Комплексная очистка топлива в системе питания автотракторных дизелей

• Автор: Зыков, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ .

1.1. Общая характеристика загрязненности дизельного топлива

1.2. Влияние загрязнений на работу и надежность дизелей .

1.3. Требования, предъявляемые к дизельному топливу

1.4. Методы и средства очистки топлива в системах топливоподачи дизелей.

1.5. Фильтрационная очистка топлива

1.5.1. Фильтрационные материалы.

1.5.2. Фильтрационные элементы

1.6. Выводы по главе.

1.7. Цель и задачи исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЕЙ.
2.1. Анализ процессов накопления механических примесей в топливных баках
2.1.1. Общие положения
2.1.2.Оценка процессов накопления механических примесей
в баках.
2.2. Анализ процессов накопления воды в топливных баках .
2.2.1. Общие положения
2.2.2. Оценка процессов накопления воды в баках.
2.3. Теоретические предпосылки разработки средств, снижающих загрязнение топлива
2.3.1. Устройство для предотвращения попадания
механических примесей в баки
2.3.2. Устройство для предотвращения обводнения топлива
в баках
2.3.3. Совершенствования фильтров тонкой очистки топлива .
2.4. Выводы по главе.
2.5. Задачи экспериментальных исследований.
3. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Методы исследования загрязненности и обводненности
дизельного топлива
3.2. Методика исследования эффективности масляного
пылеуловителя.
3.3. Методика исследования устройства для обработки топлива .
3.4. Методы исследования фильтрационных материалов.
3.4.1. Определение проницаемости.
3.4.2. Определение пористости.
3.4.3. Определение показателей эффективности
фильтрационных материалов. Ю
3.5. Методы лабораторных исследований фильтроэлементов Ю
3.5.1. Проверка фильтроэлементов на герметичность Ю
3.5.2. Исследование гидравлических свойств
3.5.3. Исследование ресурса фильтроэлементов
3.6. Методика эксплуатационных испытаний фильтроэлементов Юо
3.7. Выводы по главе. Ю
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСШРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Лабораторные исследования масляного пылеуловителя
4.2. Стендовые исследования устройства для обработки топлива
4.3. Лабораторные исследования фильтрационных материалов
4.4. Стендовые исследования фильтроэлементов
4.5. Выводы по главе
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ
5.1. Сравнительные испытания топливных систем.
5.2. Выбор параметров устройств для предотвращения загрязнения топлива в баках .
5.2.1. Масляный пылеуловитель.
5.2.2. Устройство для обработки топлива.
5.3. Расчет и оптимизация спиральных фильтроэлементов.
5.3.1. Выбор основных конструктивных параметров.
5.3.2. Оптимизация выбора шага гофрирования и расчет параметров фильтрующей шторы.
5.3.3. Расчет и построение гидравлической характеристики
5.3.4. Программа расчета и оптимизации фильтроэлементов
5.4. Выводы по главе
6. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ОТ ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТОК .
6.1. Выводы главе.
7. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


В процессе эксплуатации автомобиля происходит дополнительное загрязнение топлива в баке и в средней пробе количество механических примесей (с общим количество частиц 5 шт. После прохождения топлива через ФГО, содержание механических примесей (с общим количество частиц 0 шт. Значительное снижение загрязненности дизельного топлива происходит после ФТО, содержание механических примесей снижается до 0,% масс (с общим количеством частиц до шт. Зимой в пробах дизельного топлива снижается содержание механических примесей из-за меньшей запыленности воздуха, но увеличивается содержание воды за счет разницы температуры топлива в баке и температуры окружающей среды. Анализ результатов проведенного комплексного исследования уровня загрязненности дизельного топлива позволяет сделать вывод, что на сегодняшний день уровень загрязненности топлива по всей технологической цепочке доставки топлива от нефтебаз до топливных баков достигает значительно больших величин, чем указывается в работах [8, 9, , ], что безусловно отрицательно сказывается на работе тракторов и автомобилей при эксплуатации. Зафиксированный уровень загрязненности дизельного топлива в баках автомобилей указывает на необходимость разработки эффективных устройств для предотвращения попадания механических примесей и воды в топливные баки. Загрязнения в дизельном топливе влияют на работоспособность и существенно снижают надежность топливной аппаратуры и двигателя в целом [7, 9, -]. При эксплуатации дизелей около % всех отказов приходится на топливную систему, причем более половины этих отказов вызвано загрязненностью топлива [7]. Кроме того, загрязнения, попадая с топливом в цилиндры двигателя, становятся причиной износа деталей цилиндропоршневой группы. Особенно опасны механические частицы загрязнений для топливной аппаратуры двигателей. Известно, что прецезионные пары, к которым относятся плунжер с втулкой, нагнетательный клапан с гнездом, игла с корпусом распылителя форсунки, имеют высокую чистоту обработки поверхностей и требуют индивидуального подбора. Абразивные частицы, попадая в топливный насос высокого давления и форсунки, изнашивают прецезионные пары, а также сопловые отверстия распылителей, что приводит к нарушению процесса подачи топлива, в результате чего ухудшается процесс его сгорания и увеличивается его расход, снижается устойчивость работы двигателя (особенно на малых оборотах и на холостом ходу), повышается дымность и токсичность отработавших газов, ухудшаются пусковые и мощност-ные свойства двигателя, происходит его перегрев. Помимо износа происходит загрязнение деталей топливной аппаратуры: твердые частицы, попадая под иглу форсунки, нарушают плотность ее посадки в седло распылителя, а попадая в зазор между стенкой распылителя и иглой, могут привести к ее зависанию в верхнем или нижнем положении, что соответственно приводит к ухудшению тонкости распыления топлива или к прекращению его подачи в цилиндры двигателя. Нарушение плотности посадки иглы в седло из-за износа запирающих конусов приводит к прорыву газов из цилиндров двигателя в распылитель, что вызывает окисление топлива и отложение лаков на направляющей поверхности иглы. Это может быть причиной снижения подвижности иглы и ее заклинивания. Влияние изнашивания плунжерных пар на рабочие показатели дизельных двигателей показано на рис. С увеличением износа плунжерных пар ухудшаются процессы подачи топлива и его сгорания, увеличиваются продолжительность впрыскивания топлива и период задержки его воспламенения. Это приводит к жесткой работе двигателя из-за его перегрева, уменьшению давления впрыска топлива, что вызывает снижение показателей эффективности работы двигателя, повышение токсичности выхлопных газов и увеличение давления в результате неполного сгорания топлива. Загрязненность топлив оказывает неодинаковое влияние на различные эксплуатационные свойства дизеля. Так, увеличение зазора в плунжерных парах с 0,7 до 7 мкм вызывает увеличение индикаторного расхода топлива всего на 5% (рис. Зависимость между тонкостью очистки дизельного топлива и сроком службы плунжерной пары топливного насоса высокого давления приведена в табл. Рис. Рис. Рис.