автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение пусковых качеств тракторных дизелей путем защиты топливной аппаратуры от парафинов в условиях низких температур

рг б од

I. и К!

санкт-петербургский государственный аграрный унюерош

(спгау)

На правах рукописи

БРАНЦЕЗЙЧ БАПШЙ СЕМЕНОВИЧ

повеление пусковых качеств тракторных дизелей путв1 злкеты топлиыш аппаратуры от парами юе в условиях низких температур

Специальности: 05.20.03- эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной, техники; 05.04.02-тепловые двигатели.

автореферат

дисгергзцте яг соискание ученой степени сяклг-лата ..ехкическк;: наук

Работа выполнена з Белорусской сельскохозяйственной акаде.д.ш

Научный руководитель:доктор технических наук, . . профессор" Картазювич А.Н.

Официальные оппоненты:заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук.академик

Николаенко A.B. кандидат технических наук ' Хватов Б.Н.

Ведущее предприятие; А.О.Научно-исследователь- • сгсий проектко-технологичес-'■ji4i институт механизации и электрификации Нечерноземной зош Российской Федерации (НИЮТМЭСХ).

- / f . , • V

Защита СОСТОИТСЯ /rf-il (/( j/jgg года

на заседании Специализированного Со сета УК. 120.37.07 э Санкт-Петербургском Государственном аграрном университете по адресу: 130620,Пушкин,Академический пр.28.

С диссертацией,, мално ознакомиться в библиотеке университета

/у • . V/',, Автореферат разослан J" £ года

Ученый секретарь / Специализированного Cfcr,

#

ИлколаеЕ Д.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуажносгь *емк. Одной из причин отказов элементов системы итания дизеля является низкая температура топлива, вызывающая ин-энсивное выпадение парафинов,которые забивая (загрязняя) фильтру-дие элементы, увеличивают их сопротивление, что приводит, как лрави-э,к разрыву бумажного элемента и работе дизеля на неочищенном жниве.В результате этого происходит быстрый выход из строя топ-шного насоса и форсунок, во многом определяющих работоспособность гаеля.

Кроме того,при отрицательных температурах близких к темпера-гре замерзания топлива, из-за скапливания парафинов в узких, местах гуеров й топливопроводов и загрязнения фильтрующих алемен->в,пуск дизеля становится практически невозможным.

Острый дефицит зимних и арктических марок дизельного топлива народном хозяйстве стран СНГ приводит также к использованию при сплуатации дизеля марки топлива, несоответствующей сезону. В связи изложенным выше,вопрос обеспечения работоспособности топливопо-ющей системы и,в частности, топливных фильтров в условиях низких ■мператур представляется весьма актуальны.

Цель и вадачи работа.Целью работы является решение проблеш вышения ресурсных показателей дизелей сельскохозяйственных трак-ров, работающих в условиях реальной эксплуата1ли,путем обоснова-я необходимых требований и разработки конструкций специальных стем для обеспечения надежности топливоподаюией аппаратуры диье-й при работе в условиях низких температур.

Матодм и объекты исследования. В основу исследований положено четание расчетно-теоретического исследования системы топяивопо-чи с нагревательным элементом и экспериментальной проверки раз-Эотянных на этой основе конструкторских мероприятий по повывекию ;урсных показателей-дизелей путем стендовых и эксплуатационных ктзний.

йеуздзя кеаквка.Разработаны методика расчета теплоемкости ди-аного топлива в интервале температур от температур« лсмуткекяя температуры замерзания,методы определения оскознъи за?акетрсп> гктронагревательяого .элемента, установленного в Сякътре гру'?': :ст:-3! дкг-эля.КсследсЕза процесс обрзгсвания пзр^-ггнсв 2 '. топливе и ярсглатсгтся способы улучгенкя фяльтрают ъ

ювкях ш:згГ!х текяератур за счет уст&чэрю! э^кгрсг.'а

•ж-ктое е ¿ядогры дйьдксгс 2вкгатзля. 3 рй?ра5стзп

'верждена б патентами И З положительными решениями НИИГПЭ на выдачу патентов.

Практическая ценность.Разработан на уровне изобретении и конструкторских решений комплекс систем но повышению ресурсных показателей дизелей,составлявший основу поддержания параметров тракторных дизелей и обеспечивающих надежный пуск в . условиях низких температур.

Пуйдвовди.По результатам исследований опубликовано 19 работ, в том числе одно авторское свидетельство,пять патентов и 3 положительных решения йа. выдачу патента. _ •

Апробация работа.Основные результаты исследований доложены и одобрены на научных конференциях:Белорусской сельскохозяйственной академии (1990,1992 гг), Могилевского машиностроительного института (1991 г.Санкт-Петербургского государственного аграрного уни-веситета (1991,1992,1993, 1934,1995 гг.).Брестского инженерно-строительного института (1994г).

Рвалиаядия и внедреюю результатов работы. Фильтры грубой и тонкой счистки топлива с электронагревательными элементами планируется использовать для установки на дизельные двигатели Л-240 производственного объединения "Минский моторный завод".

Структура и об*ем работа.Диссертационная работа состоит из введения .восьми глав, общих выводов, списка использованной литературы из 96 источников,в том числе 7 иностранных,и приложений,содерд-яиИббстраииц.иэ них?? рисунков, и 5 таблиц.

ПОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении.раскрывается актуальность работы и обосновывается • основное направление исследований.

В первой главе рассмотрены промышленные способы получения дизельного- топлива с хорошими низкотемпературными свойствами и технические устройства для зашита топливной аппаратуры дизелей от па-. рафинов. . • •

Показана,что все существующие промышленные способы полумения дизельного топлива с хорошими низкотемпературными свойствами можно разделить нз две принципиально отличающиеся группы. К первой группе относятся способы, позволяющие снизить содержание Н-алканов в дизельном топливе,ко второй-способы с применэнием депрессорных присадок.:'

Содержания Н-аяканов в дизельном топливе возможно уменьшить методами депарафинизации (кристаллизацией,карбамидная,экстрацион-ная,-адсорбционная,гвдроизомеризация),снижением температуры конца кипения дизельного топлива, а также применением маюпарафинистой нефти.Однако,все эти способы предполагает неизбежное снижение нефтяных ресурсов на 15-30 X и ухудшение эксплуатационных свойств дизельного топлива, в частности, снижается цетановое число и повивается температура самовоспламенения.Использование малопарафинистой нефти для производства зимних, и арктических сортов топлива ограничено в силу ее малых природных ресурсов.

Применение депрессорных присадок повышает износ теплквопедаю-щей аппаратуры,способствует нагарообразованив и практически не сникает температуру помутнения дизельного топлива.

Кроме того, дается-обзор технических устройств для разрушения кристаллов Н-алканов в дизельном топливе.Предлагается их классификация по способу воздействия на дизельное топливо и месту' установки в топливной системе дизеля.Устройства для разрушения (фисталлов Н-алканов непосредственно на дизеле могут быть установлены: в топливном баке,трубопроводе,фильтрах, грубой и тонкой очистки или в специальном корпусе.По способу воздействия на топливо они делятся на теплового, электромагшггного, ультразвукового, радиактивнего,механического воздействия и устройства для ввода депрессорных присадок. Устройства теплового воздействия разделятся на теплообменники отработанных газов, охлаждащей жидкости,теплых излишков топлива к электронагревательные .питаемые от бортовой сети трактора или автомобиля. Наиболее перспективными представляются электронагревательные устройства, которые просты, надежны, безопасны в эксплуатации и позволяют производить разогрев топлива в любом месте топливной системы перед пуском дизеля.

Исходя из наложенного нами были поставлены сдедуюдае задачи: -сделать статистический аналха отказов топливной езстеяы дй- . веля в условиях зимней эксплуатации.

-определить места в топливной системе дивеля,которые з персу» очередь забивается крзстаиага парафнвов.

-выбрать наиболее рациональный способ воздействия ва з8»еа-вое топливо для рвзруеенкя кряст&авов парафинов и разработать вонструкцаи устройств. • -

- разработать кетова расчета основных пзразетров устройя® аа- ■ авты «ставкой свстсш двэедя от азра^хЕоз. \

' .

-провести испытания'разработанных устройств с целью определения их эффективности в условиях, низких температур.

Во второй главе приводится статистический анализ отказов топливной системы дизеля Д-240 в условиях реальной эксплуатации.Для •анализа причин отказов и определения средней наработки на отказ было поставлено на контроль 25 тракторов МТЗ-80/82.Исследования троводились в течение четырех дет:с февраля 1990' г. по март 1994 г.;двигатели на начало эксплуатации имели различную наработку от О до 3000 м-ч.При обработке полученных статистических данных заданная наработка в 7000 м-ч.была разбита на интервалы по 500 м-ч. ,а при определении средней наработки на отказ учитывалась не общее количество отказов в интервале,а их число,приходящееся на один двигатель.В результате было установлено,что средняя наработка на отказ элементов топливной системы дизеля Д-240 распределяется по закону Вейбулла с коэффициентом вариации 7=0.377 и составляет 744 м-ч.Был сделан анализ отказов по месяцам-.года и группам сложности, который показал следующее:наибольшее количество отказов первой группы сложности (43.75 7.) приходится на забивку и разрыв фильтрующих элементов, а наибольшее количество отказов второй группы сложности (37.5 л)связано с неисправностями топливного насоса высокого давления.На осенне-зимний период эксплуатации приходится 43.4 % отказов,а загрузка тракторов в этот период составляет лишь 24.64 X от годовой.

В третьей главе рассматривается разработанные нами различные конструкции электронагревательных устройств для разрушения кристаллов Н-алканов в дизельном топливе.Дугообразный электронагревательный элемент может быть установлен внутри заборного штуцера ка выходе из топливного бака (заявка № 4874426/06(102386) положительное решение от 15.04.92") и подключен к бортовой сети трзкто-ра.Для изготовления электронагревательных элементов в трубопроводах и топливных фильтрах нами предложено использовать углеродные нити и ткани,которые обладают высокой химической стоимостью,хорошей тепло- и электропроводностью,прочны на разрыв,устойчивы к воздействию высоких температур. Углеродные ткани можно одновременно использовать в качестве и нагревательных и фильтруедах элементов, при этом существует возможность их регенерации обжигают при температурах до +500 °С) и использования многокра^во. Главное же преимущество углеродных тканей как нагревательных элементов перед металлическими заключается в их элдзстичности.которая позволяет

{

придавать им различные пространственные формы,делает их более технологичными в обслуживании.Углеродные нити были использованы в качестве нагревательных элементов в трубопроводе (Патент РФ № 2007609 ),а углеродные ткани-в фильтрах тонкой и грубой очистки (Патент РФ № 2009358 и Патент РФ № 2009359).

Анализ литературы и проведенные предварительные исследования позволяют сделать вывод о том,что наиболее критическим участком топливной системы дизеля при низких температурах является лин;ш всасывания тошшвоподкачиваюдего насоса с фильтром грубой очистки,который первым забивается кристаллами Н- алканов.Поэтому было предложено использовать электронагревательные элементы в первую очередь в фильтре грубой очистки (Патент РФ № 2009359)(рис.1).

Четвертая глава пссвящена теоретическим исследованиям и расчету основных параметров электронагревательного элемента, установленного в фильтре грубой очистки.

Тепловые расчеты электронагреватеных элементов должнй описывать процессы при температурах дизельного топлива ниже температуры помутнения.Однако,отсутствие теоретических исследовании теплоемкости дизельного топлива в интервале температур от температуры замерзания Тз до температуры помутнения Тп затрудняет проведение таких расчетов.В первом разделе главы изложена методика определения теплоемкости дизельного топлива в интервале температур от Тз до Тп и получена следующая формула

„ ЗСкР(1-2/(Тп-Тз))(Тп~Тз)+ЗСр(Тл+Тт-2Тз) _____Тп2+ТпТт-2Ттг

Ст" б(Тп-Тз) : ~ 0 1136р«*У(Т„-Т,)2Л1)

где Скр-средняя теплоемкость кристаллической фазы в интервале температур от Тэ до Тп . кДж/кгК; Ср-средняя теплоемкость рпсплав--г»нкой фаз-,' в интервале температур от Тз до Тп.кДк/кгК; Тт -текущая температура топлива (Тз<Тт<Тп).К; р*р-средняя плотность кристаллической фазы, кг/м3; иV-средний молярный объем кристахлическпй фааы.м3/мсш-.

При выводе формулы (1)были сделаны следующие допувения:суммарная масса кристаллов тпкр-есть линейная -функция температуры Тт.отвечавшая условиям что при Тт-Тп.в^р"0»а при Тт-Тз Шо-масса всегс топлива;процесс плавления непрерывный в интервале температур от Тз до Тц,а масса крис^.илов ^.которая злавюе* при бесконечно малом изменении температуры на с1Тт -есть также линейная функция температуры Тт.

4

7 9

Далее были определены параметры нагревательного элемента,расположенного в фильтре грубой очистки (рис.1),необходимые для полного 'плавления кристаллов Н-алканов.Тепловой поток от нагревательного элемента к топливу можно определить

Ч"ЛнА(Тн-Тт), (2)

где «н-средний коэффициент теплоотдачи от нагревательного элемента дизельному топливу,Вт/м2К; Тн-температура нагревательного элемента, К; А-шюшадь теплообмена, м2.

Количество теплоты От,необходимое для изменения теплосодержания массы топлива от Тт до Тп (Тз<Тт<Тп),может быть определено

Ог-СттоСТп-Тщ). (3) . ---

Массовый расход топлива через пористый нагревательный элемент

! Мт«АифРт-=то/Т, (4)

где А-проходное сечение нагревательного элемента,м2; оф-ско-гасть фильтрации топлива через нагревательный элемент,м/с; >т-средняя плотность топлива, кг/м3; т -единица времени,с.

Тепловой поток от нагревательного элемента воспринимается ди-¡ельным топливом и идет на изменение его внутреннего теплосодержа-[ия.После подстановки формулы (4) в равенство (3), с учетом форму-ы (1) и соответствующих преобразований получим . 4>тЧфСкр(1-2/СТп-Та)) (Тп-Тт)2. <РтивСр(Тп»Тт-2Т-») (Тп-Тт) ^

О»-" 1 1 11 .....1 1,1 "" «■■■>■ I I Г I . I +

* 2(Тп-Та)анА 2(Тп-Т8)а„А

113РТЦФАУТП2+ТпТТ-2Тт2)(Тп-Тт)|

6(Тп-Тэ)^анАркрДУ т-

Коэффициент теплоотдачи определим,смоделировав процесс тепдо-5мена между углеродной тканью и дизельным топливом как при попе-рчном обтекании пучка стержней, расположенных в два ряда в вахмат-эм порядке.Скорость топлива и® через нагревательный элемент опре-гляли из гидродинамического расчета всасывающей линии топливопсд--кивающего насоса,при известном расходе черев последний.

В результате расчетов по формуле (5) построена номограмма >ис.2) для определения температур нагревательного элемента,распо-исеьного в фильтре грубой очистки дизеля Д-240,необЛзд»й£х для ишого плавления кристаллов Н-алканов в топливе с Та*£58 К и ,-£68 К (Тэ<Тт<ТП)-

Для определения необходимой температуры нагревательного агента,при которой топливо нагревается до температуры Тп,нео5хаг»*о. , оси абсцисс (рис.2)отметить значение старости но.поднять вверх'

5001

тн,к

470

420

370

320

270

^ 1

ад

т ^ Ту р

......

к

—7 ^ —

£ Г» ""

Рис.2.Номограмма для определения температур нагревательного элемента, необходимых для полного плавления кристаллов Н-адканов.

0.04

аог

перпендикуляр до пересечения с [фивой,соответствующей температуре топлива Тт на входе в нагревательный элемент и снести это значение на ось ординат.

В неустановившемся режиме работы нагревательного элемента Тн -неизвестная,менявшзяся со временем температура. Рассмотрим случай одновременного включения нагревательного элемента и начала прохождения через последний топлива.Принимаем,что скорость фильтрации оф я сила тока в цепи нагревательного элемента I мгновенно достигают своего номинального значения,а сам нагревательный элемент из-за его малой толщины рассматриваем как. термически тонкое тело.Температура топлива на выходе из нагревательного элемента Тв с учетом формул (2),(3) и (4) и замены Тц на Тв может быть определена Аан(Тн-Гт) ¿ЬгРт«о

18»

+ Тт-

(6)

Для определения Тн решим дифференциальное уравнение

где йОнпгр-теплота,выделившаяся в нагревательном элементе за зремя йХ; сйлаг-тёплота ,идущая на изменение теплосодержания наг-¿рзаз-елъкого элемента за сзт; ¿Оотд -теплота,отдаваемая дизельному гсплкву за ¿т.

м

С учетом закона Джоуля-Лекца можно записать

dQHarp=IZR293Cl+a(T¡i293)Idt, (8)

где Нгзз-сопротивление нагревательного элемента при 293 К,См; . о-термический коэффициент сопротивления материала нагревательного элемента,К-1.

Теплота,отдаваемая дизельному топливу .

dQoTa="«H(TH-TT)AdX. (9)

Теплота,идущая на изменение теплосодержания нагревательного . элемента -

dQMaT"GMmti(dTH/dT) dt, - (10)

где См-теплоемкость материала . нагревательного элемента: тн-масса нагревательного эемента. Решив уравнение (7) относительно Тн,с учетом формулы (б) получим (

_ АанIzB293«Tt) Nt/cMmH Аа„(К+<хнАТт) , АСтртЦдТт-АуХц~т

Т_ д—. п .i ■ .Luí ■ О — —— | - ■ — ■■■ ■ - v -' I .....1,1 ~ """ , ^ 1 х}

АСтРт»фМ АСтРтУфМ АСтрт»ф

где N и К-условные обозначения

N=12R233«-«hA. • и K=I2Ro93(l-293a) Расчеты по формуле (11) позволили построить номограммы для определения .температуры топлива Тв на выходе из нагревательного элемента в зависимости от х при различных значениях Тх.ид и I.

В пятой главе описаны экспериментальная установка и методика исследований.

■ В качестве объекта исследований были выбраны: дизельное тсп-ливо марки "Л" Мозырьского НПЗ , марок "Л" и "3" Назспслоцкого НПЗ и топливная система дизеля Д-240.Было создано две зкспер;:мектадь-ные установки.Лабораторная установка включала з себя морозильную камеру МК-70,мерный цилиндр.сообщенный с вакуумным насоссм и фильтрующим элементом трубопроводами,краны и металлический цилиндр для дизельного топлива. Фильтруюаий элемент помешался в цилиндр с топливом,а тот.з своя очередь,в морозильную камеру.Нагревательный элемент подключался к источник/ постоянного тока через реостат, а контроль тока осуществлялся при помощи амперметра и вольтметра. Контроль температуры топлива на выходе из нагревательного элемента осуществлялся при . псмота терморезистсра и миллиамперметра. При проведении исследований замеряли время,за которое дизельиее топливо заполняло определенный объем мерного цилиндра,при постсям-ком разрежения в последнем.

Вторая установка включала в оаСд тспду.екнй стенд Кй-222С5,-.х-

таноьгенкый. на открытом .воздухе,к топливную систему дизеля 2-240.смонтированную на стенде.Все элементы топливной системы были смонтированы ка уровнях.соответствующих их взаимному расположению на тракторе,длины трубопроводов также отвечали последнему требованию. В ходе исследований замерялись перепады давлений на фильтрах,а также температуры топлива б баке,на входе и выходе из фильтров.

Шестая глава лосЕяиена исследованиям дизельного топлива в лабораторных условиях и испытаниям топливной системы дизеля Д-240 без электроподогревателей на стенде в условиях низких температур.

В ходе лабораторных исследований дизельного топлива было установлено, что коэффициент фильтруемости тошшв достигает предельно допустимого значения 2- единицы при температурах топлива на 0.5-1 ^С выше температуры пэмутнениг. а при дальнейшем снижении температуры ка 1-2 °С резко возрастает до 9 единиц. Кинематическая вяг-кость дизельного толлкза достигает 12 сСт при температурах выше температуры замерзания топлива на 2-3 °С,а при дальнейшем снижении температуры регкс возрастает.

Исследования топливной системы дизеля Д-240 на стенде б условиях низких температур выявгиж.что наиболее критическим участком являете?, линия всасывания топлкеоподкачивающего насоса с фильтром грубой очистки,который перЕым взбивается образующимися кристаллами > Н-адканоь.Для летних сортов толяива температура,при которой перепад давлений на фильтре грубой очистки достигает 60 кПа .на '3-4°С ниже температуры помутнения. Фильтр тонкой очистки топлива выходит из строя при температурах ка 5-6 °С ниже температуры помутнения.

Седьмая глава посвяаека экспериментальным исследованиям раз-райотачкых конструкций фильтров с электроподогревателями в лабораторных условиях.и на стенде.

Ка лабораторной установке были получены зависимости времени про'/.елгенкл контрольного объема топлива (500 мл) от его температура череь тр'/юдие элементы с электроподогревателями,выполненными кг различных углеродных тканей (рис.3).

Согласно рис.З при установке на фильтрующий эле:*;нт С>Г0. уг-леосднык тканей иаргз; "Ьискум ТС" и "Вэйлэкарб-5" и подключения их п ^¡пз-лж; генератору,работающему в режиме максимальной натру»-га, Ер?»г прохождения ксктрадь^ого обз«ма топлива (линии 4 к £ со Еременги для фильтрующего слемента.оснаденнсго

сц-ткз}" с' эмиром ячейки <5X3 до.(линия 1).это связано со значи-

60 50 40 30 20 40

5 0 -5 -10 45 "Ьг/С

ч 2т -3

/г и

"5 и

1

Рис.З.Зззисимость времени прсхкяде-, ния контрольного объема от температуры топлива.

тельным электрическим сопротивлением данных марок тканей. Оборудование фильтрующего элемента тканью. "Бусофит- Т-" позволило пропустить ток силой 1-й А и напряжением 13.5 В.Это снизило температуру дизельного _топлива до -10 С, при которой время прохождения составляет 70 с. (рис.3,линия 3).Наибольший эффект был достигнут при установке углеродной ткани "Урал-тр 3/2-15 эхо",которая позволила пропускать ток до 10 А и выше.При силе тока 10 А и напряжении 12 В время прохождения контрольного объема топлива составляет X с. при температуре -10 С и увеличивается до 57 с.при -20 °С (рис.3 линия б) .При температуре -8 °С,для которой у сетки с размером ячейки 400 мкм. время составляет 70 с.(рис.3 линия 2),для нагревательного элемента с тканью "Урал-тр 3/2-15 эхо" время прохождения 500 мл. топлива снижается до 27 с.Таким образом,начти предлагается использовать в качестве электронагревательного элемента в фильтрах дизельных двигателей углеродную ткань "Зрал-тр 3/2-15 эхо".Эффективность использования данной марки ткани была под твержена исследованиями на пропускную способность фильтра тонкой очистки дизеля Д-240 и фильтра грубой очистки дизеля СВД-62 с установленными на них электронагревательными элементами. Было исследовано влияние силы тока на время прохождения контрольного объема топлива, в результате чего установлено,что эффективное снижение времени достигается при увеличении силы тока до 10 д..

: На стенде в условиях низких температур была получена зависимость разрежени;Гка ФГ0,оснащенном электронагревательным злемен-

н

во

60

40

20

-4 -6 -В -40 -М -46

Рис. 4. Зависимости разрежений на ФГО от температуры топлива. 1-разрежение на выходе.из ФГО обычного исполнения;2-разреже-ние на входе в ФГО. обычного исполнения ;3-разрежение на выходе . „из ФГО с нагревательным элементом;4-разрежение на входе в ФГО с нагревательным элементом. • том,от температуры топлива (рис.4;. Согласно рис.4,при силе тока 10 А и напряжении 12 В перепада давлений СО кПа на фильтре не возникает. Однако, разрежения как на входе,так и на выходе из фильтра начинав: возрастать при работе на летаем топливе с -11 °С.Это связано с ухудшением прокачиваемости топлива лерез всасывающий трубопровод. При температуре -17 ,°С прокачка топлива через фильтр прекращается. ¿ля этого же фильтра была получена зависимость темпе. ратуры топлива на выходе из фильтра от времени работы электронагревательного элемента при разных температурах топлива в баке (рис.5}.

?Сак следует ив рис.5,температура топлива на выходе из фильтра стабилизируется после 30 с.работы электронагревательного элемента к остается постоянной.Расхождение между данными,полученными экспериментально к теоретически,объясняется тем,что в действительности сага-тока и скорость прохождения топлива через'нагревательный эле-■ меет не лосгкгаэзт мгновенно своего номинального значения, как это

-8

-121

г 1 ^ »

»—0.02-

1 к......., ао2,

к -т

у К - 0.02"

10

20~ 30 40 50 Т,С.

Рис.5.Зависимость температуры топлива на.выходе из фильтра от времени работы нагревательного элемента.. 1-зкспериментально полученная-кривая;2-теоретически расчитан-ная кривая.

5ыло принято в расчетах.а также тем,что теоретическая кривая рас-■штана для температуры топлива непосредственно за нагревательным элементом,а экспериментальная получена для температуры на выходе4 13 ФГО.

В_ восьмой главе представлены эксплуатационные испытания разработанных конструкций фильтров и экономическая эффективность работы. • .

В ходе проведения эксплуатационных испытаний исследовали, пуск 5изелей с фильтрами обычного исполнения и с фильтрами,оснааенными «ектроподогревателями в условиях низких температур.Исследованиями остановлено,что при работе на летнем топливе с температурой ниже гепературы помутнения на 3 °С все двигатели запускаются и работает гормально.При темперзтурах на 3-7 °С ниже температуры помутнения !иэели с ' злектрсподогревателяыи запускаются и работают нормаль-

но.двигатели без злектроподогревателей запускаются после разогрева элементов тошшвоподающей аппаратуры,однако,возможно падение их мощности.При температурах на 7-11 °с ниже температуры помутнения дизели без злектроподогревателей не запускаются,а двигатели с подогревателями запускаются,но испытывают падение мощности,в связи с затруднением прокачки топлива через всасывающий трубопровод.

Экономическая эффективность разработки достигается за счет сокращения на 302 времени предпусковой подготовки дизеля и экономик 1600 кДж тепловой энергии,затрачиваемой на один пуск холодного двигателя,неоснащеннрго электроподогревателями .при температурах дизельного топлива на 3-7 °С ниже температуры помутнения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.0пыт эксплуатации дизельных двигателей в условиях ::изких ■температур окружающего воздуха свидетельствует о том,что наиболее критическим участком топливоподающек системы является линия всасывания .тоаливоподкачиваицего насоса с фильтром грубой очистки .который первым забивается образующимися кристаллами H-алканов,когда перепад давлений на нем достигает 60 кПа.

2. Анализ промышгенных способов получения дизельного топлива с хорошими низкотемперагурными свойствами выявил снижение выхода зимнего топлива по сравнению с летним на 15-302 при его производстве кз нефтей парафинового основания.Производство зимнего дизельного топлива ив нефтей нафтенового основания ограничено в силу их малых природных ресурсов,использование депрессорных лрисадок повисает износ топливоподавщей апаратуры, увеличивает . гагарообразова-кие.

2.Наиболее перспективными устройствами "для разрушения кристаллов И-ал каков в дизельном топливе являются электронагреватель -кые элементы.которые конструктивно просты,надежны к безопасны в зкспяугг£»Э!,не требуют специальной подготовки обслуживающего пер-еонала,шгут С¡ль установлены в различных местах топливной системы к -позволяют производить разогрев дизельного топлива к?к перед запуском дизеля.так к во время его работы.

~4.йсследсшанил отказов топливной системы дизеля Д-240 г усщг еиех реальной зкеалуатааки показали,что средняя наработка ка отказ распределяется по закону Вейбулла с коэффициентом вариации 0.337 и составляет &.*-ч.На осенне-вимний пергад приходится 43.4Z отка-sDE.a аагруака тракторов ШЗ-ВО/82 состагляет лйЕЬ 24.62 оттодо-юн., " ■ . - •

. 5.Проведены теоретические исследования и разработана методика теплового расчета фильтра грубой очистки с нагревательным элементом,по которой определены его основные параметры .'необходимые для полного плавления Н-алканов.

в.Экспериментально в лабораторных условиях установлено,что фильтр грубой очистки дизеля Д-240 забивается кристаллами Н-алканов при температуре -8.5 °С топлива с температурами помутнения л замерзания -5 °С и -15 °С соответственно.Фильтр тонкой очистки выходит из строя при температуре топлива -10 °С.

7.Для изготовления электронагревательных элементов рекомендуется использовать углеродную ткань "Урал-тр-3/2-15 эхо",которая обеспечивают требуемую степень нагрева и одновременно может применяться з качестве и фильтрующего и нагревательного элемента ■

8.Применение электронагревательных элементов в фильтрах грубой и тонкой очистки дизельного двигателя,работающего яа тсплиз? с температурами помутнения и замерзания -5 °С и-15 °С соответственно, позволяет- снизить допустимую температуру топлива, при которой возможен запуск и работа двигателя,до -16 °С.

9.При запуске дизельного двигателя в условиях низких температур окружающего воздуха фильтры грубой и тонкой очистки с злектро-подогр звательными элементами позволяют уменьшить ка ЗОХ время на предпусковую подготовку и экономят 1600 кДж тепловой энергии на един двигатель. ...

Содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1.Бранцевич B.C..Карташевич А.Н.Обоснование- средств защиты топливной аппаратуры дизелей от парафинов а условиях низких температур. //Актуальные проблемы развития АПК.Тез.докл.кенф. -Горки, 1990.-С.192-193. .

2.Картзшевич А.Н..Бранцевич В.С.Исследование работы топливной системы дизеля в условиях отрицательных о температ/р. //Диагностика, повышение эффективности,экономичности и долговечности двигателей. Тез.докл.конф.-Ленинград-Пушкин,1991.-с.75-76.

3.Карташевич А.Н..БранцеЬич В.С.Особенности работы системы тепливоподачи дизеля в условиях отрицательных температур.//Ученые и специалисты народному хозяйству области.Тез.докл.кокй.-Могилев, 1991. -с. 37.

4.Карташевкч А. Н.-. Бранцевич B.C.Классификация способов улучшения низкотемпературных свойств дизельного топлива и систем Калиты топленой аппаратуры автотракторных пи-е-.-гл от r^acdi-.i-нов.//Сб. аффективное использование сельскохозяйственных тсак^о-ров.-Горки, 1392.-с.34-40.

5.Картзшевич А.Н.,Бранцевич В.С.Повышение надежности

ющих элементов дизелей при отрицательных тямпепа,--,-сач - ^'ar-icc-w-

ка,повышение фФективности.экономичности и долгов^чкостч

леи.Тез.докл. конф.-Санкт-Петербург,1G9C.-с 43 " "

6.К2р"-ашэв1ч A.M. ,Вранцэв1ч ВС.Цепдавы раадж ф1льтра грубай ачыаткi naiiEa э награвальнш элементам - для дызелыгага ■ р"хав1-ка.//Becui АН Bejrapyci.-19S3,N2.-с.105-110.

7.Бранцевич B.C..Карташевич А.Н.Защита топливной аппаратуры дизелей от парафиноЕ.//Диагностика,повышение эффективности,экономичности и долговечности двигателей.Тез.докл.конф.-Санкт-Петер-Оург,1993.-с.40-41.

8-Бранцевич B.C. .Карташевич А.Н.Обоснование и выбор марки углеродной ткани для нагревательных элементов топливных фильтров автотракторных дизелей.//Сб.Повышение надежности сельскохозяйственной техники. -Горки,1994.-с. 5-10.'

9.Картал;евич А.Н. .Вранцевич В.С.Повышение работоспособности топливной системы дизеля в условиях никих температур.//Улучшение эксплуатационных показателей двигателей,тракторов и автомобиле к Л е а.докл.кокф.-Санкт-Петербург,1994.-с.21.

10.Карташевич А.Н..Гордеенко A.B..Вранцевич B.C. Повышение эффективности работа линии низкого давления системы питания дизеля е условия;: отрицательных температур.//Тезисы .докладов XXI научно-технической конференции в. рамках проблемы "Наука и мир"- -Бресг 1994 -с 51-52

"ц.аТс!*1В23575 СССр'.МКИ F-02 М 31/125,37/22.Фильтр тонкой очистки тоглиеэ с злекгроподогревом и устройством для индикации годы; /А.Н. Карташевич, В. К. Кожушко ,В. С. Вранцевич (Бела-

• русь).-«4853054/05:3аявлено 29.09.-90.

.12.Лат.2007509 Р&.МКИ F-02M 31/12.Подогреватель дизельного тсплкЕа./А. Н.КарташеЕич, В. С. Вранцевич, В. Д. Прудников (Бела-

русь; .-N4895934/05;3аявл.26.12.90;Опубл. 15.02.94,Бш.N3.

13.Пат.2009355 Р2.МКК F-02 М 37/00.Фильтр тонкой очистки топ-XiiBä. /В. С. ВранцеЕич, А. Н. Каэтаиевич, В. М. Рогачевский .A.A. Новиков : (Беларусь).-N4933722/06;ЗаЯЕЛ.28.05.91;Опубл. 15.03.94;Вол.N5. : -

-14.1137.2009355 Р4-.МКК F-02 М 37/00.Фильтр грубой очистки ТОП-. лига. /B.C. Еракиевич, А. н. Картазегич, В. М. Рогачевский, А. А. Новиков (Беларусь) .-N4939723/06;3aaEa.C8.05.91;0публ. 15.03.94;Вюл.Ы5.

15.Пат.2013637 Р£,МКИ F-02 U 31/00,F-02 N 17/00.Система защити топливной аппаратуры дизеля./А.Н.Карташевич,В.С.Вранцевич (Бе-' -' дерусь).-N'4665373/05;3аявл. 14.09.90;Опубл. 30.05.94;Бюл.N10.

15.Пат. 2033495 Pi, МКй F-C2 М .Подогреватель дизель- •

кого топлива./А.Н.Карташевич,Б.К.Ксжувко,В.С.Бранцевич (Беларусь).-. Опу5х.1994:Ввл.1<4.

■ - /Я-у . '

Дизель, фильтр,насос,топливо, кристалл, г ^стрсло

:ость, учссток, электрсодсгрегетегь, гкаго, условие, ко не; . лллл.л л;-,СЕ!гк«е, температура, пуск.

В диссертации прлгэдекы исследования топлиг-о::-;;..;: -л глстгчь пзеля при ниск;г:с темсерзгурах.¿'стаповягпо,что уч. г - ."•¡тач-.-;-им участком тозливкой сястемы а условиях отрицгг ••.. • с '-о'сгг/с вляегся л~у~:;гл зсаля&пия ссплпнополкачнрл/огцегс л -г,'."-

рубой очистки,котсрый перЕцм забивается --р;: г:»;: пзгл;;:-св.Цсль работы - повъэеяие работсспесоСнесг,; ?■:.-;. . • л: г,::-

•-'•«н дизеля з условиях отрицательных ге\с~р,ллл,л. - • лллл 'л:;.л--.ло-шшй положено сочетание распето-т-?срет;г:сс!-".: ■ эа.злиягаш на работоспособность системы тепдт. ' ; ::• лг;'. я.тггж глп-ратурах.с экспериментальной проверкой р.ллг . -..-к:-: .-"-•сгр-'к-

методами стендовых и акепдч злэгяонкгк »сл -- . 7 л згпяозлеао.что Фильтр грубой очистка с. э-соктр:л~ . - .•»»•»тег«'» глеродной ткани пс.-воляэт на б.. .3 °С сгглег.пл - - \лт7ру,:;р;<. х;;-эрой Еоггмояея пуск и нормальная работа дигелп. Г\.-¿е ~?.ль ллоктроподогрез-чтелями планируется ясясль-лл-г--:- :г'.\ ПО

¿каский моторный завод".

г

Ii с ; :с г > ?. r-f-Чйг;' 2С .ОЬ.ЪЪ ;-« ¿••-•-.Í-tí CCü1С. CcceTbfя nevïi.. : ;г:.'. л, Ослёг 1 з ч ч. т.. äslc tíc,I. ïs-„i.X ICC ы:а.

?ьг.гк&г.%»' аг ri ¡Логелсьсгг.гс