1. Tính chất của dầu Diesel
Khi chưng cất sơ cấp dầu thô ta thu được phân đoạn sôi giữa 200oC và 320oC. Phân đoạn này được gọi là gas oil hay dầu diesel. Dầu gas oil thu được từ các sản phẩm
cracking nhiệt và cracking xúc tác rất khác với gas oil thu được từ chưng cất trực tiếp dầu thô do thành phần của chúng đã bị biến đổi. Hàm lượng parafin đã bị giảm đi do sự hình thành các hiđrocacbon không bão hoà và hiđrocacbon thơm, chất lượng nổ và chỉ số cetan của dầu bị giảm đi.
Tên gọi dầu gas oil có nguồn gốc từ việc dùng dầu này để sản xuất khí thắp sáng bằng cracking và mặc dầu ngày nay người ta không còn dùng nữa nhưng tên phân đoạn này vẫn được giữ nguyên vì những lượng lớn dầu vẫn được dùng để sản xuất khí ướt. Vì mục đích này, dầu gas oil phải
50
có đặc trưng parafin để khi cracking nhiệt người ta thu được hiệu suất cao khí có nhiệt trị lớn. Bởi vậy, dầu gas oil phải là distillate cất trực tiếp từ dầu mỏ parafin.
Nhiên liệu diesel (Diesel fuel) có cùng một khoảng nhiệt độ chưng cất (200 ÷ 320oC) như dầu gas oil và dĩ nhiên chúng là cùng một nhiên liệu nhưng được sử dụng cho động cơ nén - nổ (được gọi là động cơ diesel) vì thế chúng được gọi là nhiên liệu diesel. Các động cơ diesel có rất nhiều dạng và tốc độ, sử dụng một khoảng rất rộng các nhiên liệu từ các distillat của dầu thô đến các phân đoạn chưng cất dầu than đá và các dầu thực vật.
Dầu gas oil
Vì là một sản phẩm thu được từ chưng cất nên dầu gas oil thay đổi về thành phần tuỳ theo bản chất của dầu thô nhưng một số tính chất đặc trưng phải được thoả mãn đó là điểm chớp cháy, khoảng nhiệt độ chưng cất (từ 200 ÷ 320oC). Bảng dưới đây minh hoạ một số tính chất của dầu gas oil khác nhau tùy theo khối lượng riêng của chúng.
Bảng 24. Thành phần và tính chất của các dầu gas oil
Tỷ trọng (15,5 / 15,5°C) 0,84 0,88 0,86
Điểm chớp cháy, °C 200 186 186
Độ nhớt Redwood ở 37,7°C 35 33 37
Nhiệt độ khoảng sôi thấp nhất, °C 220 200 210
% chưng cất tới 300°C 65 34 47
Chỉ số cetan 62 34 47
Cặn carbon Conradson (% trọng lượng) 0,02 0,07 0,02
Điểm đông đặc, °C −4 −9 −12
Công dụng chính của dầu gas oil là dùng để sản xuất khí ướt và tách benzen từ khí than (coal gas), nhưng dầu gas oil có thể được dùng làm nhiên liệu cho động cơ diesel tuỳ thuộc vào chỉ số cetane của nó. Nếu chỉ số cetane cao thì nó rất thích hợp cho các động cơ diesel cỡ nhỏ và tốc độ
51
cao. Nếu độ nhớt của dầu gas oil cao thì không thích hợp cho các động cơ diesel chạy đường biển, trong công nghiệp có tốc độ thấp vì việc bơm nhiên liệu khó khăn.
Nhiên liệu diesel và động cơ diesel
Nguyên lí cơ bản của động cơ diesel là dựa trên nhiệt nén làm bốc cháy nhiên liệu. Nhiên liệu được tiêm vào buồng nén mà ở đó không khí đã được nén tới 1 áp lực từ 41,5 - 45,5 kg/cm2 và đạt tới nhiệt độ ít nhất là 500oC. Nhiệt độ này đủ để làm bốc cháy nhiên liệu và khí dãn nở làm tăng áp lực lên tới trên 70 kg/cm2. Áp lực này tác động lên piston và làm động cơ chuyển động.
Trong chu trình làm việc của động cơ diesel, nhiên liệu tự bốc cháy trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tới hạn, không cần mồi lửa từ bugi. Vì thế tính chất quan trọng của nhiên liệu diesel là chất lượng cháy của nó.
Đầu tiên, nhiên liệu phải có khả năng dễ dàng cháy ở nhiệt độ nén đủ thấp để đảm bảo sự cháy, thậm chí khi xuất phát ở điều kiện nhiệt độ thấp. Thứ hai, thời gian giữa khi tiêm nhiên liệu vào xilanh và cháy phải không được quá dài hay quá nhiều dầu trong xilanh khi sự cháy xảy ra và như thế áp suất cao không cân bằng sẽ sinh ra và động cơ hoạt động không tốt.
Khi chất lượng cháy được thử trong một động cơ diesel chuẩn thì kết quả được biểu thị bằng chỉ số cetane.
Một số phép thử cần thiết cho nhiên liệu diesel như: phép thử độ tinh khiết (độ sạch), hàm lượng tro, chất sa lắng, hàm lượng nước và hàm lượng asphalt.
Hàm lượng tro thấp là rất quan trọng trong việc làm giảm sự hao mòn động cơ. Trong dầu chưng cất hàm lượng tro không được quá 0,01%.
Hàm lượng chất sa lắng và nước phải không có trong dầu, nhưng thực tế hàm lượng nước chỉ cần không vượt quá 0,25%.
Các asphalt là những chất có thành phần rất phức tạp. Chúng có trọng lượng phân tử lớn và có khuynh hướng bị cháy không hoàn toàn, gây nên
52
cặn cacbon bám vào động cơ. Có hai kiểu asphalt chính. Một kiểu được gọi là asphalt cứng, nó không tan trong ete dầu hoả. Một kiểu khác được gọi là asphalt mềm, nó được kết tủa từ một dung dịch trong ete của dầu khi thêm alcohol vào dung dịch đó. Asphalt mềm gần như không gây nên sự khó chịu như asphalt rắn. Các động cơ diesel có thể chạy rất tốt khi trong dầu có chứa hàm lượng cao asphalt mềm. Các động cơ diesel tốc độ rất thấp có thể dùng dầu có chứa từ 4 ÷ 8% asphalt rắn, nhưng các động cơ tốc độ cao thì hàm lượng asphalt rắn phải nhỏ hơn. Với thể tích buồng đốt giới hạn, thời gian cần thiết cho sự cháy là ngắn thì dầu có chứa hàm lượng asphalt rắn > 0,1% là không đảm bảo. Nói chung, các dầu chưng cất cần phải không chứa các vết asphalt mới dùng tốt cho các động cơ diesel.
Các chỉ tiêu phân tích thông thường của GAS OIL/ DIESEL OIL
1 Density @ 15oC ASTM D1298 – 99(2005)
Density @ 15oC ASTM D4052 – 96(2002)e1
2 Viscosity @ 40oC ASTM D445 – 09
3 Ash content ASTM D482 – 07
4 Total Sulfur content ASTM D4294 – 08a
5 Pour point ASTM D97 – 09
6 Flash point by PMCC ASTM D93 – 08
7 Water by distillation ASTM D95 – 05e1 8 Water content by Coulometric KFC ASTM D6304 – 07 9 Gross heating value ISO 8217 – 05(E)
10 Net heating value ISO 8217 – 05(E)
11 Conradson Carbon Residue ASTM D189 – 06e2 12 Carbon Residue at 10% residue ASTM D189 – 06e2 13 Distillation (full range) ASTM D86 – 09e1
14 Cetane index ASTM D976-06
53
Cetane index ASTM D4737-04
15 Cloud point ASTM D2500-09
16 ASTM color ASTM D1500 – 07
17 Total Sediment content
(Total contamination content)
EN12662-2008 BS EN12662-2008
18 Metals AAS/ICP
19 Total Sediment by Membrane filtration
ASTM D4807-05e1
20 Water and sediment content ASTM D2709-96(2006)
21 Appearance ASTM D4176-04e1
1. Sơ đồ hệ thống
54
1. Cấu tao bơm cao áp PE
55
2. Cấu tao phần cung cấp nhiên liệu cho động cơ
56
Sau khi thực hiện các công tác : tháo, kiểm tra, sửa chữa ráp, cân góc độ phun dầu , điều chỉnh đồng lượng, hiệu chỉnh bộ điều tốc (các công tác này được thực hiện ở phần đầu ta mới cân bơm vào động cơ.
B. Trình tự thực hiện Điều kiện thực hiện
Thiết bị: Động cơ IFA Dụng cụ: Theo thiết bị.
- Một thùng chứa dầu 5 lít có ống dẫn nhiên liệu và có một khóa dầu.
- Hai chìa khóa miệng cở
- Chìa khóa miệng hoặc vòng 22 mm cho đầu nối ống.
Vật tư: Dầu Diesel Nội dung thực hiện
1. Loại động cơ không có dấu cân bơm ở đầu nối.
NỘI DUNG YÊU CẦU GHI CHÚ
Quay cốt máy động cơ để pittông số 1 lên tử điểm thượng
Cuối thì ép, lúc này dấu phun dầu sớm ở puly ngay dấu chỉ thị ở đầu cốt máy.
Mỗi nhóm 1 máy.
Ráp bơm cao áp vào động cơ lên bệ bắt. Xiết chặt 4 đai ốc
Chưa ráp cốt bơm liên hệ với động cơ.
Quay cốt bơm cao áp theo chiều chạy cho đến khi dấu cân bơm trên mâm nối ở đầu cốt bơm hay phần côn ở cốt bơm ngay với dấu ghi R (nếu quay phải) hay L (nếu quay trái) trên nắp đậy hông bơm.
Ở vị trí này pittông cao áp xy lanh số 1 ở điểm khởi phun.
Nối cốt bơm cao áp liên hệ với Xiết chặt các vít.
57
chuyển động từ động cơ bằng khớp nối và vít hay mặt bít, xiết chặt các vít.
Lắp các ốc dẫn dầu cao áp từ bơm lên kim xiết chặt các khâu nối
Theo thứ tự thì nổ của động cơ.
Kiểm soát đường nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm tiếp vận từ lọc đến bơm
Xiết chặt các khâu nối.
Dùng bơm điện hay bơm tay xả gió hệ thống nhiên liệu từ lọc đến bơm.
Thật sạch gió
Xong động cơ phát hành. Động cơ nổ êm 2. Loại động cơ không có dấu cân bơm ở đầu nối.
NỘI DUNG YÊU CẦU GHI CHÚ
Quay cốt máy động cơ để pittông số 1 lên tử điểm thượng
Cuối thì ép, lúc này dấu phun dầu sớm ở puly ngay dấu chỉ thị ở đầu cốt máy.
Mỗi nhóm 1 máy
Ráp bơm cao áp vào động cơ lên bệ bắt. Xiết chặt 4 đai ốc
Chưa ráp cốt bơm liên hệ với động cơ.
Ráp đường ống nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp
Nếu ở ngoài phải qua hai lọc dầu rồi mới đến bơm.
Mở ốc lục giác của xy lanh số 1 lấy van cao áp ra xong ráp lò xo và ốc lục giác lại.
Dùng cle chuyên dùng
Cho mạch dầu từ thùng chứa thông đến bơm cao áp dùng bơm tiếp vận hoặc trọng lực để xả gió ở lược và ở bơm.
Xả hết bọt khí
58
Để thanh răng ở vị trí nào cũng được nếu lằn vạt xéo phía dưới. Để thanh răng ở vị trí cầm chừng, nếu lằn vạt xéo phía trên.
Trừ vị trí Stop
Mở nắp đậy mặt tiền bơm để thấy được đệm đẩy.
Mở đều tay
Quay cốt bơm cho pittông số 1 xuống thấp nhất dầu trào ra. Từ từ quay cốt bơm theo chiều chạy cho đến khi dầu vừa ngưng trào thì dừng lại. Lúc này pittông số 1 ở điểm khởi phun.
Lúc này pittông số 1 ở điểm khởi phun.
Tháo ốc lục giác, ráp van cao áp lại Siết thật chặc Nối cốt bơm cao áp liên hệ với chuyển
động từ động cơ bằng khớp nối và vít hay mặt bít, xiết chặt các vít.
Xiết chặt các vít.
Lắp các ốc dẫn dầu cao áp từ bơm lên kim xiết chặt các khâu nối
Theo thứ tự thì nổ của động cơ.
Kiểm soát đường nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm tiếp vận từ lọc đến bơm
Xiết chặt các khâu nối.
Dùng bơm điện hay bơm tay xả gió hệ thống nhiên liệu từ lọc đến bơm.
Thật sạch gió
Xong động cơ phát hành. Động cơ nổ êm 3. An toàn
Khi xả gió nơi bơm cao áp tránh không cho nhiên liệu chảy vào cạt te bơm làm loảng dầu bôi trơn.
Kiểm tra mức dầu ở bơm cao áp ở cạt te động cơ.
Kiểm tra nước làm mát động cơ trước khi cho động cơ phát hành.
59
- Chỉnh bơm sớm trể : Sau khi cho động cơ phát hành làm việc ổn định, lên xuống ga và lắng nghe tiếng nổ để biết cụ thể bơm cân sớm trể. Muốn chỉnh bơm lại ta thực hiện như sau :
- Nới vít ở khớp nối mặt bít bơm nơi có rãnh dài. Muốn chỉnh bơm sớm hơn ta xoay cốt bơm ngược chiều chạy, muốn chỉnh trể ta xoay cốt bơm theo chiều chạy. Sau đó xiết chặt vít lại.
C. Hình thức tổ chức
- Phần lý thuyết liên quan học viên tự nghiêng cứu trước khi thực tập.
- Phần kỹ năng học viên luyện tập các nội dung được hướng dẫn theo nhóm, mỗi nhóm 5 học viên, giáo viên quan sát, uốn nắn và rút kinh nghiệm khi buổi luyện tập kết thúc.