требуют топ-
лива с октановым числом 58—60.
Ко второй группе относятся двигатели средних степеней сжа-
тия 5,5—6,5, которые требуют топлива с октановым числом по-
рядка 70—72. Это наиболее распространенный в настоящее время
тип двигателя, базирующийся на наиболее распространенные сорта
топлив.
К третьей группе относятся двигатели со степенью сжатия более
7,0 или с меньшими степенями сжатия, но с наддувом. Эти дви-
гатели требуют топлива с октановым числом порядка 85—89. К со-
жалению, топлива, могущие непосредственно применяться на
этих двигателях, во много раз дороже обычных бензинов, что де-
лает их эксшюатацию крайне экономически невыгодной.
Ниже будет установлено, что, кроме экономических соображе-
ний, применение топлив, указанных в табл. 8, с октановым числом
свыше 92 в чистом виде имеет ряд эксплоатационных неудобств.
Это заставляет прибегать к составлению специальных топливных
смесей с тем, чтобы найти более подходящие составы топлив.
Составление бензольных и спиртовых смесей является одним
из способов достижения соответствия между качествами топлива
и потребностями двигателей.
Антидетонаторы
Антидетонаторы и сила их действия. Стремление
повысить антпдетонационпые свойства топлив заставило обратить
внимание на различные химические вещества, добавка которых
к обкчлым бензинам значительно улучшает их качество. Такие
53
вещества, сами по себе не являющиеся топливами, по повышаю-
щие антидетонационные свойства топлива, носят название анти-
детонаторов.
Впервые антидетонаторы получили известность после того, как
американский ученый Мидглей проверил антидетонационное дей-
ствие большого количества разнообразных веществ. Несмотря на
то, что Мидглей проводил свою работу без всякой системы, ему все
же удалось обнаружить несколько веществ, действующих на улуч-
шение антидетонационных свойств значительно сильнее бензола
и спирта. Эти вещества до сегодняшнего дня являются общепри-
знанными лучшими антидетонаторами.
Некоторые из найденных Мидглеем антидетонаторов представ-
лены в табл. 9.
Таблица 9
Название антидетонатора Сила его действия
Бензол Метиланилин Диэтиловый теллур Пептакарбонпловое железо . Тетраэтпловый свинец . . . 1,0 12,0 200.0 500,0 600,0
Сила действия антидетонаторов вычислена в таблице относи-
тельно бензола, эффективность которого принята за единицу. Это
значит, что воздействие тетраэтилового свинца настолько велико,
что его требуется в 600 раз менее бензола для достижения одинако-
вых антидетонационных свойств основного топлива.
В последующем разделе рассматривается действие только двух
антидетонаторов (стоящих в таблице последними), поскольку эф-
фективность их является наивысшей.
Пентокарбониловое железо и его свойства
Пентокарбониловое железо представляет собой жидкость янтар-
ного цвета. Точка кипения его — около 120°. Удельный вес при 0°
составляет 1,49. Упругость паров пентокарбонилового железа неве-
лйка. Зависимость упругости паров от температуры показана на
фиг. 23. Очевидно, что при обычных условиях эксплоатации, осо-
бой сложности при хранении даже в жестяной таре и при высокой
температуре внешнего воздуха пентокарбониловое железо не пред-
ставляет.
Добавка его в топливо производится в незначительных коли-
чествах от 0,1 до 1%!; большее содержание заметного улучшаю-
щего действия па топливо не оказывает и поэтому считается не-
целесообразным.
Ряд испытаний показал, что бензин с присадками пенточагбо-
пплового железа добевленного в чистом виде (без всяких приме-
си) ле обеспечивает нормальной работы двигателя,
17
Оказывается, что пентокарбопиловое железо обладает следую-
щими недостатками: а) неустойчиво и способно к самовоспламене-
нию; б) разлагается при хранении, образуя в бензине твердые не-
растворимые осадки; в) дает при работе на двигателе сильное на-
гароооразование с большим содержанием железных солей.
Эти недостатки настолько существенны, что применение бен-
зина с пентокарбониловым железом без проведения специальных
мероприятий становится невозможным. Эти мероприятия сводятся
к приспособлению пентокарбонилового железа к условиям работы
на моторе путем добавления к нему специальных веществ, способ-
ствующих повышению его стабильности и уменьшающих нагаро-
образование.
В Германии имеет распространение специальная жидкость
«Мотил», в которую помимо пентокарбонилового железа входит ряд
других составов. Эта жидкость добавляется небольшими количе-
ствами в бензины для улучшения их антидетонационных свойств.
Антидетонацпонные свойства бензинов с пентокарбониловым
железом зависят от размера его добавки. На фиг. 24 показано из-
менение октанового числа бакинского бензина «30» при добавле-
нии к нему пентокарбонилового железа. На вертикальной оси от-
ложены октановые числа, а на горизонтальной — количество пен-
токарбонилового железа в см3 на 1 кг бензина. Здесь видно, что по
мере добавления пентокарбонилового железа октановое число бен-
зина увеличивается.
Однако нарастание антидетонационных свойств протекает не-
равномерно: сначала октановые числа поднимаются быстро, а за-
тем значительно медленнее. Это показывает, что наибольшая вы-
года в действии пентокарбонилового железа получается при доба-
влении его небольшим количеством.
Как уже указывалось, при работе с бензинами, имеющими при-
месь пентокарбонилового железа, появляется увеличение нагарсоб-
разовапия в моторе. Нагар этот сильно отличается от нормального,
имеющего место при работе на обычных топливах. Внешне он от-
личается специфическим красным цветом и структурой: масса
легко превращается в пыль. Этот нагар содержит в себе большое
количество железных соединений, которые, попадая в масло, про-
изводят сильное истирающее действие, в связи с чем износы резко
увеличиваются.
Отложения нагара на электродах свечей приводят к короткому
замыканию благодаря тому, что масса нагара является проводни-
ком электричества. Уже через 10—20 час. в зависимости от кон-
струкции свечей работа их нарушается и появляются перебои за-
жигания. Для восстановления нормальной работы двигателя при-
ходится его останавливать для тщательной перечистки свечей и
удаления отложений нагара с электродов.
Особенно сильное влияние оказывает пентокарбониловое же-
лезо на клапаны.
На фиг. 25 показан клапан после яо час. работы грозненского
бензина с добавкой 3.5 гл/’ пентокарбонилового железа па 1 кг-
В нижней части штока этого клапана имеют места наволакиваний
68
металла и утолщение клапана (на фигуре обозначено буквой о).
Это приводит к заеданию штока клапана в направляющей, что
расстраивает нормальную работу двигателя. Во избежание этого
рекомендуется особо тщательная смазка клапанов.
Пентокарбопиловое железо ядовито, но не настолько, чтобы
требовалось применение противогазов и других специальных ме-
роприятий. Единственное профилакти-
ческое мероприятие сводится к необ-
ходимости аккуратного обращения с
Фиг. 24. Изменение октанового числа
бакинского бензина при добавлении в
него пентокарбонилового железа.
Фиг. 25. Общий вид кла-
пана мотора BMW-VI по-
сле 30 час. работы па топ-
ливе с пептокарбонило-
вым железом: а — место
наволакивания и наслаи-
вания металла.
Бензины с пентокарбониловым железом совершенно не ядо-
виты.
Бри применении «Мотила» все указанные выше неполадки не
Упраздняются, а только несколько ослабевают. Все это тормозит
быстрое и всеобщее признание пентокарбонилового железа как ан-
тидетонатора и его внедрение в экоплоатаппю.
Тетраэтилсвинец. Значительно большее распростране-
ние в качестве антидетонатора получил тетраэтилсвинец. Сила его
Действия значительно больше, чем у пентокарбонилового железа.
Тетраэтилсвш1вц представляет собой бесцветную маслянистую
Жидкость с сильным яблочным западом. Удельный ®ес тстраэтп*
69
левого свинца составляет 1,58—1,64. Тонка кипения его лежит око-
ло 200°, (причем одновременно происходит разложение, часто при-
водящее к взрыву.
Применение бензина с чистым тетраэтиловым свинцом в каче-
стве антидетонатора влечет за собой освинцование камеры сгора-
ния, приводящее к неполадкам в работе мотора. Наиболее силь-
ное действие освинцование оказывает на работу зажигания, при-
водя к замыканию электродов свечей.
Для того чтобы избежать освинцованпя камеры сгорания,
к тетраэтиловому свинцу добавляются хлористые и бромистые со-
единения, которые при сгорании топлива в двигателе способ-
ствуют образованию легколетучих веществ, уносящих свинцовые
соединения из камеры сгорания вместе с выхлопными газами.
Этиловая жидкость и ее свойства. Для практи-
ческого использования тетраэтилового свинца в качестве антиде-
тонатора составляется жидкость, состоящая из следующих веществ:
тетраэтилового свинца — 50%, хлористых и бромистых соедине-
ний — 50%.
Эта жидкость носит название этиловой и служит в качестве
антидетонатора.
Этиловая жидкость представляет собой прозрачную жидкость
с сильным характерным запахом. "Удельный вес ее колеблется
в пределах 1,49—1,55. Специальными исследованиями было уста-
новлено, что даже большое изменение температуры не оказывает
заметного влияния на удельный вес. ч
Этиловая жидкость является антидетонатором только благо-
даря наличию в ней тетраэтилового свинца. Все остальные ве-
щества, входящие в ее состав, не являются антидетонаторами.
На фиг. 26 и 27 показаны октановые числа грозненского и ба-
кинского бензинов при добавлении к ним этиловой жидкости. Как
видно из графиков, жидкость оказывает влияние только при не-
значительных добавлениях. Как максимум можно считать воз-
можным добавление 3 cjw3 жидкости на 1 кг бензина. Добавление
более 3 см3 на 1 кг бензина не дает заметного увеличения антиде-
тонационных свойств, и поэтому практически бензины с большим
содержанием антидетонатора не применяются.
Этиловая жидкость обычно подкрашивается краской. Это де-
лается для того, чтобы при разбавлении ее в бензине последний
приобретал окраску, отличающую бензин с антидетонатором от
обычного бензина. Необходимость такой окраски определяется не-
возможностью быстро обнаружить наличие в бензине антидетона-
тора (это могут показать сложные химические исследования или
моторные испытания).
Обычная этиловая жидкость под действием света и теплоты
легко разлагается, образуя при этом осадки, выпадающие на дно.
Отличительная окраска защищает жидкость от быстрого разложе-
ния под действием света и делает ее более устойчивой.
Для транспортировки и хранения жидкости очень -важно знать
упругость ее паров, при большой упругости паров требуются более
плотная укупорка и лГ ’шая тара.
\\
На фиг. 28 показана упругость паров этиловой жидкости при
изменении температуры. Как видно из графика, при температуре
около 50° упругость паров становится больше 1 ат избыточного да-
Фиг. 26. Изменение октанового числа бакинского бензина
при добавлении этиловой жидкости.
вления. Этот факт заставляет предъявлять усложненные требова-
ния к хранению; (поэтому этиловая жидкость должна храниться
в баллонах или железных бочках, выдерживающих соответствую-
щее давление.
Фиг. 27. Изменение октанового числа бакинского бензина при
добавлении этиловой жидкости.
Этиловая жидкость очень ядовита. Это се свойство определяется
ДОвитостью тетраэтилсвинца, так как остальные вещества, вхо-
д шще в ее состав, не ядовиты.
а
Ядовитость жидкости является ее главным недостатком, по-
тому что заставляет чрезмерно усложнять эксплоатацию и прини-
мать ,во избежание отравления ряд обязательных предохрани-
тельных мер. При добавлении жидкости в бензин ядовитость по-
следнего увеличивается незначительно, и поэтому безопаснее
иметь дело с этиловыми бензинами, чем с антидетонатором в чи-
стом виде.
Хранение жидкости должно быть так организовано, чтобы вся-
кая возможность доступа посторонних лиц была исключена. Жид-
кость из баллонов и бочек при употреблении необходимо тща-
тельно сливать, для того чтобы остатки не отравляли окружаю-
щего воздуха. При хранении жидкости в баллонах и бочках нужно
их аккуратно закрывать и уплотнять пробки во избежание проса-
чивания ядовитых паров в помещения хранилищ.
Фиг. 28. Упругость „аров этиловой жидкости.
Механизм действия антидетонатора. В отно-
шении эффективности действия антидетонаторов ранее было ука-
зано, что свое действие они оказывают в весьма малых концен-
трациях. На фиг. 29 схематически показано действие антидето-
натора.
Положение I доказывает ход всасывания. Как видно, анти-
детонатор не проявил еще своего действия. Во время хода всасы-
вания имеет место только испарение топлива и создание воспламе-
няющейся- смеси.
Положение // показывает ход сжатия. Здесь температура смеси
быстро растет и приближается к той температуре, при которой на-
чинается разложение антидетонатора. Если антидетонатор и начал
разлагаться до момента воспламенения, то количество разложив-
шегося антидетонатора невелико; поэтому во время хода сжатия
антидетонатор также не проявляет своего действия.
Положение III показывает схематически состояние рабочей
смеси после начала горения. Благодаря быстрому нарастанию
температуры процесс разложения антидетонатора чрезвычайно
ускоряется. Нужно считать, что через несколько градусов пово-
рота кривошипа после начала горения разложение его уже це-
ликом закончилось.
62
Как видно из фигуры, в цилиндре двигателя .в этот момент
имеют место сгоревшие газы, зона горения (фронт пламени) и не-
сгоревшая смесь, насквозь пропитанная бесконечно большим ко-
личеством свинцовых точек. Размер частичек необычайно мал, до-
стигая в отдельных случаях размера атома.
Положение IV показывает камеру сгорания при достижении
зоной горения последней трети пути. Здесь металлические частицы
Фпг. 29. Механизм действия антидетонатора.
свинца активно вступают в соединение с кислородом, чем задержи-
вают окисление углеводородов, препятствуя нарастанию количе-
ства пероксидов в этот момент.
Таким образом рабочая смесь, находящаяся впереди зоны го-
рения, не подвергается отрицательному действию высоких темпе-
ратур, и нарастание пероксидов в ней не достигает такой вели-
чины, как это имело бы место при отсутствии антидетонатора.
Положение V показывает конец рабочего хода, после того как
сгорание закончилось.
Гл а в а IV
ЭКСПЛОАТАЦИЯ БЕНЗИНОВ
Грозненский авиационный бензин
Цвет и содержание механических примесей.
Грозненский авиационный бензин, как и вообще все бензины, по
внешнему виду представляет собой бесцветную, прозрачную, легко-
летучую жидкость.
В бензине должны отсутствовать посторонние механические
примеси, потому что при употреблении загрязненного бензина мо-
жет получиться засорение фильтров, жиклеров, топливной маги-
страли и т. д., что в дальнейшем приводит к аварии самолета из-за
остановки мотора. Наличие механических примесей может быть
легко обнаружено при отстаивании бензина или при его фильтра-
ции через бумагу.
Содержание воды. Установлено, что вода в топливах
может находиться в двух видах: в виде отдельного так называемого
второго слоя, находящегося на дне посуды, и в виде раствора в топ-
ливе. Иногда вода обнаруживается в виде мути, находящейся во
взвешенном состоянии в бензинах.
При грамотном ведении эксплоатации вода в виде отдельного
слоя должна отсутствовать. В том случае, когда она в топливе об-
наружена, необходимо немедленно принять меры к ее удалению.
Обычно вода удаляется путем слива или путем фильтрации через
замшу или через механические фильтры, которые пропускают бен-
зин, удерживая воду. Замшевый и механический фильтры также
хорошо задерживают механические примеси, остающиеся вместе
с водой.
Растворение воды в бензинах возможно в очень небольших ко-
личествах. Установлено, что способность воды растворяться в бен-
зине зависит ют температуры. Это показано на фиг. 30. Как видно,
с повышением температуры количество воды, растворяющееся
в бензине, повышается.
Если при высокой температуре в бензине растворилось пре-
дельное количество воды, то с понижением температуры она бу-
дет выпадать из бензина в виде мути.
Из графика па фиг. 30 видно, что количество растворяемой
в бензине воды очень невелико, так, например, при 17° в бензине
может раствориться всего 0,005%, т. е. 50 г воды в 1 т бензина-
61
При понижении температуры до —10° в 1 т бензина может раство-
риться только 15 г. Следовательно, при понижении температуры
оТ до —10° из 1 т бензина выпадет 35 г воды. Такое незна-
чительное количество воды практически не представляет собой
никакой опасности, и поэтому в эксплоатации на самолетах спе-
циальных мероприятий по удалению воды из бензина не прини-
мается. При осмотре материальной части перед полетом установ-
лена лишь обязательная проверка отстойников баков и спускание
из них воды в случаях ее обнаружения.
Запах бензина. Запах авиационного бензина является
вспомогательным контрольным фактором при эксплоатации. При
некотором навыке по запаху нетрудно определить сорт бензина,
а также наличие в нем бензола в качестве примеси.
Удельный вес бензина. Удельный вес грозненского
авиабензина колеблется в пределах 0,700—0,720 при 15° или
0,690—0,716 при 20°. Более высокий удельный вес грозненского
авиабензина получается по следующим причинам:
1. Попадание примеси другого бо-
лее тяжелого топлива. В том случае,
если известно, что эта примесь пред-
ставляет собой авиабензол, пиробензол
или бакинский бензин «30», никаких
недоразумений в эксплоатации воз-
никнуть не может.
Если же повышение удельного ве-
са является результатом примеси бо-
лее тяжелого грозненского бензина,
лигроина или керосина, то эксплоа- Фпг зо. Сотгржаппе воды в
тация такого топлива категорически бензинах в случае их насыще-
не допускается. ния водой-
2. Грозненский авиабензин может
иметь повышенный удельный вес и в том случае, если благодаря
небрежному хранению из него испарилась более легкая часть.
Оставшаяся более тяжелая часть повышает вследствие этого свой
Удельный вес. Если это не превышает 0,002—0.005, то эксплоа-
тация такого бензина может быть допущена. При больших поте-
рях и, следовательно, при большом повышении удельного веса
пуск в эксплоатацию не рекомендуется. В этом случае утяжелен-
ш.1й бензин допускается в эксплоатации только в смеси с нор-
мальным.
Испаряемость, ант и детонационные свойства
и другие физико-химические свойства бензина.
Самым лучшим качеством грозненского авиабензина является его
прекрасная испаряемость. Если разогнать его на аппарате Энглера,
То До 1оо° выкипает не менее 65%.
Точно так же этот бензин имеет самую лучшую по сравнению
со ьсеми бензинами СССР упругость паров. Это качество свиде-
тельствует о желательности его использования в северных и арк-
тических районах. Помимо того, и для средней полосы зимой реко-
мендуется производить запуск мотора на грозненском авиабензине.
й М. С. Комский. 1683 6^
Фак, например, без предварительного подогрева удается осуще-
ствить запуск мотора на грозненском авиабензине до —25°.
Благодаря «хорошей испаряемости грозненского авиабензина
имеет месго хорошая приемистость мотора и быстрый прогрев.
Наиболее отрицательное качество грозненского авиабензина —
его плохие антидетонационные свойства. Это качество ограничи-
вает сферу использования этого топлива и приводит к тому, что
область применения грозненского авиабензина распространяется
в основном па учебную авиацию. Грозненский авиабензин приме-
няется на следующих типах моторов: М-2, М-5, М-11, M-2G.
Для того чтобы сделать возможным применение грозненского
авиабензина на моторах средних степеней сжатия, приходится
увеличить его антидетонационные свойства путем добавления
авиабензола или этиловой жидкости. Однако это мероприятие удо-
рожает стоимость эксплоатации и нерентабельно.
Грозненский авиабензин весьма стабилен и мало изменяет своп
качества при длительном храпении.
Коррозия тары, в которой хранится грозненский авиабензин,
обычно бывает незначительной. Встречающиеся следы ее обычно
вызываются действием воды, но не бензина.
В заключение приводится табл. 10, суммирующая физико-
химические величины, характеризующие свойства грозненского
авиабензина.
Таблица 10
Грозненский а-иабэнвин
Типы мпторов, на которых приме-
няете । бензин ................
Удельный вес при 15’..........
Удельный вес при 21°...........
Разгонка но Э и леру:
нт чало кипения.................
до Ш0° вык нает............
» 130’ выкипает ......
Потери ...................
Воспламеняемость . .
Теоретически необходимое количе-
ство в'<з (уха . ...........
Теплонроизводительность ....
Упругость паров по Рейду . . .
Октановое число ...............
Поправка к удельному вг-у при
изменении температуры на Г
М-2 М-5. М-11. М-26
0,700 О.72о
0 696 0,716
40-60°
65—70'/0
98%
1.5%
На 1 кг бензина от 5 до 20 кг воздуха
На 1 кг бензина 15 кг воздуха
1о 50' > кал кг
0,35 кг!см при 38’
58- 60
+ 0,0008
Бакинский бензин «30»
Цвет, примеси, запах и испаряемость бензина.
Бакинский бензин «30» до 1935 г. поступал в систему снабжения
под названием бакинский бензин II сорта (экспортный).
Бакинский бензин «30» представляет собой по внешнему виду
бесцветную прозрачную жидкость. Иногда он бывает слабожел-
того цвета.
в?
В отношении присутствия механических примесей и воды
остаются в силе соображения, высказанные раньше. Растворимость
роды в бакинском бензине «30», как и в грозненском авиабензине,
очень незначительна, и поэтому принимаются меры только к недо-
пущению ее в виде отдельного слоя.
Запах бакинского бензина немного напоминает собой запах
керосина, и поэтому при некотором навыке его можно легко отли-
чить от запаха грозненского авиабензина или бензольных смесей.
Удельный вес бакинского бензина «30» составляет при 15°
0,748—0,754; при 20° удельный вес 0,744—0,750. Повышение удель-
ного веса сверх этой нормы происходит обычно вследствие потери
легких фракций. Антидетонационные свойства бензина при по-
вышении удельного веса мало изменяются.
Испаряемость бакинского бензина «30» значительно хуже гроз-
ненского авиабензина (особенно при низких температурах). Если
разогнать его на аппарате Унглера, то до 100° испарится около
30%, что показывает незначительное содержание в нем легких
фракций. Основные данные разгонки бакинского бензина «30» по-
казаны на фиг. 17. Здесь также видно, что в бензине имеется не
значительное содержание тяжелых углеводородов, так как при 130°
выкипает примерно 85—90% от всего бензина.
Запуск моторов в зимнее время на бакинском бензине «30»
весьма затруднителен, и поэтому применение его для заливки при
запуске нецелесообразно.
Антидетонационные свойства бакинского
бензина. Антидетонационные качества бакинского бензина
благодаря значительному7 содержанию нафтеновых углеводородов
выше грозненского авиабензина. Установлено, что антидетопацион-
ные свойства бакинского бензина «30» соответствуют смеси, со-
стоящей из 65% грозненского авиабензина и 35% авиационного
бензола. Эти цифры показывают, что применение бакинского бен-
зина на двигателях средних степеней сжатия без наддува вполне
возможно.
Ряд авиадвигателей, как то: BMW-VI и Ю-VIOaq не могут рабо-
тать па бакинском бензине без детонации. Для того чтобы приспо-
Вобилн эти двигатели к топливу, необходимо было произвести не-
которые переделки.
Двигатель BMW-VI может работать на бакинском бензине
только в том случае, если уменьшить опережение зажигания и рас-
положить свечи не рядом, а друг против друга. Одновременно
необходимо изменить одновременность зажигания и установить
более раннее зажигание у свечи, стоящей ближе к выхлопному
клапану. Практически необходимо опережение зажигания у вы-
хлопного клапана, установить в 24°, а у всасывания — 22° до в. м. т.
Двигатель Ю-VTQaq может работать иа бакинском бензине, если
уменьшить опережение зажигания до 29° для выпуска до 23° и
Д я всасывания вместо ранее устанавливавшихся 38° — у выпу-
<а и 28°—у всасывания. Наши моторы М-17 и М-22 не требуют
_ менения зажигания, потому что они сразу выпускаются с завода
I испособленными для работы па бакинском бензине.
5' СТ
Необходимо при работе на бакинском бензине учитывать, что
разнообразное сырье приводит к получению в эксплоатации бензи-
нов, имеющих колебания в антидетонационпых свойствах. Пони-
жение октанового числа наиболее тяжело отражается на моторах
М-22 (частый выход из строя свечей).
Точно так же колебания в октановом числе резко сказываются
и на другом моторе, который на полной мощности работает с не-
которой незначительной детонацией.
В течение ближайшего времени можно ожидать появления но-
вого бакинского бензина, изготовляемого из индивидуальной нефти.
Такой бакинский бензин будет получаться с октановым числом
порядка 76—78, что является качеством, значительно перекрываю-
щим требования указанных типов моторов.
Бакинский бензин «30» употребляется также для моторов
с наддувом или для моторов с повышенными степенями сжатия,
но в этом случае в бензин надо добавлять авиабензол или этило-
вую жидкость
Физико-химические свойства бакинского бен-
зина. Бакинский бензин «30» отличается большой стабильностью
и при длительном хранении мало изменяет свои качества.
Данные на табл. 11, суммируют физико-химические свойства
бакинского бензина.
Таблица 11
Бакинский бензин «30»
Типы моторов, на которых приме-
няется бензин . . • ............
Удельный вес при 15°............
„ „20° ............
Разгонка по Энглеру:
начало кипения .................
до 100* выкипает...........
„ 130° ................
конец кипения .............
Воспламеняемость ...............
Теоретически необходимое количе-
ство воздуха .................
Теплопроизводительность ........
Упругость паров по Рейду . . . .
Октановое число..............- .
Поправка к удельному весу при
изменении температуры на 1° .
М-17 и BMWM.0); М-22,
0,748—0,754
0,744—0,750
60—70
30
85—90%
175°
На 1 кг бензина 5—20 кг воздуха
На 1 кг бензина 15 кг воздуха
10 400 кал/кг
Не более 0,26 кг1см2 при 38*
70-72
0,0008
Бакинский бензин в условиях эксплоатации иногда может
встречаться со щелочностью, которая появляется благодаря не-
брежной очистке при технологическом процессе. Поэтому контроль
качества бакинского бензина несколько сложнее, чем грозненского
авиабензина.
Коррозия тары может иметь место только при хранении щелоч-
ного бензина, при обычных же условиях хранения никакой корр0'
зии не наблюдается.
68
Крекинг-бензин
Область применения. В системе авиационной экс-
плоатации крекинг-бензин распространения не имеет.
Для автомобилей крекинг-бензины приобрели настолько ши-
рокое применение, что практически нет ни одного сорта автобен-
зина, в котором не было бы примеси крекинг-бензина.
За границей крекипг-бензины также имеют большое распро-
странение в автомобильной практике, но иногда встречаются слу-
чал их применения в гражданской авиации.
Нет никакого сомнения, что растущие запросы воздушного
флота, не обеспечиваемые обычными бензинами прямой гонки,
должны будут найти удовлетворение в применении крекинг-бен-
випа — ив первую очередь для учебных самолетов и самолетов
гражданской авиации.
Несмотря на то, что до настоящего времени нет стандарта на
авиационный крекинг, все же на основе ряда исследовательских
работ, а также (практики его применения за границей возможно
указать ряд особенностей крекииг-бепзина и его характерных
свойств, вносягцих некоторые усложнения в систему эксплоатации.
Цвет и запах. По впекшему виду свежий крекинг-бензин
представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. После не-
скольких месяцев хранения крекинг-бензин начинает желтеть и
приобретает интенсивную желтую окраску. Некоторые сорта кре-
кинг-бензина при хранении окрашиваются в другие цвета, но
чаще всего встречается желтый.
Крекинг-бензип обладает специфическим и легко запоминае-
мым запахом. Этот запах настолько силен, что при попадании
в обычный бензин даже небольших количеств крекииг-бепзина его
присутствие уже сказывается.
Способность крекинг-бензина к смолообразо-
ван и ю. Эксплоатация крекинг-бензина отличается от эксплоа-
тации бензинов прямой гонки тем, что наличие в крекинг-бензине
ненасыщенных углеводородов делает его малоустойчивым. Нена-
сыщенные углеводороды при хранении превращаются в смолистые
вещества, которые частично растворяются в бензине, частично же
выпадают на дно сосуда в виде густой липкой массы темнобуюого
Цвета.
Растворяющиеся в бензине смолы придают ему желтоватую
или бурую окраску. Иногда крекинг-бензип окраппгвастся в зе-
леный или красноватый цвет. Изменение цвета крекинг-бензина
является первым признаком изменения его качества. Однако
иногда качества крекинг-бензина сильно изменяются, в то время
как бензин остается прозрачным. Поэтому изменение качеств не
Иожет измеряться изменением цвета.
Для измерения содержания смол в бензине существует большое
°личеств0 разнообразных способов. К сожалению, до сегодняш-
него дня нет еще такого способа лабораторного определения, ко-
°РЫй целиком соответствовал бы изменению качества при храпе-
Ии или работе его на моторе.
69
Явные и потенциальные смолы. Различают два ви-
да смол в крекинг-бензине один вид носит название явных, а дру.
гой — потенциальных.
Явной смолой называется смола, действительно имеющаяся в
настоящий момент в бензине как в растворенном виде, так и в
виде выпавшего осадка. К этим смолам относятся также те смолы,
которые могут образоваться из ненасыщенных и нестойких угле-
водородов в тот момент, когда произойдет испарение бензина.
Потенциальной смолой называется ти количество ненасыщен-
ных и нестойких углеродов, которые под действием ряда причин
способны превратиться в смолистые вещества.
Это значит, что в каждом рассматриваемом образце бензина
в действительности имеются только явные смолы, рост которых
по мере хранения объясняется наличием непредельных углеводо-
родов, способных к превращению в смолы. Рост явных смол про-
исходит за счет потенциальных смол.
Явные смолы определяются путем испарения 25 см* крекпнг-
бензина в стеклянной чашке при нагревании и при продувании
воздуха. Все углеводороды при этом быстро испаряются, а на
чашке остаются тяжелые смолы, которые не могут испариться. Ко-
личество этих смол определяется взвешиванием и пересчитывает-
ся на 100 см3 бензина. Так, например, если при определении было
обнаружено, что после испарения осталось 2,5 мг смолы, то явная
смолистость бензина сотавляет 10 мг на 100 см3 бензина.
Потенциальные смолы определяются путем нагревания бензи-
на вместе с кислородом в специальной бомбе при 100° и повы-
шенном давлении. После длительного нагревания все нестойкие
углеводороды превращаются в смолы, после чего их определяют
так же, как и явные смолы.
Из всего изложенного ясно, что чем больше в бензине потен-
циальных смол, тем больше будет явных смол после длительного
хранения.
Влияние различных факторов на смолообра-
зование. На процесс образования смолы влияет ряд факторов.
Наиболее существенными являются теплота, свет, наличие воз-
духа и металл тары. Указанные факторы оказывают влияние
главным образом на скорость смслообразования.
Специальными исследованиями было установлено, что при
хранении свежего крекинг-бензина проходит некоторый промежу-
ток времени, в течение которого смолообразования практически не
происходит. Этот период носит название индукционного периода.
Затем начинается слабое смолообразование, все более и более
усиливающееся по мере хранения. Процесс смолообразования по
мере своего развития сопровождается возрастанием падения окта-
новых чисел крекинг-бензина. Поэтому при эксплоатации кре-
кинг-бензина необходимо добиваться продления индукционного
периода.
Для этой цели надо организовать такое хранение, при котором
отрицательное действие указанных выше четырех факторов было
бы сведено до минимума,
70
Теплота содействует выделению смол, поэтому крекинг-бензин
должен храниться в прохладном месте и тара должна быть защи-
щена от действия прямых солнечных лучей. Крекииг-бензины зна-
чительно лучше сохраняются в зимних условиях и в сенечных кра-
ях. Температура при хранении не должна превышать 35°, так как
выше этой температуры смолообразование резко усиливается.
Свет действует очень сильно, давая через короткий промежуток
времени заметное изменение окраски и появление смол. В усло-
виях хранения этот фактор является незначительным по своему
действию благодаря тому, что бензин подвергается действию света
только при переливании или заправке.
Действие воздуха весьма заметно. Надо стремиться хпанитъ
крекинг-бепзин в таре, заполненной им доверху, т. е. добиваться
такого положения, при котором действие воздуха на бензин было
бы возможно меньшим.
При некоторых испытаниях было установлено, что крекинг-
бензин. залитый в тару только до половины объема, имел явных
смол в 2—3 раза больше, чем в таре, заполненной доверху. Это,
очевидно, объясняется ускоряющим действием кислорода воздуха
на осмоление нестойких углеводородов.
Наконец, заметное действие оказывает металл тары. Б настоя-
щее время достаточно установлено, что наиболее вредными метал-
лами с точки зрения ускорения смолообразования являются медь и
свинец.
Особенно сильно действует свинец, и поэтому хранение крекинг-
бензина в таре, имеющей пайку или покрытие свинцом, не до-
пускается.
Сильное влияние на процесс смолообразования оказывает также
и наличие ржавчины. Поэтому следует избегать хранения крекинг-
бензина в старой проржавленной таре.
Наконец, на смолообразование оказывает влияние наличие по-
сторонних примесей, как то: грязи и сора, приносимых на пробке
бочки, кусочков резинового шланга, прокладочных шайб и даже
краски. Поэтому при храпении крекинг-бензина возможность слу-
чайного засорения должна быть исключена.
Антиокислители, задерживающие смолообра-
зование. В настоящее время найден ряд веществ, добавка ко-
торых к крекинг-бензину задерживает начало смолообразования,
т. е. удлиняет индукционный период и сохраняет хорошие каче-
ства крекинг-бензина на более продолжительный срок. Эти веще-
ства носят название антиокислителей или ингибиторов.
Антиокислители не способны прекратить смолообразования,
если оно уже началось в бензине: точно так же они не способны
превратить крекинг-бензин в стабильный продукт. Их действие,
пик уже указывалось, сводится исключительно к отдалению мо-
мента начала смолообразования. К таким веществам относятся:
гидрохинон, фенол, тетраэтиловый свинец и др.
Количество антиокислителя, добавляемого в бензин, невелико
и редко достигает 1% (обычно его добавляется менее 1%>).
71
На процесс смолообразования оказывает влияние разбавление
крекинг-бензина бензинами прямой гонки. Начало омолообразо-
Фиг. 31. Всасывающий трубопровод. покрытый
смолистыми отложениями.
вапия благодаря этому несколько отодвигается и количество яв-
ных смол также значительно уменьшается. Собственно, этим в
первую очередь объясняется применение смесей крекинг-бензина
с бензинами прямой гонки. Наи-
более распространенной является
смесь иа 50% крекинг-бензина и
50% бензина прямой гонки.
Фиг. 33. Всасывающий кла-
пан, покрытый смолой.
Фиг. 32. Всасываю-
щий клапан, покры-
тый смолой.
Применение крекинг-бензинов на двигателях.
В настоящее время совершенно точно установлено, что нснасы-
<2
денные углеводороды способны к полному сгоранию, не создавая
каких-либо ненормальностей. Имеющие место неполадки на двига-
телях объясняются исключительно содержанием явных смол. Влия-
ние потенциальных смол на отложения всякого рода в двигателе
можно считать незначительным.
Для нормальной работы двигателя необходимо, чтобы содер-
жание явных смол не превосходило 15 мг на 100 м* бензина.
При большем содержании
смол имеют место их отло-
жения во всасывающей си-
стеме.
На фиг. 31 показано от-
ложение смолы во всасы-
вающем трубопроводе.
Затем смолы отлагаются
на штоке и на тарелке вса-
сывающего клапана. Нафиг.
32 и 33 показаны клапаны
с отложениями смолы после
50 час. работы на крекипг-
бензине с большим содер-
жанием явных смол Такое
отложение смолы приводит
к нарушению распределе-
ния, так как клапан за-
стревает в направляющей,
как показано на фиг. 34.
Кроме того, большое со-
держание смол приводит к
усиленному нагарообразова-
нию.
Во всасывающей системе
отлагаются не все явные
Фиг. 34. А — заевший всасывающий кла-
пан из-за смолистых отложений на штоке
клапана.
смолы: большая часть их отпадает в камеру сгорания и принимает
участие в процессе горения вместе с углеводородами.
Опыты показали, что во всасывающей системе отлагается от 8
до 22% явных смол и, следовательно, остальные 92—78% смол
попадают в камеру сгорания и способствуют усиленному нагаро-
образоваиию. Действительно, при работе на крекинг-бензине с
большим содержанием явных смол наблюдается усиленное нагаро-
образование, как показано на фиг. 35.
Антидетопацпонные качества крекинг-бензинов выше, чем у
грозненского бензина и ниже, чем у бакинского бензина «30». Од-
нако встречаются такие крекинг-бензины, которые имеют антиде-
тонащионные свойства значительно выше 80. Эти крекинг-бензины
относятся к разряду парофазиых крекинг-бензинов, которые, как
уже указывалось, обладают большими антидетонапиоппыми свой-
ствами и повышенной склонностью к смолообразованию.
Повышенные антидетонационные свойства крекинг-бензинов
объясняются, невидимому, наличием ароматических (углеводоро-
73
доп, а также наличием ненасыщенных углеводородов, обладающих
лучшими аптидетонационпыми свойствами, чем углеводороды нор-
мально парафинового ряда. С выделением смол антидетонацион-
ные свойства крекинг-бензинов заметно падают.
Коррозия металлов при хранении крекинг-
бензин а. Коррозия металлов под действием крекинг-бензинов
имеет большое значение в системе эксплоатации.
Наиболее сильно подвергаются
коррозии те металлы, которые спо-
Фиг. 35. Отложения нагара на поршне.
Фиг. 36 Коррозия металли-
ческих пластинок при хране-
нии их в крекинг-бензипе.
Можно предполагать, что первые продукты коррозии меди,
т. е. окись меди, растворяются в бензине и являются ускорителями
смолообразования.
Поэтому при изготовлении тары для хранения крекинг-бензи-
нов, а также при изготовлении баков и топливной магистрали на
самолете следует учитывать возможность коррозии их вследствие
воздействия крекинг-бензина. Целесообразно применять тару, из-
готовленную из слабо разъедаемых металлов, или применять пре-
дохранительные покрытия.
На фиг. 36 показаны образцы разных металлов, подвергнув-
шихся в течение одного года коррозии вследствие влияния крекинг-
бензина: на пластинках отложился толстый слой продуктов кор-
Глава V
ЭКСПЛОАТАЦИЯ ЭТИЛОВЫХ БЕНЗИНОВ
Составление этиловых бензинов
Этиловым бензином называется обычный стандартный бензин,
имеющий добавку этиловой жидкости с целью поднятия его анти-
детонационных свойств.
Составление этиловых бензинов по сравнению с бензольными
смесями производится быстрее и надежнее, что является с точки
ерепия эксплоатации весьма важным качеством.
Смешивание этиловых топлив может быть произведено разно-
образными способами. Каждый из применяемых способов имеет
свои преимущества и недостатки, и поэтому в каждом отдельном
случае в зависимости от сложившейся обстановки устанавливается
наиболее целесообразный способ изготовления. Главным обстоя-
тельством, заставляющим вносить известные усложнения в самый
процесс изготовления этилового бензина, является, .как уже ука-
зывалось, сильная ядовитость антидетонатора.
Составление этилового бензина на смеситель-
ных базах. Из заграничной практики мы знаем, что наиболее
целесообразным методом изготовления этилового бензина надо
считать смешивание бензинов с жидкостью на специальных сме-
сительных базах.
Для этой цели в пунктах потребления строятся специальные
установки, производящие дозировку и смешивание жидкости с бен-
зином. На этих базах процесс, смешивания по возможности механи-
зирован, и добавление жидкости в бензин производится с соблю-
дением требований герметичности.
К недостаткам такого способа смешивания надо отнести:
1. Необходимость иметь много баз в разных пунктах, потому
’ito пользование одной базой может создать огромные трудности
Ч снабжении.
2. Излишний прогон цпстерн: сначала на базу, а затем к месту
назначения, что приводит к бблыпей загрузке железнодорожных
перевозок и уменьшает оперативную возможность маневрирования.
3. Возможны случаи, когда потребитель бензина не будет
иметь нужного сорта, располагая большими запасами неподходя-
щего этилового топлива.
Поэтому другой путь решения задачи предусматривает произ-
иодство смешивания непосредственно иа аэродроме. В этом случае
Т5
подготовка нужного топлива к каждому отдельному полету обес-
печивается более надежно.
Способы составления этиловых бензинов на
аэродроме. Можно указать три способа составления этиловых
бензинов в условиях аэродрома: а) непосредственное смешивание,
б) смешивание с помощью специальной тары, в) смешивание с по-
мощью дозеров или смесителей.
Непосредственное смешивание. Наиболее простым
способом надо считать способ непосредственного смешивания. Со-
ставление этилового бензина производится путем добавления опре-
деленного количества жидкости к заранее отмеренному количеству
бензина. Жидкость отмеривается мензуркой или более крупной
посудой и наливается в бачок с бензином, где тщательно переме-
шивается при помощи весла, лопаты и т. п. Этот способ счи-
тается наиболее опасным и требует хорошо подготовленных кадров
и принятия ряда предохранительных мер против отравления об-
служивающего персонала.
Смешивание обязательно производится в специальной одежде:
в резиновых перчатках и противогазах. Посторонние лица при со-
ставлении смесей ни в коем случае не допускаются. Смешива-
ние могут производить специалисты, хорошо знающие необходи-
мые инструкции, а также знакомые со свойствами этиловой жид-
кости.
После составления этиловых бензинов вся аппаратура (ведра,
бидоны, лейки, мензурки и т. д.), соприкасавшиеся с жидкостью,
тщательно промываются в керосине или бензине и складываются
в отдельных помещениях на специально для этой цели приспо-
собленные стеллажи. Точно так же тщательно промываются и
сдаются на храпение перчатки и резиновая прозодежда.
Место, выбранное для составления свинцовых бензинов, дол-
жно быть отдалено от жилых помещений, ангаров и людных мест.
Приближение посторонних лиц с подветренной стороны ближе
100 м не допускается. Лучше всего организовать смешивание на
открытой местности.
До начала смешивания должно быть доставлено все горючее, не-
обходимое па ближайший день, с тем чтобы разлив жидкости про-
извесТп в один прием.
Частого составления смесей надо избегать: составление смесей
должно производиться как минимум на суточное потребление. На-
до учесть, что составление большой партии бензина занимает
значительно меньше времени, чем многократное смешивание.
О дегазаторах. Па месте, предназначенном для составле-
ния этилового бензина, обязательно должен находиться дегазатор,
для того чтобы обезвредить случайно пролитую жидкость. В ка-
честве дегазатора применяется четыреххлористое олово или хлор-
ная известь.
Если жидкость прольется па землю, нужно немедленно присту-
пить к дегазации. Для этой цели к пролитой жидкости доба-
вляют дегазатор и перекашивают землю. Эту операцию повторяют
78
несколько раз, причем дегазатор добавляется всякий раз перед
перекапыванием земли.
Для смешивания очень хорошо иметь небольшую бетонирован-
иуто площадку, на которой дегазация происходит значительно бы-
стрее. В этом случае можно ограничиться смыванием жидкости
бензином или керосином.
Дегазация производится в противогазах.
Практика показывает, что несмотря на дегазацию тетраэтил-
свинец благодаря своей Тонкости разлагается в земле медленно.
Это обстоятельство требует большого внимания к дегазации.
К месту, подвергающемуся дегазации, посторонние лица не до-
пускаются.
Четыреххлористое олово применяется, как дегазатор, без осо-
бых предосторожностей. 'Хлорная же известь, активно взаимодей-
ствующая с тетраэтилсвинцом, иногда приводит к воспламенению.
Поэтому при пользовании хлорной известью рекомендуется при-
менять" ее в виде жидкой кашицы, т. е. предварительно развести
ее водой. В этом случае дегазация протекает достаточно активно и
одновременно уничтожается опасность воспламенения. В качестве
дегазатора можно применять бромную воду.
В крайнем случае при полном отсутствии дегазаторов можно
использовать бензин или керосин. В этом случае дегазация заклю-
чается в механическом понижении концентрации жидкости, кото-
рая хорошо растворяется в бензине и керосине, благодаря чему
опасность отравления уменьшается.
Составление этилового бензина с помощью
специальной тары. Составление смесей с помощью спе-
циальной тары заключается в применении изготовленной на за-
воде мелкой тары, в которую наливается определенное количество
жидкости.
Это количество жидкости соответствует определенному количе-
ству бензина, находящемуся в какой-нибудь стандартной бензи-
новой таре. Например, если в бочке помещается 180 кг бензина,
то при пропорции 1 см3 жидкости на 1 кг бензина готовится тара
в 180 см3 жидкости.
Для смешивания заводская тара открывается и жидкость вы-
ливается в бензиновый резервуар. При этом исчезает необходи-
мость производить предварительное отмеривание жидкости, что
является одним из наиболее опасных моментов во всей операции
смешивания.
При этом методе составления бензинов все предохранительные -
мероприятия, указанные при описании непосредственного смеши-
вания, должны в точности выполняться.
Составление этилового бензина с помощью
Д о з е р о в. Более совершенным способом составления этиловых
бензинов надо считать применение специального дозера или сме-
сителя.
В этом случае составление бензинов заключается в том. что в
заранее отмеренное количество бензина с помощью аппарата до-
бавляется необходимое количество жидкости. Обычно аппарат для
77
смешивания (дозор') плотно соединяется с баллоном, в котором хра-
нится жидкость и который надежно обеспечивает непроникание
паров жидкости в окружающий наружный воздух.
Добавление жидкости, как правило, производится под поверх-
ностью бензина. Этим самым достигаются необходимые условия,
при которых избегается отравление внешнего воздуха, почему со-
ставление бензинов становится безопасным.
При таком методе смешивания необходимость в противогазах
отпадает, что значительно повышает продуктивность работы. В
остальном описанные выше правила составления бензинов сохра-
няются.
Нужно учесть, что ни первый способ (работа смесительных баз),
ни второй способ (смешивание на аэродромах) не отвечают целиком
задаче обеспечения авиации в полевых условиях.
О недостатках смешивания на базах указывалось выше. Гро-
моздкость и негибкость первого способа почти сводят на-нет его по-
ложительные стороны. Второй способ требует прежде всего хорошо
подготовленных кадров, имеющих большой навык в деле сме-
шивания.
Поэтому единственно правильным разрешением задачи может
быть создание ограниченного количества полевых смесительных
станций, укомплектованных специалистами и снабженных необхо-
димыми механическими средствами.
О концентрации этиловой жидкости в этило-
вом бензине. При составлении этиловых бензинов любым
способом необходимо внимательно следить за его концентрацией в
топливе. Это требование объясняется необходимостью обеспечения
нужных свойств топлива. Излишнее добавление жидкости повы-
шает ядовитость бензина и делает работу двигателя более напря-
женной и, следовательно, менее надежной.
Концентрация жидкости зависит от требования мотора к анти-
детонационным качествам топлива и от антидетонационных свойств
основного бензина. Обычно при подсчете концентрации .в бензине
расчет ведется на тетраэтиловый свинец, потому что антидетона-
тором в жидкости является только оп.
В США в качестве максимально допускаемого содержания
тетраэтилсвинца в бензине установлено соотношение, состоят!’ее
из одного объема тетраэтилсвинца и 1300 объемов бензина. Это
соответствует 0,075% по объему. Если же подсчитать это соотноше-
ние в весовых единицах, то получим 0,15% (тетраэтилсвинец при-
мерно вдвое тяжелее бензина).
В Англии согласно ДТД — спецификации Министерства воз-
душного флота — допускается максимальное содержание тетра-
этилсвинца в 3,6 см3 на 1 галлон (4,54 л), что соответствует 0,08%
по объему или 0,16% по весу.
В некоторых исключительных случаях концентрация тетра-
этилсвинца в бензине может быть увеличена против указанных
норм. Так, например, тори состязаниях на кубок Шнейдера в
1927 г. в качестве топлива для одного из моторов применялась
78
йМёсь йз 50% бензола и 50% бензина, к которой добавлялась этило-
вая жидкость из расчета 5 с.н’ тетраэтилсвинца на 1 галлон.
Обычно принято указывать соотношение между жидкостью и
бензином таким образом, чтобы измерение жидкости производи-
лось в кубических сантиметрах, бензина —в килограммах. Это
делается потому, что практически во время составления смесей
жидкость значительно удобнее измерять в объемах путем нали-
вания в мерный цилиндр. Взвешивание жидкости менее удобно
и займет значительно больше времени. Наоборот, большие партии
топлива измеряются в весовых единицах.
Для практических целей применяется несколько сортов этило-
вых бензинов в зависимости от типов двигателя и от качества
исходного бензина.
Грозненский авиационный бензин с содержанием 1,5 ел* жид-
кости на 1 кг дает октановое число 72—75.
Бакинский бензин «30» с содержанием 2 сл’ жидкости на 1 кг
дает октановое число 85—87, с содержанием 3 см* жидкости —
октановое число 89.
Из сопоставления указанных в табл. 7 данных нетрудно уста-
новить сорт применяемого топлива, для каждого типа двигателей.
Для двигателей, требующих топлива с октановым числом ниже 70,
применение этиловых бензинов нецелесообразно.
Осмсвные свойства этиловых бензинов
Разгонка, удельный вес, нейтральность и
цвет этиловых бензинов. Этиловые бензины, имеющие
различное содержание жидкости при одинаковом основном бен-
зине, отличаются между собой только своими антидетонацион-
ными свойствами, сохраняя при этом все свои физико-химические
свойства одинаковыми. При сравнении этиловых бензинов с нор-
мальным бензином, который был взят при смешении, наблюдают-
ся некоторые отличия. Если произвести разгонку по Энглеру, то
все точки разгонки этилового бензина будут в точности соответ-
ствовать разгонке нормального бензина. До момента появления
белых паров никаких ненормальностей не наблюдается. Если же
после появления белых паров продолжать нагревание, то белые
пары сразу превращаются в бурые, и колбочка покрывается из-
нутри черным зеркальным налетом. Это, очевидно, объясняется
разложением тетраэтилового свинца и выделением металличе-
ского свинца.
Во всех перегонках этилового бепзина краситель не перего-
няется с ним, а остается в неперегоняемой части.
При проверке удельного веса этилового бензина разницы меж-
ду ним и обычным бензином не обнаруживается. Разница обна-
руживается только в пятом десятичном знаке.
По этой причине можно считать, что для практических расче-
тов поправка к удельному весу при изменении температуры на 1°
не изменяется.
Нейтральность этилового топлива сохраняется в том случае,
79
если основной бензин и жидкость, пошедшая на смешивание,
были нейтральными. Это объясняется тем, что при составлении
этилового бензина имеет место смесь двух (веществ, а не химиче-
ское соединение, — поэтому ожидать появления щелочи или кис-
лоты неоткуда.
Внешним отличием этилового бензина от нормального является
его слабое окрашивание, появляющееся от краски, входящей в со-
став жидкости.
В США для отличия двух этиловых бензинов, состоящих из
постоянного основного бензина, но с разным добавлением жидко-
сти, практикуется различное окрашивание. В этом случае краска
в состав жидкости не входит, а окрашивание производится после
составления этилового бензина. Для окрашивания имеют приме-
нение различные краски: красная, синяя, зеленая, желтая и т. д.
Антидетонационные свойства этилового бен-
зина. Выше указывалось, что антидетонациопные свойства эти-
ловых бензинов растут по мере добавления жидкости. Однако при
добавке свыше 3,0 см* этиловой жидкости антидетонациопные
свойства почти не увеличиваются.
Кроме того, па фиг. 26 и 27 также видно, что добавление эти-
ловой жидкости не одинаково увеличивает антидетонациопные
свойства различных бензинов. Так, например, добавление 1 см*
жидкости па 1 кг грозненского авиабензина дает увеличение па
16 единиц октанового числа, в то время как такое же добавление
жидкости на 1 кг бакинского бензина дает увеличение октанового
числа всего на 10 единиц.
Если сравнить, таким образом, несколько бензинов, то станет
очевидным, что бензины, имеющие низкие октановые числа (бен-
зины с углеводородами нормально парафинового ряда), дают при
добавлении жидкости большой рост антидетонационных свойств.
Наоборот, бензины с высоким октановым числом (бензины нафте-
новой и ароматической группы углеводородов) дают менее энер-
гичный рост антидетонационных свойств.
Все изложенное установлено исключительно при сравнении
бензинов прямой гонки.
Крекинг-бензины, независимо от своих начальных аптпдето-
национных свойств, плохо поддаются действию жидкости. Осо-
бенно ярко видна разница между кредпнг-бепзином и бензином
прямой гонки на фиг. 37. Сплошной линией нанесены данные для
крекинг-бензина, пунктирной — для бензинов прямой гонки.
Как видно из графика, добавление тетраэтилсвинца к бензину
прямой гонки значительно эффективнее. Прибавление 1.0 на
1 английский галлон увеличивает октановое число бензина прямой
гонки на ю единиц, в то время как для крекинг-бензина увели-
чение октанового числа составляет только 6 единиц.
Несмотря на то, что октаповое число крекинг-бензина, выше,
преимущество его перед бензинами прямой гонки при добавлении
этиловой жидкости быстро пропадает.
Очень важным свойством этиловых бензинов является их сла-
бое реагирование на повышение температуры стенки цилиндра-
90
Поэтому увеличивать содержание жидкости в зависимости от тем-
пературного режима мотора нецелесообразно.
Однако замечено, что при установившейся работе двигателя без
детонации увеличение содержания жидкости производит охлаждаю-
щее действие, так как температура головки цилиндра при этом
падает. - .v.
На антидетонациопные свойства, помимо вышеуказанных фак-
торов, оказывает влияние также и род применяемого масла. Ка-
сторовое масло не изменяет антидетонационных свойств этиловых
бензинов, в то время как мине-
ральное масло несколько ухуд-
шает их качество.
Обычный бензин без 'антиде-
тонатора при работе мотора на
разных маслах своих свойств не
изменяет.
Хранение этилового
бензина. Литидетонациониые
свойства этилового бензина мало
изменяются при хранении в том
случае, если оно осуществлялось
без доступа света и воздуха и без
нагревания. Незначительное па-
дение октанового числа все же
имеет место, но для практики
это никакого влияния не имеет.
Практически этиловые бензи-
ны можно хранить достаточно
долго, вплоть до нескольких
лет. Если при этом все же имеет
место выпадение осадков, то пе-
ред пуском в эксплоатацию их
Фиг. 37. Октановые числа бензинов
при добавлении этиловой жидко-
сти. Сплошная кривая — крекинг-
бензин. Пунктирная кривая-—бен-
зин прямой гонки.
следует отфильтровывать. Выпадающие осадки почти не изменяют
антидетонационных свойств бензина.
Присутствие выпадающих осадков объясняется неустойчиво-
стыо тетраэтилового свинца. Все остальные вещества, входящие
в состав жидкости, являются вполне устойчивыми продуктами.
Появление осадков в виде мути во время хранения этилового
бензина имеет место через несколько месяцев после его составле-
ния. Однако этот срок может быть значительно увеличен в том слу-
чае, если храпение производится в условиях, при которых дей-
ствне отрицательных факторов сведено до минимума.
пак. указывалось выше, к отрицательным факторам, способ-
твующим выпадению осадков, относятся: свет, теплота, доступ
оздуха и состав применяемого топлива.
ь л и я и и е света на устойчивость этилового
СЕЛ3рНа- Наиболее сильно действующим фактором является
н ' Нод действием света тетраэтилсвинец распадается, выделяя
ств°римые в бензине вещества, оседающие на дно тары.
тиловые бензины в течение минимум двух суток должны со-
® М. С. Камский. 1603 81
хранить прозрачность и не выделять осадков при хранении в про-
зрачной посуде на рассеянном дневном свету. В этом случае счи-
тается, что стабильность достаточна, потому что храпение в усло-
виях эксплоатации осуществляется в темноте (бочковая тара),*и
поэтому качество может сохраняться несравненно дольше.
Если этиловый бензин может находиться под разрушающим
действием около двух суток, то в темноте он сможет храниться не
менее 6 мес., что для практики является вполне достаточным.
Малостабильные образцы этилового бензина настолько подвер-
жены разрушающему действию света, что могут образовать осадки
в момент фильтрования через замшу при заправке са'молета. В п -
добных случаях иногда достаточно покрыть воронку куском бре-
зента для защиты фильтруемого бензина от ярких солнечных лу-
црй, после чего нормальная фильтрация восстанавливается.
Для условий современной эксплоатации свет не играет суще-
ственной роли благодаря тому, что бензины хранятся в темноте и
фильтруются через механические фильтры без доступа света,—
поэтому его влияние практически незначительно. Как уже указы-
валось, свет может оказать свое действие только в момент перели-
вания бензина и фильтрации через замшу.
Влияние температуры па устойчивость эти-
лового бензина. Таким же существенным фактором, оказы-
вающим влияние па выпадение осадков из этилового бензина,
является температура.
Влияние температуры топлива показано в табл. 12.
Таблица 12
Хранэние этнлозых бензинов в темноте при разных температурах
Топливо Температура свинцового бензина
“ 0° +20° 4 40° 4-60° /
Этиловый бевдии № 1 . После 40 дней хранения осад ка не было После 40 дней хранения осад- ка не было Осадок выпал через 40 дней Осадок выпал через 10 суток
Этиловый бензин № 2 . • То же То же Осадок выпал через 24 часа Осадок выпал через Ь час.
Как видно из табл. 12, для испытания было .взято два сорта
бензина: бензин № 1 — стандартного качества и бензин № 2 —
слабоустойчивый. Если оба вида этилового бензина хранить при
температуре от нуля до + 20°, то их храпение не вызывает ника-
ких осложнений.
Чем ниже температура этилового бензина, тем более длитель-
ный срок хранения может быть для пего установлен. Следова-
тельно, наилучшими являются зимние условия, потому что в этом
83
случае появление осадков почти невозможно. Наоборот, хранение
в летви.х условиях (особенно в южных районах) затруднительно,
так как при достижении топливом температуры + 40° этиловые
бензины Ьтановятся малоустойчивыми.
Поэтому наиболее существенной задачей при хранении'этило-
вого бензина’летом является защита тары от нагревания солнеч-
ными лучами. Для этого должно производиться искусственное
охлаждение тары.
Влияние воздуха, рода топлива и концентра-
ции этиловой ж и д ко с т и на устойчивость этило-
вого бензина. Циркуляция воздуха в таре, а также пропу-
скание воздуха через этиловый бепзин способствуют выпадению
осадков.
Влияние рода топлива в настоящее время не установлено.
Однако ряд наблюдений показывает, что в случае добавления эти-
ловой жидкости к Юензипо-бензольной смеси стабильность такого
топлива понижается, — и особенно при повышении температуры.
Поэтому в условиях эксплоатации следует избегать перемешива-
ния в баках самолетов бензипо-бензольных смесей с этиловыми
бензинами. В случае необходимости зарядить этиловым бензином
самолет, работавший па бензольных смесях, нужно предварительно
произвести слив всех остатков бензольного топлива, после чего
заправлять самолет только этиловым бензином.
Устойчивость этиловых бензинов падает при повышении кон-
центрации жидкости. Металл тары не оказывает заметного влия-
ния ла процесс образования осадков.
Особенности в эксплоатации этиловых бензинов
Ядовитость этилового бензина. Опасность при
эксплоатации этиловых бензинов заключается в том, что при не-
брежном обращении после длительного периода времени возможно
хропичбское отравление обслуживающего состава свинцом.
При работе с этиловым бензином отравлений обычно не бывает
благодаря малой концентрации тетраэтилового свинца в растворе.
Поэтому ври работе с этиловыми бензинами таких активных мер
защиты от отравления, как противогаз, который применяется при
обращении с тетраэтилов ым свинцом или с жидкостью, не тре-
буется.
К числу обязательных мероприятий для защиты луг свинцовых
отравлений относятся: применение резиновых перчаток, обеспече-
ние полного отсутствия течи в насосах, шлангах и всех соедине-
ниях бензосистемы, обязательное мытье рук после работы и т. п.
Необходимость этих весьма простых профилактических меро-
приятий объясняется свойством тетра этилового свинца проникать
в организм человека и скопляться там. Несмотря на то, что в ор-
ганизм попадает незначительное количество яда, — все же после
Длительного воздействия, когда количество свинца доходит до из-
естпой нормы, наступает отравление организма.
При внимательном же и аккуратном обращении с этиловыми
бензинами никакого накопления свинца в организме не происхо-
дит, и вся эта работа не представляет никакой опасности.
Практика США, имеющих опыт десятилетнего применения эти-
ловых бензинов, приводит к выводам о совершенной их безопасно-
сти в том случае, если обслуживающим составом выполняются
следующие профилактические требования:
1. Не допускать обливания рук этиловым бензином и в край-
нем случае не допускать этого систематически.
2. Не проливать этиловый бензин и не допускать его течи.
3. Не применять этиловый бензин как топливо для примусов,
горелок и т. д.
4. Нс допускать использования этилового бензина для мытья
детален мотора, чистки платья и т. д.
5. Не оставлять руки после работы с этиловыми бензинами,
а также случайно облитые части тела невымытыми. Руки и облитые
места мыть горячей водой с мылом.
Заправка самолета этиловым бензином. За-
правка самолета этиловыми бензинами требует большого внимания
со стороны обслуживающего персонала. Основное требование за-
ключается в недопущении проливания или течи бензина. Поэтому
заправка самолета при наличии течи насосов или соединений
шлангов категорически не допускается.
Точно так же не должно допускаться проливания бензина на
землю или на самолет.
Перед заправкой проверяются бензопровод, его соединения и
краники. Только при их полной исправности и отсутствии течи
допускается подача на самолет этилового бензина. После заправки
снова тщательно проверяются все соединения и бензопровод, и
места подтекания немедленно уплотняются. Проверка бензоси-
стемы значительно облегчается благодаря тому, что окрашенные
капли подтекающего топлива легко обнаруживаются.
После окончания заправки самолетов все насосы, ведра, лейки. ,
другая посуда и шланги промываются нормальным бензином и вы-
сушиваются. Рекомендуется всю аппаратуру отнести на несколько
шагов в сторону и держать на открытом воздухе до полного обсы-
хания.
Особое внимание надо обращать на замшу или полотна, через
которые производится фильтрация этилового бензина.
Необходимо отметить, что фильтрование, применяемое как обя-
зательный процесс при всякой заправке самолетов, в случае при-
менения этилового бензина имеет своим назначением удаление
выпадающих иногда во время предварительного хранения осадков
или мути.
Эти осадки легко задерживаются на фильтре, и в процессе ра-
боты замша или полотно насыщаются ими. Поэтому после оконча-
ния работы их нужно особо тщательно промыть в чистом бензине
и высушить на открытом воздухе.
Все работы производятся в резиновых перчатках, так как по
мере насыщения фильтров осадками увеличивается опасность от-
равления. Объясняется это тем, что осадки обладают некоторой
84
ядовитостью, хотя и значительно меньшей, чем тетраэтилсвинец.
Используемые на самолете шкурки замши должны храниться в спе-
циальных шкатулках.
Как уже указывалось, в эксплоатации не рекомендуется запра-
влять этиловый 'бензин в баки, содержащие в себе остатки бен-
зино-бензольного или спиртового топлива. Это объясняется тем,
что стабильность этиловых бензинов в присутствии бензола умень-
шается, а при спиртовых смесях в низких температурах происхо-
дит отслаивание одного вида топлива от другого.
При эксплоатации этиловых бензинов необходимо вести тща-
тельное наблюдение за отстойниками, фильтрами и за карбюрато-
ром двигателя.
Перед каждым полётом топливо спускается из отстойников и
проверяется на прозрачность. В баке самолета оно должно быть
прозрачным. В случае обнаружения мути бензин спускается и
снова заправляется в самолет через механический фильтр.
Фильтры мотора проверяются через каждые 20 час. ра-
боты. В случае обнаружения на них осадков производится тща-
тельная их промывка в чистом бензине. Карбюратор снимается и
разбирается через каждые 50 час. работы мотора. Все обна-
руженные осадки на фильтрах или жиклерах удаляются и детали
промываются.
Личный состав, обслуживающий самолеты, работающие на эти-
ловых бензинах, должен снабжаться спецодеждой, которую необ-
ходимо стирать каждую десятидневку. Спецодежду прячут после
работы в проветриваемые шкафы, запирающиеся на замок. Выно-
сить спецодежду и пользоваться ею вне рабочего времени катего-
рически запрещается.
Влияние этилового бензина на работу авиа-
двигателя. При эксплоатации материальной части на этило-
вых бензинах необходимо вести тщательное наблюдение за работой
мотора. На авиадвигателях могут иметь место неполадки, сводя-
щиеся в основном к следующему:
а) прогорание выхлопных клапанов,
(б ) коррозия штока выхлопного клапана,
в) коррозия цилиндра и грибка всасывающего клапана,
г) отложения на свечах и нарушение их работы.
Влияние этилового бензина на работу вы-
хлопного клапана. В том случае, когда мотор работает на
этиловом топливе, на опорных поверхностях выхлопных клапанов
и на седлах клапанов появляется твердый синевато-черный наклеп.
'Этот наклеп распределяется по седлу клапана неравномерно и на-
рушает плотное прилегание его к гнезду. Толщина наклепа колеб-
тдТСЯ °Т 0,08—0,5 мм' Притирка клапанов, снятых с моторов, рабо-
®ших на этиловых бензинах, затрудняется и требует значительно
больше усилий и времени.
ДЕ1г Рог°Рание выхлопных клапанов встречается -в авиационных
HHe^ivr1*3* П^И ЭКСПЛоатаЦИи и других сортов топлива. Это явле-
ооъясняется недостаточным отводом тепла от выхлопного кла-
1'5
пана вследствие его неплотного прилегания, потому что главным
путем отвода тепла является опорная поверхность.
" Неправильная притирка, появление трещин на опорной поверх-
ности, отскакивание слоя с нее и, наконец, появление окалины или
продуктов коррозии, — все это нарушает плотное прилегание клапа-
на к гнезду. В результате через образовавшийся просвет'начинают
прорываться газы, состоящие из горящей бензино-воздушной смеси.
Это обстоятельство является наиболее опасным,* потому что
благодаря большому давлению в цилиндре получается большая
скорость просасывающихся газов. Из-за прорыва газов через не-
плотное прилегание и высокой их температуры начинается выпла-
вление нагретого металла клапана. Этот процесс активизируется
благодаря наличию кислорода в просачивающейся рабочей смеси.
Фиг. 38. Прогоревший выхлопной
клапан.
Фиг. 39. Прогоревший выхлоп-
ной клапан.
На фиг. 38 и 39 приведены типичные образцы прогоревших вы-
хлопных клапанов. Весьма удачно показано на фиг. 38, как про-
рывающиеся газы выжгли канавку в клапане как рае в той точке,
где не было плотного прилегания.
При работе на этиловых бензинах прогорание клапанов значи-
тельно усиливается и в некоторых случаях клапан не может слу-
жить более 30—40 час.
Причиной служит, повидимому, наличие в выхлопных газах
брома и хлора, не вступающих полностью в реакцию соединения
с тетраэтиловым свинцом.
При эксплоатации этиловых бензинов наблюдается также уси-
ленная коррозия нижней части штока выхлопного клапана, что,
очевидно, объясняется-разъедающим действием хлора и брома, а
также их производных. Хлор и бром при некоторых условиях
образуют соляную и бромную кислоты, а также ряд других ве-
ществ, способных разъедать поверхность металла.
Коррозия штока происходит в тот момент, когда выхлопной
клапан открыт и часть штока .выдвинута из направляющей втул-
4
ни навстречу* выхлопным газам. Во время остывания мотора это
явление усиливается вследствие оседания на штоке солей свинца,
воды и веществ, способных разъедать металл.
Так как при коррозии диаметр штока увеличивается за счет
продуктов коррозии, то вследствие этого нарушается и полное при-
легание клапана, приводящее к его прогоранию и нарушению пра-
вильной работы всего мотора. При неработающем моторе это явле-
ние легко обнаружить замером зазоров между концами штоков
клапанов и толкателями. При неплотном прилегании зазоры будут
увеличены.
При работе на этиловом бензине проверка зазоров производится
обязательно па остывшем двигателе после каждых 5 ч а с. ра-
боты. В случае обнаружения увеличенных зазоров необходимо точно
установить, не являются ли увеличенные зазоры следствием за-
едания штока. В этом случае нельзя удовлетворяться подгонкой
1 зазора до установленной величины: необходимо принять меры к
устранению этого явления и к установлению полного прилегания •
клапана к гнезду.
Для этого рекомендуется залить вх выхлопной клапан смесь
масла с керосином, после чего начать проворачивание мотора от
руки. Через каждые 5—10 оборотов снова 'заливать эту смесь и
продолжать проворачивание до тех пор, пока установится нормаль-
ная работа клапана. Таким способом очень часто удается снять
продукты коррозии со штока клапана. Если же нормальное при-
легание клапана не восстанавливается, необходимо разобрать кла-#
панный механизм мотора, вынуть клапан и прошлифовать мелкой
шкуркой его нижнюю часть.
Для предотвращения коррозии штока клапана рекомендуется
после каждого полета или запуска м о т о р а иа земле
заливать в выхлопную систему смесь, состоящую из равных коли-
честв масла и керссипа. После нескольких поворотов коленчатого
вала эта смесь покрывает весь выхлопной клапан тонким слоем и
предохраняет его от действия разъедающих веществ.
В л и я н и е э т.н левого бензина на всасывающий
клапан. Кроме неполадок в выхлопной системе при эксплоата-
ции этиловых бензинов, имеет место разъедание также и всасыва-
ющего клапана. Это явление представляет значительно меньшую
опасность для нормальной работы благодаря тому, что разъеданию
обычно подвергается внутренняя нерабочая часть тарелки клапана.
Этот вид коррозии, достигающий в глубину до 0,5 лл, показан на
Фиг. 40, изображающей внутреннюю поверхность клапанов впуска
. посте go час. работы на. бензине с 5 этиловой жидкости на, 1 кг.
Подверженность та.^елок всасывающих клапанов интенсивной
коррозии объясняется тем. что они не покрываются нагаром, и
поэт ому разъедающие •вещества могут непосредственно действовать
металл. Тарелки выхлопных клапанов бывают покрыты нага-
Р0’'! и поэтому не подвержены разъеданию.
°РР 0 з и я зеркала цилиндра. Коррозия, подобная
□ озъеланию тарелки всасывающего клапана, часто имеет место и на
зеркале цилиндра.
Г 7
Такой вид коррозии чаще всего имеет место при длительной
консервации моторов, работавших на этиловом бензине. Если не
принять специальных мер, то через некоторый промежуток вре-
мени всасывающий клапан и стакан цилиндра покрываются слоем
ржавчины, так как тонкий слой масла, остающийся после оста-
новки двигателя ца стенке цилиндра, не является достаточно на-
дежным предохранительным покрытием. „
Предохранение рабочих деталей от коррозии.
Работами, произведенными в США, установлено, что наиболее на-
дежным мероприятием является покрытие всей поверхности, под-
верженной действию разъедающих веществ, касторовым маслом
с 2% триэтаноламина. Этот состав действует значительно -лучше,
чем минеральное масло.
Фиг. 40. Коррозия всасывающих клапанов.
Указанная смесь касторового масла с триэтиноламином соста-
вляется следующим образом: температура касторового масла с по-
мощью парового подогрева доводится до 125°, после чего при бы-
стром перемешивании добавляется триэтаноламин. После охлаж-
дения указанный состав хранится в закупоренной посуде и упо-
требляется в случае необходимости постановки мотора на длитель-
ное хранение. Для этого через выхлопную систему в цилиндр вво-
дится несколько шприцов с составом и одновременно он наливается
на выхлопной клапан.
После этого производится медленное проворачивание вала, для
того чтобы смазка могла хорошо покрыть всю поверхность цилин-
дра и штока выхлопного клапана.
Для предохранения всасывающею клапана никаких специаль-
ных мер не принимается, так как коррозия нерабочей поверхности
не оказывает никакого влияния на работу двигателя.
По окончании хранения моторы запускаются обычным по-
рядком без дополнительных мероприятий по изъятию остатков
смазки из камеры сгорания.
В случае остановки мотора, работавшего на этиловом бензине,
только па несколько дней, заливка указанного состава не произво-
дится. В этом случае в выхлопную систему тщательно заливается
Ср

смесь масла с керосином для покрытия предохранительной плен-
кой наиболее уязвимой части—-штока выхлопного клапана.
Перед запуском такого мотора производится проверка зазоров,
для того чтобы определить, нет ли застревания штока выхлопного
клапана в направляющей втулке.
Влияние этиловогр бензина на работу свечей,
©свинцевание и короткое замыкание па свечах могут иметь место
лишь в том случае, если применяется жидкость неправильного
состава или чистый тетраэтиловый свинец. При нормальном составе
жидкости неполадки сводятся обычно к следующему: а) коррозия
электроводов, б) отложение солей свинца на изоляции и эле-
ктродах.
Коррозия имеет место в том случае, когда свеча работает с пере-
гревом. Во избежание этого явления рекомендуется применение
свечей, имеющих электроды из металлов, наи-
более сильно сопротивляющихся коррозии.
Осаждение солей свинца затрудняет за-
пуск мотора благодаря тому, что вода, попа-
дающая на соли, делает их (влажными, и
вследствие электропроводности влажных со-
лей нормальное зажигание нарушается.
Поэтому рекомендуется прогрев свечей пе-
ред запуском. Обычно после прогрева свечей
зажигание происходит вполне нормально, так
как просушенная соль становится материалом,
плохо проводящим электричество.
На фиг. 11 показана свеча, покрытая соля-
ми свинца, после работы на этиловом бензине.
Ремонт моторов, работавших на
вине. Ремонт и разборка моторов, работавших на этиловом бен-
зине, усложняется благодаря налету продуктов разложения тетра-
этилового свинца на деталях двигателя. Это объясняется тем, что
находящийся в бензине тетраэтиловый свинец не испаряется це-
ликом вместе с ним, а в очень малых количествах осаждается на
Деталях. Остатки тетраэтилового свинца и продукты разложения
ядовиты и поэтому производить разборку мотора, работавшего на
этиловом бензине, без принятия специальных мер против отравле-
ния не разрешается.
Мерой защиты является тщательная обмывка мотора кистью
с керосином с последующим вытиранием тряпками. Только после
этого возможно начать разборку мотора.
Разборка производится обычным порядком, но все отделяемые
Детали промываются в керосиновой ванне. Ванна должна быть
большой емкости, во всяком случае в ней должно быть не менее 10
ВеДер керосина. В такой ванне может быть отмыто до 10 моторов,
после чего керосин уничтожается сжиганием.
Разборку карбюраторов, смесепровода, клапанов цилиндра и
Поршней необходимо производить в резиновых перчатках, так как
По пути движения этилового бензина возможно осаждение ядовп
тых осадков.
Фиг. 41. Свеча после
работы на этиловом
бензине.
этиловом б е н-
6Э
После работы двигателя на этиловом бензине нагар, осаждаю-
щийся на деталях, имеет коричневые и красные оттенки, в то время
обьтч’тын пагар-представляет собою коксообразпые отложения
черно-серого цвета.
Детали двигателя, покрытые нагаром, содержащим много свин-
цовых солей, также ядовиты (эти соли значительно менее ядовиты,
чем сам тстраэтиловый свинец, но все же представляют собою не-
которую опасность). Поэтому очистку их от нагара необходимо
производить в резиновых перчатках. Перед удалением нагара де-
тали нужно промыть‘в бензине для уменьшения ядовитости.
Ремонтные помещения должны быть оборудованы постоянно
действующей вентиляцией. Очистку деталей от нагара следует
производить под вытяжным шкафом с работающим в это время
вентилятором.
.Коррозия при хранении этилового бензипа
и этиловой жидкости. При эксплоатации этиловых бен-
зинов одно время считали возможным появление усиленной корро-
зии. Последующие исследования показали, что этиловые бензипы
способствуют коррозии не в большей степени, чем нормальные бен-
зины.
Оказалось, что коррозия, проявляющаяся в виде студенистых
осадков или в других видах, объясняется наличием воды или на-
рушением нейтральности топлива. В случае применения нейтраль-
ных этиловых бензинов и при отсутствии воды в баках самолета
никаких признаков усиления коррозии не наблюдается.
При храпении этиловой жидкости часто имеет место коррозия
тары. Менее всего подвергаются коррозии следующие металлы: не-
ржавеющая сталь, латунь, олс о и луженое железо.
Влияние выхлопных газов на организм ч е-
л о века. В условиях эксплоатации часто поступают жалобы
летного и технического состава на отравление организма выхлоп-
ными газами. Это объясняется, главным образом, необычным за-
пахом выхлопных газов, который получается из-за присутствия
в них нафталина. Все это вызывает мнительность и насторожен-
ность среди летного и технического состава, особенно в первые
2—3 месяца после начала эксплоатации нового сорта бензипа.
Проверка количества тетраэтилового свинца в выхлопных газах
обнаружила, что содержание всех свинцовых соединений очень
невелико и с точки зрения влияния па организм человека соста-
вляет совершенно безвредную концентрацию.
Точно так же и теоретический подсчет показывает, что содер-
жание тетраэтилового свинца в 1 л выхлопных газов составляет
примерно 0,07 мг. Это ничтожное содержание свинца в выхлопных
газах безусловно не может оказать влияния на организм, тем более,
что в действительности человек вдыхает не выхлопные газы,
а воздух, в котором они находятся, в очень небольших количествах.
Практически можно считать, что содержание свинца составляет
всего лишь о 007 мг на 1 л вдыхаемого воздуха., т. е. величину,
в десять раз меньшую теоретической. Если к тому же учесть, что
в выхлопных тазах ядовитый тетраэтилов^!й свинец совершенно
89
отсутствует, превращаясь во время сгорания в моторе в разные со-
единения, которые во много раз менее ядовиты, то станет ясным,
что выхлопные газы не могут отравлять организм.
Подготовка к эксплоатации этилового б е н-
з и и а. Как уже выше указывалось, переход на эксплоатацпю эти-
ловых бензинов требует принятия специальных подготовительных
мер, а также соответствующего обучения всего личного Состава.
Подготовительные мероприятия перед началом эксплоатации
дятся к следующему: осмотр и выделение тары для хранения
этиловых бензинов, проверка качества насосов, шлангов, трубопро-
водов и другой посуды. При обнаружении течи принимаются меры
К ее ликвидации.
В бензиновых погребая выделяется специальное место, на ко-
тором производится постройка стеллажа для хранения этиловой
жидкости. Стеллаж должен закрываться на замок.
Бепзинохрапилища снабжаются всем необходимым инвентарем,
как" тог. мерные сосуды, дегазатор, посуда для промывки. Хранение
хлорной извести вместе с этиловой жидкостью не допускается.
Для личного состава приготовляются спецодежда, противогазы,
резиновые перчатки. ,
Недалеко от места составления этиловых бензинов должен на-
ходиться умывальник, с горячей водой и зеленым мылом. Для хра-
нения замши необходимо изготовить шкатулки или яшики, имею-
щие отверстия для вентиляции. Желательно для храпения каждой
шнурки замши изготовить индивидуальные ящички.
Подготовка в мастерских заключается в оборудовании промы-
вочной вытяжными шкафами и ваннами с зонтами. Вентиляцию
в промывочной и разборной необходимо усилить. Кроме того, ма-
серские, точно так же (как и бепзинохрапилища, должны быть
снабжены специальным инвентарем и санитарно-гигиеническим
имуществом.
Перед началом эксплоатации необходимо произвести инструк-
таж всех лиц, привлекаемых к работе с этиловыми бензинами,
после чего проверить усвоение знаний. Перед началом эксплоата-
йпн п периодически в процессе ее нужно производить медицин-
ское освидетельствование личного состава, работающего с этило-
выми бензинами. •
Глава VI
ЗКСПЛОАТАЦИЯ БЕНЗОЛЬНЫХ и ПИРСБЕНЗОЛЬНЫХ
СМЕСЕЙ
Характеристика авиа- и пиробензолов
Необходимость составления бензольных смесей для применения
их в качестве авиационного топлива объясняется тем, что совре-
менные. мощные моторы без детонации на обычных бензинах не
могут работать.
Качества авиабепзола с эксплоатационной точки зрения разно-
образны: некоторые свойства весьма полезны, другие — оказывают
отрицательное влияние. Для предотвращения аксвдотационных
неполадок эти продукты должны быть хорошо освоены.
Свойства химически чистого бензола. Химиче-
ски чистый бензол представляет собой ароматический углеводород
состава С0Н0 со следующими основными свойствами:
а) большая устойчивость и неизменность состава при низких
температурах, что делает возможным его длительное хранение при
любых температурных условиях; ,
б) большая устойчивость при высоких температурах, что обес-
печивает работу без детонации на самых требовательных авиа-
моторах;
в) температура кипения химически чистого бензола при нор-
мальных условиях составляет около 81°, что свидетельствует
о плохой его испаряемости и, следовательно, определяет трудность
запуска мотора, особенно при низких температурах;
г) температура замерзания бензола составляет около + 6°, что
говорит о невозможности его применения даже в обычных экс-
плоатациопных условиях;
д) теплотворная способность химически чистого бензола равна
9300 ?(•(?л/кг, в то время как бензин имеет теплотворную способ-
ность. равную 10 400 кал/кг-, это говорит о том, что при одинаковой
весовой загрузке самолета топливом бензол значительно умень-
шает дальность полета и является поэтому мало выгодным топ-
ливом;
е) удельный вес бензола равен 0.884, в то время как бензины
имеют удельный вес 0,720—0,750. Это обстоятельство определяет
Сольшую загрузку самолета за счет веса бензольного топлива.
Р2
Маркировка бензольных топлив. Химически чи-
стый бензол в условиях летной эксплоатации никогда не приме-
няется. Однако сплошь и рядом применяются технические про-
дукты, в которых содержание химически чистого бензола дости-
гает большой величины (до 75%). Поэтому свойства этих техниче-
ских продуктов очень приближаются к свойствам чистого бензола.
К числу таких продуктов относятся: авиа- и пиробензолы.
Авиабензолы бывают двух видов в зависимости от природы
сырья, ив которого они получаются. Кроме того, каждый вид авпа-
бензола делится на два сорта (марки) в зависимости от времени
года его употребления.
В% о в условиях эксплоатации встречаются четыре разновид-
ности авиабензолов:
а) летний, нефтяной (марки Л),
б) зимний, нефтяной (марки А),
в) летний, каменноугольный (марки Л),
г) зимний, каменноугольный (марки А).
Кроме того, как уже указывалось, из нефтяных продуктов по-
лучается пиробензол (бензол II сорта) летней и зимней марок.
Таким образом в системе эксплоатации встречается шесть сор-
тов топлив, имеющих химически чистый бензол в качестве основ
него компонента.
Летний авиабензол, содержащий большое количество чистого
бензола, более или менее близок к нему по своим качествам. Зим-
ний авиабензол уже заметно отличается от чистого бензола.
Наиболее резко от чистого бензола отличаются пиробензолы,
содержащие чистого бензола около 50%, но имеющие некоторое
содержание непредельных углеводородов и бензинов.
Благодаря наличию непредельных соединений при эксплоата-
ции пиробензола возможно появление смол, подобно тому, как
это имеет место в крекинг-бензинах.
Поэтому через 6 мес. хранения пиробензола и в дальнейшем
через каждый месяц необходимо проверять в нем содержание
смол. При содержании их более 15 лг на 100 см3 пиробензол к экс-
плоатации на авиадвигателях не допускается.
Причины применения смесей. Авиа- и пиробен-
золы никогда не употребляются в чистом виде в качестве топлива
Для авиационных моторов. Основной причиной, ограничивающей
применение авиабензолов только в качестве компонентов смесей с
бензином, является их недостаточная выработка и дороговизна.
Кроме того, надо учитывать, что авиабензолы имеют высокую темпе-
РатУРУ замерзания и плохую испаряемость. Поэтому на практике
ьсегда применяются бензино-бензольные смеси. Пиробензолы об-
ладают указанными недостатками в несколько меньшем объеме
благодаря тому, что в их составе имеется до 20%' бензинов. Однако
и они никогда в чистом виде не употребляются.
В табл. 13 и 14 на стр. 94 приводятся физико-химические свой-
сл®а бензолов и смесей.
S3
ФиЗикб-кимиЧескне свойства бензолов Н смесей
*
Табл и ц ы 13 и J4
II звание смеси Удельный вес Разгонка по Энглеру Реакция Тегпера туры Сульфирование % Стабильность
начало к и попил до 100° вы- кипает °/и конец кипе- ни । выше помутне- ния замерзания
А в п а б с и з о летний .... зимний 6,870 — 0876 0.866— —0 872 81 81 80—86 52 58 Бен: 155 155 0 л ы Пейтр » Ниже 0° Ниже 0° -10 —28 95-96 95—96 1 Стабпль- | ный
Пиробензол: летний зимний Пониже 0,850 0,450 82 82 Не мс 32 33 нее • 175 175 Л » Ниже 0° я —20 —32 Не ме 80 80 нее 1 Стабпль- I ныи
35% авиабе: зо- ла 65% гроз- ненского авиа- бензина Летняя смесь . . Зимняя смесь . . 0,750- —0,760 0 750 —760 60 60 73—80 63—70 С м 150 150 е с и Пейтр Ниже О’ п ‘ Минус 15—40 Минус 50—55 31 31 1
65% авиабензо- ла-|-35% бакин- ского бензина . Летняя смесь . . Зимняя смесь . . 0.822 — 0,830 0,822 0,830 75 75 73—80 55—70 168 188 » » п \JllHyc ’о -: 5 Минус 17—12 ! 58 58
75% авпабензо- ла4-25°,0 гроз- ненского авиа- безина Летняя смесь . . Зимняя смесь . 0815— -0,828 0,815- —0,828 75 75 Z 83 90 62-70 146 146 и » V 15—20 33-38 67 67
80% пиробензо- ла + 2о% ба- кинского бен- зина Летняя смесь . . Зимняя смесь . . 0,828- - 0,829 0,828 — -0 829 80 80 40 40 175 175 » » п V Ниже —28 Ниже -37 65 65 Смолы на <-тек- лян. чашке не бо- лее Ю мг i,a IQO'Jt»
S4
Антидетонационные свойства
Подбор смесей для двигателя. Принцип, по кото-
рому устанавливается состав бензольной смеси для каждого типа
двигателя, состоит в испытании смесей с различным содержанием
бензола на Октановое число, а затем непосредственно на двигателе,
причем задачей испытаний является подбор недетонирующей смеси
с "наименьшим возможным содержанием авиа- или пиробензола.
Топливо проверяется на детонацию на взлетном режиме мотора.
При подборе смеси нужно добиться правильного состава, потому
что большое содержание авиабензола удорожает эксплоатацию
и ухудшает жсплоатационпые качества топлива; малое содержа-
ние влечет за собой детонацию. t
Антидетопационпые свойства каменноугольных и нефтяных
летних и зимних авиабснзолов примерно одинаковы. Поэтому по-
добранное во время испытаний процентное соотношение бензина и
бензола применяют для всех видов и марок авиабензола.
А н т и д е т о н а ц и о и н ы е свойства п и р о б е и зю л а.
Пиробензол обладает худшими аптпдетонационными свойствами по
сравнению с авиабензолом, потому что содержащиеся в нем бен-
зины (15—20%) являются менее стойкими к детонации, чем бен-
зол, толуол и ксилол. Поэтому в различных смесях, предназначен-
ных для одного мотора, авиабензола дается меньше, а пиробензола
больше примерно на 15%. Зимний и летний пщюбензолы имеют
разные алтидетонационпне свойства: зимний обладает несколько
лучшими качествами. Для упрощения эксплоатации смеси подби-
раются на летнем пиробензоле, что обеспечивает неизменность со-
става смеси при применении обоих сортов пиробензола.
Октановые числа бензольных и п и р о с м е с е й.
Фиг. 42 и 43 дают октановые числа бепзино-бензольных и пиробен-
_ зольных смесей. Для получения топлива с октановым числом
70—72, применяемого на моторах со средними степенями сжатия
без наддува, требуются следующие бензольные и пиробензольные
смеси:
1. Чистый бакинский бензин.
2. 35% авиабензола + 65% грозненского авиабензина.
Если же задаться октановыми числами порядка 85—87, удо-
влетворяющими современные авиамоторы с повышенными степе-
нями сжатия или же моторы с наддувом, то состав бензольных
и пиробензольных смесей определится следующим образом:
3. 65% авиабензола + 35% бакинского бензина.
4. 75% авиабензола + 25% грозненского -авиабензина.
б. 80% пиробензола + 20% бакинского бензина.
Из приведенных графиков (см. фиг. 42 и 43) видно, что добавка
в бензин незначительного количества авиа- и пиробензола нецеле-
сообразна. так как ощутительное нарастание октановых чисел имеет
место при добавлении не менее 25—30% этих продуктов.
Перемешивание смесей в условиях эксплоа-
1 а Ц и и. В условиях эксплоатации допускается перемешивание
различных видов авиатоплив в баках самолетов.
95
Перемешивание на складах нецелесообразно, так как это может
создать путаницу в сортах и недоверие леттехсостава, руковод-
ствующегося обычно удельными (весами.
Единственное условие, которое надо выдержать при смешивании
топлив в баках, заключается в том, что смешиваемые топлива
должны быть одинаковых антидетонационных свойств. Таким об-
разом практически можно допустить смешивание:
1. Бакинского бензина со смесью, состоящей из 35% авиабеи
зола и 65% грозненского авиабензола.
2. Смеси, состоящей из 65% авиабепзола и 35%' бакинского
бензина, со смесью, состоящей из 75% авиабензола и 25% гроз-
ненского авиабензина.
Фиг. 43. Октановые числа смесей пиробензола
с бакинским бензином.
3. Смеси, состоящей из 65% авиабензола и 35% бакинского
бензина, со смесью, состоящей из 80% пиробензола и 20% бакин-
ского бензина.
4. Смеси, состоящей из 75% авиабензола и 25%' грозненского
авиабензина, со смесью, состоящей из 80% пиробензола и 20% ба-
кинского бензина.
96
5. Смеси, состоящей из 65% авиабензола и 35% бакинского
бензина, со второй смесью —75% авиабензола и 25^о грозненского
авиабензина и третьей смесью — 80% пиробензола и 20% бакин-
ского бензина.
Указанные комбинации смесей могут допускаться без какого-
либо ущерба для эксплоатации в любых соотношениях, потому что
их октановые числа одинаковы.
При переходе на экснлоатацию пиросмесей вместо бензольных
смесей или любой из указанных выше комбинаций регулировка
карбюратора остается неизменной, подобно тому как принято для
эксплоатации стандартной,бензольной смеси.
Замерзание бензольных и пиробензольных смесей
Обычно при понижении температуры бензольного топлива мы
встречаемся с двумя явлениями, могущими привести к аварии мо-
тора: 1) выпадение и вы-
мерзание воды, 2) выпа-
дение и вымерзание бен-
зола.
Выпадение и вы-
мерзание воды из
бензольных сме-
сей. При низких темпе-
ратурах из бензольных и
пиробензольных смесей
начинает выпадать вода,
которая была растворена
в бензоле.
На фиг.-44 показана
способность бензола на-
сыщаться водой при раз-
ных температурах. Как
видно, Ъта способность
бензола возрастает вместе Фиг. 44. Содержание растворенной воды в
С повышением темпера- авиабензоле при разных температурах,
тура.
Следовательно, если топливо было нагрето и в пем раствори-
лась вода до насыщения, то при понижении температуры изли-
шек воды выпадает из раствора.
Это встречается довольно часто летом, когда разница между
Дневной и ночной температурами может доходить до 30°. Поэтому
ранним утром и всякий раз перед полетом обнаруженная вода спу-
скается из отстойников баков.
В условиях зимней эксплоатации нельзя допускать заправки
самолета теплым топливом. Выпадающая при этом вода замерзает
баках и в виде кристалликов льда может отдать на фильтрах,
забивать жиклеры и т. д.
Э_амерзание бензольной смеси. Замерзание са-
°и бензольной смеси происходит несколько необычно и отличается
? М- С. Комокий. 1БВЗ
87
от замерзания простых жидкостей. Если обычные жидкости за-
мерзают сразу при постоянной температуре, как, например, вода
при 0°, то в бензольной смеси сначала начинают выпадать кри-
сталлы бензола, и лишь при достижении достаточно низкой тем-
пературы замерзают другие компоненты, причем толуол и бензин,
входящие в смеси, практически ле мерзнут.
Таким образом опасность применения бензольных смесей при
низких температурах заключается в том, что:
1. При температуре смеси ниже нуля выпавшая из раствора
вода замерзает и может привести к остановке мотора вследствие
забивания фильтра иглами и кристаллами льда или замерзания
воды в топливной магистрали, подводящей топливо.
2. При .температурах, указанных в табл. 14 (см. ниже), т. е.
ниже —35°, начинают выпадать кристаллы бензола, которые точно
так же, как и кристаллы воды, могут привести к остановке дви-
гателя во время полета или же не допустят запуска мотора из-за
отсутствия нодачн горючего в результате замерзания подводящей
системы.
Осушка бензольных смесей. Для того чтобы не
допустить значительного выпадания воды, авиа- и пиробеизолы
подвергаются осушке. Принято считать, что незначительные коли-
чества растворенной воды до 0,02%) не могут принести никакого
вреда. Поэтому в условиях эксплоатации допускается температура
помутнения, т. е. начала выпадения воды пз насыщенного рас-
твора до 0°. Это примерно и соответствует содержанию 0,02%
растворенной воды в бензоле. I
Осушка авиа- и пиробензола производится только в том случае,
если температура их помутнения выше 0°. Осушка бензольных
и пиросмесей производится только в том случае, если их темпера-
тура помутнения выше + 5°. Для осушки бензольных и пиросме-
сей применяется безводный хлористый кальций.
Качества хлористого кальция, применяемого
для осушки смесей. Хлористый кальций встречается
в гранулированном и в плавленом виде. Гранулированный хло-
ристый кальций представляет собою небольшие белые или розо-
ватые бесформенные куски с неровной поверхностью. Плавленый
хлористый кальций представляет собою сплошную массу, залитую
в цилиндрические железные барабаны.
Перед употреблением плавленый хлористый кальций должен
быть расколот па мелкие куски для увеличения площади взаимо-
действия с топливом. Гранулированный хлористый кальций произ-
водит осушку быстрее и лучше.
Хлористый кальций любого вида должен храниться в хорошей
герметической таре, так как на воздухе он поглощает влагу и рас-
плывается.
Хлористый кальций обычно поступает с заводов со слабо ще-
лочной реакцией. Он может быть допущен к осушке с обязатель-
ным наблюдением за нейтральностью осушенного топлива. Сильно
щелочпый хлористый кальций допускать к осушке нельзя. Как
максимум можно рекомендовать 12—20 чае. осушки, так как при
98
более долгом пребывании щелочного хлористого кальция в топлпвй
возможно появление щелочности.
Определение наличия слоя воды. Перед погру-
жением хлористого кальция в топливо необходимо предварительно
убедиться в отсутствии отдельного слоя воды. Для этого в бочку
или другую тару со смесью бензольного топлива опускается стер-
жень с водочувствительной бумагой. Это делается для того, чтобы
хлористый кальций не насыщался скопившейся на дне водой.
Оказавшаяся на дне вода до опускания хлористого кальция уда-
ляется сифоном.
Для приготовления водочувствительной ленты на обычную бу-
магу наносится клей, подкрашенный чернилами. Подбирается
клей, легко растворимый в воде и плохо растворяющийся в бен-
зине.
Наиболее подходит для этой цели обычный канцелярский
клей (гуммиарабик). Краска — фиолетовые или красные чернила.
После просушки бумага разрезается на узкие полосы и может
употребляться для определения наличия воды, так как топливо не
изменяет окраски бумаги, в то время как в воде она белеет. По ве-
личине побелевшей части судят о количестве воды.
Поря Цо к осушки хлористым кальцием. Для
осушки хлористый кальций в кусках набивается в мешочки, ко-
торые погружаются в топливо и выдерживаются там в течение
12—20 час.
Мешочки подвешиваются на веревке, не касаясь дна. Во избе-
жание попадания хлористого кальция в топливо мешочки изго-
товляются из плотной материи с двойными швами.
Норма хлористого кальция к топливу принимается в среднем
не менее 2% по весу, т. е. в 250-литровую бочку загружается от 3
до 4 кг хлористого кальция. Качество осушки проверяется опреде-
лением температуры помутнения.
После осушки хлористый кальций насыщается водой, мокнет
и даже начинает расползаться. Такой хлористый кальций для
Дальнейшего употребления непригоден. Обезвоживание (регенера-
ция) хлористого кальция в условиях аэродромов не производится,
так как при прокаливании без тшательного соблюдения темпера-
турного режима он становится сильно щелочным.
Мероприятия по предотвращению обводи е-
11 и я бензольных топлив. Нужно отметить, что обезво-
живание авиационных топлив в процессе их эксплоатации пред-
ставляет собой большое неудобство.
Практически при выполнении всякого рода срочных и внезап-
ных летных заданий выкроить нужное время для осушки топлив
х 10Рпстым кальцием не представляется возможным. Поэтому, не-
смотря на известный риск, практикуется заправка самолетов не-
ооезвоженным топливом.
того чтобы создать условия, гарантирующие безотказность
тел°ТЬ1 МотоРИой части, необходимо основной упор сделать на тща-
ДУкЫ10е °^езвоЖ1гвание топлива при отгрузке с заводов, а в после-
чу Щий этап прохождения его от завода до бака самолета создать
7 59
условия, при которых обводнение продукта было бы предот-
• вращепо.
Средством для обеспечения этого условия является герметиче-
ская тара, изолирующая топливо от влажности окружающего
воздуха.
Фиг. 45. Замерзание бензнно-бензольных смесей
(бензол зимний).
Поэтому внимание должностных лиц, ведающих транспортиро-
ванием, храпением и эксплоатацией бензольных топлив, должно
быть сосредоточено на герметизации тары.
Это относится и к железнодорожным цистернам, и к стацио-
Фиг. 46. Замерзание пиробензола с бакинским бензином
(пиробензол зимний).
До настоящего времени этому вопросу уделяется очень мало
внимания, в результате чего продукт с эксплоатационной точки
зрения портится.
Осушка в зимних условиях. В зимних условиях
осушка смесей производится путем вымораживания воды, для чего
бочки с топливом оставляются па морозе. Кристаллы льда отде-
ляются при фильтровании.
юо
Температура замерзания бензольных и пиро-
бензольных смесей. Замерзание бензольных и пиробензоль-
ных смесей ограничивает возможность применения этих топлив
в северных районах и в особо суровых зимних условиях. В целях
практического пользования и для наглядности приводятся фпг. 45,
46, 47, па которых даются температуры замерзания бензольных
и пиробензольных смесей.
11з фиг. 45 видно, что сорт применяемого бензина (бакинский
или грозненский) значительного влияния па температуру замерза-
ния не оказывает. Разница между грозненскими и бакинскими
смесями почти совершенно отсутствует при малом содержании бен-
зина и несколько увеличивается в том случае, когда содержание
бензина становится более 30%. Па фиг. 46 и 47, приводятся темпе-
Фиг. 47. Замерзание пиробензола с бакинским бензином
(пиробензол летний).
Указанные графики дают температуры, ниже которых хране-
ние топлива в баках самолетов невозможно. В качестве примера
можно указать, что смесь, состоящую из 75% авиабензола и 25%
грозненского авиабензина, при температуре внешнего воздуха ниже
— 35° во избежание замерзания необходимо сливать ив баков са-
молета. ‘
Если по небрежности топливо своевременно пе было слито
и вымерзание в баках началось, то рекомендуется немедленно
спустить незамерзшую часть, после чего в бак налить чистый бен-
зин. Он растворит в себе кристаллы бензола и очистит баки. Этот
бензин нужно сейчас же слить и не пользоваться им для составле-
ния авиасмесей.
Коррозия баков при применении бензольных смесей
Коррозия и причины ее появления. Как показали
многочисленные наблюдения, коррозия баков самолетов чаще всего
происходит вследствие щелочности бензино-бензольпых смесей.
На фиг. 48 показана стенка бака, а на фиг. 49 и 5п — отртой-
®ики бензинового бака, покрытие коррозией вследствие щолочпо-
сти смеси.
Ш
Коррозия баков из-за применения топлива с кислой реакцией
обычно не наблюдается.
Появление щелочности авиа- и пиробензола.
Щелочь может попасть в авиа- и пиробензол не только во время
технологического процесса получения, но и во время хранения
и эксплоатации.
Фиг. 48. Коррозия стенки топливного бака, вызванная щелоч-
ным топливом.
Во время технологического процесса щелочь может остаться
в бензольном топливе вследствие недостаточно тщательной про-
мывки готового продукта. Как уже указывалось, при очистке авиа-
бензола применяется серная кислота, остатки которой тщательно
нейтрализуются щелочью (едкий натрий).
Остатки щелочи отмываются водой. Здесь иногда наблюдается
недостаточно тщательное промывание продукта., в результате чего
примеси щелочи остаются.
Загрязнение нейтрального топлива щелочью на аэродромах мо-
жет произойти вследствие практикуемой осушки бензольных то-
пл'Ив с высокой температурой помутнения посредством хлооистого
кальция.
Хлористой кальций, кмецащий рлаёещелочцую реакцию, к,
Фиг 49 Коррозия отстойника бака. я„,.а
ч иг. 11 фиг_ 50_ к0рр0зНЯ отстойника бака.

осушке допускается, но при этом надо внимательно следить за топ-
ливом и не допускать появления щелочной реакции.
В эксплоатации это требование иногда не выполняется и, кроме
того, часто к осушке допускается хлористый кальций, имеющий
сильнощелочную реакцию, что приводит к щелочности топлива.
Иногда практикуют опускание хлористого кальция в топливо па
несколько дней, что почти всегда приводит к ощелачиванию
топлива.
Студенистые осадки и причины и х п о я в л е н и я.
Помимо коррозии баков, щелочные топлива разъедают алюми-
ний ц его сплавы, образуя студенистые осадки, называемые гидра-
том окиси алюминия или алюминатом натрия. В присутствии во-
ды гидрат окиси набухает и превращается в студенистую массу бе-
лого цвета, которая скопляется в отстойниках, трубопроводах,
а чаще всего на фильтрах и отстойниках карбюратора.
Эти студенистые осадки могут служить причиной остановки мо-
тора из-за прекращения поступления топлива в карбюратор. После
высушивания студенистые осадки превращаются в мелкий поро-
шок серого цвета.
Таким образом щелочность топлива может служить причиной
аварии самолета. Поэтому при применении бензольных и пиро-
бепзольпых смесей необходимо тщательно следить за нейтраль-
ностью топлива и систематически проводить в условиях аэродром-
ной службы проверку на эту константу.
Загрузка самолета и дальность полета
Бензольные и пиробензольные смеси в отношении дальности
полета являются менее выгодными топливами, чем нормальные
или этиловые бензины. Дело в том, что бензины обладают бодее
высокой теплотворной способностью. Это значит, что в каждом ки-
лограмме бензина скрыто более химической энергии в виде теп-
лоты, чем в таком жо» количестве авиабензола. Следовательно, ка-
ждый килограмм бензина при сгорании в двигателе способен про-
извести больше работы, чем 1 кг авиабензола. Если принять, что
теплотворная способность бензина равна 10 400 кал/кг, а авиабен-
зола 9700 кал/кг, то расход топлива при работе мотора на бензоле
будет иа 9,5% больше и, следовательно, дальность полета па 9,5%
меньше.
С другой стороны, удельный вес авиабензола больше удель-
ного веса бензина (удельный вес авиабензола составляет 0,826, а
бензина—0,755). Это значит, что, заполнив баки самолета бензи-
ном, можно получить экономию в полезной нагрузке примерно на
7,5%.
Составление смесей
О способах составления смесей. Составление беп-
волытых и пиробензольных смесей должно производиться возможно
точнна. для того чтобы не было отклонения в процентном содер-
жания авиабенгола в смеси.
194
Как правило, составление бензольных смесей должно всегда
производиться по весу. В том случае, корда смеси составляются по
объему, объемный процент компоп -нта должен подсчитываться для
каждого отдельного случая в зависимости от температуры смешива-
емых топлив.
Составление смесей по весу не представляют собой ничего
сложного, до тех‘пор пока смешиванию подвергаются малые ко-
личества топлив. В этом случае для смешивания подаются прове-
ренные па весах количества компонентов, тщательно перемеши-
ваемые до выдачи в эксплоатацшо.
~ Вопрос значительно усложняется при необходимости заготов-
ления больших партий смесей. Указанный выше способ смешива-
i ния требует в этом случае большого количества тары, обслуживаю-
щего персонала п времени.
Поэтому при массовом смешивании он непригоден, а составле-
ние смесей производят методом подгонки удельного веса.
Составление смесей ио весовым процентам.
Составление смесей методом подгонки к удельному весу заклю-
чается В том, что бензин и бензол перемешиваются между собой
в приблизительной пропорции, после чего в смесь добавляется нуж-
ный компонент, до тех пор пока удельный вес не достигнет опреде-
ленной величины.
Одно время для смесей заранее давались их удельные веса, к
которым и подгонялся удельный вес составляемой смеси. Такой
метод приводил к большому количеству ошибок, что объясняется
непостоянством удельного веса поступающего на снабжение авиа-
бензола и бензина.
Так, например, если смешать 35% авиабензина и 65% каменно-
угольного бензола, то удельный вес смеси фактически должен
составить 0,752 в том случае, если ущельные веса при 15° состав-
ляют: авиабензина 0,700 и авиабензола-0,865. В справочниках
средний удельный вес для такой смеси был установлен в 0,770.
Таким образом подгонка при составлении смеси удельного веса
к величине 0,770 даст излишний расход бензола в количестве
около 13%. При ином сочетании удельных весов авиабензола и
бензина может получиться нехватка авиабензола ’в смеси, что бу-
дет служить причиной детонации.
Указанный пример ярко иллюстрирует недопустимость под-
гонки удельного веса изготовляемой смеси к заранее заданному
удельному весу. В целях предотвращения ошибки необходимо
Удельный вес смеси подсчитать, исходя из удельных весов бен-
зина и авиабензола, идуших в смешивание.
Этот подсчет производится по формуле:
z л _ ’°0
гл!’- JL_p А’ 0)
Где drM—нужный удельный вес смеси,
а — весовое процентное содержание бепзола,
Ь —весовоо процентное содержание бензина.
каждых
весовых
25 весо-
(1^ — удельный вес бензола в момент составления смеси,
d2 — удельный вес бензина в момент составления смеси.
Разберем следующий пример. Нужно составить бензино бед,
зольную смесь, состоящую из 75% (весовых) авиабензола. и 25%
(весовых) авиабензина.
1. Удельные веса в данный момент определены и оказались
для авиабензола — 0,861, для авиабензина — 0,724.
2. Производится предварительный налив авиабензола и бен-
зина в смесительную тару. Налито три бочки авиабензола и одна
бочка бензина. Продукты перемешаны. Удельный вес этой смеси
составил 0,833.
3. Производится подсчет фактически нужного удельного веса
смеси.
Определим числовую величину :
T=oSt^87’,(^
величина 87,1 представляет собой количество литров, содержа-
щихся в 75 кг авиабензола, идущего для составления
100 кг нужной смесп при данном удельном весе (т. е. в 75
процентах). Выявим числовую величину :
i=ogr=31’53^
т. е. число литров, содержащихся в 25 кг бензина (т. е. в
вых процентах), нужных для составления каждых 100 кг смесп.
Подставляя найденные величины в формулу (1), получим:
л _______ЮО ____ ЮР ___п ооо
~ 87,1 + 34,53 — 121,63 ~ ’
Здесь выражение представляет собой следующее: числи-
тель— 100 кг (или весовых процентных частей), 121,63 — сумма
литров авиабензола и бензина, взятых при данных температурных
условиях в заданном (весовом) процентном отношении на каждые
100 частей (кг) смеси.
Следовательно, выражение (или 0,822) представляет со-
бой величину удельного веса нужной смеси с учетом фактических
удельных весов компонентов.
4. Если теперь в смесительную тару будем доливать более лег-
кий компонент, постоянно перемешивая смесь, то в момент, когда
ареометр, стоящий на 0,835, всплывает до показания 0,822, работу
можно будет считать законченной: смесь составлена верно.
Техника смешивания. Так как правильность составле-
ния смесей проверяется только удельным весом, то надо всегда
добиваться однородности смеси. Это легко достигается в небольшой
таре и значительно сложнее— при составлена белкших партий
смеси.
Правила смешивания следующие:
1. Для смешивания сначала наливается бензин (меньший
удельный вес), а потом добавляется бензол (больший удельный
вес).
2. После налива компонентов смесь механически перемешива-
ется до тех пор пока удельный вес пробы, .взятой сверху и снизу,
не 'будет одинаков.
Составление смесей по объемным единицам.
Иногда в условиях эксплоатации может встретиться необходимость
составления бепзпно-бензольных смесей по объему. В этом случае
расчеты становятся несколько сложнее.
Если обозначить через:
а — весовое содержание бензола в смеси в процентах;
Ъ — весовое содержание бензина в смеси в процентах;
d'— удельный вес бензола при данных условиях;
d"— удельный вес бензипа при данных условиях;
Vi — объем бензола в л;
г2 — объем бензина в л, —
то
а Ь
т. = -тг н I’s = »
где Vv и v2 представляют собой объемы бензола и бензина, нужные
для составления 100 кг смеси.
Если обозначим через:
г,— объемное содержание бензола в смеси в процентах;
г2 — объемное содержание бензипа в смеси в процентах, —
то
Л=——ЮО; г2——~—100,
или
-^-100 -37Г100
г>=-5—“Г- <2>
d' + d" d"
Если у нас имеются тарированные емкости, то на каждые 100 л
смеси пам надо наливать г, литров бензола и г., литров бензина.
Если применить числовые значения предыдущего примера,
то
. а
так как а = 75, a d' = 0,861, то
^ = -о^Г = 87
&
Так как = 0,724, то
оУи =м-5 Л-
W7
Приняв -(-^2 = 87 -|-34,5 — 121,5, имеем, что
= 100 = 71,6%;
100 = 28,4%.
Следовательно, по объему эту же смесь надо составить из 71,6%
бензола и 28,4% бензина.
В условиях эксплоатации часто приходится решать задачу та-
кого порядка: пусть в резервуаре имеется А л бензола. Сколько
надо долить бензина для того, чтобы иметь необходимое процент-
ное содержание бензола в смеси?
Если обозначить через А — располагаемое количество литров
бензола в таре; В — необходимое число литров бензина в смеси для
сохранения правильной пропорции компонентов, то, применяя вы-
шеуказанные обозначения, расчеты нужно произвести по следую-
щей формуле:
В = А — ~. (3)
ad" 47
f
Вернемся к предыдущему примеру. Пусть при тех же условиях
необходимо составить смесь из 75% бензола и 25% бензина по весу.
В сосуде имеется 1200 л бензОла.
Из условия задачи имеем:
А = 1200; Ь = 25; а = 75; d' = 0,861 и = 0,724.
’ * »
Следовательно,
В =1200-^--^- = 475 л,
75 0,721
или по весу: если С обозначает количество килограммов долива-
емого бензина, то С — 475 0,724 = 344 кг.
Применение летнего авиабензола в зимних ус-
ловиях. Так как в системе нашей эксплоатации имеются две
марки авиабензола А п Л, имеющие разные температуры замерза-
ния (—10 и —28°), то часто получается, что на зиму остается лет-
ний авиабензол, который из-за своей Высокой температуры замерза-
ния не может быть использован для составления зимних смесей.
В порядке исключения допускается применение летнего авиабеп-
эола для составления смеси, состоящей из 35% авиабензола и 65%
грозненского авиабензина. Все же остальные смеси в зимних усло-
виях должны обязательно составляться из зимних бензолов.
Для того чтобы превратить летний авиабензол или летний пиро-
бензол в зимний в условиях эксплоатации, можно применить
тольке един способ. Этот способ заключается в том, что в летний
авиабензол доливается толуол из расчета 1% толуола па каждые
0,5° желаемого понижения температуры.
Это значит, что для летних авиабензолов рекомендуется доба-
вление §5% толуола при необходимости свизщь температуру замег-
163
вания с —10 до —28°, а для летних пиробензолов 20% при необхо-
димости снизить температуру замерзания с —22 до —32°.
Несколько сложнее обстоит дело в том случае, когда в пашем
распоряжении имеется готовая бепзипо-бензольная смесь, где авиа-
бепзол, пошедший на смешивание, был марки Л. В этом случае
надо подсчитать, сколько в нашей смеси имеется килограммов
авиабензола, и на каждый килограмм авиабензола доливать 0,35 кг
толуола.
Однако этим удовлетворяться нельзя. Дело в том, что толуол
имеет такие же высокие антидетонационные качества, как и авиа-
бензол, и поэтому после его добавления в бензино-бензольную смесь
будет избыток антидетонационных свойств.
Для приведения этой смеси к нормальному состоянию необхо-
димо добавить соответствующие количества бензина.
Если обозначим через С количество килограммов изготовлен-
ной смеси; D — общее количество толуола, которое необходимо
долить в летнюю смесь для превращения ее в зимнюю; К — необхо-
димая добавка толуола иа 1 кг летнего топлива (как уже указыва-
лось, для бензола К = 0,35, а для пиробензола К = 6,2), а и b —
процентные содержания бепзола и бензина при весовом соотноше-
нии,— то расчет должен производиться но формуле:
v D^C^.K. (4)
Для того чтобы определить необходимое количество бензила для
смеси из расчета сохранения антидетонационных свойств, соответ-
ствующих первоначальной бензипо-бензолыюй смеси, можно во-
спользоваться следующей формулой:
а ’
где F — необходимое весовое количество бензина на данную смесь.
Пример. Необходимо поправить имеющиеся 1200 кг смеси, со-
стоящей из 75% летнего авиабензола и 25% грозненского авиабен-
зина.
Для этой цели необходимо долить толуола в количестве D кг',
так как С — 1200; а = 75; /£ = 0,35, то
D =-^-.75.0,35 = 315 кг.
Так как Ь —25 п D = 315, то бензина необходимо долить в ко-
личестве F кг, где
F= — -25 = 105 яа.*
7э
Исправление топливных смесей. Сплошь и рядом в
эксплоатации встречается необходимость переделки смеси в другое
процентное содержание компонентов.
109
Так как в зимних условиях хранение авиабензола затруднено,
то рекомендуется хранить его в виде бензино-бензолыюй смеси
с наибольшим содержанием бензола из всех смесей, применяемых
в данной части.
В случае необходимости применения смеси с меньшим содер-
жанием бензола ее исправляют путем добавления бензина.
Если принять следующие обозначения:
.Xi — количество килограммов бензола, которое необходимо до-
лить в смесь;
— количество килограммов бензина, которое необходимо до-
лить в смесь;
С — количество килограммов имеющейся смеси;
Gi — процентное содержание бензола в старой смеси;
&1 — процентное содержание бензина в старой смеси;
а2 — необходимое процентное содержание бензола в новой
смеси;
— необходимое процентное содержание бензина в повой
смеси, — то исправление смеси в случае необходимости
добавления бензола производится по формуле:
= (5)
"2
В случае необходимости добавления бензина в смесь исправле-
ние производится по формуле:
Х2 = —(t>8~bj) . (6)
Пример. Имеется 1200 кг смеси, состоящей из 75% бензола и
25% бензина. Сколько необходимо долить бензина в эту смесь, что-
бы превратить ее в бензино-бензольную смесь, состоящую из 50%
бензола и 5и% бензина?
Ио условиям задачи имеем: С = 1200; = 25; = 50 и Ь2 =» 50.
v 1200(50 - 25) 1200-25 _nn
-----50-----= —50—600 кг.
Глава' Vll
ЭКСПЛОАТАЦИЯ СПИРТОВЫХ СМЕСЕЙ
Недостатки и преимущества спиртовых топлив
Область применения спиртовых топлив. Попытки
использования спирта как моторного топлива относятся еще к кон-
цу 90-х годов. К этому времени появляется обширная литература
по вопросу о спиртах, в которой уже с достаточной ясностью указы-
ваются трудности, возникающие при их применении.
После довольно продолжительного перерыва вопрос о спиртах
как моторном топливе возникает в начале мировой войны, и с тех
пор работы над производством дешевого спирта и изучением его
эксплоатации на двигателях получают весьма широкое распростра-
нение. Больше всего внимания этому вопросу уделяют страны, не
имеющие собственной нефти и вследствие этого стоящие под угро-
зой быть лишенными топлива для двигателей в случае военных
осложнений.
Поэтому уже сейчас ряд стран принимает меры, гарантирующие
возможность эксплоатации своего моторного парка па спиртовых
смесях. В качестве примера можно указать на то, что в 1929 г. во
Франции издан закон об обязательной примеси спирта к бензинам.
{Этому примеру в 1930 г. последовала Германия, которая обязала
всех импортеров приобретать спирт в количестве до 2,5% от ввози-
мого бензина. К сегодняшнему дню спиртовые топлива применяются
во Франции, Германии, Италии, Англии, Чехо-Словакии, Швеции
и Других странах.
Благодаря столь обширному распространению спиртовых топлив
выработано большое количество разнообразных смесей, могущих
применяться на двигателях без каких-либо заметных недостатков.
В качестве других компонентов смесей, помимо спирта, указывают-
ся бензин, бензол, тетралин, толуол, этиловый эфир, фенол и др.
Для работы в двигателе можно употреблять спирт крепостью нс
ниже 50°, но чем больше в нем воды, тем больше удельный расход
н меньше мощность, отдаваемая двигателем. Между 100 и 80r при-
меняемого спирта заметной разницы в мощности мотора не наблю-
дается, но расход увеличивается пропорционально содержанию во-
5м- При крепости ниже 80° мощность начинает уже заметно падать.
1 1’и крепости спирта ниже 70° запуск двигателя очень затруднен,
несмотря на то, что работа Двигателя на чистом спирте вполне воз-
111
можпа. Применение спирта как самостоятельного эксплоатапион-
кого топлива нигде не практиковалось. Во всех странах, где спирт
применяется как топливо, рекомендуются спиртовые смеси с содер-
жанием спирта не выше 50—60%. Это объясняется наличием
у спирта целого ряда отрицательных свойств, значительно пони-
жающихся в случае, если он применяется только как составная
часть моторного топлива.
Недостатки спирта как авпатоплпва. Первым и
наиболее существенным недостатком спирта является его низкая
теплотворная способность. Это видно из табл. 6 с данными о тепло-
производительности разных видов топлива.
Поскольку расход топлива увеличивается пропорционально
уменьшению теплотворной способности, переход авиамотора с бен-
зипа иа спирт йлечет за собой повышение расхода па 75% (см. при-
мер в табл. б). Этот недостаток уменьшается при переходе на смесп,
и при родзржании спирта в количестве 30% увеличение расхода
против бензина «оставляет только 13%. Низкая теплотворная спо-
собность спирта объясняется тем, что в состав его входят 35% кис-
лорода.
Вторым недостатком спирта как топлива является его чрезвы-
чайно высокая скрытая теплота испарения.
Уже указывалось, что для испарения 1 кг .спирта без повышения
температуры требуется 221 ?аы, в то время как для бензина будет
достаточно около 80 кал.
Благодаря этому возникает необходимость во время процесса
карбюрации подогревать спирт, что требует изменения конструк-
ции всасывающей системы. Практика показала, что теплоту лучше
всего подводить к засасываемому воздуху посредством устройства
специального подогревателя. На основании произведенных расче-
тов установлено, что необходимый подогрев воздуха для правиль-
ного смесеобразования со спиртом составляет 105э. Для спиртовых
смесеД подогрев можно уменьшать по мере снижения содержания
спирта в CMecif.
Третьим недостатком надо считать корродирующее действие
спирта па металлическую тару и выхлопную систему двигателя.
При работе на двигателе коррозия имеет место вследствие образо-
вания уксусной кислоты во время процесса сгорания и наличия ее
в продуктах сгорания спирта.
При работе двигателя на спирте, на выхлопной системе и в пер-
вую очередь на клапанах появляется ржавчина из-за разъедающего
действия уксусной кислоты. При работе иа спиртовых смесях бла-
годаря улучшению процесса сгорания уксусная кислота в продук-
тах сгорания отсутствует и коррозии выхлопной системы не наблю-
дается.
Спирт действует на тару, в которой он хранится, и способствует
коррозии ее, и поэтому подбор тары для спирта приходится про-
- изводить, исходя из следующих соображений:
1. Наиболее устойчивым металлом при соприкосновении со спир-
том является железо, и поэтому для хранения спирта лучше всего
попользовать железную тару. Коррозии железа в присутствии
112
спирта происходит только в том случае, когда в нем находится
много растворенной воды. Если спирт содержит в себе не более
воды, то появляющаяся незначительная коррозия практически
никакого влияния па тару не оказывает, при содержании же воды
более 5% коррозия сильно увеличивается.
2. Лучшие результаты имеют место при применении оцинкован-
ной тары.
3. Тара, покрытая внутри оловом или свинцом, безусловно не
годится для хранения спиртов.
4. Хорошие результаты имеют место при применении латунной
или медной тары, которая разъедается спиртом в очень незначи-
тельной степени.
5. Наконец, спирт можно хранить в деревянной таре в том
случае, если она достаточно герметична.
К недостаткам спирта можно отнести его дороговизну, плохие
пусковые качества и Гигроскопичность, т. е. способность притяги-
вать влагу из атмосферы. Последний недостаток создает большие
затруднения при хранении спирта, так как применение для смесей
спиртов, содержащих воду, как будет ниже указано, является не-
допустимым.
Преимущества спирта ио сравнению с други-
ми топливами. К числу крупных преимуществ спирта по
сравнению с другими авиационными топливами можно отнести:
1. Высокие антидетонационные свойства. Это обстоятельство как
одип из основных факторов, определяющих качество авиационного
топлива, заставляет отнестись к спирту с большим вниманием и
изыскивать пути его применения для двигателей. Антидетонацион-
ные свойства спирта значительно выше, чем авиабензола.
2. Низкая температура замерзания —114°, гарантирующая от
замерзания в зимних условиях эксплоатации и являющаяся важ-
ным преимуществом по сравнению с авиабензолом.
Несмотря на эти преимущества, перечисленные выше недостатки
на столько существенны, что препятствуют применению спирта
в чистом виде как авиационного топлива.
Абсолютный спирт. Параллельно с 96° ректификован-
ным спиртом применяется в качестве моторного топлива абсолют-
ный этиловый спирт. Последний представляет собой этиловый спирт
без всяких примесей воды (практически до 0,2%).
Точно так же, как и обычный 96° спирт, абсолютный спирт не
применяется в чистом виде и служит для приготовления топливных
смесей. । р IЦ 1
Крепость спирта определяется по его удельному весу.
К табл. 15 на стр. 114 даются удельные веса спиртов с раз-
личной примесью воды.
Из рассмотрения этой таблицы видно, что сумма объемных про-
центов спирта и воды не равна 100%- Это объясняется тем, что
спирт с водой при смешении дают уменьшение объема. К примеру,
если смешать 9S л абсолютного спирта с 2,55 л воды, то получится
Не 100,55 л смеси, а ровно 100 л.
® И. С. Комский. 1563 ИЗ
Таблица 15
Удельный вое при 15° В объемных процентах В весовых процентах
содержаниз абсолютного спирта при 15° содержание воды содержание абсолютного спирта при 15° содержание воды
0.794 100 0 100 0
0.796 99 1,28 98 39 1,61
0,803 98 2,55 96.83 3,17
0,807 97 3,78 95.32 4.68
0,811 96 4 99 93.85 6,15
0,815 95 6,18 92.43 7,57
0,819 94 7,35 91,04 8,96
0 823 93 8.51 89.67 10.33
0,826 92 9,68 88.33 11,67
0,830 91 10 80 87.0 13,0
0.833 90 11,93 85,7 14,3
Расслаивание двойных спиртовых смесей. Ис-
следование смесей бензина с 96-градусным и абсолютным спир-
СостаЗ смеси
Фиг. 51. Температура расслаивания двойных спиртовых
смесей (спирт-ректификат 95°).
тами показало, что смеси ведут себя по-разному. В то время как
бензин с 9С-градусным спиртом при обычных температурах
(+ 15°) образуют неустойчивые смеси, расслаивающиеся при н?-
значительном понижении температуры, смеси бензина с абсолют
ным спиртом устойчивы до —50—60°.
114
В табл. 16 показана температура расслаивания смесей гроз-
ненского авиабензина с 95-градусным и абсолютным спиртами;
в табл. 17 — то же, с бакинским бензином «30». На фиг. 51 пока-
зано расслаивание двойных спиртовых смесей.
Таблица 16
Состав двойной смеси Температура расслаивания
с 96-градус- ным ректи- фикатом спирта с абсолютным 99,8-градусным спиртом
20% спирта + 80% грознен- ского авиабензина .... +28 —60
30°/п спирта+ 70% грознен- ского авиабензина . - . -|“16 —75
40°/п спирта 4- 6о% грознен- ского авиабензина -J-1O Ниже —75
50% спирта+ 5 % грознен- ского авиабензина .... f + 3 Ниже —75
Таблица 17
Состав двойной смеси Температура расслаивания
с 96-грацус- п ым ректи- фикатом спирта с абсолютным 99,8 градусным спиртом
20° о спирта + 80% бакин- ского бензина +33 -58
30% спирта + 70% бакин- ского бензина +25 -73
40° 0 спирта + 60% бакин- ского бензина + 8 Ниже —75
50% спирта + 50% бакин- ского бензина +12 Ниже —75
Из рассмотрения этих таблиц видно:
1. При высокой температуре (выше + 30°) спирто-бензиновые
смеси являются вполне стабильными и однообразными смесями,
Даже в том случае, когда применяется 95-градусный ректификат
спирта в качестве компонента. Однако при понижении температуры
эти смеси теряют свою стабильность и расслаиваются на два отдель-
ных слоя. Это обстоятельство исключает возможность применения
таких смесей в условиях обычной эксплоатации.
♦ Л5
2. При увеличении процентного содержания спирта температура
расслаивания понижается. Для двойных смесей 95-градуспого спир-
та с бензином можно найти такое содержание спирта (до 807с), ко-
торое создаст однообразную смесь (далее при температурах доволь-
но низких), что непригодно все же для эксплоатации вследствие
того, что отрицательные свойства спирта не будут нейтрализованы
благодаря смеси с бензином.
3. Применение абсолютного алкоголя (99,8°) в качестве компо-
нента спирто-бензиновых смесей делает вполне допустимой их
эксплоатацию, так как температура расслаивания такой смеси весь-
ма низка даже при незначительном содержании спирта в смеси.
Здесь также наблюдается закономерность понижения температуры
расслаивания по мере увеличения процентного содержания спирта.
4. Как при применении 95-градусного спирта, так и абсолютного
спирта смеси с грозненским авиационным бензином всегда более
стабильны, чем смеси с бакинским бензином «30».
Насыщение смесей водой. Двойные смеси из абсолют-
ного спирта и бензина по мере насыщения смеси водой и, следо-
вательно, уменьшения крепости спирта начинают расслаиваться.
Так, например, если задаться температурой расслаивания 0°, то
для смесей с грозненским авиабензином расслоение начнется
только тогда, когда спирт насытится водой до 97,5°. Для смесей
с бакинским бензином расслоение наступит при насыщении спирта
до 98,5°.
Этот факт заставляет обратить внимание па бережное хранение
спирта и его смесей.
В табл. 18 дается падение крепости абсолютного спирта при не-
правильном хранении в открытой таре и с доступом водяных паров.
Таблица 18
Количество дней хранения При хранении в открытой таре, градусы При хранении с доступом водяных паров, градусы
О 99,8 99,8
5 99,54 99,4
10 99,44 99,1
15 99,36 98,9
20 99,16 98,5
25 98.98 98,2
30 98.92 98,1
35 98,72 97.9
40 98,56 97,8
Из табл. 18 видно, что при отсутствии герметичности тары абсо-
лютный спирт способен сильно насыщаться водой из атмосферы.
Кроме того, из рассмотрения этой таблицы можно сделать вывод,
что в наихудших эксплоатационных условиях насыщение влагой
11G
происходит достаточно быстро: за 20 дней имеется падение кре-
пости спирта примерно на 1°.
Если же абсолютный спирт хранить в хорошей герметической
даре, то его качество будет незначительно изменяться даже при
весьма долгом хранении.
Гигроскопичность спирто-бензиновых смесей с абсолютным спир-
том несколько меньше. В баках самолетов спиртовые смеси могут
храниться без освежения свыше месяца. Этого срока вполне доста-
точно для обычных условий эксплоатации.
Стабилизаторы спиртовых смесей. Для того чтобы
экснлоатацию двойных спирто-бензиновых смесей при наличии
95—96° спирта сделать возможной, необходимо добавление третьего
вещества, назначение которого связывать спирт с бензином.
При наличии такого'вещества, носящего название стабилизатора,
смеси делаются более устойчивыми и, следовательно, более приспо-
собленными к условиям эксплоатации.
К таким веществам относятся высшие спирты, которые отри до-
бавлении в количестве 10—20% могут заметно понизить темпера-
туру начала расслаивания. В табл. 19 даются сведения о некоторых
высших сшгртах и их улучшающем действии при добавлении 8%
стабилизатора к смеси 30% ректификата 96-градусного спирта и
70% грозненского авиабензина.
Таблица 19
Название стабилизатора Температура расслаивания в градусах
Без стабилизатора +16
Бутиловый спирт -18
Гексиловый „ -34
Геш иловый „ —40
Октиловый „ -43
Опыты также показали, что чем меньше в спирте воды, тем
меньше к нему надо добавлять стабилизатора, для того чтобы до-
стигнуть нужных для эксплоатации температур расслаивания.
К стабилизаторам двойных спиртовых смесей можно также от-
нести и авиабензол, который своим присутствием в смеси задер-
живает процесс расслаивания. Однако эффективность действия
авиабензола невелика, и его прибавлять к двойной смеси прихо-
дится в больших количествах.
Этим объясняется то явление, что авиабензол рассматривается
не как стабилизатор смеси, а как самостоятельный компонент.
Тройные спиртовые смеси с авиа бе изолом. На-
личие во всех странах авиабензола привело к тому, что почти по-
всюду принятые в эксплоатации на авиадвигателях спиртовые
смеси являются тройными, причем бензол является необходимой
составной частью. ’ , ,
117
При низких температурах спирто-бензино-бензольные смеси
также расслаиваются. Однако всегда можно подобрать такое соот-
ношение между составляющими, при котором температура расслаи-
вания будет ниже —40°. Эти смеси могут считаться вполне при-
годными и для обычных условий эксплоатации.
В табл. 20 даются пределы возможного состава смеси грознен-
ского авиабензина, бензола со спиртом от 20 до 00%, при условии
отсутствия расслаивания до —40°; в табл. 21 приведены те же
данные для бакинского бензина.
Таблица 20
Содержание 96-градус- ного спирта в смеси % Пределы возможного содержания авиабензина °/о Пределы возможного содержания грознен- ского авиабензола °/о
20 50-55 30-25
30 35-50 35-20
40 30—15 30-15
50 20—40 30-10
60 15-38 25- 5
Таблица 21
Содержание 96-градус- ного спирта в смеси % Пределы возможного содержания авиабензола °, о Пределы возможного содержание бакинского бензина %
2Э 46—55 35—25
30 30-50 40—20
40 25-45 35—15
60 20-40 30—10
60 10-35 30— 5
Эти таблицы показывают следующее:
1. Для составления тройных смесей выгоднее употреблять ба-
кинский бензин, пределы применения которого значительно шире,
чем грозненского авиабензина.
2. Тенденция уменьшить содержание бензола в тройной смеси
обязательно приводит к необходимости увеличивать содержание
спирта; большое содержание спирта в смеси (более 50%) надо счи-
тать нежелательным из-за его эксилоатационных недостатков
3. Чем меньше в смеси спирта, тем точнее должна быть состав-
лена смесь, потому что предел возможности содержания бензола
и бензина уменьшается.
Тройные спиртовые смеси с пиробензолом. По-
мимо тройных спирто-бензино-беизольных смесей в эксплоатации
118
^огут встречаться тройные смеси, имеющие пиробензол вместо
авиабензола. Эти смеси обычно употребляются с небольшим содер-
жанием бензина порядка 20—30%, потому что, как уже указыва-
лось, в пиробензоле содержится бензиновых углеводородов также
около 15—20%. Если задаться температурой расслаивания трой-
ной смеси — 30°, то примерный состав компонентов ясен из
табл. 22.
Таблица 22
Содержание 96-градус- иого спирта в смеси % Содержание зимнего пиробензола °/о Содержание грознен- ского авиабензина %
30 Более 45 Не менее 20
35 » 40 „ „ 20
40 » 30 „ » 20
Из этой таблицы и ряда других исследований можно сделать
следующие выводы:
1. Точно так же, как и в тройных смесях с авиабензолом. повы-
шение содержания спирта способствует понижению температуры
расслаивания.
2. Если же задаться постоянной температурой, то при увели-
чении содержания спирта допускается пропорциональное увеличе-
ние содержания бензина за счет соответствующего уменьшения со-
держания пиробензола.
3. На понижение температуры расслаивания наиболее эффек-
тивно действует спирт, если его содержание увеличивается за счет
пиробензола или бензина.
4. Затем следует пиробензол, который также оказывает благо-
приятное действие на температуры расслаивания, если его содер-
жание в смеси увеличивается за счет понижения содержания
бензина.
5. Повышение содержания бензипа оказывает отрицательное
действие.
Испаряемость спиртовых смесей
Испаряемость двойных спиртовых смесей. Обыч-
ный ректификат этилового спирта отличается весьма плохими пу-
сковыми свойствами. Он начинает кипеть при 78° и при этой тем-
пературе почти целиком выкипает. По этой причине при низких
температурах и при непрогретом двигателе запуск на спирте невоз-
можен.
Двойные спиртовые смеси с бензином этим недостатком уже не
обладают и показывают весьма хорошую испаряемость. Смеси
спирта с бензином относятся к так называемым «азеотропным»
118
смесям. Это значит, что смеси отличаются лучшей испаряемостью,
чем компоненты, входящие в их состав. Поэтому смесь бензина с
96-градусным спиртом показывает лучшие пусковые свойства, чем
бензин или спирт в отдельности.
Обычно для характеристики приводится температура 10% вы-
кипания на аппарате Энглера. Ниже в табл. 23 даются температуры
10% выкипания, начала кипения и упругости паров для спирта,
бензина и спиртовых смесей.
Таблица 23
Название топлива Температура 10% выкипа- ния в градусах Температура начала кипения в градусах Упругость паров при 50° ми рт. ст.
Грозненский авиабензин . , 70 40-60 340
96° рек. ифик it спирта . . 78 78 210
50% грозненского авиабен- зина+50°, 0 спирта .... 46 55 450
Как уже указывалось выше, смеси 96-градусного спирта с бен-
зином не представляют интереса для эксплоатации вследствие воз-
можного их расслаивания. Как оказалось, смеси абсолютного спир-
та с бензином отличаются также свойством азеотропии и дают при
эксплоатации возможность легкого и быстрого запуска.
В табл. 24 даются значения 10% выкипания для смесей гроз-
ненского и бакинского бензинов с абсолютным спиртом (крепость
спирта 99,8°).
Таблица 24
Название топлива Начало кипе- ния Температура 10% выкипа- ния До 100е выки- пает %
в гра дусах
Грозненский авиабензин . . 20% спирта-р 80’/., грозней- 60 70 65
ского авиабензина . . . 30’/о спирта -Р 70"/., грознен- 50 63 71
ского авиабензина ... 4О'70 спир.а + 60% грозней- 55 63 82
ского авиабензина . . Бакинский бензин (сорт не 55 63 93
С1аида тный) 20% спицта-р 80% бакин- ВО 78 30
ского бензина 30% спирта -р70’/0 бакип- 52 68 54
ск го бензина . . . 40% спирта + 60% бакин- 61 69 70
ского бензпна 63 70 81
120
Испаряемость тройных спиртовых смесей
Тройные спирто-бепзипо-бензольпые смеси также отличаются
лучшей испаряемостью и лучшими пусковыми свойствами, чем
каждый из входящих компонентов. Это легко обнаружить в
табл. 25.
Таблица 25
Название топлива Начало кипе- ния Температура 10% выкипа- ния До 100° выки- пает %
в гра дусах
20% спирта 4 40% грознен- ского авиабензина 40% авиабензола 56 63 71
33,3% спирта4-33,3% гроз- ненского ави бензина 4 4-33,3 авиабензола .... 56 63 82
40° 0 спирта 4- 30% грознен- ского авиабензина4 30'1/о авиабензола 56 63 88
50% спирта 4 23% грознен- ского авиабензина 4-20° о авиабензола 60 63 99,5% при 90°
Все приведенные таблицы показывают, что испаряемость любых
смесей достаточна и может обеспечить в условиях эксплоатации
запуск и приемистость двигателя.
Применение спиртовых смесей на авиадвигателе
Применение спиртовых топлив на двигате-
ле BMW-VI. Как уже указывалось, спиртовые смеси требуют для
правильной работы двигателя некоторого избыточного подогрева
воздуха, который должен быть тем больше, чем выше содержание
спирта в смеси.
Некоторые авиационные двигатели уже в своей конструкции
предусматривают значительный подогрев всасываемого воздуха.
К таким двигателям принадлежат моторы BMW-VI со степенями
сжатия 5,5, 6,0 и 7,3. В этом моторе засасываемый воздух сначала
проходит через ходы картера и, наконец, перемешанный с топля-
Ьом, подогревается во всасывающих трубопроводах.
Исследование работы этого мотора показало полнейшую при-
годность его к работе на спиртовых смесях без специальных при-
способлений и подогревов в том случае, если содержание спирта
п смеси невелико. Совершенно очевидно, что летом можно допу-
стить большее содержание спирта в смеси, потому что засасыва-
емый воздух имеет температуру градусов на 30 больше, чем зимой.
В зимних условиях на указанном типе мотора эксплоатация
121
спиртовой смеси может производиться только при температуре
воздуха не ниже —20°.
Для этого мотора, исходя из необходимости обеспечения ста-
бильности смеси и отсутствия детонации, были подобраны следую.
птие составы топлива:
Для лета (по весу) в о/0
спирта 96°..........................30
авиабензота . ..................... 33
грозненского авиационного бензина . -37
Для ззмы (по весу) в %
спирта 96° . . . •..................25
авиабензо а ....................... 45
грозненского авиационного бензина . . 30
Осчозные свойства лвтнзй смеси
удельный вес.....................0,785
температуря расслаивания.......... 44°
октановое число — более........... 90°
Основные свойстве зимней смеси
удельный вес.....................0,798
температура расслаивания ......... 45°
октановое число — более........... 90°
На указанных смесях мотор прошел испытания и показал пол-
нейшую возможность их эксплоатации. После разборки мотора ни-
каких признаков коррозии не наблюдалось. На поршнях был обна-
ружен незначительный нагар. Рабочие поверхности поршней и ци-
линдров находились в хорошем состоянии.
При подборе регулировки карбюратора ДСЬ-бО оказалось, что
как для лета, так и для зимы регулировку можно оставить одина-
ковой. Наилучшие результаты дала следующая регулировка (в мм):
главного жиклера..................2,35
компенсационного жиклера..........2,00
пускового жиклера..................0,8
На этой регулировке на полном ходу мотор показывает увели-
чение мощности примерно на 2%. Одновременно увеличивается
расход топлива, составляя 250—260 г/л. с. ч., а на номинальной
мощности 240—245 г/л. с. ч. Это соответствует увеличению рас-
хода примерно на 13%. Обе подобранные смеси для зимы и лета
обеспечивают ровную и устойчивую работу мотора, хорошую при-
емистость и отсутствие детонации.
Как видно из вышеизложенного, при переходе к зимней экспло-
атации увеличения диаметра жиклеров не производится. Это может
быть понятно, если сравнить летнюю и зимнюю спиртовую смесь.
Зимой спирта входит в смесь на 5% менее, благодаря чему можно
отказаться от применения зимнего жиклера. Если оставить для
лета и зимы одинаковый сорт топлива, то естественно, что было бы
необходимо увеличить диаметр жиклеров.
122
Испытание других авиамоторов па спиртовых смесях также
показало полнейшую возможность их эксплоатации с обязатель-
ным предварительным подогревом воздуха специальным подогре-
вателем. Для обеспечения правильной работы двигателя необходим
подогрев, с тем чтобы температура входящего воздуха составляла:
для смесей с 20% спирта +15’
. • » 30» , - - 25*
. . .40, » -J-35*
Состав смесей при работе на спиртовых топли-
вах. Работы, произведенные со спиртовыми топливами за границей
и у нас, обращают внимание на недопустимость применения богатых
смесей при их эксплоатации.
Уже указывалось, что сгорание спирта при условии недостачи
воздуха приводит к образованию уксусной кислоты. Последняя
наносит сильные повреждения клапанному механизму, вызывая на
штоках ржавчину, которая приводит к заеданию клапанов. По-
этому обеспечение правильной регулировки состава смеси является
весьма важной задачей в эксплоатации. Наиболее распространен-
ной ошибкой, приводящей к сильному обогащению смеси в усло-
виях эксплоатации, является пренебрежение к пользованию высот-
ным краном. При эксплоатации спиртовых смесей надо особенно
строго требовать правильного пользования высотным краном.
Кроме того, во время эксплоатации необходимо следить за кла-
панным механизмом и смазывать его после каждого полета.
Вопросы эксплоатации спиртовых топлив
Контроль правильности составления спирто-
вой смеси. Контроль правильности составления двойных спир-
товых смесей можно осуществить путем проверки удельного веса.
В случае тройных смесей этой константы недостаточно. В табл. 2G
приводятся удельные веса абсолютного спирта с бакинским и гроз-
ненским бензинами.
Таблица 26
Состав топлива Удельный вес при 15°
с грознен- ским бен- зином с бакинским бензином
20% спирта+ 80% бензина 0,782 0,760
30% „ 4 70% » 0,746 0 765
40% „ 4 60% , 0,746 0.719
50% . + 50% . 0,753 0.774
Для пользования этой таблицей надо помнить, что по мере
уменьшения крепости спирта удельный вес будет повышаться за
счет влаги, поглощаемой топливом из атмосферы.
123
Мероприятия по составлению тройных смесей.
При составлении тройных бензино-бензольно-спиртовых смесей
необходим- ряд предохранительных мероприятий, обеспечивающих
правильный состав смеси.
Эти мероприятия сводятся в первую очередь к последователь-
ности смешения компонентов. Практика показала, что наилучшей
по однообразию получается тройная смесь в том случае, если сна-
чала слить спирт с бензолом и хорошо эту смесь перемешать.
После этого в однообразную бензольно-спиртовую смесь можно до-
ливать бензин.
Необходимо обратить сугубое внимание на то, чтобы подача ком-
понентов в смесь (особенно' тройную) производилась в строгом со-
ответствии с установленной процентной нормой, которая дается в
табл. 20' и 21 (например смесь 30% спирта + 35% авиабензола
+' 35% грозненского авиабензина). Надо помнить, что изменение
состава смеси в сторону уменьшения содержания бензола на 5%
за счет увеличения бензина может повысить температуру расслаи-
вания на 15°. Это обстоятельство требует особого внимания к со-
ставлению тройных смесей.
Из практики эксплоатации тройной смеси установлено, что тем-
пература расслаивания ее быстро повышается в том случае, если
в эту смесь попадает вода даже в самых незначительных коли-
чествах.
Можно прямо сказать, что нет такого авиационного топлива,
для которого присутствие воды являлось бы столь губительным,
как для спиртовых смесей. Для всех авиационных топлив имеются
способы осушки и удаления воды, в то время как способа исправле-
ния обводненного спиртового топлива нет. Лишь в крайнем случае
может быть рекомендовано добавление в спиртовую смесь абсолют-
ного спирта, что увеличивает крепость спирта, входящего в смесь.
Особенно внимательно следует относиться к заливке спиртовых
смесей в тару. Если в таре остается незначительное количество
воды, то иногда ее бывает достаточно для того, чтобы испортить
смесь. В условиях зимней эксплоатации в посуде часто замерзает
вода. В такие посуды можно смело заливать любые сорта топлив,
кроме спиртовых смесей, так как последние растворяют в себе за-
мерзшую воду. Поэтому перед заливкой спиртовой смеси в тару
необходимо ее тщательно осмотреть и удалить все следы воды и
льда.
Некоторые вопросы эксплоатации спиртов.
При переходе па эксплоатацию спиртовых смесей необходимо про-
вести тщательную промывку баков и всей системы бензинопитания
на самолете. Это требование объясняется следующим. Во время ра-
боты на бензине или бензольных смесях стенки баков с внутренней
стороны покрываются плотной коркой в результате отложения на
них нерастворимых в бензине и бензоле твердых частиц. Эти твер-
дые частицы могут быть или продуктами коррозии или же механиче-
скими примесями, попавшими по небрежности в бак вместе с топ-
ливом. Практика показала, что все эти налеты и отложения в си-
стеме очень хорошо растворяются в спирте. Благодаря загрязне-
Ш
нию спиртового топлива указанными веществами при дальнейшей
работе мотора возможна забивка фильтров, жиклеров и т. д. Во
избежание остановки двигателя по этой причине перед заливкой
спиртовых смесей необходимо 'промыть баки самолета и всю топ-
ливную магистраль спиртом, с тем чтобы, очистив их от отло-
жений, не бояться засорения.
При эксплоатации спиртовых смесей необходимо помнить, что
последние также хорошо растворяют краски и аэролаки. При не-
брежной заправке пролитое па выкрашенные детали самолета
спиртовое топливо растворяет краску, и самолет приобретает нека-
зистый вид. Поэтому необходимо принимать меры, предохраняю-
щие самолет от обливания.
Кроме того, спирт разъедает резину. По сравнению с действием
спирта на коррозию металлов здесь имеет место обратная зависи-
мость: чем больше воды в спирте, тем практически меньше его
разъедающее действие. Переход на эксплоатацию спиртовых сме-
сей требует замены дюритовых и резиновых соединений как в си-
стеме мотора, так и в трубопроводах, подводящих топливо.
Технические условия на ректификат этило-
вого спирта. Имеющийся у нас на рынке 90-градусный ректи-
фикат этилового спирта (С.Н5бН + Н„0) удовлетворяет следующим
техническим условиям (ОСТ 1’16) Сдается в сокращенном виде).
Определение. Ректификованным этиловым спиртом называ-
ется продукт фракционированной перегонки (ректификация) сыро-
го этилового спирта, получаемой путем спиртового брожения ве-
ществ, содержащих углеводы.
Технические условия. 1. Ректификованный спирт дол-
жен представлять собой прозрачную бесцветную жидкость без по-
стороннего и неприятного запаха и без примесей.
2. Крепость ректификованного спирта должна быть не ниже
96% (по объему).
Примечание. Спирты крепостью от 95 до 960,0 могут подлежать приемке
по соглашению сторон. Спирты крепостью ниже 95% приемке не подлежат.
3. Ректификованный спирт должен выдерживать пробу Савал-
ля 10 на 10.
4. Ректификованный спирт должен выдерживать пробу Ланга
не меньше, чем в течение 20 мин.
Примечание. Спирты, выдерживающие пробу Ланга от Ю до 20 мин.
могут подлежать приемке по соглашению сторон. Спирты, выдерживающие
пробу Ланга меньше 10 мин., приемке не подлежат.
5. Количество альдегидов — не более 0,002%.
6. Количество сивушных масел — не более 0,003%'.
7. Ректификованный спирт не должен содержать "'фурфурола.
8. Количество сложных эфиров — не более 50 мг в 1 л.
9. Поправка к удельному весу при изменении температуры на
1° — 0,00085.
Упаковка. Ректификованный спирт должен храниться и
транспортироваться в специально предназначенных и оборудован-
ных для этой цели железных цистернах или баках. До 60 л спирт
125
может храниться и транспортироваться в стеклянной посуде или
специальных бидонах, закупоренных корковыми пробками,'предва-
рительно обернутыми пергаментом и запечатанными сургучом. В
исключительных условиях может быть допущено хранение спирта в
деревянных бочках, покрытых внутри спиртоупорной эмалью.
В этом же ОСТ 116 даются методы проведения контроля по всем
константам технических условий.
Глава VIII
ОРГАНИЗАЦИЯ ТОПЛИВНОГО ХОЗЯЙСТВА
В системе пашей эксплоатации топливо представляет собой один
из важнейших участков.
Мы должны научиться не только грамотно эксплоатировать топ-
ливо непосредственно на двигателе, но и умело транспортировать
его и хранить. Только при этом условии все поступающие на снаб-
жение топлива могут быть использованы с должной отдачей при
эксплоатации.
Небрежное хранение, транспорт и распределение топлив, непра-
вильное составление смесей и заправка самолетов снижают каче-
ство. а подчас и окончательно портят его. В результате этого при-
ходится дорогостоящие авиационные топлива изымать из экспло-
атации, используя их не по назначению, что ложится большим
накладным расходом на эксплоатацию.
С другой стороны, эти же причины влекут за собой рост утечек
п потерь, что, принимая во внимание очень большие количества
топлива, потребляемого авиацией, еще более значительно удоро-
жает эксплоатацию.
Вот почему вопросам рационального ведения топливного хозяй-
ства и экономии в расходовании горючего должно быть уделено
максимальное внимание командного, летпого и технического со-
става воздушного флота.
Транспортирование топлива
Обычно топлива перевозятся в железнодорожных цистернах,
автоцистернах, контейнерах и бочках.
В исключительных случаях применяются перевозки в бидонах.
Перевозка в железнодорожных цистернах. В же-
лезнодорожных цистернах топливо обычно перевозится в течение
Длительного промежутка времени, и поэтому даже самая незначи-
тельная течь — особенно испарение — могут привести к большим
потерям к моменту окончания перевозки.
Статистика потерь при транспортировании показывает, что в
случае применения цистерн хорошего качества и при правильной
их укупорке убыль не превышает десятых долей процента. Наобо-
рот, даже при незначительной течи и испарении потери за 20 дней
транспортирования могут доходить до десятков процентов от пере-
возимого топлива, что считается совершенно недопустимым.
127
При перевозке по железной дороге и водным путем в тече-
ние 30 дней потери не должны превышать 1—2%> от перевозимой
партии. '
Течь чаще всего имеет место в нижних швах и заклепках ци-
стерны. Во избежание потерь необходимо при начале налива и пе-
ред отправкой цистерны в путь тщательно осматривать нижнюю
поверхность цистерны. При обнаружении подтекания налив прек-
ращается, а топливо должно быть перелито в исправную цистерну.
Значительно большую утечку, особенно летом, дает испарение
бензинов через неплотности и вентиляционные отверстия в крышке
колпака цистерны.
Устав железных дорог обязывает станции отправления предо-
ставлять отправителям прокладки для большей герметичности
укупорки крышки цистерны.
Почти, как правило, отправители этих прокладок не требуют, а
если и делают заявку станции, то не получают, так как таких про-
кладок на станциях обычно не имеется.
В некоторых случаях попытки применения прокладок оказы-
ваются бесполезными, потому что иа крышках цистерн старых
образцов устроены специальные вентиляционные отверстия, кото-
рые имеют своим назначением выпускать в воздух бензиновые пары
в целях, якобы, предотвращения разрыва цистерн.
От подобных «предохранительных» мер в США давно уже отка-
зались. Там предохранительные отверстия снабжены клапанами,
которые автоматически открываются в тот момент, когда давление
паров внутри цистерн подходит к определенной критической
норме.
До этого момента образующиеся вследствие солнечного нагрева
бензиновые пары действительно герметически удерживаются в ци-
стерне, что реально предотвращает бесцельную утечку путем испа-
рения.
В настоящее время в СССР разработаны современные типы
железнодорожных бензиновых цистерн. По мере их выхода в экопло-
атацию надобность в кустарных мерах защиты от испарения отпа-
дает.
До этого же момента от станций отправления нужно категори-
чески требовать предоставления прокладок под крышку колпака
цистерны и завинчивать натяжной болт крышки только после того,
когда «вентиляционные» отверстия в крышке изнутри надежно
закрыты корковой или деревянной пробкой.
Нужно только учесть, что при i=+ 10° упругость паров наи-
более летучего грозненского авиабензина составляет 247 .о рт. ст.,
т. е. при этой температуре давление паров внутри цистерны со-
ставит не более 1,5 ат.
Цистерна же выдерживает до 8 ат.
Авиационные топлива перевозятся исключительно в специаль-
ных бензиновых или спиртовых цистернах. Назначение цистерн лег-
ко узнать по надписям, имеющимся на корпусе каждой цистерны.
Транспортировать авиатоплива в керосинных, мазутных или нефтя-
ных цистернах воспрещается.
128
До налива топлива цистерну необходимо просмотреть и подго-
товить (т. е. очистить от остатков прежнего продукта). Для этой
цели из цистерны путем откачивания небольшим насосом удаляют-
ся остатки топлива и воды, обычно остающиеся после слива. Если
остаток не удалять, то возможна порча вновь наливаемого про-
дукта благодаря тому, что качества остатка могут не соответство-
вать предназначенному к перевозке топливу.
Просмотр и очистка цистерн от мусора и остатков жидкого топ-
лива, не забираемых насосом, производится вручную, для чего в
цистерну спускается рабочий в специальном шланговом противо-
газе (шлем обычного противогаза, к которому приделан длинный
шланг). Конец шланга выносится из цистерны на воздух для того,
чтобы человек мог дышать. За работающим в цистерне должно про-
изводиться непрерывное наблюдение.
На производстве в целях подготовки цистерн к наливу широко
практикуется их пропарка. Для этой цели используются паровозы,
а в отдельных пунктах станции имеют специальные колонки, даю-
щие пар в цистерны. Пропаривание длится 6—8 час.
После пропарки остатки воды из цистерны вычерпываются или
выкачиваются насосами.
При отгрузках авиатоплива с аэродромных хранилищ в целях
уменьшения потерь шланг нужно опускать возможно глубже, с тем
чтобы падающая струя топлива меньше разбивалась и, следова-
тельно, меньше испарялась. Во время цалива крышку цистерны
следует держать слегка прикрытой. '
Налив цистерны как норму следует производить до половины
колпака. В случае недолива цистерны центробежная сила, действуя
на топливо, может заставить цистерну перевернуться. В случае
переполнения возможно выплескивание топлива в пути.
Перевозка топлива в автоцистернах. Перевозка
авиационных топлив в автоцистернах обычно производится для
наполнения аэродромных хранилищ и в значительной мере для
подачи топлива к самолетам. Поэтому автоцистерна вчитается сред-
ством внутриаэродромного транспорта.
Перевозки в автоцистернах требуют к себе большого внимания.
Практика показывает, что наибольшие потери топлива бывают из-
за небрежной подготовки автоцистерны к наливу. Прежде всего
нужно установить, не осталось ли в ней топлива от предыдущей
перевозки. Это особенно важно в том случае, когда автоцистерной
перевозятся разнообразные топлива.
Кроме того, из-за небрежного отношения к опорожнению отстой-
ников в топливо попадает вода, которая с течением времени в ней
накопляется. Задача заключается в том, чтобы не допустить
засорения топлива.
Подтекание в автоцистернах зачастую рассматривается, как
обыденное явление в эксплоатации. С этим злом надо также реши-
тельно бороться и не допускать никакой течи как в местах уплот-
нения, так и в кранах, тройниках, насосах и шлангах.
Необходимо внимательно следить за надежной укупоркой, так
® М. С. Комскиё. 1593 129
как через неплотно закрытые люки цистерн и прицепок испаря-
ются ценные легкие погоны топлива, а также попадают вода, пыль
и песок. Последние особенно вредны, так как очистка автоцистерн
очень затруднительна. Большим злом является бросание шланга
на землю, так как к мокрому от бензипа наконечнику пристают
песок, пыль и сор, попадающие при дальнейшем наливе в баки са-
молета, в бочки и т. н.
Поэтому перед наливом надо поставить цистерну наклонно к
отстойнику и спустить весь остаток в ведро. После налива необхо-
димо проверить, не протекают ли краны, соединения труб, насосы
и шланги, не загрязнены ли они, исправно ли все хозяйство, доста-
точно ли герметично закрыта крышка наливного отверстия.
Проверять, не задерживаясь, но и без спешки, приводящей
обычно к отрицательным результатам.
Перевозка топлива в бочках и бидонах. Перевозка
топлива в бочках также требует к себе большого внимания. Основ-
ные требования сводятся к: 1) обеспечению герметичности укупор-
ки и 2) правильному укладыванию бочек на транспорт.
Независимо от метода транспорта, которым приходится пользо-
ваться, нужно обеспечить плотную укупорку, так как в противном
случае имеют место значительные потери и повышается пожарная
опасность.
При перевозке бочек гужем или автотранспортом убыли топлива
допускать нельзя. Это требование при хорошей таре и правильной
укупорке легко можно выполнить.
Правильная укладка бочек заключается в установке их обяза-
тельно вверх пробками и в укреплении их подкладками во избежа-
ние боя во время перевозки.
При перевозке бочек в вагонах нельзя допускать нагрузки вто-
рого ряда непосредственно на бочки первого ряда. Между рядами
нужно делать прокладки из досок. Кроме того, с боков крайних
бочек нужно подкладывать деревянные обрубки, чтобы не допу-
стить пробивания стенок вагона из-за раскатывания бочек во время
пути.
Перевозка топлива в бидонах в нормальной системе эксплоата-
ции встречается очень редко. В том случае, когда приходится все
же перевозить бидоны с топливом, нужно требовать, чтобы бидоны
были обязательно упакованы в клетки, так как при этом опасность
разбивания и утечки значительно уменьшается. Точно так же, как
при перевозке бочек, клетки должны быть укреплены.
Слив авиатоплив
Подготовка к сливу. Перед сливом цистерны с авиато-
пливом в резервуар или в другие емкости необходимо проверить ка-
чество прибывшего топлива, а также убедиться в том. что данное
топливо соответствует той номенклатуре, под которой оно числится.
Это делается потому, что бывали случаи получения на аэродромы
топлив под маркой авпапионных, но после соответствующей про-
верки они оказывались автомобильными или даже тракторными.
130
Если такое топливо слить в резервуар, в котором хранится хо-
роший авиационный сорт, то весь запас будет безусловно испор-
чен, нто приносит большей вред и может сорвать нормальную
летную работу.
Обычно после вскрытия цистерны из нее берется проба топлива
н проверяется на удельный вес. Это определение является доста-
точным для установления сорта топлива и сверки его с докумен-
тами. Затем производится анализ в размере аэродромной проверки
(см. гл. XI). После аэродромной проверки в случае, если топливо
выдерживает все предъявляемые к нему требования, предусмотрен-
ные в технических условиях, производится слив цистерны в резер-
вуары.
Слив топлива в-резервуары. Слив топлива в резервуа-
ры производится самотеком или посредством перекачивания на-
сосом. При самотеке слив происходит крайне медленно, поэтому
пользование насосной перекачкой принято за правило.
При сливе топлива в резервуары необходимо вести наблюдение
за правильным открытием задвижек, так как в случае неправиль-
ного их открывания и закрывания возникает опасность попада-
ния сливаемого топлива не в тот резервуар, куда это было бы
необходимо. Ясно что при этом портится качество топлива и оно
делается непригодным для эксплоатации.
Кроме того, бывают случаи, когда порча сливаемого топлива
происходит благодаря подсасыванию низшего сорта топлива из
другого резервуара, имеющего неисправную задвижку. Поэтому
нужно добиваться, чтобы к резервуарам с авиатопливом была про-
ложена отдельная линия с отдельным же насосом.
В тех складах, где несколько резервуаров обслуживается одпой
сливной линией, необходимо неослабное внимание за исправностью,
правильным расположением, открыванием и закрыванием задви-
жек.
Если линия по окончании перекачки остается наполненной сли-
ваемым топливом, то, начиная перекачку авиатоплива, первую
партию нужно направить в резервуар с низшим сортом топлива —
и только после освобождения линий переключиться в авиационный
резервуар. I
Слив топлива в бочки. При сливе топлива из железнодо-
рожной цистерны в тару (бочки, контейнеры-цистерны) необходимо
обеспечить ее хорошее состояние. Перед сливом производится про-
смотр тары, для чего в бочки и контейнеры вводится заранее заж-
женная лампочка аккумуляторного фонаря. Зажигать ее только
после того, как она опущена в тару, нельзя, так как это может по-
влечь за собой взрыв.
Насосы, шланги и пр. должны быть заведомо чистыми, сухими
и не содержать остатков топлива от предыдущего слива.
Бензиновая тара, загрязненная механическими примесями (сор,
пыль, песок), до налива в нее топлива в летнее время промывается
обыкновенной чистой водой, которая затем тщательно сливается;
в зимнее же время для промывки нужно применять соответствую-
щий сорт авиабензина. Если слив производится в новую тару, то
* 131
перед заполнением топливом ее необходимо промыть топливом, для
которого она предназначена, после чего проветрить.
Тара, предназначенная для слива, должна находиться в хоро-
шем состоянии. Наличие вполне исправных пробок и крышек обяза-
тельно. Пробки всех бочек должны быть снабжены прокладками,
которые обеспечат плотную укупорку. Применение деревянных
пробок категорически запрещается.
На фиг. 52 показана схема слива самотеком: А — железнодо-
рожная цистерна, в которую опущен шланг В. При закрытом
кране Е производится выкачивание топлива из цистерны с по-
мощью насоса С до тех пор, пока топливо не появится из конца
шланга. Тогда закрывается пистолетный к.раи L и открывается
кран Е.
В таком положении система готова к сливу. Если конец шланга 7Г
опустить в бочку F и открыть кран L, то топливо самотеком сте-
кает в бочки. После ее наполнения кран L закрывается. Благодаря
наличию крана в конце шланга слив идет с ничтожными потерями.
Несмотря па очевидное преимущество и необходимость уста-
новки крана на конце сливного шланга, многие организации до
настоящего времени не используют у себя это простейшее приспо-
собление.
Проливание бензина происходит при переносе шланга из одной
бочки в другую. Чтобы избежать этого, надо сначала закрыть
кран, а затем уже переносить шланг в рядом стоящую пустую
бочку.
При переливании топлива из железнодорожных цистерн в ре-
зервуары или бочки и перевозке бочек до расходных точек допу-
скаются потери не более 0,35%. Норма эта довольно жесткая, но
132
вполне осуществимая при четкой и правильной организации бен-
зинового хозяйства.
Остатки в ци^Стерне. Часто при сливе топлива из желез-
нодорожной цистерны самотеком в ней остается некоторое количе-
ство топлива на дне, которое не может быть слито через сливное
приспособление.
Правила ведения топливного хозяйства предусматривают, чтобы
в сливных пунктах имелись ручные насосы с' малым диаметром
шланга, применяемые для выкачки остатков топлива из цистерн.
Нужно обращать внимание па возможность использования сли-
тых остатков. Часто в нижнем слое находится вода, механические
примеси и пр.
Поэтому после слива, остатков в отдельные бочки необходимо
убедиться в том, что остаток представляет собой хорошее топливо
без воды, механических примесей и щелочности. При обнаружении
только воды и механических примесей топливо необходимо про-
фильтровать, после чего оно годно к употреблению.
В случае же обнаружения щелочности остатка необходимо его
к эксплоатации не допускать и одновременно проверить нейтраль-
ность ранее налитых бочек.
Экономия топлива при сливе. После того как бочка
наполнена топ,дивом, необходимо завинтить пробку, проложив пред-
варительно картонную или кожаную прокладку, предотвращающую
испарение. Допускается прокладка асбестовым шнуром. Завинчи-
вание пробок производится до отказа, для чего должен употре-
бляться специальный ключ, соответствующий форме пробки. При-
менение способа открывания пробок при помощи зубила категори-
чески воспрещается.
В целях экономии топлива после слива надлежит опорожнить
шланги и вылить их содержимое в последнюю бочку.
Необходимо помнить, что. кроме излишнего перепасхоловаттия,
топливо, оставшееся в шлангах, разъедает резину и портит дорого-
стоящее имущество.
Между тем в эксплоатации часто наблюдается выливание содер-
жимого шлангов на землю.
Для слива остатков топлива из насоса в нижней его части уста-
навливается краник (или пробка), через который выливается все
содержимое в отдельную тару до полного опорожнения.
Хранение авиатоплива в хранилищах
4
Хранение топлива в летнее время. Авиатопливо
хранится в резервуарах, контейнерах и бочках.
Наиболее простым случаем является хранения в резервуарах,
так как опи надежно укрыты от влияния атмосфер^ и. следова-
тельно, испапение и засорение топлива в них пре лоты)0 тпено.
Наиболее частой причиной, приводящей к засорению хранящегося
в резервуаре топлива, является заполнение колодца, в который
• выведены крышка и трубы цистерны водой. Особенно часто это
имеет место весной во время таяния снега и летом после больших
133
дождей. Если своевременно не выкачивать .воду из колодца, то она
может попасть в резурвуар и произвести загрязнение топлива.
Как уже указывалось, необходимо тщательно наблюдать за
тем, чтобы бочки, предназначенные для хранения, были хорошего
качества. Кроме того, перед установкой на хранение необходимо
проверить плотность прилегания пробки и наличие уплотняющей
прокладки.
Бочки с топливом, предназначенные для хранения, не должны
быть налитыми доверху. Это делается для того, чтобы при нагрева-
нии топлива в летнее время имелось некоторое пространство для
расширения топлива за счет сжатия паров. Если же бочка будет
налита до отказа, то расширяющееся топливо сможет прорваться
через резьбу или яге порвать швы бочек.
Нагретые бочки следует открывать с осторожностью, потому что
в жаркие дни давление паров достигает значительной величины, и
при небрежном открывании пробка с силой вырывается с последней
нитки резьбы, что может повлечь за собой увечье рабочего.
Чтобы предохранить бочки от сильного нагревания, в летнее
время их накрывают брезентом и поливают водой. Это мероприятие
производит охлаждающее действие, благодаря чему сокращаются
потери от испарения. Поливать водой бочки, не прикрытые брезен-
том, нельзя, так как это может повлечь за собой попадание воды
в топливо.
В летнее время и в южных краях следует производить орошение
надземных резервуаров. Для этой цели на крышу резервуара выво-
дится труба с отверстиями, через которую поступает вода. Вытекая
через отверстие, она орошает крышу и стенки резервуара и охлаж-
дает их. Отсутствие охлаждения приводит к большим потерям из-
за нагревания и испарения топлива.
При опорожнении резервуаров необходимо проверять их вну-
треннее состояние. При обнаружении коррозии или отложений
грязи в них производится тщательная очистка. Работы по проверке
и очистке производятся рабочими в шланговых противогазах, как
уже указывалось выше. Через каждые 10—20 дней в резурвуарах
проверяется наличие воды, которая может туда попасть различ-
ными путями. В случае обнаружения вода должна быть тут же
слита. Для этой цепи у самого дпа резервуара имеется кран. Для
сливания воды кран слегка открывается и вода спускается до тех
пор. пока не появятся струйки топлива, которые сразу видны в вы-
ливающейся воде и, кроме того, легко обнаруживаются по запаху.
Хранение топлив в зимних условиях. Хранение
топлив в зимних условиях является затруднительным только в от-
ношении авиабензола, пиробензола и их смесей. Кроме того, при
низких температурах расслаиваются спиртовые смеси. Выше при-
ведено достаточное количество данных, определяющих возмож-
ность хранения разных топлив. Так например, авиабензол и пиро-*
бензол нельзя хранить в открытых хранилищах при температуре '
воздуха ниже —30°. В этом случае рекомендуется составление
принятой в эксплоатации смеси с наибольшим содержанием аьиа-
бензола. В случае необходимости применения смесей с меньшей
134
конпентрацией бензольного топлива производится разбавление
хранящейся смеси бензином до нужной концентрации.
г Организация топливного хозяйства. Бочки с авиа-
ционным топливом при хранении па складах устанавливаются ря-
дами таким образом, чтобы каждая бочка во избежание подтекания
была расположена кверху пробкой. Одинаковые сорта топлив хра-
нятся в одном и том же порядке или группе.
Укладка бочек допускается в несколько рядов (не более трех)
один над другим с обязательным применением промежуточных
прокладок. Бочки хранятся чаще всего под навесом или в крайнем
случае прикрываются брезентом.
Около каждого порядка (группы) устанавливается табличка, на
которой должно быть написано название топлива.
Для того чтобы не было путаницы, иа каждую бочку наклеива-
ется ярлык с указанием сорта топлива, который находится в бочке.
Ярлыки применяются разных цветов, причем каждый цвет соответ-
ствует определенному сорту топлива. При маркировке исключается
возможность путаницы, после того как бочка выкатывается из
своего ряда.
Применение маркировки с помощью надписей мелом или
краской не рекомендуется.
Меловые надписи при перемещениях быстро стираются до такой
степени, что определение сорта становится невозможным. Марки-
ровка с помощью надписей краской неудобна, потому что сорта
топлив в условиях эксплоатации могут меняться, что приводит к
появлению на бочке нескольких надписей. Такие бочки всегда яв-
ляются причиной недоразумений и путаницы.
Кроме того, надписывание бочек занимает времени значительно
больше, чем наклеивание ярлыка на днище.
Поэтому из всех способов маркировки бочек следует предпо-
честь метод наклеивания ярлыков. Бочки, предназначенные для
слива всякого рода остатков, маркируются двумя черными поло-
сами на дне. Использование остатков производится по указанию
инженера.
Выдача, учет и контрольтоплива. Топлггво выдается
инженером из складов по требованию, соответствующему потребно-
сти одного летного дня. Одновременно с выдачей ведется учет вы-
даваемого топлива.
Топливо расходуется в порядке сроков поступления па склад.
При длительном хранении производится периодически контроль
качества топлива. Сроки периодического контроля зависят от
сорта топлива.
Они рассчитаны таким образом, чтобы наименее стабильные
топлива проверялись чаще всего. Результаты проверки качества
хранящегося топлива заносятся ib специальную тетрадь, называе-
мую «Учет качества хранящихся топлив и масел».
Хранение пустой тары. СодержЯйие пустой тары в над-
лежащем порядке обеспечивает сохранение качеств того топлива,
которое будет в него налито. Поэтому вопросу хранения тары не-
обходимо уделить должное внимание •
135
Главное заключается в том, чтобы не допустить в таре никаких
остатков топлива, потому что в случае налива топлива другого
сорта качество его может сильно ухудшиться. Кроме того, пустую
тару следут тщательно закрывать для того, чтобы не допустить по-
падания в нее мусора, песка и воды. Не следует забывать, что пу-
стая тара является очень опасной в пожарном отношении. Поэтому
она должна храниться отдельно в специально отведенном на храни-
лище месте, укрытом брезентом.
Грамотное ведение складского хозяйства требует такого состоя-
ния пустой тары, при которой было бы возможно немедленное пре-
доставление ее под палив без какой-либо специальной подготовки.
Нормы допускаемых потерь. Хранение топлива дол-
жно происходить с минимальными потерями. В современных усло-
виях хранения на оборудованных складах некоторые потери все же
имеют место, и поэтому допускается потеря топлива в 0,2% от
хранящегося количества на каждые 6 мес. хранения. В условиях
хранения топлива на открытых бензохранилищах при примене-
нии бочковой тапы допускаются несколько увеличенные потери,
достигающие 0,3%.
В зимнее время нормы потерь уменьшаются на 25%. В летнее
время для южных районов, т. е. для Туркестана, Кавказа и Крыма,
нормы потерь увеличиваются на 10% по сравнению с вышеприве-
денными цифрами.
При переливании топлива в мелкую тару (бочки, бидоны и
т. д.) допускаются потери не более 0,7%. Если аккуратно и добро-
совестно вести работу, то в эти нормы нетрудно уложиться.
Заправка самолета
Подготовка к заправке. Топливо, согласно требованию
инженера, принимается представителем части на складе парка по
весу. Количество его должно соответствовать дневной потребности.
Таким образом к концу дня в баках самолетов должно быть обес-
печено наличие необходимого количества топлива на следующий
день.
Приемщиком части или подразделения тут же на складе произ-
водится проверка удельного веса, во избежание случайных ошибок
в сорте принимаемого топлива. В отдельных случаях приемка то-
плива для заправки может производиться непосредственно на месте
заправки.
В случае получения топлива со склада доставка его к месту
заправки производится по наряду парка на тележках, платформах,
грузовиках или иных транспортных средствах. Транспортирование
должно производиться аккуратно с предотвращением возможности
потерь и с соблюдением простейших правил, подробно изложенных
выше. При прибытии н месту заправки разгрузка бочек на землю
без применения покатов (сбрасывание с борта) запрещается.
Место заправки выбирается на красной черте не ближе 50 м от
ангара. Заправка обычно производится в конце летного дня после
136
осмотра и необходимого ремонта мотора. Во время заправки какие-
либо работы у мотора не допускаются.
Перед заправкой, как и перед каждым полетом, производится
взятие пробы и слив всего отстоя топлива из отстойников.
Перед заправкой самолета
проверяется чистота воронок,
хранящихся в техскладе под-
разделения и являющихся ин-
дивидуальной принадлежно-
стью самолета. Необходимо
помнить, что воронки, замшу и
концы шлангов ни в коем слу-
чае нельзя класть на землю.
Этим предотвращается 'возмож-
ность попадания земли, песка
и сора в баки самолетов при
наливе топлива.
Фильтрация т о п л и-
в а. При заправке топлива в
самолет должна обязательно
производиться фильтрация то-
плива и отделение от него
воды. Для фильтрации приме-
няются замша или механиче-
ские фильтры типа АК, уста-
Фиг. 53. Воронка для фильтрации
топлива при заправке самолета
одним рабочим.
новленные непосредственно на автоцистернах, или механические
фильтры типов СФ и РФ. Эти фильтры работают безотказно, во
много раз ускоряя заправку.
Нужно только внимательно следить за тем, чтобы вода из
отстойника фильтра своевременно выпускалась через специаль-
ный сливной краник.
Замшевый фильтр представляет собой кусок замши (размером
50 X 50 с.«). Смоченный бензином фильтр накладывается на воронку
гладкой стороной вверх и зажимается металлическим кольцом к
воронке (в крайнем случае — перевязывается веревкой). Необхо-
димо следить за тем, чтобы замша не прилегала к стенкам, а прови-
сала, образуя мешочек. Если шкурка будет очень сильно прови-
сать и прикасаться к стенкам, то фильтрация будет сильно за-
медленной. Замша должна быть чистой без каких-либо осадков и.
кроме того, она не должна иметь механических повреждений и
свищей. Это обязательно должно проверяться перед каждым
употреблением.
Для возможности заправки самолета одним человеком целесо-
образно употреблять специальное приспособление, не допускающее
перенаполнения воронки.
На фиг. 53 показана воронка с поплавком. В случае чрезмер-
ного наполнения воронки поплавок всплывает, закрывает отверстие
шланга и прекращает дальнейшее поступление топлива. Заправка
топливом через замшу под давлением (как. например при завязы-
вании шкурки замши на конец шланга) категорически воспреща-
137
ется. В этом случае замша не задерживает воду, которая попадает
в бак самолета.
Порядок заправки. Обычно заправка самолета произво-
дится двумя рабочими: один из них накачивает топливо насосом,
а второй стоит у воронки и регулирует поступление топлива
(фиг. 54).
Фиг. 54. Заправка самолета двумя рабочими с фильтрацией топлива
через замшу.
Стоящий у воронки должен находиться с надветрешюй стороны,
для того чтобы не вдыхать паров топлива. Во время дождя или
снега во избежание попадания в топливо воды необходимо при-
крывать воронку куском брезента.
То же делается при заправке самолета этиловым бензином в це-
лях нейтрализации химического действия солнечных лучей.
По окончании заправки проверяется наполнение баков. Нали-
вать топливо до горловины запрещается. Обычно оставляется сво
бодное пространство от 3 до 5 см. Затем пробки баков и бочек
вставляются на место и завертываются до отказа.
Топливо из шлангов должно быть вылито обратно в бочки,
для чего свободный конец изгибается и обратно направляется в
бочку.
Топливо из насоса опускается через сливной краник (пробку).
Заправка из колонок и колодцев. Указанный выше
епособ заправки применяется в полевых условиях. На стационар-
ных основных аэродромах устроены бензохранилища, имеющие по
несколько бензоколонок, служащих для раздачи топлив. В этом
случае топливо почт полностью изолировано от внешней среды,
138
Фиг. 55. Подземная бензораздаточная колонка с присп*-
соблеииями для заправки самолета,
ягпстрчнягго журнал*.!
003
балка для шланга Крыш л а
1300
Фиг. 55а. Разрез бензораздаточной колонки.
139
благодаря чему потери сведены до минимума. Кроме того, учет то-
плива при распределении через колонки доведен до большой точ-
ности благодаря тому, что все колонки снабжаются приборами
(бензосчетчиками) для замера расхода топлива.
Обычно такие раздатчики топлива представляют собой подзем-
ные колодцы, в которых имеются шланг, механический фильтр и
беизосчетчик (фиг. 55).
Из этих колодцев путем открытия крапа можно производить за-
правку самолета отфильтрованным топливом. В этом случае за-
правка производится очень быстро.
На фиг. 56 показана заправка самолета из бензораздаточпого
колодца (на иностранном аэродроме).
[ Фиг. 56. Заправка самолета пз подземного колодца.
Заряжаем ость электричеством топлива при за-
правке. Во время протекания по шлангам топливо заряжается
статическим электричеством. В обычных условиях этого электри-
- чества недостаточно для того, чтобы проскочила искра и получился
пожар. Однако в силу особенностей атмосферных условий при по-
вышении скорости подачи бензина, а также при длительном на-
капливании электричества, на поверхности бака ооразуется на-
столько мощный заряд, что появление искры становится возмож-
ным. Поэтому при заправке самолета следует принимать меры для
отвода электричества в землю.
На металлических самолетах роль контакта с землей выполняет
костыль, и поэтому при заправке их никаких мер для отвода эле-
ктричества не принимается. При заправке деревянных самолетов
и самолетов, имеющих вместо костыля колесо, необходимо зазем-
лять бак путем соединения его цепочкой или проволокой с землей.
Помимо этого, целесообразно таким же способом заземлять конец
раздаточного шланга и перекачивающий агрегат (автоцистерна,
механический фильтр типов РФ и СФ).
Учет топлива. Одним из важнейших элементов грамотной
эксплоатации является учет расходуемого топлива.
Можно добиться больших успехов в экономии топлива, если
этот участок будет организован правильно.
Для этого требуется:
U0
1) учет довести до каждого отдельного самолета, 2) обеспечить
точный отпуск топлива по весу или по литражу и з) своевременно
составлять отчеты по расходованию топлива.
Выдача топлива должна производиться по ордерам установлен-
ной формы. Никакие другие документы, как то: служебные за-
писки, расписки и т. д., не могут служить основанием для выдачи
авиационного топлива.
На каждый самолет топливо выдается только на одни летный
день; все излишки к концу дня обязательно сдаются на склад.
Хранение авиационного топлива вне склада не допускается. Кроме
того, запрещается использование остатков топлива после заправки
для каких-нибудь иных целей, как тВ: на автомашины, для мытья
деталей, для керосинок, паяльных ламп и пн Кондиционное авиа-
ционное топливо должно использоваться только по прямому назна-
чению. s I
Отчет о расходе топлива составляется также по установленной
форме. Требуется обязательное заполнение выводов статьи отчета
«экономия или перерасход». В случае перерасхода указываются
причины и немедленно принимаются меры к их устранению. Отчет
по расходованию топлива должен вестись на каждый отдельный
самолет.
В том случае, когда внимание летного и технического состава
мобилизовано на вопросах экономии в расходовании топлива,
можно достигнуть больших успехов в удешевлении эксплоатации.
Экономия топлива в полете
Калибровка жиклеров. Потери и непроизводительное
расходование топлива во всей системе топливного хозяйства имеют
место, начиная с момента транспортирования топлива и кончая мо-
ментом заправки самолета.
Однако экономное обращение с топливом в этой системе не обес-
печивает еще нужного эффекта, так как и при работе двигателя
можно предотвратить лишнее расходование топлива, что даст эко-
номию, по много раз превышающую достижения на всех предыду-
щих этапах.
Сплошь и рядом наблюдаются случаи, когда два самолета,
одновременно отправленные по одному маршруту, расходуют на
полет различное количество топлива.
Как показали многочисленные наблюдения, причиной является
различная регулировка карбюратора и пользование высотным
краном по-разному.
В моторе топливо подается для смешения с воздухом через та-
рированное отверстие жиклера. Самое незнатштельное увеличение
Диаметра этих отверстий ведет к сильному увеличению расхода то-
плива.
Тарировку жиклера путем промера производить невозможно,
так как этим способом очень трудно обнаружить незначительное
увеличение диаметра.
141
Для того чтобы правильно подобрать диаметр жиклера, суще-
ствует проверка методом истечения Для этой цели через данный
жиклер по направлению обычного поступления в него топлива
пропускается грозненский авиабензин под напором 0,5 м. Незави-
симо от топлива, на котором работает двигатель, тарировка жикле-
ров всегда производится на грозненском авиабензине.
По мере протекания топлива через жиклер засекается количе-
ство кубических сантиметров бензина, вытекающего в 1 мин. Эта
цифра и величина диаметра являются характеристикой жиклера
В том случае, если топлива протекает недостаточно, диаметр
жиклера аккуратно развертывается, в случае же увеличенного исте-
чения испытуемый жиклер заменяется новым, в крайнем случае,
расклепывается или запаивается и снова рассверливается.
Для тарировки пользуются специальным аппаратом, в котором
при истечении топлива уровень его изменяется очень незначитель-
но, и поэтому практически можно считать, что истечение происхо-
дило под постоянным напором.
Истечение жиклеров периодически необходимо проверять, по-
тому что во время работы отверстия изнашиваются и диаметр их
увеличивается. Это объясняется тем, что при работе двигателя че-
чез отверстие жиклеров проходит с достаточно большой скоростью
большое количество топлива, благодаря чему имеет место некоторое
истирание металла. Правда, это увеличение невелико, но, как уже
выше указывалось, даже незначительное увеличение отверстия
приводит к большому увеличению расхода.
Смена жиклеров. Кроме периодической проверки жикле-
ров при наступлении теплой погоды, необходимо производить свое-
временную смену зимних жиклеров на летние. Известно, что зимой
благодаря плохой испаряемости расход топлива преднамеренно уве-
личивается путем установки жиклеров с большими отверстиями.
При наступлении же теплой погоды жиклеры надо обязательно ме-
нять. Благодаря тому, что это мероприятие не всегда выполняется,
бывают случаи работы двигателя в течение целого года на зимних
жиклерах, что влечет за собой никому ненужный перерасход то-
плива.
Пользование высотным краном. Правильное исполь-
зование высотного крана (корректора) заключается в том, что по
мере подъема самолета на высоту соответствующим приспособлением
уменьшается количество топлива, поступающего для смешения с
воздухом. Необходимость этого мероприятия объясняется тем, что
на высоте благодаря разрежению воздух поступает в двигатель не-
сколько в меньших (по весу) количествах, чем около земли. То-
пливо же поступает так же, как и около земли. Таким образом соот-
ношение между топливом и воздухом нарушается в сторону из-
бытка топлива, т. е. обогащения смеси.
Поэтому при подъеме на высоту необходимо уменьшать подачу
топлива в соответствии с разрежением воздуха, что и осуществля-
ется высотным краном.
Пользование высотным крапом требует внимания и навыка у
летного состава и должно производиться согласно имеющимся ин-
142
струкциям. Неправильное пользование, высотным краном или пре-
небрежение к пользованию им приводит к излишнему перерасходу
топлива.
Если учесть, что одна лишь замена зимнего жиклера на летний
дает сокращение часового расхода топлива не менее, чем на 5 кг,
что за время летнего налета сохраняет до полутонны горючего
на одном только моторе, станет совершенно ясно, что основной
упор при проведении мероприятий по экономии должен быть взят
именно на грамотную эксплоатапию топлива в воздухе.
Это не значит, что в комплекс мероприятий по экономии не дол-
жно быть включено все то, что указывалось в предыдущих главах
при рассмотрении различных этапов прохождении топлива до бака
самолета.
Реальный результат — сотни и тысячи тонн экономии топлива—
может дать только весь комплекс указываемых мероприятий.
*
Гл в в а IX
ТЕХНОЛОГИЯ И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА АВИАМАСЕЛ
1
1
Требования к авиационному маслу
Трениеиработасмазки. Современный авиационный дви-
гатель представляет собой весьма сложную машину. Сложность
заключается не только в конструкции механизмов, но и в чрезмер-
ной напряженности их работы от действующих сил и темпе-
ратур.
Как и во всякой машине, преобразующей и передающей
движение, в авиационном моторе имеется ряд трущихся деталей,
обеспечение нормальной работы которых представляет одну из наи-
более сложных задач современной техники.
Изучение законов трения приводит к выводам, что условия ра-
боты трущихся поверхностей чрезвычайно усложняются в том слу-
чае, когда мы имеем повышенные температуры, небольшие размеры
трущихся поверхностей и большие давления на них. Все эти три
фактора в условиях авиационного мотора имеют место и оказывают
сильное влияние: работа трущихся поверхностей в авиационном
моторе напряжена более, чем в какой бы то ни было другой
матине.
Для облегчения работы трущихся поверхностей служит смазка.
Она уменьшает расход мощности на преодоление трения, сни-
жает нагрев трущихся деталей из-за превращения работы в те-
плоту и предотвращает износ работающих поверхностей.
Подводимое к трущимся деталям масло должно создавать между
ними масляную пленку, предохраняющую металлические поверхно-
сти от посредственного взаимного соприкосновения. Эта масляная
пленка, как показали специальные исследования, значительно об-
легчает условия работы трущихся поверхностей в том случае, если
удается обеспечить се присутствие во все время работы.
Нам известны три основные вида трения: а) сухое, б) полужид-
костное, в) жидкостное.
Первый случай представляет собой работу трущихся поверхно-
стей без всякой смазки между ними. Такой случай трения в маши-
нах не допускается, так как влечет быстрое истирание и нагрева-
ние деталей.
144
При работе без -смазки очень скоро начинаются задиры, рас-
плавление деталей с немедленно наступающей аварией машины.
Полужидкостное трение происходит тогда, когда трущаяся по-
верхность в основном покрыта жидкой масляной пленкой, и лишь
в некоторых местах имеется сухое соприкосновение металлических
поверхностей. Полужидкостное трение встречается в машинах
довольно часто, несмотря на то, что при этом износы могут до-
стигать значительной величины. В авиационных моторах полу-
жидкостное трение не допускается. Однако оно иногда имеет место,
как например в моменты запуска мотора в холодное время года.
Жидкостное трение происходит в том случае, когда между всеми
трущимися поверхностями имеется пленка смазывающей жидкости.
Эта пленка может иногда достигать толщины, исчисляемой в сотых
долях миллиметра, но наличие ее между трущимися деталями дол-
жно быть всегда обеспечено.
При жидкостном трении износы невелики, а нагрев трущихся
поверхностей, достигнув некоторой температуры (повышенной по
сравнению с внешними атмосферными условиями), сохраняет ее
постоянной во все время работы. Это происходит вследствие того,
что количество теплоты, получаемое от трения, становится равным
количеству теплоты, отводимой лучеиспусканием или циркулирую-
щей смазкой. 1
Для авиационного двигателя необходимо добиться наличия
жидкостного трения на поверхностях всех трущихся деталей. Это
может быть обеспечено грамотным конструированием и тщательным
изготовлением основных деталей подшипников, валов, поршней, ци-
линдров, передаточных валиков и шестерен.
Для того же чтобы работа трущихся поверхностей протекала
нормально, применяемая смазка должна обладать достаточно вы-
сокими качествами.
Указанные ниже требования, предъявляемые к авиационным
маслам, в основном базируются на этих положениях.
Требования, предъявляемые к авпамаслам. Та-
ким образом требования к маслам могут быть сведены к следующим
моментам:
*1 1. Масло должно обладать хорошими смазывающими способно-
стями и хорошо прилипать к металлу, для того чтобы при высоких
давлениях не выдавливаться и сохранять масляную пленку между
трущимися деталями.
V 2. Масло не должно изменять своих качеств как вязкости, так
и смазывающей способности при увеличении температур до макси-
мальной величины, встречающейся в авиационном двигателе, для
того чтобы детали, работающие при повышенных температурах, по-
лучали доброкачественную смазку. При низких температурах
масло должно быть достаточно жидким, чтобы при запуске оно
прокачивалось помпой и подавалось к трущимся деталям в целях
предотвращения пюлужидкостпого трения, вызывающего расплавле-
ние подшипников. Это требование формулируется в общем как
~ масла сохРаШ1ТЬ свою вязкость при изменении темпера-
io М. с. Комский. 1683
145
\ 3. Масло должно сохранять свои качества при длительной ра-
боте иа моторе, не вызывая никаких отложений на его деталях и не
содействуя иагарообразованию, т. е. оно должно быть стабильным.
Это свойство должно предотвращать необходимость замены смазки
в полете, а также удешевлять стоимость эксплоатации.
4. Масло должно загустевать при низких температурах, для
того чтобы в этих условиях можно было обеспечить проворачивае-
мость и запуск мотора, облегчить и удешевить эксплоатацию.
5. Масло должно обладать способностью не изменять своих ка-
честв при длительном храпении.
4 G. Масло не должно действовать разъедающе па детали двига-
теля и содействовать их коррозии.
7. Масло должно производиться в заводских масштабах в до-
статочных для эксплоатации количествах и поставляться по недо-
рогим ценам.
8. Масло должно поступать для эксплоатации готовым к упо-
треблению без необходимости проведения каких-либо дополнитель-
ных манипуляций.
Из рассмотрения указанных требований видно, что масло дол-
жно обладать очень разнообразными качествами для того, чтобы
удовлетворить запросы такого агрегата, как авиационный мотор.
Несмотря на ясность и простоту предъявляемых к авиацион-
ному маслу требований, мы все же до сегодняшнего дня не распо-
лагаем сортами масла, целиком отвечающими этим запросам.
Некоторые требования практически довольно легко выполнить,
как например изложенные в пп. 5—8, в то время как требования
пп. 1—з все еще целиком не осуществлены.
Для создания паилучших условий работы мотора приходится
итти на технические компромиссы, т. е. подыскивать такие масла,
которые ближе всего подходят к предъявляемым требованиям. 'Гак
например, желательно иметь масло, сохраняющее свою жидкую
консистенцию до температуры —40°. Самые низкозагустевающис
масла, встречающиеся на иностранных рынках, имеют температуру
застывания примерно —20°.
Поэтому приходится изыскивать технологический процесс про-
изводства масел, дающий наиболее низкую температуру, добавлять
специальные вещества, снижающие температуру загустевания, и,
наконец, применять на двигателях более жидкие масла, несмотря
на ухудшение работы деталей, подверженных действию высокой
температуры.
Все это указывает на то, что решение задачи применения масла,
не удовлетворяющего целиком предъявляемых к нему требований,
свя-запо с рядом других вопросов.
В каждом отдельном случае техническое решение должно быть
выбрано таким образом чтобы наиболее существенные требования,
предъявляемые данным двигателем, были обеспечены наилучшим
образом.
146
Основные технологические процессы получения авиационных
масел
Применяемые в настоящее время авиационные масла могут быть
разбиты на три группы в зависимости от своего происхождения:
" а) масла минерального (нефтяного) происхождения,
б) масла растительного происхождения,
в) масла компаундированные.
Сырье для минеральных м а с е л. Из всех встречаю-
щихся в эксплоатации авиационных масел минеральное масло
представляет собой наиболее распространенный вид. Можно смело
утверждать, что не менее 90—95% потребности покрывается масла-
ми минерального происхождения. Это объясняется тем, что наибо-
лее развитой промышленностью, с большими возможностями и
сырьевыми ресурсами является па-сегодня нефтяная промышлен-
ность.
Мы располагаем такими сортами нефти, которые могут дать
вполне доброкачественное сырье для производства авиационных
масел. К таким нефтям относятся нефти Эмбенского района, даю-
щие прекрасное сырье для получения авиамасел. Однако в Эмбен-
ском районе добываются два сорта нефтей, так называемые доссор-
окая и макатская нефти. Первая из них является нефтью с малым
содержанием смол, вторая значительно уступает доссорской по
своим качествам.
Несколько лет тому назад, при малых потребностях в авиацион-
ных маслах, доссорской нефти вполне хватало для производства.
Рост воздушного флота поставил вопрос пе только о больших мас-
штабах производства, но и о расширении сырьевых источников.
Вот почему в настоящее время для заводов, производящих наи-
более распространенное авиационное масло ДМ К подается смесь
из 50% доссорской и 50% макатской нефти, а пе чистая доссор-
ская нефть.
Надо указать, что помимо эмбепских нефтей, мощным сырьевым
источником для получения высокосортных авиационных масел яв-
ляется сурахапская нефть, добываемая на Бакинских промыслах.
Кроме того, имеются сырьевые источники, имеющие большое бу-
дущее, как например Южный Пекине, даютппй маслянистую нефть
весьма высоких качеств. Эта гтофть в настоящее время етпе пе пере-
рабатывается, по в педалексм будущем мы будем иметь масла этого
месторождения.
Л е с т и л л а т и ы е а в и а м а с л а. Авиапиоппые масла полу-
чаются из нефти после отгона из нее легких фракций. Для произ-
водства ма<*ел в качестве основного полупродукта служит мазут.
При производстве авпапиоппых масел мазут подвергается на-
греванию. и из пего отгоняются соляровое, веретенное и машинное
масла. Остаток носит название потлтудропа. представляющего со-
бой исходный продукт для получения авпапиоппых масел.
1035 ^В пм,а<'П0 -КМ (раттее называвшееся А АС) получило новую маркпрпвеу в
03на‘,аут что для производства этого масла пошли мазуты дос-
макатских нефтей
10* 147
Полугудрон нагревается под вакуумом, и из него отгоняется
авиационное масло, носящее название дестиллатного. После соот-
ветствующей очистки такое масло может быть пущено в эксплоата-
цию. Дестиллатные масла отличаются очень хорошими качествами.
Наиболее существенными свойствами их является то, что они не
дают значительного иагарообразования и во время работы на двига-
теле незначительно изменяют свои качества. Таких масел в настоя-
щее время мы еще не имеем, но в ближайшем будущем они начнут
играть в нашей системе эксплоатации очень важную роль.
Насю.ДН" "
ФилЬтр
Тру5четая печЬ
Фиг. 57. Схема получения авиамасла ДМ (брайтсточное
масло).
Остаточное масло. Для получения других сортов авиа-
масел полугудрои обрабатывается на так называемых брайтсточных
установках или подвергается специальной очистке. Получаемые
таким способом масла носят название остаточных масел. В настоя-
щее время и у нас, и заграницей наиболее освоен способ произ-
водства брайтстоков, так как этот способ дает весьма хорошее ка-
чество готового масла при сравнительно простом технологическом
процессе.
Способ получения авиамасла ДМ. На фиг. 57 пока-
зан способ производства масла ДМ (бывшее ААС), предъявляющего
собой типичный брайтсток.
Сырая нефть, состоящая из смеси 50%> макатской и 50% дос-
сорской нефти, поступает из резервуара на перегонку. Сначала из
нефти отгоняются легкие части на так называемой керосиновой
батарее. Затем мазут поступает на масляную батарею, где из него
отгоняются соляровое, веретенное и машинное масла. Остаток-"
полугудрон — поступает в сернокислотную очистку. Количество
серной кислоты, идущей для очистки лолугудрона нефти, меняется
148
зависимости от сырья. Чем больше в смеси макатской нефти,
тем больше расход серной кислоты. В случае переработки 50-про-
центной смеси количество расходуемой кислоты может достиг-
нуть 12%.
После очистки серной кислотой масло отстаивается и из него
сливается остаток (кислый гудрон). Затем оно смешивается со спе-
циальной отбеливающей землей, которая дополнительно очищает
масло от неустойчивых соединений.
Для производства авиационного масла ДМ в качестве отбели-
вающей земли используется земля Закиевского месторождения. Для
того чтобы при наименьшей затрате эта земля оказала наиболее
эффективное действие, производится ее размол, благодаря которому
площадь взаимодействия мелких частиц земли с маслом сильно
увеличивается. Поэтому размол дает возможность сократить коли-
чество задаваемой земли, что влечет за собой соответствующее сни-
жение потерь.
Масло, смешанное с землей, захватывается насосом и подается
в трубчатую печь. Температура протекающего по нагретым тру-
бам масла повышается, оно разжижается и вступает в активное
взаимодействие с землей.
Трубчатая печь подогревается примерно до 200°. Затем масло
охлаждается до 100° и фильтруется несколько раз для полного
удаление механических примесей и остатков земли. Полученное
таким образом масло представляет собой наиболее широко приня-
тый у нас сорт авиационного масла, известный в эксплоатации под
маркой ДМ.
Масло из сураханских нефтей получается двумя способами.
Сураханский брайтсток. Первый способ заключается
в получении брайтстока примерно так же, как и в ДМ. Здесь не-
обходимо только сделать следующее замечание. После фильтрации
сураханский брайтсток подвергается процессу депарафинизации
(изъятие из масла парафина). Для этой цели масло заморажива-
ется, вследствие чего происходит выпадение парафина. Выпавший
парафин находится в масле во взвешенном состоянии и удаляется
способом центрифугирования.
Процесс депарафинизации состоит из четырех этапов: 1) масло
смешивается с нафтой (легкий бензин), для того чтобы кристаллы
парафина легче отделялись от жидкости; 2) раствор медленно ох-
лаждается до температуры примерно —40°; 3) центрофугированием
отделяется взвешенный в масле парафин, после чего в четвертом
этапе производится отгонка из масла нафты.
Благодаря процессу депарафинизации температура загустевания
тяжелого сураханского брайтстока понижается до —15°.
Полученное таким образом масло, в отличие от эмбенского, не
может в чистом виде итти для эксплоатации на авиационных
моторах. Это объясняется тем, что сураханские брайтстоки весьма
густы и для получения из них авиационного масла требуют разба-
вления менее вязким маслом.
Б у р а х а н с к о е авиамасло. Второй способ использова-
ния сураханских нефтей для получения авиационных масел тре-
149
бует изменения технологического процесса, применяемого для по-
лучения брайтстока. Путем изменения процесса получается более
жидкий полугудроп, из которого получаются авиационные масла,
удовлетворяющие предъявленным требованиям. В этом случае сме-
шение (компаундирование) является излишним, и процесс изготов-
ления масла целиком совпадает с процессом масла ДМ. Депара-
финизация этого масла производится.
Полученное таким образом масло называется сураханским авиа-
ционным маслом.
Новые методы п о л у ч е н и я а в и а м а с е л. Описанные
выше технологические процессы представляют собой те или иные
способы переработки нефти путем выделения фракций, отвечающих
требованиям авиационных масел. Ни один из описанных способов
не влияет на внутреннее строение вещества.
Фиг. 58 Вольтолизационная установка.
Новейшие же способы переработки минеральных масел заклю-
чаются в том, что во время технологической переработки проис-
ходят химические преобразования, идущие в наиболее желатель-
ном для условий работы авиамотора направлении. К этим способам
переработки относятся методы электроионизации и синтезирование
масел.
В о л ь т о л о в ы е масла. Способ электроионизапии. или
вольтолизации масел заключается в том, что масло подвергается
действию электрического тока большого напряжения.
На фиг. 58 представлен общий вид заводской установки. Справа
видно электрическое оборудование с распределительной доской,
а слева большой резервуар, в котором масло подвергается действию
электрического тока.
Технологический процесс заключается в том, что под действием
электрического тока масло начинает густеть. Электрический ток
подается к дискам, опушенным в масло и врашаюшимся на оси.
Вращаясь, диски перемешивают масло и создают этим однородное
загустевание. Электрообработка производится при несколько повы-
15D
щепной температуре и в присутствии водорода, предотвращающего
окисление масла.
Судя по данным иностранной литературы, эти сгушенпые масла
могут использоваться: 1) вместо тавотов (консистентных смазок) и
2) для составления авиационных масел. В последнем случае этот
сгущенный концентрат разбавляется в более жидком масле до
необходимой пропорции и в таком виде поступает для эксплоата-
ции под названием вольтолового авиационного масла.
Имеются данные о том, что сгущенный концентрат изгото-
вляется как из минерального, так и из растительного сырья. Жид-
кий растворитель всегда борется минерального происхождения.
Вольтоловые масла значительно дороже обычных авиационных
масел, потому что они получаются посредством дорогостоящей
электрообработки. Несмотря на дороговизну, они быстро приобрели
большую известность и распространение исключительно благодаря
своим высоким качествам.
Исследование и испытания этих масел на моторах показали что
спи обладают хорошей смазывающей способностью и значительно
увеличивают срок службы мотора. Кроме того, они незначительно
изменяют свою вязкость при увеличении температуры, что дает
гарантию падежной смазки нагретых деталей двигателя и доста-
точной смазки при запуске двигателя.
Масла селективной очистки. За последнее время за
границей получило большое распространение авиационное масло,
получаемое путем специальной его очистки. Эта очистка заклю-
чается в том. что масло перемешивается с веществами, способными
растворять наихудшле составные части, находящиеся в маслах
(смолы). Благодаря этому способу очистки масло как бы освобожда-
ется от нежелательных примесей, и поэтому качество его значи-
тельно улучшается.
Такой метод очистки носит название избирательной или селек-
тивной очистки.
В качестве избирательных растворителей применяется большое
количество разнообразных вепеств. Наибольшее пасппостранение
получил нитробензол, являющийся наиболее эффективным раство-
рителем.
Для иллюстрации значения этого способа очистки может слу-
жить тот факт, что в США не менее 70% масляных заводов рабо-
тают методом избирательной очистки.
У пас в СССР способ приготовления авиамасел с помощью се-
лективной очистки в настоящее время также начинает прививаться.
Синтетическое масло. Способ синтезирования масла
представляет собой еще более дорогостоящий технологический про-
цесс. Он заключается в том, что сырье нефтяного происхождения
подвергается крекированию (жидкофазному), при котором начи-
нается разложение частиц исходного продукта.
Продукты разложения обрабатываются хлористым алюминием,
благодаря чему они уплотняются до необходимой для авиацион-
ного масла консистенции. После этого масло подвергается контакт-
ной обработке (отбеливающими землями).
151
Сложность производства этого масла заключается в пеобходц.
мости базировать технологический процесс на определенном виде
сырья. Наилучшее масло получается при применении в качестве
сырья парафина или парафиновых отеков. Производство исходных
продуктов очень ограничено, а попытки использовать другие
сырьевые ресурсы не дали положительных результатов.
Испытания синтетических масел, проведенные в Америке, пока-
зали их высокие качества при работе мотора. Эти масла дают наи-
меньшее по сравнению со всеми известными маслами нагарообразо-
вание в кольцевых канавках, что для условий авиационного мотора
наиболее существенно. Синтетические масла обладают достаточно
большой вязкостью при высоких температурах.
При низких температурах вязкость синтетического масла не-
велика, а загустевание во всяком случае не выше—30—40°, что
делает его особенно желательным для эксплоатации в холодных
поясах. ।
Качества касторового масла. Из растительных масел
в авиации в настоящее время применяется только касторовое масло.
Это объясняется тем, что касторка является единственным смазы-
вающим материалом, имеющим свойства, соответствующие требова-
ниям, предъявляемым мотором.
Если сравнить смазывающие качества касторового и минераль-
ного масел, то превосходство касторки станет совершенно очевид-
ным. Благодаря наличию в касторке «активных» групп, она пре-
красно прилипает к металлу и гарантирует при самых тяжелых
условиях работы достаточно надежную масляную пленку. Это ка-
чество делает касторку весьма ценной смазкой, несмотря на боль-
шое количество недостатков, которыми опа обладает.
Однако широкого распространения касторка не имеет, и-это в
первую очередь объясняется ее дороговизной и ограниченностью
сырьевых ресурсов. Кроме того, касторка застывает при сравни-
тельно высокой температуре (от —5 до —10°).
Обладая повышенной по сравнению с минеральными маслами
кислотностью, она не может находиться в длительном соединении
с металлом, и поэтому хранение моторов, смазанных касторкой, не
допускается.
Кроме того, кислотность является причиной появления в ка-
сторке твердых сгустков типа мыла, которые откладываются на де-
талях, и, не обладая смазывающей способностью, являются причи-
ной возникновенйя полусухого трения в первые минуты работы
двигателя.
Во время хранения касторовых масел кислотность их возра-
стает, вследствие чего все отмеченные недостатки проявляются в
болоп левкой (Ьорме.
Наконец, при эксплоатации касторового масла очень часто на-
блюдается пригорание поршневых колец, что влечет за собой па-
дение мощности мотора вследствие прорыва газов из цилиндра и
необходимость производства ремонта ранее установленного срока
переборки моторов.
Технологический процесс получения касторо-
152
г о масла. Касторовое масло добывается из семян растения
р^пщвпны, которое растет в южных и юго-восточных районах
СССР-
Технологический процесс получения касторового масла заклю-
чается в том, что семена клещевины подвергаются прессованию,
Бо время которого из них выдавливается касторовое масло.
До начала прессования семена клещевины подвергаются помолу
л нагреванию. Благодаря этому эффективность прессования по-
вышается.
После прессования в семенах остается большое количество не-
отжатого масла, и поэтому технологический процесс дополняется
экстракцией.
Экстракцией называемся воздействие на семена спиртом, кото-
рый растворяет в себе оставшуюся касторку. После экстракции
касторки в семенах уже пе остается. Раствор касторки в спирте
нагревают, выкипающий спирт конденсируют охлаждением и снова
пускают в производство. Экстрагированную касторку (после удале-
ния из нее спирта) смешивают с касторкой, полученной прессова-
нием, и подвергают очистке и промывке водой.
Очищенный продукт носит название касторового авиационного
масла и может употребляться как смазочное для авиационных дви-
гателей.
Касторовое масло в основном состоит из вещества, называемого
глицеридом рициновой кислоты. В числе других входящих в нее
веществ находятся рициновая кислота, олеиновая кислота и т. д.
Присущие касторке недостатки давно уже заставили поставить во-
прос о необходимости смешивать касторовое масло с минеральным.
Это приводит к появлению нового типа масел — растительно-орга-
ницеского происхождения или, как их чаще называют, компаунди-
рованных масел.
Авиационные масла к а с т р о л и. Из компаундирован-
ных масел на сегодняшний день известны так называемые кастроли,
представляющие собой смесь минерального авиационного масла с
касторкой.
Производство кастролей имело целью создать такой тип масла,
который уменьшил бы отрицательные качества касторки, сохранив
ее прекрасную смазывающую способность.
Известны два вида кастролей:
1) с большим содержанием касторки (70—80%),
2) с большим содержанием минерального масла (90—95%).
Первый тип кастролей имеет целью увеличение ресурсов на
20% без значительного изменения качеств касторкй. Действитель-
но, кастроль, содержащая только 20% примеси минерального
масла, мало чем отличается от обыкновенной касторки и сохраняет
в основном ее положительные и отрицательные качества.
Второй тип имеет полью улучшить смазываючтую способность
минерального масла благодаря внесению в него хоть и небольшого
по количеству, но активного компонента. Практика, показала, что
3 касторки достаточно для того, чтобы заметно улучшить
смазывающую способность минерального масла. Однако такое не-
153
большое количество касторки не может заметно сказаться ла ухуд.
шепни масла за счет отрицательных качеств касторки. В настоя-
щее время на заграничных рынках встречаются, как правило, ка-
строли с небольшим содержанием касторки.
Способы получения кастролей. Составление Кастро,
лей было бы весьма простым делом, если бы минеральные масла да-
вали с касторкой однородную смесь. Однако в обычных условиях
касторовое масло с минеральным не смешивается. Для составления
кастролей приходится прибегать к специальным способам перера-
ботки, обеспечивающим создание однородной смеси, не расслаи-
вающейся при понижении температуры пли при длительном хра-
нении. Если собрать всю патентную литературу, то можно указать,
что имеются три основных направления в получении кастролей:
1) термическая обработка касторки;
2) добавление в смесь касторки с минеральным маслом живот-
ных жиров или растительных масел;
3) обработка касторки веществами, называемыми катализатора-
ми, присутствие которых делает возможным смешивание ее с мине-
ральным маслом.
Получение кастроли методом нагревания. Тер-
мическая обработка касторки заключается в том, что она подвер-
гается нагреванию до высокой температуры, после чего приобретает
возможность растворяться в минеральном масле. ,
Как показали опыты, такая кастроль обладает несколько уве-
личенной кислотностью по сравнению с обычным минеральным
маслом, но меньшей кислотностью, чем касторка. Кроме того, ка-
строли такого типа не обладают длительной устойчивостью и на-
мчинают расслаиваться с выпадением касторки па дно после неко-
торого времени храпения. _.
Испытания, проведенные па авиамоторе, показали, что кастроль
на моторе ведет себя удовлетворительно и не вызывает никаких
особых неполадок.
Получение кастроли методом добавления тре-
тьего компонента. Добавление третьего компонента в виде
животных жиров практикуется довольно редко. Это объясняется
тем, что животные жиры очень неустойчивы и не могут длительно
храниться, особенно в жаркое время. Продукты разложения жиров
вызывают сильное ухудшение качества кастроли, что выражается
в потере хорошей смазывающей способности и появлении расслаи-
вания.
К отрицательным качествам этой кастроли надо отнести также
и то, что животные жиры нужного качества являются дефицит-
ными.
Кастроль, содержащая животный жир, добавленный для связы-
вания касторки прошла испытания на авиамоторе. При испыта-
нии оказалось, что кастроль ведет себя довольно хорошо и обеспе-
чивает надежную смазку мотора. Никаких особых неполадок при
этом испытании пе было обнаружено.
Получение кастроли с помощью действия к а-
та л и з а т ор о®. Наиболее распространенным' способом произвол -
154
ства кастролей является способ, основанный на свойстве некото-
рых веществ своим присутствием создавать возможность получения
однородной смеси. Для этой цели смесь касторки с минеральным
маслом нагревается в присутствии солей или окислов некоторых
металлов.
Имеет некоторое применение способ, основанный на катализа-
циопном действии незначительного количества серной кислоты. Но
так как малое количество серной кисло™ не может активно дей-
ствовать в том случае, если площадь взаимодействия невелика, то
приходится серную кислоту вводить одновременно с землей. Бла-
годаря этому кислота, покрывая каждую песчинку, принимает боль-
шую поверхность.
* Технологический процесс получения кастроля (по методу ГИНИ)
заключается в нагревании смеси касторки с минеральным мас-
лом в присутствии земли и кислоты. После перемешивания и
фильтрации получается однообразный концентрат. Затем обычным
авиационным маслом концентрат разбавляется до желаемого со-
держания касторки.
Как показали исследования, получаемая таким образом ка-
строль обладает низкой кислотностью и может храниться долгое
время. Кроме того, при повышении температуры вязкость улуч-
шается.
Важнейшие физико-химические свойства авиационных масел
У д е л ь н ы й в е с. Наиболее простым из всех определений слу-
жит определение удельного веса. Если для топлив определение
удельного веса может быть произведено при любой температуре, то
для масел определение удельного веса ограничивается температу-
рой 4- 20°. Ниже этой температуры определение удельного веса
затруднено из-за повышающейся вязкости.
Удельный вес обычно ио определяет качеств авиационного
масла. Это определение имеет исключительно контрольные цели.
Вязкость. При определении вязкости применяется способ
получения относительной вязкости. Она определяется путем срав-
нения времени, необходимого для истечения масла и воды при опре-
деленной температуре через стандартное отверстие.
Почти в каждой стране существует свой метод определения
вязкости и свои стандартные аппараты. У пас в СССР принят
аппарат Энглера, показанный на фиг. 72. Аппарат Энглера состоит
из сосуда А, в который налито испытуемое масло. Поднимая стер-
жень в, мы открываем отверстие, из которого начинает выливаться
масло, и определяем число секунд, необходимое для того, чтобы
из сосуда А вылилось 200 см9 масла. (Подробнее об определении
вязкости см. гл. XI «Контроль топлива и масел».)
Вязкостью по Эпглеру называется число, показывающее отно-
шение числа секунд, необходимых для .протекания 200 см3 масла,
к числу секунд, необходимых для протекания 200 ел? воды. Так
155
например, если для (протекания 200 см3 масла необходимо 1000 сек.,
а для воды 50 сек., то вязкость
э= _то_=20
50
Вязкость обычно определяют при температуре масла 50 и 100°.
Вязкость при 50° обозначают Э50, а при 100°—3100. В табл. 27 ука-
заны вязкости некоторых распространенных масел.
Таблица 27
Название масла ®50 ^100
Минеральное масло МД . . . 22,0 3.0
. Д-17 . . 17,0 2,7
Сураханский брайтсток . . . 30,0 4,0
Касторовое масло 16 0 2,7
В различных сортах масел при изменении температуры вяз-
кость изменяется по-разному, но все же таким образом, что при
повышении температуры вязкость масла всегда уменьшается.
Вязкость является весьма важным' свойством масла. При со-
временных способах переработки нефти вое стремления направ-
лены к тому, чтобы дать наилучшее сочетание вязкости при изме-
нении температуры, причем главным требованием является полу-
чение наиболее пологой кривой вязкости при увеличении темпера-
туры. Величина, характеризующая это свойство, называется коэ-
фициентом вязкости и определяется отношением: ,
М=^.
3100
Коэфициент М для авиационных моторов должен быть воз-
можно меньшим. Максимальное значение коэфициента М, которое
может быть допущено для легких масел, равняется 10. Чем мень-
шее значение коэфициента вязкости имеет масло, тем оно более
ценится.
Для улучшения протекания вязкостей масла при разных тем-
пературах применяется способ, заключающийся в добавлении спе-
циальных веществ.
В настоящее время в Америке получило распространение доба-
вление специального вещества, называемого эксанолом, которре
улучшает значения вязкости при разных температурах. Это веще-
ство изготовляется из продуктов переработки нефти и поэтому
имеет большие производственные и экономические возможности.
В тесной связи с вязкостью находится свойство, называемое
смазывающей способностью. Это свойство определяется сродством
металла и масла и служит гарантией сохранения очень тонкого
слоя смазки при самых невыгодных условиях смазывания поверх-
ностей. К сожалению, до настоящего времени пет лабораторного
156
метода измерения смазывающей способности масла и единственным
критерием служит поведение его на моторе. При улучшении смазы-
вающей способности становится возможным работать на понижен-
ных вязкостях, что, как изложено ниже, является очень жела-
тельным.
Температура вспышки. Температурой вспышки назы-
вается та теагпература, при которой масло вспыхивает при подне-
сении к нему пламени. Это свойство характеризует наличие в масле
бензина и других легких фракций нефти. Кроме того, неустойчи-
вые углеводороды, способные при нагревании разлагаться, повы-
шают возможность легкого воспламенения масла.
Высокая температура вспышки свидетельствует о хороших ка-
чествах масла. Вспышкд при нагревании масла определяется двумя
методами: в открытом и в закрытом сосудах.
В первом случае, при нагревании в открытом сосуде, легкие ча-
сти испаряются и нс оказывают влияния на температуру вспышки.
Здесь опа характеризует свойства самого масла без учета загряз-
нения его бензином.
Во втором случае благодаря тому, что аппарат закрыт, опреде-
ляется наличие в масле бензина и других легких фракций нефти,
так как присутствие их сильно понижает температуру момента
вспышки. Температура вспышки, определенная в закрытом сосуде,
свидетельствует также об огнеопасности при хранении.
Температура вспышки определяется на аппарате Мартенс-Пен-
ского (закрытый сосуд) и по Брепкену (открытый сосуд).
Методы определения вспышки описаны в гл. XI.
Коксовоечисло. Коксовое число определяется на аппарате
Конрадсона и служит характеристикой способности масла к нага-
рообразованию. Определение коксового числа заключается в нагре-
вании масла до высокой температуры без доступа воздуха. Масло
разлагается и испаряется, после чего взвешиванием определяется
количество оставшегося кокса. Чем больше кокса, тем масло менее
пригодно для работы на авиационном двигателе, так как при ра-
боте оно будет давать много нагара, вследствие чего обычно проис-
ходит пригорание колец и загрязнение масла продуктами разло-
жения.
Кислотность. Под кислотностью понимается наличие в ма-
сле кислот. Кислота в маслах может встречаться в двух .видах;
неорганическом' й“органическом.
Неорганическая кислота в масле не допускается, так как она
активно действует на металл, разъедает его, нарушает полировку
поверхностей (шейки вала, путл индры и т. д.) и способствует повы-
шению износов.
Присутствие органической кислоты допускается, но в очень не-
больших количествах, не оказывающих заметного разъедающего
действия и не обнаруживающих своих отрицательных качеств.
Если содержание органической кислоты превышает допустимую
норму, появляются неполадки в работе мотора. Органическая кис-
лота со щелочью дают мыло, которое, образуя сгустки, может нару-
шить правильную циркуляцию масла. Кроме того, мыло не обла-
157
дает смазывающей способностью и поэтому, при наличии его в
масле, нарушается правильная смазка, разрывается масляная
пленка и появляется полужидкостное трение.
Наличие органической кислоты в масло не предохраняет детали
мотора от коррозии, вследствие чего такое масло не может служить
ващитным покрытием от действия воздуха, влаги, тепла и пр.
Органическая кислотность определяется путем установления
количества щелочи, необходимого для нейтрализации всей кис-
лоты (см. гл. XI).
Число о м ы л е я и я. Число омыления служит для определе-
ния органической кислоты, имеющейся в масле. Последняя может
присутствовать в масле и в чистом виде, и в виде соединений, из
которых опа выделяется после нескольких часов работы.
Число омыления определяется кипячением масла со щелочью
и определением количества щелочи, израсходованного для нейтра-
лизации всей кислоты (см. гл. XI).
Величина числа омыления говорит о способности масла изме-
нять свои качества во время работы двигателя. Поэтому паилуч-
шпмп по устойчивости являются масла, имеющие небольшие зна-
чения числа омыления.
Наличие механических примесей. Наличие меха-
нических примесей в авиационных маслах не допускается.
Механические примеси определяются фильтрацией разбавлен-
ного бензином масла. Примеси образуют на фильтрах осадок, ко-
торый после взвешивания фильтра может быть определен коли-
чественно.
Наличие механических примесей в маслах объясняется плохим
фильтрованием масла на заводе. Эти примеси практически приво-
дят к ряду неполадок на моторе, появляющихся из-за чрезмерных
износов трущихся деталей. Кроме того, механические примеси
вместе с продуктами, появи! шимися в результате разложения
масла, могут отлагаться в шейках коленчатого вала, забивать их и
нарушать циркуляцию масла.
Механические примеси могут также появиться из-за небрежной
эксплоатации (грязная тара, попадание песка и пыли через неза-
крытые наливные отверстия и пр.) и попадания в масло посторон-
них веществ органического и неорганического происхождения.
Наличие воды. Вода в масле может встречаться в виде от-
дельного слоя и в виде эмульсии. В первом случае она не пред-
ставляет собой опасности и легко отделяется, так как вода тяже-
лее масла и осаждается на дне. Попадающаяся же в виде эмуль-
сии вода в условиях эксплоатации может быть удалена из масла
с большим трудом.
Для этой цели масло необходимо нагреть выше 100° п выдер-
жать некоторое время.
Масло, имеющее примесь воды, не может быть пушено в экс-
плоатацию на моторе, потому что это обусловливает ухудшение
смазывающей способности и нарушение крепости масляной пленки.
Кроме того, (Вода вызывает сильную коррозию деталей мотора.
158
Для определения присутствия нппкт
масла нагревается в пробирке примерного ,R6jm0offi0
треска, происходящего вследствие nnoZnaL W обнаружении
масла, наличие воды считается доказанным ™ па₽ов Еоды из
Выше были изложены только пекотлпктд л,
свойства, определяющие в основном качХ™ физико'ХИМ1™еские
тсльпости их значительно больше особрш™ , касла- в действи-
, исоиенно для растительных ма-
сел.
Физико-химические свойства могут использоваться в несколь-
ких направлениях.
1) для оценки качества и предварительного изучения новых,
неиспытанных на моторе образцов авиамасел;
2) для контроля масла, установления его стандартности и со-
ответствия техническим условиям;
3) для установления целесообразности пуска в эксплоатацию
масла, не отвечающего полностью требованиям копдиции, а также
для определения возможности неполадок, которые могут иметь
место вследствие этого.
Глава X
ЭКСПЛОАТАЦИЯ АВИАЦИОННЫХ МАСЕЛ
Транспорт, хранение и распределение масел
Перевозка авиационных масел. Авиационные масла
обычно перевозятся в цистернах, железных и деревянных бочках
и бидонах.
В железнодорожных цистернах масло перевозится в том случае,
когда имеется необходимость его доставки в больших количествах.
Чаше всего авиамасла перевозятся в деревянных бочках, сде-
ланных из дубовой или осиновой клепки и покрытых внутри спе-
циальным клеем. Деревянные бочки являются хрупкой и легко раз-
бивающейся тарой и поэтому при обращении с ними требуется осо-
бая осторожность.
Во избежание боя бочек при транспортировании необходимо
укладывать их рядами и укреплять соответствующими проклад-
ками. Укладка в два яруса по тем же соображениям не рекомен-
дуется.
Основные мероприятия по обеспечению минимальных потерь
сводятся к тем же положениям, которые указывались при рассмо-
трении вопроса о транспорте топлива в бочках.
В отдельных (случаях масло перевозится в бидонах. Для авиа-
масел применяются бидоны из белой жести емкостью ib 1С кг. Эти
бидоны в целях предотвращения повреждений в пути обычно упа-
ковываются в деревянные клетки.
Перевозка авиа масел в зимних условиях. На-
ибольшую сложность представляет собой транспорт масел в зим-
них условиях. Это объясняется тем, что при низких температурах
масло загустевает до такой степени, что его невозможно слить.
Поступающие цистерны с маслом перед сливом прогреваются
паром, пропускаемым через специальный змеевик. Такой способ
прогрева дает очень малый эффект и очень громоздок.
Для транспортирования масел в зимних условиях практикуется
применение специальных цистерн. Эти цистерны бывают трех
типов:
а) цистерны с изоляцией, в которых перевозится горячее масло;
б) цистерны, оборудованные змеевиками, в которых может про-
изводиться прогрев масла;
в) цистерны, сочетающие в себе подогрев и изоляцию.
160
п р П ев о з к а масла в изолированных цистернах.
Лиг 59 показана одна из принятых изоляций цистерны, пред-
На ченной для транспортирования горячего масла. Здесь изоля-
НаЯНппоизведена войлоком 1. Толщина войлока составляет при-
ция пвоо лл( Войлок покрывается сверху листовым железом 2 и
МСр1рпляется продольными железными обручами 3. На дне цистерны
уК"ге прокладывается войлок 4. Такой способ изоляции является
^ибопее простым. В СИТА практикуется изоляция асбестовыми
полотнами в несколько слоев, что дает значительно лучший эффект.
П Транспортирование масла в таких цистернах производится при
температуре 'внешнего воздуха ниже нуля. В цистерну заливается
горячее масло; охлаждение масла задерживается, что дает возмож-
ность перевозить горячее масло в те-
чение 10—15 суток, после чего оно
остается все же настолько жидким,
что легко сливается из цистерны.
Па фиг. 60 показано, как проис-
ходит падение температуры в зави-
симости от времени перевозки. Кри-
вые J—4 дают падение температуры
для цистерн, изолированных раз-
личными способами. При средней
скорости обдува примерно 4 м!сек и
средней температуре примерно—10°
можно перевозить масло в изолиро-
ванной цистерне в течение 10—15
суток, после чего его температура
будет около + 40° и, следовательно,
слив произойдет достаточно легко и
быстро. Среднее падение темпера-
туры составляет около 3,5—4° в
сутки и в худшем случае доходит
до 5° в сутки.
Попытки перевозить нагретое
масло в обычных цистернах не
увенчались успехом, потому что охлаждение его идет сравнительно
быстро. Практически установлено, что перевозка нагретого масла
в обычных цистернах может производиться при температурах
внешнего воздуха около пуля и при условии нахождения цистерны
в пути до з—5 суток.
При более длительных пробегах и более низких температурах
необходимо применять цистерны с изоляцией.
Олт „ре возка масла в цистернах с подогревом.
Д ако при температуре внешнего воздуха порядка —40° и иа-
непДеНИИ ЦИстеРны в nVTH не менее месяца цистерны с изоляцией
Г.ПЛ11Г()Д11Ы и поэтому (в таких случаях требуется применение ци-
стерны с подопревом.
лпя^а ^)ИГ‘ 61 и 62 показана цистерна, в которой проложен змеевик
ппи ПодогРева- ^ак видно, змеевик расположен на дне цистерны и
Р пропускании через пего пара под давлением или горячей воды
С. Комский. 1Б93 161
Фиг. 59. Схема изоляции цистер-
ны войлоким.
масло начинает прогреваться. При правильно рассчитанном зме-
евике прогрев масла до температуры, допускающей возможность
слива, занимает всего несколько часов.
Наибольшее удобство представляют собой изолированные ци-
стерны с подогревом. В этом случае за несколько дней до слива (в
то тремя, когда цистерна находится в пути) производится прогрев
цистерны паром от паровоза. К месту слива цистерна подается по-
догретой и. следовательно, даже после нескольких дней нахождения
на запасном пути масло из нее может быть слито.
Слив масла. Олив масла представляет собой очень важный
участок эксплоатации. Слив масла в летнее время не представляет
никаких трудностей. Основное в сливе заключается в тщательном
опорожнении цистерны и в предотвращении загрязнения масла
различными механическими примесями.
Фиг. 60. Кривые охлаждении опытных цистерн с различной
изоляцией.
Слив подогретого масла в зимних условиях также может быть
осуществлен достаточно быстро и без особых приспособлений. Во
время снегопада нужно предотвратить попадание в масло снега.
После слива необходимо тщательно опорожнить всю сливную си-
стему, потому что в противном случае оставшееся масло может
замерзнуть и вывести на некоторое время цистерну из строя.
Перед сливом масла необходимо проверить состояние тары,
предназначенной под масло. В случае наличия сора, песка, льда
или воды тара к сливу не допускается.
Каждая налитая бочка немедленно закрывается пробкой, кото-
рая должна быть совершенно чистой.
Хранение масла. Масло хранится в хранилищах скры-
того и закрытого типа.
В случае хранения масла в открытых аэродромных хранили-
щах (навесы, штабеля под открытом небом) вся тара с маслом дол-
жна укладываться в определенном месте и закрываться брезентом
для предохранения от нагревания солнцем. К каждой бочке нужно
обеспечить хороший подступ. Особенно .внимательно следует отно-
ситься к деревянным бочкам с маслом. В жаркое время их следует
тщательно укрывать брезентом и часто поливать брезент водой для
162
Фиг. 61. Железнодорожная цистерна с змеевиками
(по данным иностранной пеяати).
охлаждения. В жару незащищенные от солнца бочки рассыхаются
и дают течь.
У протекающих бочек следует осадить обручи, а если и это пе
поможет, немедленно освободить их от содержимого.
В зимнее время масло для наполнения баков аэродромные во-
до-маслоподогревательных станций должно подаваться в помеще-
ния станция заблаговременно. Это требуется для того, чтобы ото-
греть его (доставленное из хранилищ с холода масло не течет) и
обеспечить возможность перелетания из бочек в баки.
Выдача масла производится на все подразделения согласно тре-
бований инженера части. Ври затребовании должна предусматри-
ваться потребность только на один день. В подразделениях масло
выдается отдельно на каждый самолет, также из расчета па один
Фиг. 62. Поперечный jазрез железнодорожной
цистерны с обогревом.
летный день. Остатки неиспользованного масла должны быть воз-
вращены в склад, а пе храниться в ангарах и складах подразде-
лений.
В подразделениях учет расхода 'ведется на каждый отдельный
самолет.
Надо твердо помнить, что масло является весьма важным фак-
тором в обеспечении надежной работы двигателя.
Эксплоатация масел на авиамоторах. Значение вязкости масла
Как уже выше упоминалось, основной задачей хорошей смазки
авиационного двигателя является создание масляного слоя между
трущимися деталями. Для этой цели необходимо иметь такое
масло, которое при высоких давлениях, порядка 150—180 ат, и вы-
соких температурах, порядка 120—150°, не выдавливалось бы тру-
щимися деталями.
Вследствие этого необходимо применять масла, хорошо прили-
пающие к металлу и обеспечивающие масляный слой, хотя бы и
весьма тонкий, при указанных давлениях и температурах. Как ус-
164
ановлено, хорошо прилипают к металлу растительные масла, в
частности, касторка. Минеральные масла прилипают значительно
хуже.
Если минеральное масло имеет большую вязкость, то в усло-
виях работы оно значительно труднее выдавливается трущимися
деталями.
Как видно, необходимость обеспечения надежной смазки тре-
бует масел с хорошей смазывающей способностью и хорошей
липкостью. Вследствие этих качеств как будто бы целесообразно
применять масла с повышенной вязкостью. Однако увеличение
вязкости создает ряд трудностей иного порядка, а потому не может
быть принято.
В настоящее время считают, что для эксплоатации выгоднее
употреблять маловязкие масла, обладающие хорошей текучестью.
Малая вязкость обеспечивает проникновение достаточного ко-
личества масла к трущимся деталям через магистрали и малые от-
верстия. Кроме того, при запуске в низких температурах малая
вязкость улучшает проворачиваемость мотора и обеспечивает на-
дежный отвод тепла. Наконец, жидкое масло дает меньше потерь.
Однако применение жидких масел возможно только при усло-
вии обеспечения целостности смазывающей пленки. В качестве
примера можно привести такой факт, когда на моторе Ю-VI, рабо-
тающем на минеральном масле с Э100 менее 2,0°, после нескольких
часов работы получалась авария из-за расплавления плавающей
втулки.
Касторовое масло, имеющее примерно ту же вязкость, работает
на этом двигателе вполне надежно.
Из этого можно сделать вывод, что вязкость минеральных масел,
предназначаемых для моторов, работающих обычно иа касторке,
должна быть немного выше, чем у касторки. Поэтому при переводе
мотора М-22 па минеральное масло было установлено, что вязкость
его Э100 должна составлять не менее 2,9° (у касторки Э1ОО = 2,7°).
При испытаниях этого же мотора па густых маслах, т. е. при
ЭбО = 30°, было обнаружено, что при запуске мотора достаточного
количества масла через небольшое отверстие коленчатого вала к
распределению не проникало. В связи с этим в момент запуска
масла было недостаточно, что повлекло за собой сгорание рас-
пределения.
Для мотора М-22 при переводе его на минеральное масло требу-
ется вязкость при 50° не более 23°.
Необходимые вязкости масла для авиамото-
ров. Величину вязкости можно установить только при учете типа
двигателя и атмосферных условий, в которых он работает. Для мо-
торов воздушного охлаждения необходимы масла, имеющие доста-
точно высокую вязкость при 100°, во всяком случае не ниже 2,9°.
Для моторов водяного охлаждения, в которых детали работают при
менее высоких температурах, вязкость масла при 100° может быть
И ниже.
По французским данным вязкость авиационного масла при 100°
во всяком случае не может быть менее 2.3°
155
Вязкость при 50° должна быть равна примерно 20°. Опа выби-
рается в зависимости от конструкции двигателя.
Вязкость при 50° является также одной из характеристик ма-
сла в отношении возможности его употребления при .различных
температурных условиях. 4
Если мотор работает в южных и тропических районах или масло
служит для летней эксплоатации, то вязкость при 50° можно до-
пустить ДО 28—30°.
Если же масло должно работать зимой или при эксплоатации
мотора в северных краях, то вязкость должна быть значительно
меньше, примерно 16—18°. В средних поясах вязкость при 50°
составляет примерно 22—24°.
у/ В табл. 28 показаны вязкости, принятые для мотора Райт-Ци-
клон в зависимости от атмосферных условий. Из приведенных дан-
ных видно, что американцы применяют определение вязкости не
при 50°, а при 38° (100° по Фаренгейту). Для обеспечения работы
мотора Райт-Циклон в разных условиях в Америке создано три мар-
ки масел: 100, 120 и 140.
Для того чтобы иметь при низких температурах надежный за-
пуск, американцы допускают снижение вязкости, применяя для
этих условий более жидкое масло. Для теплой полосы вязкость,
как видно из таблицы, увеличивается.
Таблица 28
Название константы Марка 100 Марка 120 Марка 140
Вязкость при 100° » „ 38° 2,75—3,05 33,7 —37,5 3,5— 3,8 50,7-55,1 4.1 - 4,4 69,7—74,8
Таким образом из всего изложенного выше следует, что наилуч-
шими маслами являются масла, имеющие большую вязкость при
высоких температурах и небольшую вязкость при низких темпе-
ратурах.
Учитывая, что с понижением температуры вязкость всех масел
увеличивается, следует стремиться иметь такие масла, у которых
вязкость при изменении температуры изменяется незначительно.
В этом случае масло, подобранное к двигателю и обеспечивающее
надежную работу, будет при иирких температурах достаточно жид-
ким.
Значение устойчивости масла. Условия работы
масла, в двигателе чрезвычайно затруднены. Высокие температуры
способствуют появлению в масле продуктов разложения, которые
ухудшают смазывающую способность масла. Появление этих про-
дуктов разложения резко изменяет даже внешний вид масла. Кроме
того, они способствуют нагарообразоваппто и отложению осадков в
двигателе. Поэтому при-работе па авиадвигателях нужно приме-
нять масла, обладающие большой устойчивостью.
131
mwn
Трувка Впрессованная
в коленчатый Вал
Фиг. 63. Питание шатунной шейки маслом
в двигателе „Кертисс-Конкверрор".
Срок службы масла. Во время работы мотора благодаря
засасыванию пыльного воздуха в масло попадают пыль и песок,
которые также загрязняют его. Собственно срок службы масла в
моторе определяется не порчей масла из-за его разложения, а сте-
пенью загрязненности механическими примесями. Поэтому срок
службы масла летом устанавливается в 10 час., причем на пыль-
ных аэродромах он снижается до 5 час. Зимой благодаря отсут-
ствию пыли срок службы масла может быть повышен до 20 час.
Загрязнение масла пылью и песком является бичем эксплоата-
ции. Твердые частицы вместе с коксом, получаемым в результате
разложения масла, способствуют износу деталей, так как они ста-
чивают металл подобно наж-
даку. Вот почему при, воз-
можности загрязнения масла
его следует чаще сливать
из мотора и фильтровать.
фильтрация масла
в двигателе. Некоторые
конструкции авиамоторов
предусматривают специаль-
ное приспособление, пред-
назначенное для фильтра-
ции масла во время работы.
На фиг. 63 показано такое
приспособление. В коленча-
тый вал вспрессовывается
трубка, берущая масло из
середины шейки. При этом
благодаря центробежной си-
ле твердые частицы отбра-
сываются к краю и отлага-
ются там в виде черной густой массы.
Благодаря такой фильтрации к трущимся деталям масло по-
ступает более чистым, в связи с чем уменьшаются изпосы.
Значение чистоты масла для двигателей с на-
гнетателями. Некоторые конструкции авиаметоров имеют наг-
нетатели. обладающие весьма большими скоростями вращения (до
30 000 об/мин). Следсвательпо, на вращающихся деталях имеются
центробежные усилия, значительно большие, чем у коленчатого
вала. При употреблении загрязненных масел, а также масел, мало
устойчивых и способных к образованию твердых частиц при нагре-
вании. появляются отложения густой массы, способной нарушить
нормальную работу нагнетателя. Поэтому при работе моторов с
нагнетателями требуется особая тщательность в предупреждении
загрязнения масел, а также применение таких масел, которые не
разлагаются от нагревания.
3 а стыв а е. мость масел. Для эксплоатации масел при
низких температурах помимо необходимости иметь малую вязкость
возникает потребность иметь низкую температуру загустевания
масла.

167
Как установлено, масла при замерзании не переходят сразу в
твердое состояние и не выделяют кристаллов при понижении тем-
пературы, подобно бензольным смесям. При понижении темпера-
туры масло начинает густеть, становясь при этом все менее и менее
подвижным. ।
При температуре застывания или загустевания масло переходит
в такое состояние, при котором оно теряет свою подвижность. Прак-
тически это проверяется следующим образом. Налитое в пробирку
и охлажденное до критической температуры масло не должно из-
менять положения своей поверхности, если пробирку наклонить
под углом 45°. Это значит, что, достигнув температуры загустева-
ния, масло не становится твердым телом, а остается все еще жид-
костью, обладающей большой степенью густоты.
Зимние а в и а м а с л а. Для зимней эксплоатации применя-
ются масла с низкой температурой загустевания и маловязкие. К
числу таких масел относится авиамасло Д-17, полученное из чи-
стой доссорской нефти и имеющее температуру загустевания от
—32 до —35° вместо —20°, которую имеет стандартное масло ДМ.
При применении масла Д-17 эксплоатапия облегчается, так как
выливать масло после полетов приходится при значительно более
низких температурах, чем это допускает ДМ. На этом масле облег-
чается проворачиваемость винта при низких температурах. Вообще
зимние масла значительно упронтают всю эксплоатацию при низ-
ких температурах в сравнении с маслами высоковязкими.
При повышении температуры деталей после запуска в моторе
могут образоваться пробки застывшего масла, задерживающие на
некоторое время нормальное поступление масла. В этом случае
вследствие сухого трения может появиться перегрев трущихся
деталей.
Поэтому после работы па вязких и высокозастывающих маслах
немедленно после остановки двигателя горячее масло сливается и
производится продувка тех мест, откуда масло не стекает, так как
застывание его может привести к авариям при запуске. Необходи-
мые мероприятия указываются для каждой конструкции двигателя
в соответствующих регламентах по эксплоатации.
Эксплоатация касторового масла зимой. К раз-
ряду масел, требующих специальных эксплоатационных мероприя-
тий при низких температурах, относится касторовое масло. Касто-
ровое масло обычно застывает при температуре от —5 до —15°.
Если касторовое масло нагревать для обратного превращения
в подвижное состояние, то оно начнет разжижаться только после на-
гревания минимум до нуля. Это значит, что касторовое масло на-
чинает разжижаться на 15—20° выше той температуры, при кото-
рой опо замерзает.
Если после этого касторку снова подвергнуть действию низкой
температуры, то она загустеет уже не при —15°, а при нуле. По-
этому температурой застывания касторового масла практически
считается нуль.
При низкой температуре в касторке появляются сгустки, белые
хлопья и нити, которые при вапуске двигателя откладываются на
164
лидьтрах и засоряют его. При высоком нагревании все эти сгустки
j нити пропадают, по они могут произвести свое отрицательное
действие до того, как мотор прогреется.
Во избежание аварии мотора из-за забивки фильтров или за-
купорки узких сечений трубопроводов ври эксплоатации моторов
в зимнее время па касторке нужно ее тщательно сливать из мотора
н продувать после этого насосом коленчатый вал и трубопроводы.
Это обстоятельство в зимних условиях делает касторку ненадежной
смазкой. Аварии чаще всего происходят из-за того, что мотор
после запуска работает несколько минут без доступа смазки вслед-
ствие ее задержки пробками замерзшей касторки. Кроме того, часто
имеет место забивка фильтров и отсутствие достаточного поступле-
ния масла к трущимся деталям.
Расход масла. Расход во время работы двигателя происхо-
дит главным образом потому, что масло проникает в камеру сго-
рания и сгорает там вместе с топливом. На двигателях принима-
ются всяческие меры к уменьшению этого расхода.
Если откинуть ряд факторов, зависящих от мотора и влияющих
на расход масла, то останется зависимость расхода от степени вяз-
кости масла: с увеличением вязкости расход уменьшается. Основ-
ную роль играет здесь вязкость при температуре выше 100°, т. е.
по существу та вязкость, которую масло имеет в момент проникно-
вения в камеру сгорания. -
Большое влияние на расход оказывает теплопроводность масла.
Оказывается, что при постоянном режиме работы двигателя темпе-
ратура различных масел не будет одинаковой. Масла, обладающие
большой теплопроводностью, имеют в этом случае высокую темпе-
ратуру и поэтому их вязкость очень мала.
Если сравнить температуру касторового и минерального масел
при работе на авиадвигателе, то окажется, что касторовое масло
имеет более низкую температуру, чем минеральное. Этим объяс-
няется то, что расход касторового масла меньше, чем расход мине-
рального, и при переводе мотора с касторового масла па минераль-
ное расход всегда увеличивается.
Регенерация масел
Продукты, загрязняющие м а с л о в о время ра-
боты двигателя. Как уже указывалось, при работе на авиа-
двигателе масло разлагается благодаря тому, что на пего действуют
высокие температуры. Кроме того, во время работы двигателя масло
находится в картере в туманообразном состоянии. На него очень
сильно действует кислород воздуха, что приводит к образованию
смол и окислению наименее устойчивых углеводородов.
Таким образом при работе двигателя в масле появляются сле-
дующие вещества: а) пыль, песок и механические примеси: 61 про-
дукты разложения масла; в) продукты окисления масла и смолы.
Встречающиеся в литературе указания о том, что в отработан-
ных авиационных маслах имеется топливо, неправильны. Как пока-
169
залп специальные наблюдения, в авиационных отработанных мас-
лах топлива практически не бывает. Следы его удается обнаружить
лишь точными анализами, что для практических целей не может
иметь никакого значения. При эксплоатации автомобилей и трак-
торов в маслах обнаруживаются большие количества топлива, что
объясняется плохой испаряемостью этих сортов топлив. Авиацион-
ные топлива, даже самые тяжелые (как бакинский бензин «зо»), не
вызывают разжижения смазки даже при эксплоатации в самых хо-
лодных краях. Поэтому ири перечислении продуктов, загрязняю-
щих авиационные масла, указывать топливо пе приходится.
Для пояснения изложенного приводится табл. 29, в которой по-
казано, как растет содержание механических примесей, смолистых
веществ и кислотности отработанного масла через 5, 10, 15 и
20 часов.
Таблица 29
(Название констант Свежее масло После работы в течение
5 час. 10 час. 15 час. 20 час.
Смолистые вещества .... Механические примеси . . . Кислотность 2 О 0,006 2 0 058 0,006 ' 3.6 0,143 0,008 2,6 о,171 0,008 4,0 0,178 0,008
Приведенная таблица подтверждает, что содержание смол, кис-
лотности и механических примесей по мере длительности работы
повышается.
До настоящего времени отработанные масла не находят в систе-
ме эксплоатации должного полезного применения. Как правило, их
применяют в качестве смазки для автомобилей или тракторов. Кое-
где отработанное масло употребляется для костров, освещающих
аэродромы.
Эксплоатации масла в зимнее время. Особенно
плохо поставлен вопрос рационального использования масла в
зимнее время.
Ввиду необходимости сливать масло после полета и подогре-
вать его перед полетом в маслогрейках практически получается,
что масла, слитые из разных самолетов, перемешиваются. Одно-
временно к получаемой смеси доливают свежее масло для попол-
нения израсходованных количеств. Вследствие этого в зимнее вре-
мя авиадвигатели работают на масле пониженного качества.
Регенерация авиационных масел. При дороговизне
авиационных масел, особенно некоторых высококачественных сор-
тов (синтетическое. влльтолопое и дрхтпе масла Y вполне попятно
стремление к увеличению срока службы масел. Идеальной следует
считать такую организацию эксплоатации. при которой масло РаС’
ходуется только ня угар, неизбежный при современных конструк-
циях двигателей. Такого положения можно достигнуть посредством
170
регенерации масел до полного восстановления свойств, предусмо-
тренных кондициями. >
Для целен эксплоатации можно применить два способа регене-
рации авиамасел. Первый способ регенерации пе дает глубокой
очистки, он очень прост и легко осуществим почти в любых усло-
виях и поэтому может быть применен также и в условиях аэро-
дромной службы.
Второй способ — способ наиболее полной очистки -— требует
специальной аппаратуры и поэтому может быть осуществлен на
крупных аэродромах или в специальных базах, куда свозится отра-
ботанное масло с аэродромов.
Регенерация масел методом фильтрации. Рабо-
тающее на авиамоторах масло в конце рабочего дня сливается из
системы и доставляется на водомаслозаправочный пункт. Взамен
масла^датчик получает марку соответствующего образца.
На этом пункте установлены четыре приемных бачка:
1) для масел, работавших на самолете до 5 час.
2) » „ , „ „ or 5 до 10 час.
3)» и w > и » 10 „ 15 „
4) , .. . . „ , 15 „ 20 .
Соответственно этому установлены и образцы марки.
Доставляемое масло сливается в соответствующий приемный
бачок в зависимости от того срока, какой оно работало на моторе
к данному моменту.
В приемных бачках масло подогревается максимум до 150°, по-
сле чего прокачивается через фильтр-пресс в раздаточные бачки,
которых установлено также четыре — для масел с различными сро-
ками работы на моторе.
Одновременно с производством фильтрационных работ с мас-
лом пропаривается, моется и высушивается посуда (бидоны), в
которой масло было доставлено па пункт.
По окончании фильтрации производится разлив чистого масла
в чистую посуду, после чего бидоны ставятся в подогреваемые ка-
меры (их также четыре).
К моменту заправки бидоны выдаются па руки техническому
составу. При выдаче раздатчик руководствуется образцом марки,
предъявляемой получателем.
Такая система обеспечивает постоянную очистку работающего
на моторах масла и предотвращает в зимнее время возможность
ухудшения качества масла вследствие перемешивания партий, ра-
ботавших на моторах с более или мепее свежим маслом.
После окончания установленного срока работы масло подается
На полную регенерацию посредством очистки глинами.
Регенерация масел методом очистки глинами.
Очистка глинами производится подобно тому, как очищается
Масло па заводе.
Принцип очистки заключается в толп что отработанное масло
собирается в резервуар, подогревается и отстаивается от части ме-
ханических частиц. Затем масло насосом подается в другой бак.
Где оно смешивается с зикеевской землей. Здесь оно нагревается
171
до 100—110°, причем беспрерывно перемешивается механической
мешалкой для создания хорошего контакта между землей и мас-
лом. Процесс продолжается примерно около часа. При этом глина
точно так же как и во время технологического процесса производ-
ства масел, оказывает очищающее и отбеливающее действие, писле
чего масло отстаивается и подается в специальный фильтр для
фильтрации его.
Такой способ очистки дает прекрасные результаты, но для его
осуществления требуется специальная регенерационная установка
на которой производится очистка, а кроме того необходимо доста-
влять к месту регенерации глину для очистки. Это обстоятельство
является главным недостатком разбираемого способа, так как он не
пригоден для обычных мелких аэродромов.
Качество регенерированного масла. Качество мас-
ла после такой регенерации резко улучшается вследствие освобо-
ждения от смолистых и окисленных частиц. Кроме того, содержа-
ние механических примесей падает до нуля. Наконец, после очист-
ки заметно улучшается соотношение вязкостей.
На моторе Либерти при одинаковых условиях работы было про-
верено три вида масла одного сорта: загрязненное, регенерирован-
ное методом очистки глиной и свежее.
Результаты износов деталей приведены в табл. 30.
Таблица 30
Наименование деталей Средние пзносы в мм мотора, рабо- тавшего на масле
свежем отработан- ном регенериро- ванном
Шатунные шейки 0,006 0,056 0 0016
. вкладыши 0,01 0,025 0,0003
Коренные шейки 0.015 0.09 0.004
„ вкладыши 0.001 0 053 0,0049
Цилиндр Нет данных 0,011 0
Прп рассмотрении этой таблицы надо учесть, что:
1) мотор на свежем масле работал со сменой его через каждые
5 час. и всего проработал 25 час.;
2) мотор на отработанном масле работал со сменой его через
каждые 10 час. и всего проработал 30 час.:
3) мотор работал на регенерированном масле со сменой его че-
рез каждые 10 час. и всего проработал 30 час.
Выводы из этой таблицы могут быть сведены к следующему:
1) отработанные масла не могут длительно эксплоатироваться
на двигателе благодаря тому, что при работе на них сильно возра-
стают износы деталей;
172
2) взносы на регенерированном масле меньше, чем при работе
ла свежем, несмотря на то, что смена регенерированного масла
происходила через более длительные промежутки времени.
1 Последний вывод о лучшем качестве регенерированного масла
является не случайным, на что встречаются указания и в ино-
странной литературе. Нетрудно объяснить это, с первого взгляда
непонятное, явление.
Во время работы двигателя в первую очередь подвергаются окис
леншо и разложению наиболее неустойчивые углеводороды. После
их удаления при регенерации в масле остаются самые лучшие
части, которые не изменяют своих качеств под действием высокой
температуры и кислорода. Поэтому качество очищенного масла луч-
ше, чем качество свежего масла и, следовательно, износы па очи-
щенном масле ниже, чем на свежем. Очевидно, что количество не-
устойчивых углеводородов в свежем масле ограничено и после их
изъятия остаток должен обладать лучшим качеством.
Нагарообразование и его удаление
Факторы, способствующие пагарообразова-
нию. Основное влияние на процесс нагарообразоваиия оказывает
применяемое масло. Частично на этот процесс влияет и топливо.
Установлено, что при прочих равных условиях бензольное топли-
во по сравнению с бензином дает увеличенное количество нагара.
Этиловые топлива резко изменяют вид и состав нагара, придавая
ему твердость кислородных соединений свинца и красно-бурый
цвет.
Установлено также, что иа процесс нагарообразоваиия влияют
состояние и конструкция поршневых колец и внешняя поверхность
поршня. В том случае, когда кольца недостаточно свободно сидят
в канавках или потеряли свою упругость, расход масла увеличи-
вается (сгорание масла), что увеличивает нагарообразование. От-
ложения углерода вокруг таких колец быстро доходят до такой
величины, что кольцо окончательно теряет свою подвижность и
начинает пригорать к поршню.
Полированные поршни при прочих равных условиях дают
меньше нагарообразотания, очевидно, за счет плохого пристава-
ния первых углеродистых центров.
Вред нагарообразоваиия. Нагарообразование является
большим бедствием для двигателей внутреннего сгорания. Для не-
которых типов моторов срок службы до переборки определяется
временем, при котором отложения нагара достигают определенной
величины.
Вред, приносимый нагаром, заключается в следующем:
1) при увеличенном отложении нагара благодаря его плохой
теплопроводности все детали перегреваются; это зпачит, что в пер-
вую очередь поршень и головка цилиндра терпят сильное темпе-
ратурное перенапряжение и работают в ненормальных условиях;
2) отложение нагара способствует возникновению раскаленных
точек в камере сгорания, и благодаря этому нарушается правиль-
173
ное зажигание смеси, появляются самовспышки — работа двига-
теля нарушается и мощность его падает;
3) при увеличенном отложении нагара из-за перегрева мотора и
увеличения степени сжатия применяемое топливо начинает дето-
нировать, что требует перехода па более дорогие сорта топлива;
4) при интенсивном процессе нагарообразования быстро при-
хватываются поршневые кольца, что нарушает их компрессионное
действие; через короткий промежуток времени они окончательно
пригорают; это вызывает большую потерю мощности, дымление и
прорывание горящих газов в картер.
Вследствие этого необходимо добиваться применения масел, даю-
щих минимум нагарообразования.
Характер нагарообразования. Все масла, как пра-
вило, дают нагарообразование, однако, количество и характер на-
гара при этом бывают различны.
Во многих литературных источниках отмечается, что минераль-
ные масла всегда дают повышенный нагар по сравнению с расти-
тельным (в частности, касторовое масло).
Нагары, получающиеся при применении минеральных масел,
всегда сухие, твердые и плотнее пристают, чем нагары масел расти-
тельного происхождения.
Нагары, полученные при эксплоатации на касторке, обычно ко-
личественно невелики, но отличаются своей липкостью и хорошим
приставанием к металлу.
При открытии дросселя мотора благодаря большим давлениям
в камере сгорания куски нагара накаляются и начинают отскаки-
вать, что вызывает в течение первых нескольких минут искрение
мотора. Искрение особенно интенсивно при применении минераль-
ных масел вследствие твердости нагара и значительно меньше при
применении растительных масел вследствие липкости образую-
щегося нагара. Поэтому после работы мотора на касторовом масле
нагара в нем остается больше, чем при работе на минеральных
маслах.
Механическое отделение нагара. Ввиду того что на-
гар оказывает вредное действие на работу мотора, во время пе-
риодических очисток он подлежит удалению. Наиболее распро-
странен способ механического удаления нагара, но он не может
считаться удовлетворительным, потому что при механической
очистке сильно страдает поверхность металла.
При очистке канавок поршней нарушаются их форма и размеры,
что уменьшает дальнейший срок службы поршня. За границей уже
давно приняты средства химической очистки нагара, и благодаря
этому он быстро и безвредно удаляется.
Состав нагара. Для того чтобы наиболее рационально про-
изводить очистку деталей от нагара, необходимо усвоить, из чего
он состоит. Это дает возможность подобрать соответствующие рас-
творители или разрыхлители.
Нагар состоит из органической и неорганической частей.
Неорганическая часть представляет собою золу и металлические
частицы.
174 \
Органическая часть делится на вещества:
]) растворимые в бензине (масло),
2) растворимые в бензоле (асфальтены),
3) растворимые в cepoyi лероде (карбены),
4) нерастворимые ни в какой жидкости (карбиды, углерод).
О ч и с т к а и а г а р а химическим путем. До настоящего
времени не найдено ни одного растворителя для нагара и поэтому
путь химической очистки преследует цель разрыхлить нагар и
облегчить era. удаление с деталей. В качестве растворителей в ос-
новном применяются щелочи, мыло и некоторые минеральные если
(фосфорнокислый натр, кремнекислый натр и др.).
В Военной воздушной академии было проверено несколько спо-
собов очистки деталей моторов от нагаров химическим путем. Наи-
лучшей для этой цели оказалась «воронежская смесь».
По этому способу очистка производится в два приема. Сначала
детали, покрытые нагаром, на несколько минут погружаются в ван-
ну с мыльным раствором (8—10% мыла). Затем их переносят в
ванну с нагароудалителем. Эта ванна внутренним (вторым) решет-
чатым дном делится на две половины. В нижней половине (до ре-
шетчатого дна) налит нашатырный спирт, а поверх его налита
смесь, состоящая из 55% керосина, 33% скипидара и 12% бензо-
ла. Обычно пропорция устанавливается таким образом, чтобы па
каждые 45 кг технического 25-процентного аммиака (нашатырный
спирт) приходилось 180—200 кг упомянутой смеси.
В этой ванне детали лежат не меиее 24 час., после чего их вы-
нимают и, промывая в керосине, очищают тряпкой от нагара. В та-
кой ванне можно очистить от 40 до G0 моторов.
К недостаткам этого способа надо1 отнести медлительность очист-
ки (сутки) и вредность из-за испарения аммиака.
При заправке ванны следует налить сначала аммиак, а затем
осторожно добавить второй состав. При работе аммиак надо доли-
вать через длинную воронку, опущенную концом до дна ванны.
Это делается потому, что аммиак, как более тяжелая жидкость, ле-
жит на дне. Работа у ванны бывает особо затруднена в момент за-
ливки и доливки аммиака и в момент выгрузки деталей, так как
выделяющиеся при этом пары аммиака очень удушливы. Работа
производится в резиновых перчатках и фартуках. Хранить аммиак
необходимо в стеклянных с плотной укупоркой бутылях, устано-
вленных в плетеные корзины.
Преимущества этого способа перед другими заключаются в том,
470: 1) отпадает необходимость иметь отдельные составы для алю-
миниевых и стальных еталей, 2) химикалии дешевы, 3) подогрева
состава во время работы не требуется и 4) работа ванны без ее
освежения продолжительна.
Консистентные смазки
Цвет консистентных смазок. Консистентные смазки
0 внешнему виду представляют собой мази разной степени густоты.
Цвет их бывает различный, начиная от светложелтого и кончая.
175
темнокрасным. Цвет может служить для приблизительной оценки
качества смазки. Для ответственных деталей следует предпочитать
смазки светлых цветов, так как это свидетельствует о большей чи-
стоте продуктов, вошедших в их состав.
Следует помнить, что для авиационной смазки пе допускается
содержания посторонних примесей, как то: талька, крахмала, изве-
сти и других веществ, придающих смазке по внешнему виду свет-
лую окраску, по являющихся вредными примесями.
Состав консистентных смазок. Консистентные смаз-
ки представляют собой смесь минерального масла, воды и мыла.
Назначение мыла — быть носителем смазки. Как установлено, мыло,
входящее в состав консистентной смазки, само по себе не является
смазывающим материалом и поэтому следует предпочитать смазки
с наименьшим содержанием мыла. Однако густоту смазке придает
мыло и поэтому отказаться от применения мыла невозможно.
Густота смазки необходима для того, чтобы при нагревании тру-
щихся деталей опа не переходила в жидкое состояние и держалась,
не стекая.
Присутствие воды в консистентных смазках обязательно, потому
что при малом ее содержании составные части смазки легко рас-
слаиваются. Точно такой же результат получается при примене-
нии осушенной смазки: при перемешивании из нее выделяется
мыло.
Технологический процесс изготовления сма-
зок. Консистентные смазки получаются путем перемешивания мы-
ла с минеральным маслом при высокой температуре (около 160°).
Затем указанная смесь охлаждается до 75° ив эту массу доба-
вляется вода в установленном количестве.
В зависимости от цели применения консистентной смазки из-
меняется качество минерального масла и мыла, идущих для при-
готовления.
Для авиационной смазки обычно применяются хорошо очищен-
ные минеральные масла из доссорской или доссоро-макатской
нефти.
В качестве мыла для изготовления авиационной смазки приме-
няются кальцевые мыла.
Внешний вид консистентных с м а з о к. По внешнему
виду консистентная смазка должна быть однородной. При нагре-
вании и последующем охлаждении ее однородность не должна на-
рушаться, так же как и при длительном храпении пе должно на-
блюдаться никаких изменений (в частности, не должно появляться
белых сгустков и волокон).
После стояния смазки в течение нескольких дней в открыто'
сосуде ие должна появляться корка или загустевшая пленка. IIри-
меиение такой смазки совершенно недопустимо, потому что она Щ
дет давать отложения на деталях.
Легкое потемнение поверхности смазки не является пДрПте.
ствием к ее применению, если после нагреваЩтя до 50 или 60 13
чение двух-трех дней не наступит других изменений во внеш
виде смазки.
176
Область применения смазок. Консистентные смазки
применяются для таких механизмов, которые но своей конструк-
ции не могут получать смазку обычной жидкой консистенции. К та-
ким деталям в авиадвигателе относится водяная помпа и в неко-
торых конструкциях отдельные сочленения распределения.
Кроме того, в авиации консистентная смазка употребляется для
смазывания передач самолета.
Для смазки передачи и шарпиров управления самолетов в зим-
нее время обычные сорта смазки являются непригодными, потому
что они замерзают и не дают возможности передвигать ручку или
педали.
Для зимней эксплоатацпп употребляется специальная зимняя
авиационная смазка, не- увеличивающая своей консистенции до
температуры порядка —50°. При сравнительных испытаниях зим-
ней смазки с обычной установлено, что первая ведет себя при — 50°
точно так же, как обычная при -*-20°. Для практических целей та-
кая густота смазки является пе опасной и работа механизмов про-
текает нормально.
Авиационный вазелин. Авпяптюппый вазелин предста-
вляет собой мазь, получаемую непосредственно из пефтп: оп ие
содержит воды и мыла. Вазелин изготовляется путем разгонки ос-
татков парафинистой нефти.
Таблица 31
Название продукта Вязкость по Энг- леру и п 60° ' Темпе- ратура капле- ii аде и ня Содер- жание золы Кислот- ность орга in ч ее кая .иг Вода и мехами •ICCKIIP прим СИ Примечание
Вазелин техничес- кий . . . Не менее 4,5 Пе ниже 4и° Пе более O,U4U/O Пе выше 0,28 кип Отсут- (явуют 1. Вазелин дол- жен в цдеришвать Пробу па сталь- ных иластликах 2. В вазелине должны итсут- ств вать нестой- кие органа iecKiie соединения
3 110 внешнему виду вазелин должен быть светложелтым и про- а<енЧНЬШ (допУскается окраска вазелина темиокоричневая). Он дол- ири ИМеть ДОСтаточиую густоту для того, чтобы пе превращаться кать"яВи111е111П1 те-'1псратуры в теплое время в жидкость и пе расте- пРоддПаХ вазелина является характерным запахом чистых пефте- Вазе°В И 11еМ110Г0 напоминает запах керосина. себе mi -Г1П1 должеп быть нейтральным и не должен содержать в 12 <аких примесей, в частности жирных и смолистых веществ. с- Комский. 1593 177
Авиационный вазелин представляет собой однородное вещество
свободное от комков и зерен и образующее при намазывании на
стекло прозрачную пленку. Взятый па стеклянную палочку при
20" вазелин должен тянуться в прозрачную нить или полотно, не
расплываясь. При растворении в четырехкратном количестве обез-
воженного бензина при 50° вазелина должны давать прозрачный
раствор и не должен выделять осадка в течение 30 минут.
Вазелин должен удовлетворять качествам, указанным в ОСТ
3815, табл. 31, на стр. 177.
Глава XI
КОНТРОЛЬ ТОПЛИВ И МАСЕЛ
(Составлено в соответствии с ОСТ 5 и изменениями, внесенными
в него в начале 1935 г.)
Аэродромный контроль топлив и масел
Взятие проб. Во время слива больших партий топлива бе-
рут четыре—пять проб, по одной в начале и конце слива и осталь-
ные в промежутках между ними.
Топливо каждой пробы испытывают в размере аэродромного
контроля. Результаты этих определений должны быть одинаковы
для всех проб.
Когда выяснена таким образом однородность топлива в разных
слоях, отработанные пробы сливаются вместе (ведро, бидон) и пе-
ремешиваются. Из этой смеси берется около 1 л для полного ана-
лиза.
Перед взятием пробы необходимо убедиться в отсутствии в
топливе нижнего слоя воды и грязи.
Для этого металлической или стек л пиной трубкой берут пробу
топлива со дна тары. Закрыв верхнее отверстие пальцем, трубку
опускают до дна. Когда трубка дойдет до дна, палец отнимают от
отверстия, благодаря чему топливо быстро заполняет трубку. По-
сле этого верхнее отверстие вновь закрывают пальцем, трубку бы-
стро поднимают вверх и выливают топливо в склянку из прозрач-
ного стекла.
Наличие воды в резервуаре также легко определяется лотом,
который представляет собою чистый металлический или деревян-
ный шест с водочувствительной бумагой, прикрепленной к нижне-
му концу.
Определения, в х о д я ш и е, в аэродромный ко и-
дсле Л Ь Топлив- Аэродромный контроль топлив состоит из опре-
1) цвета, прозрачности, механических примесей и испаряемости;
2> удельного веса;
3) нейтральности:
температуры помутнения и замерзания (только для бензоль-
*
179
Приборы, аппаратура п реактивы. Для проведения
аэродромного контроля применяются следующая аппаратура и ре-
активы:
1) стеклянная трубка с резиновым шлангом для взятия пробы-
2) стеклянный цилиндр для определения удельного веса;
3) набор ареометров (4 шт.);
4) делительная воронка с пробиркой для определения нейтраль-
ности;
5) термометр для положительных и отрицательных температур;
6) стеклянный цилиндр для определения прозрачности, цвета й
наличия механических примесей;
7) воронка;
8) склянка с дестиллированной водой;
9) раствор метилоранжа;
10) лакмусовая бумага;
11) фильтровальная бумага;
12) водочувствительная бумага;
13) прибор для определения температуры помутнения и замер-
зания.
Определение цвета, прозрачности, механиче-
ских пр и м е с е й и и с п а р я е м о с т и. Топливо наливается в
цилиндр из прозрачного и неокрашенного стекла. Механические
примеси и вода оседают на дпо цилиндра.
Бензин должен быть бесцветным и прозрачным, для бензолов и
пиробензолов допускается слабое окрашивание. Этиловые бензины
имеют цветную окраску.
Механические примеси определяются па-глаз или путем отстаи-
вания 100 см3 топлива в чистой посуде в течение нескольких часов.
По выпавшему или отфильтрованному осадку судят о механиче-
ских примесях.
Для проверки испаряемости наносят несколько капель горючего
на фильтровальную бумагу. После испарения на бумаге не должно
оставаться прозрачных пятен.
Определение удельного веса. Определение удельного
веса производится ареометром. На фиг. 64 показан набор арео-
метров для аэродромного контроля.
Перед измерением необходимо убедиться, что ареометр и стек-
лянный цилиндр для топлива чисты. Перед наполнением цилиндра
топливом для измерения его ополаскивают этим же топливом.
В наполненный цилиндр осторожно опускается ареометр, под-
держиваемый за верхний конец, причем необходимо:
1) строго следить за тем, чтобы ареометр плавал спокойно и не
касался стенок цилиндра;
2) отсчет производить по верхнему краю мениска, причем глаз
должен находиться на уровне жидкости (фиг. 65);
3) отсчет производить только тогда, когда температура топлива
станет постоянной, ареометр совершенно успокоится и у него и
будет вертикальных колебаний.
Удельный вес определяется при 20°. Если температура ииж
180

или выше 20°, то удельный вес приводится к 20° по следующей
формуле:
с/ - ot (t — 20},
где d —удельный вес при 20°,
dt —удельный вес при данной температуре,
а •—поправка на 1°,
t —температура топлива в момент определения.
Значения а для разных топлив приведены в табл. 32.
Таблица 32
Значения а (поправка к удельному весу на 1°)
Наименование топлива Значение для
ТОЧНЫХ подсчетов практических целей
Грозненский авиабензин . . 0,00084 0,0008
Бакинский бензин 0,00083 0,0008
Авиабензол .... 0,00098 0,001
35"/<, авиабензола 4- 65% гроз- ненского авиабензина . . . 0,00089 0,0009
75% авиабензола —f— S5 ’ 0 гроз- ненского авиабензина . . . о,о:о93 0,0009
65% авиабензола + 35"/о ба- кинского бензина ..... 0,00092 0,0009
80° о пиробензола 4-20% ба- кинского бензина — 0,0009
Если удельный вес был измерен согласно ОСТ, действовавшего
до половины 1935 г., при 15°, а надо его привести к 20°, то вно-
сятся следующие поправки (табл. 33), вычитаемые из удельного
веса, замеренного при 15°.
Таблица 33
Название топлива Поправка, которую надо от- нять от замеренного удель- ного веса при 15° для приве- дения его к 20°
Грозненский авиабензин . . . 0,0045
Бакинский бензин 30 .... 0,0042
Авиабензол 0,0045
’Бензольные смеси 0,0043
Авиамасло МД 0,0032
Определение нейтральности (содержание минераль-
ных кислот и щелочей).
Для определения нейтральности в делительную воронку *
(фиг. 66) наливают около 50 см3 испытуемого топлива и окол
30 с.и3 дестиллированной (перегнанной) нейтральной воды.
Топливо с водой взбалтывают в течение нескольких минут, за-
тем ему дают отстояться, после чего нижний слой опускается в
стакан или пробирку 2.
Нижний слой, представляющий собой воду, проверяется на ней-
тральность, для чего в нем смачивают красную и синюю лакму-
совые бумажки 3. Красная лакмусовая бумага синеет от щелочи, и
синяя краснеет от кислоты.
Кроме того, наличие щелочи и кислоты можно определить, если
в воду налить две-три капли метилоранжа 4.
Метилоранж от действия кислоты меняет окраску па малиновый
цвет, а от шелочи — на желтый. По изменению цвета воды судят
о нейтральности топлива.
Щелочь может быть обнаружена также фенолфталеином 5,
представляющим собой бесцветный спиртовый раствор краски. В
присутствии щелочи фенолфталеин окрашивается в розовый цвет.
От действия кислоты фенолфталеин остается бесцветным. Кроме
топлива, на нейтральность проверяется обнаруженный водный слой,
взятый из тары с топливом.
Определение температуры помутнения и за-
мерзания (только для бензольных и пиросмесей).
При каждой температуре в топливе может быть растворено опре-
деленное количество воды. При понижении температуры способ-
ность топлива растворять в себе воду понижается, и поэтому лиш-
няя вода выпадает в виде мути.
Определением точки помутнения преследуется необходимость
установления количества растворенной воды.
Для определения температуры помутнения топлива его нали-
вают в пробирку 1 (фиг. 67), пробирку с топливом опускают во вто-
рую пробирку со спиртом 2, несколько большего диаметра, а затем
обе пробирки помещают в стакан или сосуд Дюара, наполняемый
охлаждающей смесью 3. Общий вид аппарата для определения тем-
пературы помутнения и отдельные части его показаны на фиг. 68.
Внутренняя пробирка имеет пробку с двумя отверстиями. Через
одно из них в пробирку погружается термометр, который имеет
отрицательные и положительные температуры. Через второе отвер-
стие опускается мешалочка из проволоки, служащая для достиже-
ния однообразности в температуре топлива.
Во внутреннюю пробирку наливают топливо таким образом, что-
бы шарик термометра находился внутри топлива и не доходил до
Диа на 1 сх
По мере понижения температуры наступает момент помутнения
топлива из-за выпадающей воды. Эта температура носит название
температуры помутнения. Охлаждение прибора производится мед-
ленно, так чтобы в минуту температура падала не более, чем на
При дальнейшем понижении температуры в топливе начинают
появляться твердые кристаллы. Момент появления твердых кри-
сталлов в топливе носит название температуры замерзания.
В качестве охлаждающей смеси применяются:
1) снег или лед с 23% поваренной соли,
183
2) спег пли лед с 59% кристаллического хлористого кальция
Определения, входящие в аэродромный кон-
троль масел. Аэродромный контроль масел состоит из опреде-
лепия:
1) цвета, прозрачности, запаха п механических примесей;
2) наличия воды;
Фпг. G7. Аппаратура для определения
помутнения и замерзания топлив.
Фпг. 68. Общий
вид аппарата для
определения по-
мутнения и заме}*
вання топлив.
3) удельного веса;
4) нейтральности (отсутствия минеральных кислот и щелочей).
Определение цвета, прозрачности, запаха и
механических примесей. Свежее масло имеет характерный
цвет в проходящем свете (если смотреть против света) и в отражен-
ном свете.
Для определения цвета и прозрачности наносят две-три капли
ТВ4
т
масла на прозрачную стеклянную поверхность или наливают масло
в узкую пробирку.
ирайтсточные масла имеют в отраженном свете зеленоватый от-
опок. В проходящем свете масла имеют темнокрасный цвет и дол-
я;ны быть прозрачны. Муть может быть обусловлена наличием в
масле механических примесей пли воды, однако это не следует сме
шивать с обычной ровной мутноватостью масла, что объясняется
присутствием в нем парафина.
Механические примеси обычно скопляются в нижних слоях, по-
этому пробу масла необходимо брать так, как описало в разделе
«Взятие пробы».
Для определения наличия механических примесей пробу масла
(обычно 20—50 с.н3) растворяют в таком количестве бензина, чтобы
эта смесь стала способной пропускать свет, после чего имеющиеся
механические примеси легко обнаруживаются.
В случае наличия механических примесей па дпе сосуда отстаи-
вается осадок.
□ пределеипе палпчпя воды. Для определения нали-
чия воды масло наливают в пробирку и нагревают примерно до
200°. В случае наличия воды раздается характерный треск. Этот
треск является результатом превращения растворенной в масле
(эмульсионной) воды в парообразное состояние и разрыва паром
слоя масла. Нагревание следует вести очень осторожно и пе допу-
скать перегрева. Только прп аккуратном нагревании получаются
правильные результаты.
Определение удельного веса.- Определение удельного
веса производится ареометром точпо так же, как и для топлива.
Если масло очень густое и определить его удельный вес таким
образом невозможно, следует его предварительно нагревать. Во вся-
ком случае нельзя определить удельный вес прп температуре ниже
4-20°, так как ареометр очень медленно погружается в масло.
Определение нейтральности. Определение нейтраль-
ности производится так же. как и для топлива, только перед взбал-
тыванием в делительной воропке масла и воды их необходимо подо-
греть до 00—70°.
Полный анализ авиационных топлив .
Определения, входящие в состав полного ко в-
тР°лятоплив. Помимо определений, входящих в состав аэро-
дромного контроля, в некоторых случаях проводится полный апа-
НормТ°ПЛИВ И масел’ Бклг°чающий все определения технических
^Полный анализ топлива производится в тех случаях, когда аэРо-
помпая проверка пе является достаточной для установления ка-
я„Ств топлива. Кроме того, полный анализ производится в тех слу-
3vnX к°гдя аэродромная провепка показывает отрипательпые пе-
Ппг^Татт'т' Наконец. полный анализ производится после длитель-
^ранения топлив.
163
В полный анализ топлива входят еще следующие определения-
1) разгонка топлива по Энглеру, 2) определение смол в топливе’
3) сульфирование, 4) определение очистки авиабензола и пир0’
бензола в марках Кремера.
Разгонка топлива по Энглеру. Для разгонки топлива
употребляется следующая аппаратура (см. фиг. 16).
а) Стеклянная колба А (размеры в мм):
диаметр шара колбы (наружный) 65+ 2
„ шейки (внутренний) 16+ 1
длина шейки 150+ 4
„ отводной трубки 1О')±1О
диаметр отводной трубки (внутренний) 4+ 0.5
„ „ (наружный) 6+ 0,5
расстояние от днища шара колбы до
центра припоя трубки 140+ 2
общая высота колбы 215+ 6
Угол между отводной трубкой и шейкой 75° (допускаемое от-
клонение + 3°).
б) Стек л япный холодильник В (размеры в сл):
длина внутренней трубки 60
диаметр внутренней трубки 1,25
длина рубашки холодильника 40
Конец внутренней трубки согнут под углом 105° и косо срезан.
Согласно ОСТ 1935 г. вместо холодильника употребляется кожух
с ледяной водой. Однако для авиационных бензинов допускается
применение холодильника с обычной водой.
в) Щит для колбы Е (размеры в см):
диаметр 10
высота верхнего съемного 15
высота нижнего, укрепленного неподвижно 14
Материал щита—жесть.
г) Кольцевая асбестовая прокладка колбы (раз
меры в см):
диаметр около 10
прорез для колбы 3
д) Газовая горелка с легко регулирующимся пламенем Ж.
е) Термометр Д:
тип термометра — деления вытравлены на стекле
длина 370—380 мм
толщина 6—8
диаметр шарика термометра 5—7
длина шарика термометра не более 15 см
деления от О до 360°
188
Нолевое деление должно быть нанесено на расстоянии 100—
10 л л от верхнего края ртутного шарика.
1 Деления нанесены через 1°; нумерация — через 10°.
В удостоверении о поверке термометра указываются поправки
а ТОЧКИ: О, ЮО, 200,, 300.
Стеклянный цилиндр, градуированный на
100 со-
размерь!: часть, занятая делениями (100 сО), должна быть не
менее 18 см и не более 20 с.и: деления через 1 см3, причем каждое
пятое деление отмечено более длинной чертой, нумерация делений
идет снизу через каждые 10 смя; расстояние от верхнего деления
цилиндра, отвечающего 100 см3, до верхнего края цилиндра должно
быть не более 45 мм и не менее 30 мм.
Примечание. Допускается принять вместо цилиндра градуированные про-
бирки С емкостью в 30 cms с делениями через О, 2 см3, укрепленные в вра-
щающемся штативе.
ж) Пипетка 3 на 100 см3, выверенная на выли-
вание. I
з) Секундомер.
Подготовка к разгонке. Трубку холодильника прочи-
щают куском ваты на проволоке, чтобы удалить следы жидкости
от предыдущей перегонки.
Муфту холодильника наполняют холодной водой такой темпе-
ратуры, чтобы при выходе из холодильника при перегонке вода
имела температуру ие выше 15°.
Отмеривают пипеткой и наливают в колбу Энглера 100 см3 бен-
зина, причем надо следить, чтобы жидкость не попала в отводную
трубку. Температура бензина должна быть в пределах 12 —18,5°.
В колбу бросают кусочек глазированного фаянса, пемзы или стек-
лянный капилляр (эти предметы предохраняют жидкость во время
разгонки от бурного выкипания).
Термометр на хорошо промятой пробке вставляют в колбу та-
ким образом, чтобы верхний край ртутного шарика приходился
на уровне нижнего края отводной трубки колбы.
Колбу соединяют с холодильником при помощи трубки; конец
отводной трубки должен вдаваться внутрь холодильника на более,
чем на 5 и не менее, чем на 2,5 см.
Сама колба располагается на отверстии в асбестовой прокладке.
Под изогнутый конец холодильника подставляют мерный цилиндр,
или мерные пробирки, так чтобы трубка холодильника входила в
цилиндр не менее, чем на 25 мм, но не ниже метки 100.
Отверстие цилиндра прикрывают кусочком ваты или картона
с соответствующим вырезом.
Разгонка. Зажигают под колбой горелку и регулируют пламя
таким образом, чтобы первая капля из конца холодильника упала
не ранее, чем через 5 или пе позже, чем через 10 мин. с момента
начала подогрева.
Падение этой первой капли отмечают как начало кипения бен-
зина. После этого цилиндр подвигают так. чтобы конец холод пл г.-
ИТ
ника касался (впутреппей степкп цплипдра, т. е. чтобы капли сбе-
гали по его стейке.
Скорость перегонки должна быть не менее 4 и пе более
5 см3/мин. После перегонки бензина пламя регулируют таким
образом, чтобы до конца перегонки прошло не менее 3 и ие более
5 минут.
По достижении заданного копенного объема горелку тушат и
отмечают температуру. показываемую термометром в этот момент.
Момент тушения горелки считается концом разгонки.
Общий объем бензина в мерном цилиндре через 5 мин. после
конца разгонки называется его выходом. По охлаждении колбы
собравшийся в иен остаток измеряется маленькой мензуркой с
делениями в 0,1 см3. Замеренное количество называется остатком.
Разница между 100 см3 и суммой выхода и остатка считается
потерей при перегонке.
Точность: допускается расхождение в любых точках разгоикп
па 0,5 с.и3; для начала и конца кипения — па + 2°; при остатках
объема в любых точках — на + 1 °-
Поправки на барометрическое давление. При
перегонке отмечают барометрическое давление, па которое не вно-
сят никакой поправки в случае барометрического давления пе вы-
ше 770 и пе ниже 740 мм. При давлениях больше 770 лл эта по-
правка положительна. Указанная ниже поправка прибавляется или
вычитается из температуры кипения, показываемой термометром.
Для определения поправки пользуются табл. 34.
Таблица 34
Теми’ратура, Поп авка па температуру
градусы па каждые 10 мм давления
10— 30 0,35
30— 50 0,38
50- 70 0.40
70— SO 0,42
90-110 0,45
110-130 0.47
130—150 0,50
150—170 0.52
170-190 0,54
190-210 0,57
Определение смол в топливе Аппаратура: сте-
клянная или фарфоровая чашка размером — дпаметр 10 см, высота
4,5 с.и.
Определение. В стеклянную или фарфоровую чашку нали-
вают 50 с.и5 испытуемого топлива. Чашку с топливом ставят на баню
с кипящей в продолжение всего опыта водой.
Во время опыта на поверхность бензина подается воздух воз-
духодувным насосом, с внутренним диаметром 1 см.
IBS
Конец трубки должен быть удалей от поверхности топлива па
расстояние 10 см. Испарение ведут до полного удаления бензила
в продолжение примерно получаса. После того1 как весь бензин ис-
парился, чашку со смолой переносят па полчаса в сушильный
шкаф, в котором поддерживают температуру в 105°.
Затем чашку охлаждают в эксикаторе и производят взвешива-
ние на аналитических весах. По разности веса чашки со смолой и
весом предварительно взвешенной
чашки определяют вес смол. По-
лученный результат множат на 2,
для того чтобы получить содержа-
ние смол в мг на 100 см3 топлива.
Су льфпровапиё. Про-
центное содержание сульфирую-
щихся (ароматические и непре-
дельные соединения) определя-
ется только в авнобеизолах, пери-
бепзолах, бензино-бепзольных и
пиробензольных смесях.
Аппаратура. Определение
производится в сульфаторе, пока-
занном па фиг. G9; емкость ша-
ров сульфатов 75 см3.
Верхний шар снабжен отвер-
стием с хорошо прошлифованной
стеклянной пробкой, а нижний
имеет впускную трубку со стек-
лянным крапом.
Шары соединены трубкой (бю-
реткой), емкостью 25 cat’ с граду-
ировкой до 0.1 см3.
Реактивы. Смесь. К а т-
винкеля. Смесь приготовляется
растворением в 100 см3 серной
кислоты (удельный вес 1 ,S4)
(9G% весовых) с 30 е фосфорного
ангидрида.
Желательно пер°д приготовле-
нием раствора Катвипкеля про-
ка аналитических весах пустой
Фиг. 69. Сульфирование топлива.
верить концентрацию серной кислоты объемным методом титрова-
ния (к разбавленной водой серной кислоте прибавляют точно за-
меренное количество кубических сантиметров едкой щелочи точно
установленной концентрации). Если пет возможности эту проверку
произвести в своей лаборатории, серную кислоту следует передать
Для испытания в имеющуюся поблизости какую-либо химическую
лабораторию. Серная кислота должна иметь концентрацию в преде-
лах pg—97 весовых процентов, считая на H_.SO4. При более сла-
бой или более концентрированной кислоте получаются неправиль-
нее результаты сульфирования.
181
Для составления смеси Катвинкеля отвешенное количество фос-
форного ангидрида быстро обливается серией кислотой. При этом
происходит разогревание. Стакан со смесью охлаждают в эксика-
торе или под пришлифованным на стеклянной поверхности стеклян-
ным колпаком во избежание обводнения смеси за счет поглощения
влаги.
При приготовлении смеси посуда должна быть очень чистой.
Необходимо следить, чтобы в серную кислоту и фосфорный ангид-
рид при вскрытии банок не попали посторонние вещества (пара-
фин, кусочек пробки и пр.). Все эти примеси окрашивают смесь и
влияют на точность опыта.
Определение. При сульфировании авиабензола и бензоль-
ных топлив наливают в сулъфатор около 90 смя смеси Катвинкеля,
чтобы уровень жидкости был точно на черте 10. В смесь Катвин-
келя добавляют 10 см3 топлива, чтобы уровень доходил точно до
нуля.
Смесь сильно взбалтывается три-четыре раза (фиг. 67), в пер-
вый раз в течение 20 мин., а затем по 15 мин. После каждого
взбалтывания дают отстаиваться в течение 0,5—1,5 часа.
Сульфирование заканчивается, когда топливо перестает убы-
вать. Все определение рекомендуется сделать за один день/при
значительном нагревании сульфатора его надлежит охлаждать во-
дой, пробки надо придерживать, чтобы во время опыта их не вы-
било.
Последний окончательный отсчет делают после того, как жид-
кость хорошо отстоялась и в ней нет пузырьков воздуха. Следить,
чтобы температура окружающего воздуха при заливании сульфа-
тора и во время отсчета была одинаковой.
Количество кубических сантиметров недостающего после суль-
фирования бензольного топлива умножают на 10. Полученная ци-
фра дает объемное процентное содержание сульфирующихся угле-
водородов.
Объемные проценты сульфирующихся углеводородов пересчи-
тываются на весовые проценты по следующей формуле:
т ’
где Б — весовые проценты сульфирующихся углеводородов,
А — объемные проценты сульфирующихся углеводородов,
Y — удельный вес ароматических углеводородов (обычно берут
Y = 0,867).
О п р е д е л е и и е о ч и с т к и бензола в марках Креме-
ра. Аппаратура. 1. Стеклянные цилиндры градуированные,
емкостью на 20 см3, пробка стеклянная, хорошо пришлифованная
(фиг. 70).
2. Деревянный штатив для цилиндров.
180
Определение. В градуированный цилиндр емкостью около
25 см3 с делениями 0,2 см3 и с притертой пробкой вводят: 1) з си3
химически чистой или чистой для анализа серной кислоты (удель-
ный вес 1,84) и 2) 5 см3 исследуемого бензола.
Все это сильно взбалтывают в течение 5 мин. и после двух-
линутного отстаивания сравнивают окраску серной кислоты с
окраской эталонных растворов. Степень окраски обозначают соот-
ветствующим номером шкалы эталонных растворов (марка Кремера).
Фпг. 70. Шкала Кремера.
Эталонные растворы приготовляют путем растворения в литре
50-процентной серной кислоты следующих количеств химически
чистого бихромата калия (в г): 0,5; 0,8; 1,0; 1,5; 2 и 3.
Бихромат калия должен быть химически чистым (или чистым
Для анализа).
Во время приготовления раствора следить, чтобы в него пе по-
пали посторонние вещества. Посуда, в которой изготовляются эта-
лоны, должна быть тщательно вымыта. Если раствор при хранении
начнет изменяться в цвете или бледнеть, его следует заменить
новым.
Количество граммов бихромата калия в эталонном растворе
Дает марку Кремера, т. е. имеются следующие эталоны марок Кре-
мера: 0,5;'0,8; 1,0; 1,5; 2 и 3.
Таким образом авиабензол, давший окраску серной кислоты,
одинаковую с окраской раствора 2 г бихромата, имеет степень
очистки в две марки Кремера.
181
Полный анализ авиационных масел
Определения, вх о дя щи е d полный анализ ма-
сел. Полный анализ авнамасел производится в тех же случаях
что и для авиаюнлив.
Помимо тех определений, которые проводятся при аэродромной
проверке, в долнын анализ включаются еще следующие определе-
ния.
Для минеральных масел: 1) количественное содержа-
ние механических примесей, 2) зольность, 3) содержание органи-
ческих кислот, 4) кокс ио Конрадсону, 5) вязкость но Энглеру,
6) температура вспышки, 7) содержание смол, 8) температура за-
стывания.
Для касторового масла. Помимо всех определений, про-
водящихся для минерального масла, проводятся еще следующие
определения: 1) растворимость в бензине и спирте, 2) иодное
число, 3) число омыления.
В кастролях производится еще определение содержания ка-
сторки.
О и р е д е л е н и е к о л и ч е с т в е и н о г о содержания ме-
ханических примесей. Для определения механических
примесей употребляется следующая аппаратура: колба Эрлепмейе-
ра емкостью 750 с.и3; стеклянная торопка диаметром 8 см с косо
срезанным носиком, штатив с кольцом диаметром около 5 см, сте-
клянная палочка, бюксы, технологические весы точностью до 0,1,
аналитические весы, бензольные бумажные фильтры диаметром
10—12 см марки «Красная лепта».
Реактивы: 1) бензол чистый (ОСТ 463); удельный вес при
15° 0.8S0—0,885, бесцветный и прозрачный; должен испаряться
при комнатной температуре без остатка; 2) спирто-эфирная смесь
в пропорции 4:1.
Проведение испытаний. Предварительно масло хорошо
перемешивается встряхиванием. Затем отбирается 50 г в эрлеимей-
еровскую колбу путем взвешивания на техно-химических весах
Масло разбавляется в колбе 5-кратным количеством предваритель-
но нагретого бензола, для чего его наливают в колбу и опускают в
кипящую воду.
Масло, разбавленное бензолом, отфильтровывается через фильтр,
который помещается для этой цели в стеклянную воронку. Фильтр,
идущий для фильтрации, должен быть предварительно помешен в
бюксу и просушен до постоянного веса при 105—цп°. Высушен-
ный и охлажденный в эксикаторе фильтр взвешивается вместе
с бюксой. закрытой крышкой, па аналитических весах.
Фильтрация производится очень осторожно во избежание по-
терь. По окончании фильтрования фильтп промывают горячим
бензолом до тех пор, пока бензол не будет стекать совершенно про-
зрачный.
По окончании промывки Фильтр вносится в бюксу и просу-
шивается при температуре 1П5—110° до достижения им постоян-
ного веса, который определяется путем взвешивания охлажденного
в эксикаторе фильтра в закрытой бюксс на аналитических весах.
182
За процент механических примесей принимают удвоенную раз-
ность между весом бюксы с фильтром после фильтрации и бюксы с
фильтром, взвешенных перед фильтрацией.
Наличие механических примесей в количестве менее 0,005 г
определяется как следы механических примесей.
Определение золь и ос ти масла. Аппаратура.
1) фарфоровый тигель пли чашка емкостью около 100 сл3,
2) асбестовый кружок с вырезом для тигля.
Диаметр кружка 15—20 см.
Реактив: 10% раствор азотнокислого аммония.
Определение. 50 г масла без предварительной отгонки на-
ливают в точно взвешенную фарфоровую чашку и подвергают мед-
ленному выпариванию на голом огне (пламя горелки должно быть
совершенно бесцветным).
Если пары масла при этом воспламеняются, то огонь следует
тотчас же тушить, быстро покрывая чашку фарфоровой крышкой.
Остаток подвергают прокаливанию на сильном пламени. Для уско-
рения озоления (если это потребуется) прибавляют к золе, после
того как ее остудили, небольшими порциями раствор азотнокислого
аммония, осторожно выпаривая последний и снова прокаливая ос-
таток. Когда весь уголь сгорит, чашку ставят в эксикатор и по
охлаждении взвешивают.
Привес чашки, умноженный па 2, дает высокое процентное со-
держание золы в исследуемом масле.
Содержание органических кислот. Для определе-
ния органических кислот применяются следующая аппаратура и
реактивы:
1) градуированный цилиндр па 100 см3 с притертой пробкой;
2) пипетка па 20 с.и3;
3) колба Эрленмейера на 150 см3;
4) свежеперегнаниый спирт, сделанный нейтральным путем
прибавления по каплям 0,1% спиртового раствора едкого калия
в присутствии фенолфталеина;
«5 ) 0,1 % — спиртовый раствор едкого калия;
6) фенолфталеин (1% спиртовый раствор).
Определение. В градуированном цилиндре взбалтывают
в течение 5 мин. 20 см3 масла с 40 см3 свежеперегпанпого спирта.
Дают отстояться маслу и, отсосав пипеткой 20 см3 спиртовой
вытяжки, титруют се 0,1-процентным спиртовым раствором едкого
калия в присутствии фенолфталеина. Так как при однократном
взбалтывании не все кислоты переходят из масла в спиртовый рас-
твор, то повторяют эту операцию еще два раза, беря каждый раз
®ежий спирт и присоединяя результаты повторных определений
К результату первого титрования.
t Кроме указанного выше, может быть рекомендован следующий
способ: навеску масла около 10 г растворяют в 50 см3 свежепере-
сианного и нейтрализованного спирта, хорошо взбалтывают в те-
/Спие 5 мин. и оставляют на ночь. Па следующий день отбирают
“Ипеткой 25 см3 раствора и поступают, как указано выше.
М. О. Конский, 1693
Пример расчета на SOs.
1 см3 0,1-процентного раствора едкого калия соответствует
0,004 г S03i поэтому если при титровании ю г масла пошлр 0,5 см3
0,1-процентной щелочи, то кислотность данного масла равна:
0,5-О,ОО4-гоо _
ю “
0,02% S0a.
Пример расчета на миллиграммы едкого ка-
лия. 1 см3 0,1-процентного раствора едкого калия содержит по-
следнего 5,6 мг; поэтому если при титровании 10 г масла пошло
0,5 сл3 0,1-процентного раствора едкого калия, то кислотность
данного масла равна:
Ц^ = 0,28 л/г КОН.
Для определения кислотности, выраженной в мг едкого калия
на 1 г масла, -необходимо кислотность, выраженную в процентах
S03, умножить на 14, так как 1С/О S03 соответствует 14 мг едкого
калия.
Пример расчета содержания органических
кислот. Оттитровано 20 см3 спиртовой вытяжки из масла, удель-
ного веса 0,910; щелочи пошло 1,10 см3.
Для испытания было взято 20 см3 масла и 40 см3 спирта, сле-
довательно, взятый для титрования объем спиртовой вытяжки со-
ответствует половинному количеству масла, т. е. 10 см3. Чтобы
узнать вес этого объема масла, нужно 10 см3 умножить на удель-
ный вес масла: 10 -10,94-0. Так как 1 см3 0,1-процентного раствора
едкого калия соответствует 0,004 S03, то процентное содержание
S06 определится, если умножить этот титр па число израсходован-
ных кубических сантиметров щелочи, умножить на 100 и разде-
лить на вес масла:
1,10-0,004-100
10-0,910 _
= О,О48°/о S0s.
Для определения кислотности касторки пользуются следующим
способом. От 5 до 10 г масла растворяют в 30—40 см3 смеси, со-
стоящей из равных объемов нейтрального 95% этилового спирта и
нейтрального серного 'эфира. Жидкость перемешивают и титруют
0,1% спиртовым раствором едкой щелочи до получения равномер-
ного, не исчезающего в течение 5 мин. красного окрашивания. Ин-
дикатор— 1% раствор фенолфталеина с 95% этилового спирта.
Если при титровании жидкость мутнеет, в колбу добавляют не-
большое количество растворителя до полного просветления и про-
должают титровать.
Израсходованное при титровании количество см3 0.1-процентной
едкой щелочи, умноженное на 5,6 и деленное на навеску масла,
выражает кислотное число.
Кокс в минеральных маслах, определенный по
методу Конрадсопа. Прибор (фиг. 71) состоит из следую'
щих частей:
а) фарфоровый тигель для залива нефтепродукта А, диаметром
45—46 мм и емкостью 25 сл3;
194
б) железный тигель В с чугунной крышкой, снабженный отвер-
стием для выхода паров нефтепродукта, диаметром 65 мм, высотой
38 мм, емкостью 45 с.и3;
б) железный тигель С, снабженный обыкновенной крышкой,
диаметром 30 мм, высотой 60 мм, емкостью 18р ел3;
г) фарфоровый треугольник;
д) треножник D; * *
е) асбестовый или железный муфель Е размером: длина сторо-
ны 15—17 ел, высота 3 сл; прорез для установления тиглей: верх-
ний диаметр 9 см, нижний диаметр 8 с.и;
ж) асбестовый или .железный колпак с трубкой F, диаметром
12 5 см, высотой цилиндрической части з см, высотой конической
части 1,8 см, высотой трубы 5 см, диаметром трубы 6,2 см;
з) горелка с сильным пламенем.
Фиг. 71. Аппарат Конрадсона для
определения коксуемости масел.
Фиг. 72. Аппарат Энглера для опре-
деления вязкости масел.
Определение. В точно взвешенном (предварительно прока-
ленном) фарфоровом тигле А отвешивают 10 г масла, ставят ти-
гель в центре железного тигля В, который накрывают крышкой.
Этот тигель ставят в свою очереда внутрь другого железного
тигля С, на дно которого насыпан песок, и накрывают крыйгкой.
Ьсю систему тиглей ставят на фарфоровый треугольник, положеп-
Ный «а треножник, внутрь муфеля Е и накрывают колпаком F. На-
ружный тигель нагревают сильной горелкой, пламя которой охва-
тывает бока тигля внутри муфеля.
Ногда масло начинает разлагаться и испаряться, регулируют
ламя горелки так, чтобы пламя загоревшихся продуктов разложс-
Ия поднималось над трубой колпака не выше 5 см.
к прекращением выделения горячих газов сводят пламя горел-
и До первоначальной величины и греют докрасна дно наружного
тигля в течение 5 мин.
185
Все нагревание продолжается около получаса.
По окончании нагревания охлаждают тигель, не снимая крыщ-
ки. После этого фарфоровый тигель вынимают окончательно
охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Полученный вес кокса
перечисляют в проценты.
При оценке результатов обращается (внимание на свойства ко-
кса: рыхлость, трудность его отделения от стенок.
Точность. Допускаемое расхождение между двумя опреде-
лениями— не более 0,5%.
Вязкость но йнглеру. Вязкость по Энглеру (или числом
градусов Энглера) называют отношение времени истечения 2ои см3
масла в аппарате Энглера при температуре опыта ко времени исчи-
сления 2ои с.«-; воды в этом же аппарате при 20° С. Число градусов
Энглера при температуре Г С обозначается 3t.
Описание прибор а. Вискозиметр Энглера (фиг. 72) со-
стоит из двух, вставленных один .в другой, латунных сосудов ци-
линдрической фирмы. Внутренний сосуд А предназначен для на-
полнения его исследуемым маслом; наружный В — представляет
собой водяную или масляную баню. Внутренний сосуд закрыва-
ется крышкой с двумя отверстиями, предназначенными для термо-
метра, служащего для определения температуры испытуемого ма-
сла, и деревянного штепселя в, служащего для запирания сточного
отверстия прибора. Термометр, служащий для определения темпе-
ратуры воды (.или масла) в бане, удерживается с помощью зажима,
прикрепленного к стенке бани. На этой же стенке укрепляется ме-
шалка для перемешивания жидкости в бане.
Неподвижность внутреннего сосуда по отношению к окружаю-
щему его резервуару достигается тремя боковыми креплениями и
сточной трубкой,: последняя запирается деревянным штемпселем
в, проходящим сквозь центральное отверстие в крышке.
Во внутреннем сосуде расположены три изогнутых под пря-
мым углом заостренных штифтика, служащих указателями вы-
соты слоя наливаемого масла и в то же время — показателями гори-
зонтальности положения прибора. Железный треножник служит
штативом для прибора; на нем укрепляют кольцевую горелку для
подогрева аппарата. Как раз против сточного отверстия прибора под-
водят измерительную колбу с чертой ниже шейки, которая отве-
чает 200 см3. Колба градуирована при +20°С.
Термометр к вискозиметру Энглера. 1. Первый
термометр имеет шкалу от 1 до 52° С с градуировкой через каждые
0,5°. Длина ствола термометра — 21,5—22,0 см, диаметр ствола —
0,5—о,б см\ длина шарика термометра — 0,8—0,12 см, диаметр —
0,5—0,6 см.
Второй термометр для определения вязкости при 100° С имеет
градуировку от + 10 до -|- 110° через 1°. Длина ствола термо-
метра—25 о—25,5 см, диаметр ствола—0,5—0,6 см, длина шарика
термометра — 0,8—1,о см, диаметр —о,5—0,6 см.
Термометры снабжены гильзой наружного диаметра в 0,8 с’б
закрепленной на трубке термометра так, чтобы ртутный шарик тер'
1CS
цометра начинал обнажаться из масла тогда, когда из вискозиме-
тра вытечет 200 сма масла.
Реактивы: 1) эфир петролейный, 2) спирт этиловый, 3) во-
да дестиллированная, 4) авиационный или легкий бензин.
Установка прибора. Прибор должен быть установлен
так, чтобы три острия указателей уровня жидкости во внутреннем
сосуде находились в горизонтальной плоскости, что достигается под-
винчиванием уравнительных винтов треножника до тех пор, пока
все три острия указателей уровня будут едва заметны над повенх-
постью жидкости, налитой во внутренний сосуд в соответствующем
объеме. Последний регулируется отнятием или прибавлением жид-
кости посредством пипетки. Урегулированный таким образом
прибор каждый раз устанавливается па треножнике в одном и том
же положении.
Определение водного числа прибора. Водным чис-
лом называется время истечения 200 см3 дестиллированной воды
при 20° С.
Для определения водного числа тщательно промывают внутрен-
ний сосуд прибора серным или петротейным эфиром, затем спир-
том и под конец дестиллированной водой.
Для этой работы требуется совершенно новый деревянный штеп-
сель. не бывший в употреблении. В случае, если его не окажется,
штепсель, бывший в употреблении, следует тщательно промыть до
употребления эфиром, спиртом и водой. Касаться пальцами, бума-
гой или тряпкой внутренней поверхности прибора не следует; толь-
ко в крайнем случае можно протирать ее замшей.
В прибор наливают во внутренний сосуд д сети ллирова иную во-
ду с температурой +20°, немного выше остриев. При помощи во-
дяной бани воду во внутреннем сосуде держат в течение 10 мин.
при 20°, потом приподнимают слегка штепсель и выпускают не-
много воды из сосуда; таким образом, вся сточная трубка также
заполняется водой.
После этого пипеткой отсасывают из сосуда излишек волы так,
чтобы уровень ее приходился как раз па высоте штифтиков. Под
сточное отверстие прибора ставят измерительную колбу. Устано-
вив таким образом прибор, его закрывают крышкой, придерживая
притом рукой штепсель. Убедившись, что температура воды равна
точно 20°, быстро, не толкая прибора, приподнимают рукой штеп-
сель и тщательно по секундомеру отмечают время, потребовавше-
еся для заполнения колбы до черты 200 см3.
Время это должно быть не менее 50 и не более 52 сек. Среднее
Для данного прибора время, принимаемое за единицу, должно быть
определено, по крайней мере, из трех последовательных наблюде-
ний, отличающихся между собой пе более как на 0,5 сек.
Проверка водного числа вискозиметра производится не реже
Раза в з мес. Если результаты проверки выходят из пределов до—
сек., то прибор подлежит ремонту. Точность секундомера также
Должна быть периодически проверяема.
Определение вязкости авиа масла. Перед каждым
187
испытанием прибор и его выпускное отверстие должны быть тща-
тельно промыты бензином и высушены продуванием воздуха.
Определение вязкости масла при 50° производится следующим
образом: в сосуд А прибора, немного выше его штифтиков', налн-
вают при закрытом с помощью штепселя сточном отверстии испы-
туемое масло, подогретое до 52—53°. Во внешний сосуд прибора
наливают воду с температурой несколько выше 50°.
Для того чтобы во все время опыта температура испытуемого
масла была одна и та же, т. е. 50°, следует температуру ванны
непрерывно поддерживать при 50,2°. Это достигается перемешива-
нием содержимого ванны стеклянной палочкой или специально
приспособленной мешалкой и легким подогреванием бани кольце-
вой горелкой.
, Подняв немного стержень, дают стечь излишку масла; если не-
обходимо, слив масла производят так, чтобы уровень масла как
раз совпал с верхними точками штифтиков. Если масла спущено
много, то прибавляют его пипеткой по каплям до закрытия маслом
конца штифтиков, осторожно, чтобы не оставалось пузырьков воз-
духа. После этого прибор закрывают крышкой и под сточное отвер-
стие ставят-измерительную колбу.
Температуру продукта устанавливают непрерывным перемеши-
ванием термометром, вращая вокруг штепселя крышку прибора,
в которую вставлен термометр.
Когда термометр, находящийся в масле, будет показывать 50°,
следует выждать еще 5 мин., а потом быстро вынуть штепсель, од
повременно пустив в ход секундомер.
Во время истечения надо следить за тем, чтобы температура в
бане была одна и та жё. Секундомер останавливают ® тот момент,
когда вытекающее, масло дойдет до метки 200 см3 (пена в расчет
не принимается).
Разделив показанное секундомером количество секунд на вод-
ное число прибора (время истечения из аппарата 200 см3 воды при
температуре 20°, выраженное в секундах), находят вязкость испы-
туемого масла. Так, например, если А — водное число, а В — время
(в секундах) истечения в аппарате масла» подогретого до 50°, то
вязкость по Энглеру при 50°:
' _ Л
Э50— А
Аналогичным же образом производят определение вязкости
при 90 и 100°, только при этом' во внешний сосуд наливают ка-
кое-либо масло с высокой температурой вспышки.
В этом случае температуру бани поддерживают подогреванием
газовой кольцевой горелкой около 101 —102°, для того чтобы ис-
следуемое масло [Цо время опыта имело 100°.
Точность — допускаемое расхождение между двумя опре-
делениями не должно превышать 1 сек.
Температура вспышки. Температурой вспышки назы-
вается температура, при которой масло, нагреваемое в строго опре-
деленных условиях, испаряется так быстро, что образует с окру-
188
жающим воздухом смесь, которая при поднесении к ней пламени
сгорает с легким взрывом.
Температура вспышки определяется в закрытом и открытом со-
судах. В первом случае вспышка определяется в приборе Мартенс-
П'ёнского, а во ЕТ0Р0Л‘ — в аппарате Бреннена.
вспышки масел.
О п р е д е л е н и е т е м п е р а т у р ы в с п ы ш к и -в и р и б о р е
Мартен с-П ейского. Описание прибора (фиг. 73). При-
бор состоит из следующих частей:
1. Чугунная литая воздушная ванна 1 с цилиндрической каме-
Рой, непосредственно нагреваемой пламенем горелки, и латунная
Рубашка 2, которая предохраняет чугунную воздушную ванпу от
излишнего теплоизлучения.
2. Резервуар з цилиндрический, железный, омедненный, никели-
рованный или биметаллический с плоским дном. Резервуар поме-
щается в воздушную ванну таким образом, чтобы нигде не было
199
соприкосновения со стенками этой ванны. Внутри сосуда сделана
риска для указания уровня налива испытуемого масла'.
На резервуар надеваются: хорошо пригнанная крышка 4, имею-
щая отверстия; вращающаяся заслонка с двумя отверстиями; ту-
булус для термометра; зажигательная лампочка 5 и пружинный
рычаг 6, который может отодвигать заслонку и наклонять зажига-
тельную лампочку к середине отверстия в крышке.
3. Термометров полагается два: от 120 до 190° и от 170 д0
350°, с делениями через 1° и с гильзами для помещения термомет-
ров в тубулус крышки. В свидетельствах к термометрам должны
быть даны поправки к их показаниям.
В центре крышки установлена мешалка 7. служащая дя переме-
шивания испытуемого продукта во время подогрева. Мешалка со-
единена гибкой передачей с ручкой, посредством которой она может
приводиться во врашательное движение.
Прибор нагревается газовой или бензино-газовой горелкой.
Допускается применение электрической нагревательной ванны с
регулировкой нагрева посредством реостата.
Подготовка к определению. Резервуар прибора про-
мывают бензином или эфиром, тщательно высушивают его над пла-
менем. так как малейшие следы бензина сильно понизят вспышку
нефтепродукта. В резервуар наливают испытуемое масло до риски,
находящейся внутри резервуара, закрывают крышкой, хорошо вы-
тертой и высушенной, вставляют термометр и помещают резервуар
в воздушную бапю.
Зажигательную лампочку заправляют машинным или суреп-
ным' маслом и регулируют фитиль таким образом, чтобы форма
пламени была близка к шаровидной и ширина пламени состав-
ляла з—4 мм.
Определение. Под прибором зажигают газовую горелку.
Сначала температура масла может повышаться быстро, ио когда
она достигнет градусов на 30 ниже предполагаемой температуры
вспышки, надо нагревание вести так, чтобы скорость подъема тем-
пературы составляла 2° в минуту. За. Ю° ниже ожидаемой вспышки
начинают производить испытание, поворачивая головку пружин-
ного рычага через каждые 2° подъема температуры.
При нагревании масло следует все время перемешивать йраще-
пием конца пружинной мешалки. Только во время испытания на
вспышку перемешивание прекращается.
Для определения вспышки поворачивают головку пружинного
рычага и осторожно опускают обратно. При этом отверстие крышки
должно быть открыто 1 сек. Во время поворачивания головки пру-
жинного рычага лампочка наклоняется к отверстию и производит
вспышку. Если вспышки не происходит, то продукт снова переме-
шивают и производят определение при температуре выше преды-
дущей па 2°.
Моментом вспышки называется момент появления синего пла-
мени над всей поверхностью продукта. После получения вспьшпШ
испытание продолжают, повторяя его при тех же условиях, через 2 •
2D0
Если при этом (вспышки не произойдет, все испытание повторяют
заново.
Точность — допускаемое расхождение между двумя парал-
лельными определениями + 2°.
Определение тем-
пературы вспышки
на приборе Брен- ' Л
к е н а.
Описание деталей
(фиг. 74). Прибор состоит
из следующих частей:
1. Штатив 1 с кольцом и
лапкой, высота штатива
50 см, диаметр кольца 8 см.
2. Песчаная железная ба-
ня 2 (чашка) диаметром
10 см + 5 мм, высотой
5 см Ч~ 5 мм.
3. Тигель 3 высотой
47 см +1 -«л, диаметром
64 см +1 мм, толщиной 2 мм.
4. Термометр 4 палоч-
ного типа. Размеры: длина
290—305 ММ, диаметр 6—
7 мм, шарик термометра:
длина не более 15 мм, рас-
стояние от нижнего конца
шкалы до конца шарика
40—50 мм, градуировка от
0 до 360°, через 1°; запол-
нение — азот, стекло нор-
мальное.
5. Горелка.
6. Зажигательная лам-
почка, состоящая из сте-
клянной трубочки с оття-
нутым концом, в которую
проведен газ, или в которую
проведен фитиль.
Подготовка к опре-
делению. Предваритель-
Фиг. 74. Аппарат Вренкена для определе-
ния вспышки масел.
НО обезвоженный продукт
наливают в фарфоровый тигель так, чтобы уровень жидкости от-
стоял от края тигля на 12 мм для масел со вспышкой до 220° и
18 м.м для масел со вспышкой выше 220°. Правильный залив тигля
Маслом проверяется шаблоном. Тигель вставляют в песчаную баню
(яаптку) так, чтобы песок был на одной высоте с жидкостью тигля;
между дном тигля и чашкой должен быть тонкий слой песка.
В масло вставляют термометр, причем высота масла над ртут-
ным шариком должна равняться расстоянию шарика от дна тигля.
201
Прибор помещают в таком месте комнаты, где отсутствует за-
метное движение воздуха и где свет настолько затемнен, что
вспышка становится хорошо видной. Желательно окружить при-
бор щитом.
О и р е д е л е и и е. Нагревают песчаную баню, чтобы темпера-
тура продукта поднималась со скоростью 10° в минуту и за 40° до
ожидаемой температуры вспышки, со скоростью 4° в минуту.
Испытание начинается за 10° до ожидаемой температуры
(вспышки: через каждые 2° проводят медленно по краю тигля' па
Фпг. 75.
Отстой-
ник для
определе-
ния смол
по акциз-
ному ме-
тоду.
расстоянии около 12 мм поверхности масла пламенем
зажигательной лампочки. Пламя ее должно иметь диа-
метр 3—4 мм. Моментом вспышки считается момент по-
явления большого синего пламени над всей поверхностью.
Точность-— допускаемое расхождение между дву-
мя параллельными определениями + 3°.
Содержание смол. Для определения содержа-
ния смол по акцизному методу применяются следующая
аппаратура и реактивы:
1. Отстойник для смол представляет собой стеклян-
ный цилиндрический сосуд с притертой пробкой, сужен-
ный в нижней части, на которой нанесена шкала с деле-
ниями 0,5 см3 (фиг. 75).
На правой стороне шкалы находится черта, до кото-
рой наливается серная кислота, обозначенная цифрой
10. На левой стороне эта черта обозначена цифрой 0.
от Которой кверху идут деления, служащие для непо-
средственного отсчета осевшего слоя смолистых веществ
(размеры и форма отстойника даны на фиг. 75).
2. 1—2 градуированных цилиндра с притертой проб-
кой емкостью 200 да3.
3. Серная кислота удельного всей 1,840, крепостью
95,6%.
Подготовка к определению. Испытуемый
продукт должен бйть обезвожен. Обезвоживание ведется
следующим образом. В градуированном цилиндре рас-
творяются 50 см3 испытуемого масла в 50 ст3 бензина,
удельного веса около 0,740. К полученному раствору
прибавляют около 5 кг измельченного в ступке безвод-
ного плавленого хлористого кальция, сплавленного с солью.
Смесь взбалтывают в течение 3 мин. и дают ей 15 мин. отсто-
яться. Затем жидкость осторожно сливают с хлорокальциевого от-
стоя в другой цилиндр.
Опорожненный цилиндр раза четыре ополаскивают бензином,
порциями около 10 см3 каждая. Ополоски присоединяют к главной
массе жидкости. Объем жидкости .во втором цилиндре доводят чи-
стым бензином до 150 см3.
В том случае, если продукт обезгожеи, поступают следующим
образом: в градуированный цилиндр емкостью в 200 см3 вливают
сначала бензин, удельного веса около 0,740, до черты 50 см3, потом
осторожно вводят туда испытуемый продукт, пока уровень беи-
202
зина не подымется до черты 100 см. К полученной смеси прибав-
ляют столько бензина, чтобы общий объем жидкости составил
150 см3. Если масло очень густое, то следует его предварительно
разогреть, погружая сосуд с маслом в горячую воду.
Разогретое масло вливают в чистый цилиндр, охлаждают до
комнатной температуры, отсчитывают его объелши затем разбав-
ляют бензином до 150 см3.
Определение. В отстойник для смол налйоают серной кис-
лоты точно 10 см3.
Для выравнивания ее мениска в отстойник прибавляют не-
сколько кубических сантиметров бензина. *
Затем бензиновый раствор продукта перешивают из цилиндра
в отстойник для смол. ,
Цилиндр ополаскивают 5 —10 см3 бензина и ополоски присо-
единяют к общей массе, затем все сильно взбалтывают в течение
3 мин. Стенки сосуда возможно тщательно отмываются от пристав-
шей к ним смолы легким встряхиванием бензинового слоя жидко-
сти, наполняющей широкую часть прибора. Затем отстойник оста-
вляют в штативе в отвесном положении. По прошествии часа
/производят отсчет. Прп неясжЯл разграничении слоев в прибор
осторожно по стенкам вливают светлое очищенное машинное масло,
вследствие чего поверхность нижнего слоя настолько отчетливо об-
наруживается, что становится возможным точно отсчитать его
объем.
Отстаивание слоя смолистых веществ после взбалтывания бен-
зинового раствора с серной кислотой производится при комнатной
температуре.
Полученное число кубических сантиметров смолистых веществ,
будучи умножено на 2, дает процентное по объему содержание смо-
листых веществ в испытуемом продукте.
Застывание масел
Аппаратура
1. Пробирка, диаметром в 1,5—1,7 см, высотой в 15—16 см.
2. Термометр с ножкой.
Тип термометра: со шкалой на молочном стекле.
Градуировка: от —25 до + 60°, через 1°. Длина 1° около до 1 мм.
Диаметр трубки, заключающий шкалу.......10 мм (± 1 мм)
ниже шкалы................6.5 , (±Ц5 в )
Длина верхней части термометра...........125 , (+15 „ )
. нижней „ . 160 „ (+ 5 „ )
. ртутного резервуара................9,5 „ (+1.5 „ )
Диаметр , , ...............6,5 . (+°-5 » )
3. Ванна для охладительной смеси (охладительная смесь—лед с попарен-
ной солью или с кристаллическим хлористым кальцием) — твердая углеки-
слота в спирте или бензине.
Определение. В пробирку наливают испытуемое масло на
высоту з см. В пробирке при помощи пробки укрепляют непод-
203
вижно термометр таким образом, чтобы его ртутный шарик нахо-
дился в середине масла. Затем пробирку нагревают на водяной
бане до 50° и ставят при посредстве зажима вертикально в охлади-
тельную смесь желаемой температуры. Смесь помешивают другим
термометром пли палочкой. Когда термометр, находящийся в про-
бирке, покажет, что испытуемое масло приняло желательную тем-
пературу, пробирку оставляют в смеси при этой температуре еще
5 мин. в вертикальном положении. Затем наклоняют ее к краю со-
суда с охладительной смесью под углом в 45° и оставляют в этом1
наклонном положении при той же температуре еще 5 мин.
По истечении этого времени пробирку вынимают из охлади-
тельной смеси и наблюдают, не переместился ли уровень масла.
Если поверхность жидкости не сдвинулась, то масло считается
застывшим, в противном случае — не застывшим.
Точность — расхождение между двумя определениями пе
более 1°.
Растворимость касторового масла в бензине и
спирте
При 15—20° касторовое масло должно растворяться в равном
объеме 6% этилового спирта. Кроме того, при смешивании равных
объемов касторового масла с бензином должен получаться прозрач-
ный раствор. При изменении соотношения между объемом бензина
и касторового масла, т. е. при увеличении количества бензина, по-
следний должен отслаиваться.
Иодное число
Реактивы: 1. Смесь Гюбля, состоящая из: а) 25 г иода, рас-
творенных в 500 ел3 95% этилового спирта; б) 25 г двуххлористой
ртути, растворенных в 500 сл3 95% этилового спирта; в) оба рас-
твора хранятся в отдельных колбах и смешиваются в равных
объемах за 48 час. до начала определения иодного числа.
2. Хлороформ (хлороформ должен оставаться бесцветным йо-
сле взбалтывания его с иодистым калием).
3. Йодистый калий.
4. Серноватистокислый натр.
5. 1% раствор крахмала.*
6. Дестиллированная вода.
Определение. Иодным числом называется количество
граммов иода, вступающих в соединение с 100 г масла.
В колбе с притертой пробкой емкостью в 300 сл3 отвешивают
0,2 — 0,3 г профильтрованного масла, приливают для растворения
его 15 сл3 хлороформа и добавляют 30 с л3 смеси Г го б л я;
колбу закрывают пробкой, причем во избежание потери иода от
улетучивания пробку слегка смачивают раствором йодистого
калия.
Осторожно взбалтывают содержимое колбы, тщательно переме-
шивая. После взбалтывания смесь должна быть совершенно проз-
204
рачной, в противном случае к смеси добавляют еще некоторое ко-
личество хлороформа.
Колбу оставляют в темпом месте при комнатной температуре
(15—20°) па 1G—19 час. Если по истечении 30 мин. произойдет
сильное обесцвечивание раствора, то следует прибавить в колбу
такое количество точно отмеренной смеси Гюбля, при котором ра-
створ принимает первоначальную темнокоричневую окраску.
Для установления количества иода в смеси Гюбля одновременно
о первой колбой ставят при тех же условиях другую колбу с
1 см‘ хлороформа и 30 ем3 смеси Гюбля. В случае добавления в
первую колбу хлороформа и смеси Гюбля добавляют такое же ко-
личество и во вторую колбу.
По истечении 16—18 час. во вторую колбу прибавляют 15 см3
раствора йодистого калия и 100 см3 дестиллирован-
н о й воды и титруют при постоянном взбалтывании раствором'
с е р н о в а т и с т о к и с л о г о натра до появления светложелтой
окраски. Затем прибавляют 1 см3 1 % раствора крахмала и
продолжают титровать до исчезнования голубовато-фиолетового
окрашивания.
Иногда обесцвеченная жидкость через некоторое время снова
приобретает синюю окраску. Подобное явление не влияет на ре-
зультаты анализа и во внимание не принимается.
Таким же образом титруют содержание первой колбы. Разность
между количеством кубических сантиметров раствора серновати-
стокнслого натра, израсходованного па титрование содержимого пер-
вой и второй колб, умножают на титр раствора серноватистокис-
лого натра и на 100 и делят на навеску. Частное выражает иодное
число масла.
Число омыления
Реактивы. 1. 3% раствор едкого калия.
2. Полупормалытый раствор соляной кислоты.
3. Индикатор (спиртовый раствор фенолфталеина).
Определение. Числом омыления называется количество
миллиграммов едкого калия, необходимых для нейтрализации всех
свободных и связанных жирных кислот, содержащихся в 1 г масла.
От 2 до 2,5 г масла отвешивают в колбу, емкостью в 300 см3,
прибавляют 30 см3 3% спиртового раствора едкого ка-
л и я, соединяют с обратным холодильником и нагревают при взбал-
тывании на водяной бане в течение 20 мин., затем колбу удаляют
С бани и дают стечь жидкости из холодильника и титруют
жидкость при помешивании полунор мальным раствором
с о л я н о й к и с л о т ы.
В начале титрования к раствору прибавляют 5 капель индика-
тора, представляющего собой спиртовой раствор фенол-
фталеина, и раствор титруют до красно-желтого окрашивания;
затем прибавляют еще 0,5 см3 индикатора и титруют жидкость до
появления желтой окраски.
205
Параллельно с титрованием раствора масла производят кон-
трольное испытание той же кислотой 30 см3 3-процентного спирто-
вого раствора едкого калия. ♦
Разность между количеством израсходованных кубических сан-
тиметров кислоты на основное и контрольное титрование умно-
жают на 28,1 и делят произведение иа число граммов масла, взя-
того для определения.
Найденная величина представляет собой число омыления.
Определение содержания касторки в кастролях
Реактивы. 1) едкий калий, 2) петрол йный Офир, 3) эти-
ловый спирт, 4) поваренная соль.
Определение. Отвешивают 10 г масла в колбу, емкостью в
150 см3, прибавляют 50 см3 этилового спирта и раствор 5 г едко го
к а л и я, в возможно меньшем количестве воды.
Колбу нагревают на водяной бане три частом помешивании
три четверти часа. По испарении спирта мыло растворяют в 50 см3
воды. После Охлаждения мыльный раствор переливают в дели-
тельную воронку и отделяют неомыленные вещества взбалтыва
нием с 100 сл(3 петролейного эфира.
Эфир должен кипеть при температуре, не превышающей 60°;
можно пользоваться и обыкновенным этиловым эфиром.
По отстаивании водный слой сливают ь другую делительную
воронку и вновь взбалтывают с 50 с.м3 петролейного эфира, после
чего мыльный раствор сливают.
Собранные эфирные вытяжки промывают в дедртестьной во-
ронке два раза водой (порциями в 25 слг3). Если при взбалтывании
с водой образуется трудно отстаивающаяся эмульсия, то к жид-
кости прибавляют немного поваренной соли.
Эфирный раствор переливается во взвешенную колбу, эфир от-
гоняется и остаток сушится при 100° до постоянного веса.
Количество неомылеиного остатка (неомыляемым веществом яв-
ляются минеральные* масла) вычисляют в процентах к весу взятой
навески.
Разность между 100% и процентом минерального масла дает
количество омыляемых веществ, т. е. процент растительного масла.
Замеченные опечатки
Стр. Строка Напечатано Следует
17 11 сверху по ау чей и я коксованн я полукоксования
33 ’ » Пропущена строка: Газовые пробки. Газо- вые пробки представляют собой пу-
61 5 спилу ...числа бакинского бен- зина... ...числа грозненского авиа- бензина
67 5 . и для всасывания для всасывания
94 Табл. 14, Iрафа 5 конец кипения выше конец кипения не выше
1Й6 7 снизу О,»35 0,833
107 13 , П = — 100 У1"ГУ2 г Ч .100
1 ^ + «2
123 7 . 0,782 0,732
144 ю „ от посредственного от непосредственного
170 - Табл. 29, графа 4 3,6 2,6
178 i 6 сверху вазелина должны вазелин должен
194 22 снизу so5 S0;J
Опечатки на страницах: 17, 33, 61, 67, 94, 106, 107, 123, 144 170, 194 по вине
издательства.
Опечатки на стр. 178 по вине типографии.
К о м с к и fl. Курс аппатоплив
Параллельно с титрованием раствора ъгасла производят кон-
трольное испытание той же кислотой 30 см3 3-процентного спирто-
вого раствора едкого калия. *
Разность между количеством израсходованных 'кубических сан-
тиметров кислоты на основное и контрольное титрование умно-
ШЛО TTWn ТТЛ ОО 1 тт гг... . ——
I
I
Редактор Д. В. Куклин.
Техн, редактор А. Н. Савари.
Изд № 65. Индекс 50-4-2. Тираж
16000. Сдано в набор 5!Х 1935 г.
Подп. в печать ЗЦХП 1985 г.
Фор мат буч 62 У. 94. Уч-авт.
лист. 15,5. Бум. лист. 61/?. Печ.
зн. в бум. л. 101 ОСО. Заказ № 15 3.
Уп 1ЛН0.Ч. Главл. В 2'2292 ьыход
в свет январь 193b г. 3-я тип.
ОНТИ им. Бухарина. Ленинград,
ул. Моисеенко, 10.