Технология очистки двигателей от нагароотложений

• Автор: Катаев, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Механизм образования нагароотложений на деталях двигателя при эксплуатации
1.2. Влияние нагароотложений в двигателе на его экономичност-ные, мощностные и ресурсные показатели
1.3. Анализ способов очистки деталей двигателя от нагароотложений.
1.4. Выводы и задачи исследования
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ РАЗРУШЕНИЯ НАГАРООТЛОЖЕНИЙ НА ДЕТАЛЯХ ДВИГАТЕЛЯ
2.1. Теоретические предпосылки удаления нагароотложений при работе двигателя на водотопливной эмульсии
2.2. Аналитическая оценка процесса тепломассообмена капель эмульгированного топлива
2.3. Анализ результатов теоретического расчета процесса тепломассообмена капель водотопливной эмульсии
2.4. Теоретическая оценка механизма кавитационного воздействия воды на нагароотложения
2.5. Выводы по результатам теоретических исследований
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Объект исследования и описание экспериментальной установки.
3.2. Методика оценки характера образования нагароотложений на деталях двигателя
3.3. Определение оптимального количества воды в эмульгированном топливе
3.4. Определение оптимального количества воды, подаваемой во

впускной воздушный патрубок
3.5. Оценка эффективности очистки деталей дизеля от нагароотложений
3.6. Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Исследование работы дизеля на эмульгированных топливах
4.2. Результаты исследования механизма образования нагароотложений на деталях двигателя
4.3. Результаты исследования подачи оптимального количества воды во впускной воздушный патрубок
4.4. Оценка технической эффективности разработанной технологии очистки деталей двигателя от нагароотложений
4.5. Выводы по результатам экспериментальных исследований
ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ДВИГАТЕЛЯ ОТ НАГАРООТЛОЖЕНИЙ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЯ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Эффективность работы автотракторных дизелей оценивается комплексом эксплуатационно-технических характеристик: уровнем форсирования и мощностными показателями, топливной экономичностью и токсичностью отработавших газов, динамическими и пусковыми качествами.
В процессе эксплуатации сельскохозяйственной техники энергетические, экономичностные и ресурсные показатели работы дизелей выходят за пределы регламентированных значений. Ухудшение этих показателей обусловлено множеством причин, в том числе и образованием на поверхностях деталей двигателя низкотемпературных отложений в виде асфальтосмолистых веществ и высокотемпературных - в виде нагаров. Этим видам загрязнений подвержены камеры сгорания, клапаны, поршни, форсунки, проточные части турбокомпрессоров, выпускные коллекторы и другие детали [3, 79].
Классификация углеродистых отложений на поверхностях деталей двигателя предполагает существование трех основных их групп: осадки, лаки и нагары.
Осадки (асфальтосмолистые отложения) представляют собой смесь различных углеродистых соединений и минеральных частиц, которые выпадают из работающего дизельного масла и образуют отложения в картере двигателя, маслоотстойниках и фильтрах в виде густой липкой массы черного цвета. В их состав входит до 60 % масла, а остальное — сажа, вода, смолы, частицы пыли и металлические продукты износа.
Лаковые отложения образуются на соприкасающихся поверхностях деталей двигателя в процессе термического разложения топливо смазочных материалов в виде пленки, состоящей из различных углеродистых соединений.
Нагары на поршнях, клапанах, форсунках, в выпускных коллекторах, в проточных частях турбокомпрессора представляют собой спекшуюся массу из разложившегося при высокой температуре масла, смол, сажи, пыли, продуктов неполного сгорания топлива. Они относятся к группе твердых углеродистых отложений и имеют высокие теплоизоляционные свойства и низкую теплопроводность.

водотопливных эмульсий возрастают незначительно, усложняется обслуживание в связи с необходимостью использования эмульгаторов, увеличением запасов воды на борту. Надежность двигателя при использовании водотопливных эмульсий может снижаться за счет обводнения масел. Ухудшаются показатели эксплуатации двигателя, возникает опасность коррозии отдельных деталей. Обоснованы состав ВТЭ, режимы работы дизеля, продолжительность и периодичность очистки нагара с деталей ЦПГ. Режим работы при очистке от нагара тракторных дизелей рекомендуется номинальная нагрузка дизеля. Для автомобильных дизелей: холостой ход - 10 мин., номинальная нагрузка - 10 мин., холостой ход при частоте вращения дизеля КаМАЗ-740 при п = 2600 мин'1 - 5 мин. Нагрузочный режим определяется составом отложений нагара. Вязкие и смолистые отложения удаляются при работе дизеля на холостом ходу, твердые при работе на максимальной нагрузке. Время приготовления эмульсии на специальном стенде составляет 30 мин, продолжительность очистки 25...30 мин [6,37].
Очистку рекомендуется проводить для тракторных дизелей при ТО-2 [6], для дизеля КаМАЗ-740 через 50...60 тыс. км пробега автомобиля для новых и 20...30 тыс. км для капитально отремонтированных дизелей [37]. Установлено, что эффективность применения безразборного способа очистки более чем в 20 раз выше по сравнению с разборным способом.
Попадание капель воды в агрегаты ДВС можно практически полностью исключить, если использовать воду в виде пара. Работ в данном направлении не выявлено, поэтому оно представляет наибольший научный и практический интерес. Насыщение воздуха парами возможно осуществить посредством его обработки в водоиспарительной насадке, установленной в воздушной магистрали.
Таким образом, анализ литературных источников показал, что:
• наиболее перспективным способом очистки деталей и сопряжений дизелей при их техническом обслуживании является безразборное удаление нагароотложений;