ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ДИЗЕЛЬНЫХ МАШИН

Анализ результатов работ, посвященных изучению надежности топливоподающей аппаратуры дизелей мобильных машин, показал, что, несмотря на существующую многоступенчатую систему очистки магистрального топлива, к прецизионным парам деталей насосов и форсунок проникают твердые механические частицы загрязнений, приводящие их к отказу [1, 2, 3, 4].

В этой связи авторами настоящей работы предложена усовершенствованная топливная схема (УТС), включающая масляный пылеуловитель, установленный на магистрали «дыхания» топливного бака машины и универсальный двухступенчатый топливный фильтр-сепаратор (ТФС) вместо штатного ФГО (Рисунок 1). Лабораторные испытания указанных средств дополнительной очистки воздуха и топлива дали положительные результаты [5, 6].

Результаты  оценки  чистоты  топлива  в  серийном  и  усовершенствованном  исполнении  системы представлены в Табл.1.

Также установлено, что к ФГО серийной и ТФС усовершенствованной систем топливо поступает практически той же загрязненности, что и в самом баке. В среднем счетная концентрация частиц размером 5–25 мкм составляет (25...28)·103 шт./мл и (11...12)·103 шт./мл топлива соответственно. Исключение составляет резкодинамичный режим работы машины (например, при погрузке строительного мусора или уличной сметки в кузов грузовика). В этом случае общее количество загрязнений на входе в фильтр может возрасти на 15–20%, а крупность частиц в серийной топливной системе (СТС) увеличивается до 50 мкм и выше. В УТС частицы таких размеров отсутствуют.

Эти результаты свидетельствуют о достаточно высокой эффективности МПУ, снижающего расчетную и массовую концентрации загрязнений в топливе в 2,4–2,9 раза только за счет защиты топливного бака от попадания в него атмосферной пыли. Применение в УТС машин топливного фильтра-сепаратора приводит к снижению загрязнений в топливе на входе в топливоподкачивающий насос еще в 4,1–4,8 раза. В этом случае суммарное количество частиц на 1 мл топлива составляет около 5200 шт. при максимальной крупности 25–30 мкм, а количество наиболее опасных частиц размером 6–15 мкм снижается в 5–7 раз.

Отсюда  следует,  что  в  отличие  от  серийной  УТС  дорожных  машин  не  только  удовлетворяет

предъявляемым требованиям по ГОСТ 17216–2001, обеспечивая чистоту топлива до 6 класса, но и способна снять нагрузку с ФТО и тем самым повысить их ресурс. Об эффективности предлагаемой схемы топливной системы свидетельствует и коэффициент фильтрации – основной показатель частоты топлива (см. Табл.1), соответствующий ГОСТ 305–82.

Необходимо отметить, что  сезонные условия эксплуатации  изменяют полученные среднегодовые результаты. Зимой вариация среднеквадратического отклонения загрязнений в СТС от математического ожидания колеблется в сторону снижения на 18–23%, летом – наоборот, в сторону увеличения, что объясняется меньшей запыленностью воздуха в зимний период времени. У машин с УТС эти изменения находятся в пределах ошибки.

Присутствие воды в топливе, поступающем в ФТО дизелей с УТС снижается по сравнению с СТС в 2–3 раза, чему также способствует применение ТФС. Даже в зимний период времени в этом случае содержание воды в топливе колеблется в пределах 0,016–0,0045%.

Усовершенствованная схема топливной системы (рисунок) положительно отразилась на расходе запасных деталей к ее сборочным единицам (Табл.2). Общая наработка машин со стандартной системой за время испытаний составила 1296 машино-дней, с усовершенствованной – 1500, что составила в первом случае 0,24 отказа, а во втором – 0,097 отказов на один машино-день, т. е. кратность снижения отказов составила 2,5 раза.

Статистика отказов показала, что при СТС наработка на первый отказ плунжерной пары составила 1546 ± 200 ч, клапанной пары – 1365 ± 315 ч, распылителя – 1630 ± 160 ч, при УТС – 2760 ± 79, 2816 ± 197 и 3030 ± 115 ч соответственно.

Таким образом, предлагаемый вариант совершенствования топливной системы дорожных машин в 1,5–2,8 раза повышает надежность деталей топливоподающей аппаратуры с одновременным снижением расхода запасных частей на ее восстановление, что приводит к повышению эффективности использования машин в эксплуатации. Оценка влияния УТС на надежность дизеля с точки зрения изнашивания цилиндропоршневой группы требует проведения дополнительных специальных исследований, не в  ходящих в задачу настоящей работы.

Список литературы

1.      Коваленко В.П, Ильинский А. А. Основы техники очистки жидкостей от механических загрязнений. М. : Химия, 1982. 272 с.

2.      Общая характеристика загрязненности дизельного топлива. Часть 3 // Электрон. дан. Режим доступа URL : http://www.rusarticles.com/oborudovanie-statya/obshhaya-xarakteristika-zagryaznennosti-dizelnogo-topliva-3- chast-6528376.html (дата обращения 01.04.2013)

3.      Григорьев  М.А.,  Борисова  Г.В.  Очистка  топлива  в  двигателях  внутреннего  сгорания.  М.  : Машиностроение, 1991. 230 с.

4.      Григорьев М. А. Защита ДВС от абразивного износа – важнейшее условие обеспечения безотказности и долговечности // Практика. М. : Машиностроение, 1981. 136 с.

5.      Пылеуловитель для топливных систем дизелей строительных и дорожных машин / Э. И. Удлер, С. А. Зыков, В. Д. Исаенко, А. В. Исаенко // Вестник ТГАСУ. 2006. № 1. С. 90–95.

6.      Фильтр-сепаратор : а.с. СССР, МПК B 01 D 29/12, C 10 G 33/06 / Г. Г. Петров, Э.И. Удлер. № 1287918/ А1.1   с.