Совершенствование очистки дизельного топлива в процессе эксплуатации двигателей сельскохозяйственных и транспортных машин

• Автор: Воробьев, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 186 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования
1.1. Загрязнённость дизельного топлива в сфере сельскохозяйственного производства
1.2. Влияние загрязнённости дизельного топлива на работу двигателя и экологическое состояние окружающей среды
1.3. Методы очистки и обезвоживания дизельного топлива
1.4. Очистка топлива в системах питания дизелей
1.5. Выводы по главе и постановка задач исследования
Глава 2. Теоретическое обоснование конструкции средств обеспечения чистоты топлива в системах питания дизелей
2.1. Пути совершенствования системы обеспечения чистоты дизельного топлива в двигателях
2.2.3акономерности накопления механических загрязнений в топливных баках и системах питания дизелей
2.3. Закономерности обводнения дизельного топлива в баках
2.4. Обоснование и разработка конструкции устройства для предотвращения попадания атмосферных загрязнений в топливный бак
2.5. Закономерности процесса гравитационного осаждения загрязнений в топливных баках
2.6. Теоретические предпосылки совершенствования устройства для снижения загрязненности топлива, выдаваемого из бака
2.7. Оптимизация конструкции фильтра тонкой очистки системы питания дизеля
2.8. Выводы по главе
Глава 3. Методическое обеспечение проведения экспериментальных
исследований

3.1. Методики исследования фактической загрязненности и обводненности дизельного топлива в условиях эксплуатации
3.2. Разработка стенда и методики для исследования работы воздушного фильтра топливного бака
3.3. Методика исследования эффективности устройства для снижения загрязнённости поступающего из бака топлива
3.4. Методика исследования усовершенствованного фильтра-водоотделителя тонкой очистки топлива
3.5. Выводы по главе
Глава 4. Экспериментальные исследования устройств для обеспечения чистоты дизельного топлива в системах питания двигателей
4.1. Исследование загрязненности дизельного топлива при эксплуатации мобильной техники
4.2. Исследование устройства для очистки поступающего в топливный бак воздуха
4.3. Исследование устройства для снижения загрязнённости поступающего из бака топлива
4.4. Исследование эффективности усовершенствованного фильтра тонкой очистки топлива
4.5. Выводы по главе
Глава 5. Реализация результатов исследований и оценка их техникоэкономической эффективности
5.1. Разработка конструкции устройств для обеспечения чистоты дизельного топлива в системе питания двигателя
5.2. Эксплуатационные испытания разработанных устройств
5.3. Технико-экономическая оценка результатов исследований
5.4. Выводы по главе
Общие выводы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Высокая насыщенность агропромышленного комплекса автотракторной, зерноуборочной и другой самоходной сельскохозяйственной техникой, оснащённой дизельными силовыми установками, с особой остротой ставит вопрос сохранения качества дизельного топлива в условиях сельскохозяйственного производства. Важными позитивными результатами решения этого вопроса являются экономия горючего, продление срока службы дизельных двигателей и снижение отрицательного воздействия процесса их эксплуатации на окружающую среду. Основными направлениями сохранения качества дизельного топлива являются разработка и осуществление мероприятий по снижению его загрязненности и обводненности на всех этапах жизненного цикла - в процессе изготовления топлива, его транспортирования, хранения, заправки сельскохозяйственной техники и ее эксплуатации.
Вопросы обеспечения чистоты дизельного топлива в условиях его производства достаточно успешно решаются путем использования современных заводских технологий [1], а для обеспечения требуемого уровня чистоты топлива в процессе транспортно-складских и заправочных операций разработаны достаточно эффективные мероприятия и сконструированы соответствующие технические средства [2, 3], хотя их повсеместное использование до настоящего времени не налажено. В то же время некоторые исследователи [4, 5] отмечают необходимость совершенствования процесса очистки дизельного топлива на последнем этапе его жизненного пути перед применением по назначению - непосредственно в системе питания дизеля. В указанных работах предлагается решить эту задачу путем совершенствования конструкции бумажных фильтрующих элементов, устанавливаемых в фильтре тонкой очистки двигателя или путем использования в качестве фильтрующей перегородки тонкослойного проката из нержавеющей стали, однако предложенные конструкции фильтрующих элементов (с лабиринтно-гофрированными или звездообразно-спиральными шторами), хотя и обладают эксплуатационными преимуществами по сравнению с серийно выпускаемыми звездообразными фильтрующими элементами, но технология их изготовления весьма трудоёмка и требует использования елож-

Рисунок 1.3 - Схема взаимодействия твердой частицы и поры при гидродинамическом фильтровании: а - в начальный момент; б — при достижении частицей задней кромки поры. с1п и с!ч - соответственно диаметры поры и частицы, м; Спот - продольная скорость потока, м/с; Уос - скорость осаждения частицы, м/с; Срез - результирующая скорость частицы, м/с.
Частица загрязнений, перемещающаяся в потоке топлива, участвует в двух движениях: вдоль поверхности пористой перегородки и параллельно оси горизонтально расположенных пор этой перегородки. Вертикальное движение частицы происходит при суммарном воздействии силы, приложенной со стороны потока, и объемной силы, являющейся разностью гравитационной и архимедовой сил, а горизонтальное - под воздействием силы, обусловленной перепадом давления на фильтрующей перегородке. В результате совместного действия этих сил с поверхности перегородки удаляются частицы, размеры которых значительно меньше диаметра пор и зависят от скорости вертикального потока топлива. Одновременно под воздействием указанных сил с перегородки будут удаляться и микрокапли воды.
1.4. Очистка топлива в системах питания дизелей
В разделе 1.3 показано, что очистка дизельного топлива в системах питания двигателей осуществляется главным образом методом фильтрования. Гравитационная очистка в топливном баке осуществляется в основном путем отстаивания загрязнений в топливном баке с последующим сливом отстоя. Поскольку скорость осаждения частиц размером 20 мкм и соизмеримых с