Топливо, смазочные материалы и технические жидкости

ТОПЛИВО,
СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
И ТЕХНИЧЕСКИЕ ЖИДКОСТИ

2022

Москва
«ИНФРАМ»

Под редакцией А.Н. Карташевича

Допущено
Министерством образования Республики Беларусь
в качестве учебного пособия для студентов учреждений 
высшего образования по специальностям «Техническое 
обеспечение процессов сельскохозяйственного производства», 
«Техническое обеспечение мелиоративных и водохозяйственных работ», 
«Материально-техническое обеспечение АПК»
(соответствует направлению подготовки 35.03.06 «Агроинженерия»)

А.Н. КАРТАШЕВИЧ 
В.С. ТОВСТЫКА 
А.В. ГОРДЕЕНКО

УДК [62-61+621.892](075.8)
ББК 31.35я73
 
К27

Карташевич, А.Н.
Топливо, смазочные материалы и технические жидкости : 
учебное пособие / А.Н. Карташевич, В.С. Товстыка, А.В. Гордеенко ; под ред. А.Н. Карташевича. — Москва : ИНФРА-М, 
2022. — 421 с. : ил. — (Высшее образование: Бакалавриат).

ISBN 978-5-16-010298-6 (ИНФРА-М, print).
ISBN 978-5-16-102238-2 (ИНФРА-М, online).

Изложены основные сведения о получении нефтепродуктов, экс- 
плуатационных свойствах и методах оценки свойств топлив, смазоч- 
ных материалов и технических жидкостей, используемых для авто- 
тракторной техники. Даны сведения об их сортах, марках, областях 
применения и рациональном использовании, указаны основные на- 
правления работы по повышению качества.
Для студентов высших учебных заведений сельскохозяйственного 
профиля.

УДК [62-61+621.892](075.8)
ББК 31.35я73

К27

 
© Карташевич А.Н., Товстыка В.С.,  
Гордеенко  А.В., 2014

Р е ц е н з е н т ы:
доцент  кафедры  «Двигатели внутреннего  сгорания»  Белорусского национального  технического  университета,  кандидат  технических  наук, 
доцент В.А. Бармин;
заведующий кафедрой «Эксплуатация машинно-тракторного парка» 
Белорусского государственного аграрного  технического университета, 
кандидат  технических наук, доцент А.В. Новиков

ISBN 978-5-16-010298-6 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-102238-2 (ИНФРА-М, online)

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

Оглавление

Предисловие..............................................................................................................................6

Глава 1. Нефть и продукты ее переработки................................................................8
1.1..Физико-химические.свойства.нефти.......................................................................8
1.2..Методы.переработки.нефти.......................................................................................15
1.3..Очистка.топлив.и.масел..............................................................................................24

Глава 2. Химмотология топлив........................................................................................28
2.1..Понятие.и.задачи.химмотологии.............................................................................28
2.2..Виды.топлив,.их.свойства.и.горение.....................................................................29
2.3..Классификация.топлив.и.их.краткая.характеристика....................................35
2.4..Бензины.автомобильные.............................................................................................37
2.4.1..Получение.автомобильных.бензинов..
и.их.компонентный.состав..............................................................................37
2.4.2..Требования.к.качеству.автомобильных.бензинов..................................39
2.4.3..Химический.и.углеводородный.состав.бензинов..................................43
2.4.4..Физико-химические.свойства.бензинов....................................................45
2.4.5..Стабильность.топлива,.склонность.к.образованию.
отложений.и.нагарообразованию.................................................................48
2.4.6..Совместимость.бензинов.с.неметаллическими.материалами...........51
2.4.7..Испаряемость.бензинов...................................................................................52
2.4.8..Антидетонационные.свойства........................................................................58
2.4.9..Экология.автомобильных.бензинов............................................................62
2.4.10..Ассортимент.бензинов...................................................................................64
2.5..Дизельное.топливо........................................................................................................72
2.5.1..Свойства.дизельных.топлив...........................................................................72
2.5.2..Экологические.требования.к.дизельному.топливу...............................90
2.5.3..Влияние.свойств.топлива.и.присадок.на.долговечность.
и.качество.работы.дизельного.двигателя..................................................93
2.5.4..Ассортимент.дизельных.топлив...................................................................94
2.6..Газообразные.топлива.для.двигателей.внутреннего.сгорания.....................97
2.6.1..Сжиженные.нефтяные.газы...........................................................................98
2.6.2..Природный.газ.................................................................................................. 107
2.6.3..Сжиженный.природный.газ........................................................................ 112
2.6.4..Генераторный.газ............................................................................................. 113
2.6.5..Биогаз................................................................................................................... 114
2.6.6..Диметиловый.эфир......................................................................................... 120
2.7..Использование.спиртов.в.качестве.топлива.................................................... 121
2.8..Водородное.топливо.................................................................................................. 125
2.8.1..Методы.получения.водорода.и.перспективы.
его.использования.в.автомобилях............................................................ 125

Оглавление
4

2.8.2..Применение.водорода.в.топливных.элементах................................... 128
2.8.3..Применение.водорода.в.двигателях.внутреннего.сгорания............ 130
2.9..Топливо.на.основе.растительных.масел............................................................. 138
2.9.1..Растительные.масла.без.химической.обработки................................. 139
2.9.2..Метиловый.эфир.рапсового.масла........................................................... 140
2.10..Местные.виды.топлива.......................................................................................... 143
2.10.1..Мировой.опыт.использования.местных.видов.топлива................ 144
2.10.2..Источники.получения.местных.видов.топлива................................ 151
2.10.3..Характеристика.местных.видов.топлива............................................. 155
2.10.4..Термохимические.методы.конверсии.биомассы............................... 161
2.10.5..Экологическая.оценка.использования..
местных.видов.топлива................................................................................. 172

Глава 3. Химмотология смазочных и защитных материалов.......................... 174

3.1..Виды.трения.и.назначение.смазочных.материалов....................................... 174
3.2..Виды.изнашивания.поверхностей........................................................................ 181
3.3..Виды.смазочных.материалов.и.требования,.предъявляемые.к.ним....... 185
3.4..Присадки.к.смазочным.маслам.и.механизм.их.действия........................... 187
3.5..Моторные.масла.......................................................................................................... 191
3.5.1..Назначение.моторных.масел.и.требования.к.ним.............................. 191
3.5.2..Свойства.масел.и.методы.их.оценки....................................................... 193
3.5.3..Присадки.к.моторным.маслам................................................................... 204
3.5.4..Классификация.смазочных.масел.по.отечественным.
и.международным.стандартам.................................................................... 206
3.5.5..Ассортимент.моторных.масел.для.двигателей.внутреннего.
сгорания.............................................................................................................. 216
3.5.6..Особенности.синтетических.и.полусинтетических..
моторных.масел................................................................................................ 223
3.6..Трансмиссионные.масла........................................................................................... 227
3.6.1..Условия.работы.трансмиссионных.масел.............................................. 227
3.6.2..Основные.свойства.трансмиссионных.масел..
и.методы.их.оценки........................................................................................ 231
3.6.3..Оценка.качества.масел.................................................................................. 240
3.6.4..Международная.классификация.трансмиссионных.масел.
по.вязкости........................................................................................................ 244
3.6.5..Классификации.трансмиссионных.масел.по.назначению............... 249
3.6.6..Классификация.трансмиссионных.масел.по.ГОСТам...................... 256
3.6.7..Эксплуатационные.группы.трансмиссионных.масел........................ 259
3.7..Гидравлические.масла............................................................................................... 275
3.7.1..Обозначение.гидравлических.масел........................................................ 277
3.7.2..Ассортимент.гидравлических.масел........................................................ 281

Оглавление
5

3.8..Индустриальные.масла............................................................................................. 285
3.8.1..Классификация.и.система.обозначений................................................. 285
3.8.2..Ассортимент.индустриальных.масел....................................................... 288
3.9..Пластичные.смазки.................................................................................................... 291
3.9.1..Классификация.и.обозначение.пластичных.смазок.......................... 293
3.9.2..Ассортимент.пластичных.смазок.и.их.применение........................... 296
3.9.3..Совместимость.пластичных.смазок.......................................................... 306
3.9.4..Хранение,.нормирование.расхода.и.пути.экономии.смазок........... 310

Глава 4. Химмотология технических жидкостей.................................................. 315

4.1..Жидкости.для.охлаждения.двигателей.внутреннего.сгорания................. 315
4.2..Жидкости.для.тормозных.систем.и.амортизаторов...................................... 321
4.3..Основные.марки.амортизаторных.жидкостей..
и.показатели.их.качества........................................................................................ 327

Глава 5. Рациональное использование топлива  
и смазочных материалов................................................................................................ 330

5.1..Структура.нефтехозяйства.и.организация..
снабжения.нефтепродуктами................................................................................. 330
5.2..Оборудование.нефтескладов.и.организация.заправки.машин.................. 337
5.3..Организация.хранения.нефтепродуктов............................................................ 342
5.4..Организация.учета.нефтепродуктов................................................................... 344
5.5..Нормирование.расхода.нефтепродуктов........................................................... 346
5.5.1..Нормирование.расхода.топлива.на.работы.тракторов.
и.самоходных.комбайнов............................................................................. 347
5.5.2..Нормирование.расхода.топлива.на.тракторно-транспортные.
работы.................................................................................................................. 349
5.5.3..Расчет.групповых.(плановых).норм.расхода.топлива.
на.тракторные.работы.................................................................................... 350
5.5.4..Нормирование.расхода.топлива.на.работу.автомобильного.
транспорта.......................................................................................................... 351
5.6..Расчет.потребности.в.топливе.и.смазочных.материалах.
для.сельскохозяйственного.предприятия......................................................... 352
5.7..Экономия.и.рациональное.использование.нефтепродуктов...................... 357
5.8..Снижение.потерь.нефтепродуктов..
при.приемке,.хранении.и.отпуске........................................................................ 359

Приложения.......................................................................................................................... 364

Литература............................................................................................................................ 414

Предисловие

Автотракторная. техника. различного. назначения. с. двигателями.внутреннего.сгорания.является.основным.потребителем.топ.ливо-смазочных.материалов.
При. организации. технически. правильной,. длительной. и. безотказной. эксплуатации. автотракторного. транспорта. необходимо.
постоянное. внимание. уделять. вопросам. грамотного. применения.
эксплуатационных.материалов.
Самая. совершенная. по. конструкции. автотракторная. техника.
показывает. низкие. эксплуатационные. качества. и. может. быстро.
выйти.из.строя.при.использовании.несоответствующих.или.некачественных.марок.топлива,.смазочных.масел,.пластичных.смазок,.
а.также.специальных.жидкостей.
В.учебном.пособии.рассмотрены.способы.получения,.эксплуатационные.свойства.и.рациональное.использование.топлива,.смазочных.масел,.пластичных.смазок.и.специальных.жидкостей..Этими.вопросами.занимается.наука.химмотология.
Требования.к.качеству.и.свойствам.топлива,.применяемого.для.
автотракторной. техники,. зависят. от. конструктивных. особенностей. и. уровня. развития. двигателей,. экологических. требований.
к.ним,.температуры.окружающей.среды..От.качества.применяемого.топлива.во.многом.зависят.мощность.двигателя,.его.экономичность,. надежность. работы,. расход. топлива. и. масла,. токсичность.
отработавших.газов..Также.в.настоящее.время.идет.активный.поиск.альтернативных.видов.топлива..Некоторые.из.них.уже.используются.в.серийных.моделях.двигателей.внутреннего.сгорания.
В.настоящее.время.отечественная.промышленность.выпускает.
широкий.ассортимент.смазочных.материалов,.отвечающий.высоким.требованиям.современной.техники..С.другой.стороны,.рынок.
насыщен. маслами. практически. всех. зарубежных. фирм-производителей..К.сожалению,.имеющаяся.информация.о.смазочных.материалах.носит.в.основном.рекламный.характер,.поэтому.потребителю. бывает. трудно. разобраться. в. обилии. номенклатуры. масел,.
особенно.при.недостатке.или.отсутствии.профессиональных.знаний.и.навыков,.а.также.при.трудностях.с.пониманием.иностранных.языков.и.специфической.маркировки.масел..Между.тем.для.
грамотной.эксплуатации.и.продления.срока.службы.автотрактор

Предисловие
7

ной техники подбирать и использовать смазочные материалы следует осознанно. 
В то же время цены на нефтепродукты, а значит, и на смазочные 
материалы растут. Это вызвано в том числе совершенствованием 
методов переработки нефти и использованием нетрадиционных 
способов получения так называемых синтетических смазочных материалов, что повышает их качество и расширяет возможности 
применения.
За последние годы совершенствование конструкции автотракторной техники и улучшение качества моторных масел позволили 
снизить расход топлива в среднем на 10...15 % и увеличить ресурс 
двигателей на 30...40 %, в результате чего уменьшились затраты на 
ремонт и запасные части. При этом срок службы масел возрос 
в полтора раза, а их расход снизился в два-три раза.

Глава

1

Нефть и продукты ее переработки

1.1. физико-химические свойства нефти

Нефть. относится. к. группе. горных. осадочных. пород. вместе.
с.песками,.глинами,.известняками,.каменной.солью.и.др..В.качестве. сырья. для. производства. различных. видов. топлива. и. масел.
нефть.обладает.рядом.неоспоримых.преимуществ,.прежде.всего.высокой.калорийностью.(теплота.сгорания.нефти.43,7...46,2.МДж/кг),.
относительной. простотой. ее. добычи,. транспортирования. и. переработки.. Среди. других. горючих. ископаемых. она. имеет. наивысшую.теплотворную.способность..Например,.для.подогрева.котельной.или.другой.установки.нефти.требуется.значительно.меньше,.
чем.каменного.угля..
Все.горючие.породы.принадлежат.к.особому.семейству,.получившему. название. каустобиолитов. (от. греч.. . kaustos. —. горючий,.
bios.—.жизнь,.lithos.—.камень,.т.е..горючий.органический.камень)..
В.химическом.отношении.нефть.—.сложная.смесь.углеводородов.
и.углеродистых.соединений..Она.состоит.из.следующих.основных.
элементов:.

ˆ
ˆ углерод.(84...87.%);.

ˆ
ˆ водород.(12...14.%);.

ˆ
ˆ кислород,.азот,.сера.(1...2.%);.содержание.серы.может.доходить.до.3...5.%..
В.нефти.выделяют.следующие.части:.углеводородную,.асфальтосмолистую,.парафины,.серу.и.зольную..В.каждой.нефти.имеется.
растворенный.газ,.который.выделяется,.когда.она.выходит.на.земную.поверхность..

1.1. Физико-химические свойства нефти
9

Таким. образом,. нефть. и. нефтепродукты. представляют. собой.
достаточно. сложные. смеси. углеводородов. и. их. гетеропроизводных..Анализ.таких.смесей.с.выделением.индивидуальных.соединений.требует.много.времени..Поэтому.в.технологических.расчетах.
при. определении. качества. сырья,. продуктов. нефтепереработки.
и. нефтехимии. часто. пользуются. данными. технического. анализа..
Последний.состоит.в.определении.некоторых.физико-химических.
и. эксплуатационных. свойств. нефтепродуктов.. С. этой. целью. используют.методы,.в.комплексе.дающие.возможность.характеризовать. товарные. свойства. нефтепродуктов. в. различных. условиях.
эксплуатации,. связать. их. с. составом. анализируемых. продуктов,.
дать. рекомендации. для. наиболее. рационального. их. применения..
К.таким.методам.относятся:
1).химические,.использующие.классические.приемы.аналитической.химии;
2).физические.—.определение.плотности,.вязкости,.температуры.плавления,.замерзания.и.кипения,.теплоты.сгорания,.молекулярной.массы,.а.также.некоторых.условных.показателей;
3).физико-химические.—.колориметрия,.потенциометрическое.
титрование,.нефелометрия,.рефрактометрия,.спектроскопия,.хроматография;
4).специальные. испытания. эксплуатационных. свойств. и. состава.анализируемых.продуктов.(определение.октанового.и.цетанового.числа.моторных.топлив,.химической.стабильности.топлив.
и.масел,.коррозионной.активности,.температуры.вспышки.и.воспламенения).
Нефть. представляет. собой. вязкую,. маслянистую. жидкость.
с. характерным. запахом.. Цвет. ее. зависит. от. растворенных. в. ней.
смол:. темно-бурый,. буро-зеленоватый,. а. иногда. светлый,. почти.
бесцветный..На.свету.нефть.слегка.флуоресцирует..Под.действием.
ультрафиолетового. света. нефть. светится. голубым. или. желтобурым.светом,.это.свойство.используют.при.поиске.нефти.
В.состав.нефти.входит.около.425.углеводородов.и.320.гетеросоединений..Так.как.нефть.представляет.собой.сложную.смесь.индивидуальных.углеводородов,.то.она.не.имеет.определенных.физических. констант,. таких. как. температура. кипения,. температура.
застывания.и.др.
В.среднем.относительная.плотность.нефти.колеблется.от.0,82.
до. 0,90,. однако. более. 80. %. доказанных. мировых. запасов. нефти.

Глава 1. Нефть и продукты ее переработки
10

относится. к. тяжелому. типу,. характеризующемуся. высокой. плотностью.и.большим.содержанием.асфальтенов,.металлов.(ванадий,.
никель).и.серы.(ярегская.—.0,936...0,959;.вынгинская.—.0,911;.караарнинская. —. 0,965).. Имеется. также. нефть,. плотность. которой.
составляет.0,72...0,77.(марковская,.скважина.№.15.—.0,720;.Северный.Риштан.—.0,770).
Кинематическая.вязкость.нефти.редко.превышает.40...60.мм2/с.
при. 20. °С,. что. зависит. от. содержания. в. ней. асфальтосмолистых.
веществ..В.воде.нефть.не.растворяется,.поскольку.она.легче.воды.
и.образует.на.водной.поверхности.растекающиеся.(до.мономолекулярного.слоя).пятна,.а.при.интенсивном.перемешивании.образует.стойкие,.медленно.расслаивающиеся.эмульсии.
Содержание.в.нефти.легких.фракций.сказывается.на.плотности.больше,.чем.содержание.смол,.так.как.различие.в.плотности.
между.легкими.и.средними.фракциями.больше,.чем.между.средними.фракциями.и.смолами..Так,.нефть.Советского.месторождения. имеет. плотность. 0,8400;. выход. легких. фракций. (до. 240. °С).
составляет.45.%.(массовая.доля),.а.остаток.плотностью.чуть.больше.единицы.—.14.%..Западно-сургутская.нефть.имеет.плотность.
0,8922;.выход.легких.фракций.43.%,.а.тяжелого.смолистого.остатка.с.плотностью.0,9824.—.38.%.
Молекулярная масса.—.важнейшая.физико-химическая.характеристика.вещества..Для.нефтепродуктов.этот.показатель.особенно.важен,.ибо.дает.среднее.значение.молекулярной.массы.веществ,.
входящих.в.состав.той.или.иной.фракции.нефти..Молекулярная.
масса.нефтепродуктов.широко.используется.для.расчетов.аппаратуры.нефтеперерабатывающих.заводов.—.это.один.из.важнейших.
показателей,. позволяющих. сделать. заключение. о. составе. нефтепродуктов.
Молекулярная. масса. узких. пятидесятиградусных. фракций.
с.одинаковыми.пределами.перегонки.различных.видов.нефти.имеет.достаточно.близкие.значения.
При.рассмотрении.химических.свойств.нефти.различают.три.
вида.ее.состава:.

ˆ
ˆ фракционный;.

ˆ
ˆ групповой.химический;

ˆ
ˆ элементный.