Повышение долговечности плунжерных пар топливной аппаратуры дизелей путем совершенствования очистки топлива от воды

• Автор: Кузин, Павел Вячеславович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Требования, предъявляемые к дизельному топливу
1.2 Механизм обводненности дизельного топлива
1.3 Влияние наличия воды в топливе на качество топлива
и на работоспособность деталей топливоподающей системы
1.4 Способы очистки топлива от воды при экслуатации тракторов
и комбайнов
1.4Л Очистка топлива отстаиванием
1.4.2 Очистка топлива фильтрацией
1.4.3 Очистка топлива центрифугированием
1.4.4 Адсорбционные методы очистки
1.4.5 Химические методы очистки
1.5 Выводы, задачи и структурная схема исследований
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ТОПЛИВА ОТ ВОДЫ
2.1 Предпосылки поиска дополнительных мер, способствующих осаждению частиц воды из топлива
2.2 Теоретическое обоснование эффективности действия электрических силовых полей и границ исходных параметров в технологическом процессе отделения воды от дизельного
топлива
3. ПРОГРАММА И ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Методика определения количества воды в топливе
3.2 Методика сравнительных износных испытаний
3.3 Методика эксплуатационных испытаний
3.4 Методика измерения исследуемых параметров
4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ТОПЛИВА
К ТОПЛИВНОМУ НАСОСУ ТРАКТОРА
4.1 Описание работы и разработка конструкции проточного водоотделителя
4.2 Совершенствование системы подачи топлива дизелей
при использовании проточного водоотделителя

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
5 Л Результаты экспериментальных исследований
5ЛЛ Исследование загрязненности и обводненности дизельного топлива, поступающего в топливный насос трактора
5Л.2 Исследование эффективности работы водоотделителя
5Л.З Результата исследования влияния содержания воды в дизельном топливе на работоспособность прецизионных деталей
5.2 Результаты эксплуатационных исследований
6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
6.1 Оценка целесообразности модернизации системы очистки дизельного топлива
6.2 Определение годового экономического эффекта от модернизации системы очистки топлива
7. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Эффективность работы автотракторных дизелей, их уровень надежности, мощностные и экономические показатели, в значительной степени зависят от состояния топливной аппаратуры. В сельском хозяйстве при эксплуатации тракторов и комбайнов из всех отказов до 50 % приходится на топливную систему. Установлено, что большинство отказов системы питания дизеля происходит в результате использования загрязненного и обводненного топлива.
В соответствии с требованиями государственных и отраслевых стандартов дизельное топливо должно обладать хорошей фильтруемостью и не содержать механических примесей и воды. Однако при транспортировке, хранении, заправке и особенно эксплуатации машин происходит загрязнение и обводнение дизельного топлива.
Обводнение топлива и ухудшение его эксплуатационных свойств вызывает износ прецизионных пар топливной аппаратуры, коррозию деталей, отказ фильтров тонкой очистки. Поэтому разработка эффективных устройств, для очистки дизельного топлива от воды при эксплуатации тракторов и комбайнов является актуальной задачей.
Исследование проводилось по плану НИОКР ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» в соответствии с темой № 5 Комплексного тематического плана научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ СГАУ им. Н.И. Вавилова на период 2007-2010 гг. «Повышение надежности, эффективности использования мобильной техники в сельском хозяйстве» по договору с Ассоциацией аграрного образования и науки (г. Саратов) 2008-2009 гг.
Цель работы. Повышение долговечности плунжерных пар топливной аппаратуры дизелей путем совершенствования очистки топлива от воды с использованием проточного водоотделителя.

Для частиц дисперсии, размеры которых достаточно малы и покрытых мощными межфазовыми оболочками, характерна высокая молекулярно-кинетическая активность, позволяющая долго сохранять мельчайшие капельки воды во взвешенном состоянии. Данное состояние присуще для лиофоб-ных систем [28]. Основываясь на теории устойчивости и коагуляции лиофоб-ных дисперсных систем Дерягина-Ландау-Фервец-Овербаха, которая рассматривает агрегативную устойчивость как результат баланса сил молекулярного притяжения и сил электростатического отталкивания между дисперсными частицами, становится возможным утверждать, что эффективность коагуляции и дальнейшее разделение дисперсной фазы достигается при использовании электростатического поля.
Воздействие электрического поля способствует снижению энергетического барьера между частицами и преобладанию сил притяжения разделяемых частиц. Если энергетический барьер снижен настолько, что все частицы легко его преодолевают, то неизбежно соударение частиц, то есть возникновение коагуляции. Дисперсная среда становится неустойчивой, что приводит к разделению на дисперсные фазы и появлению капель свободной воды разного диаметра.
На капли воды, расположенные в топливе, протекающем в среде однородного электрического поля, кроме сил, рассмотренных в разделе (2.1), действует сила Кулона, которая возникает из-за притяжения частицы к электроду вследствие наличия у капли определенного заряда, а также пондеромотор-ная сила, возникающая из за разности диэлектрической проницаемости материала частицы и топлива и направленная в сторону увеличения напряженности электрического поля.
Таким образом, система сил, действующих на каплю в топливе, сводится к следующему уравнению:
++3+++ =0, (2.17)
где - сила Кулона, Н; - пондеромоторная сила, Н.