Фильтр-водоотделитель для дизельных двигателей автомобилей

Фильтр-водоотделитель  предназначен для установки в системе питания дизельных двигателей тракторов и автомобилей. Рекомендуется для внедрения на предприятиях и в организациях, эксплуатирующих строительную и сельскохозяйственную технику, оборудованную дизельными двигателями.

Эффективность работы быстроходных дизелей, их мощностные показатели, надежность и долговечность во многом зависят от технического состояния топливной аппаратуры. В связи с этим повышение надежности  топливной аппаратуры дизельных двигателей имеет большое народнохозяйственное значение. В настоящее время доля отказов дизельных двигателей по вине топливной аппаратуры составляет 30-95 %, причем половина всех отказов системы питания происходит из-за высокой загрязненности топлива.  Загрязнения попадают в систему питания с топливом при заправке тракторов, с воздухом при больших и малых «дыханиях» баков, а также за счет продуктов износа и коррозии деталей систем питания. С целью повышения качества очистки топлива в настоящее время учеными России и Казахстана ведутся совместные научно-исследовательские работы по разработке конструкции и оптимизации параметров фильтра-водоотделителя для дизельных двигателей автомобилей и тракторов.

Конструкция фильтрационного водоотделяющего элемента объединяет фильтрационную и коагулирующую ступени. Это позволяет значительно повысить эффективность очистки топлива и увеличить ресурс работы элемента при  небольших габаритных размерах, что особенно важно для фильтров-водоотделителей, устанавливаемых на тракторах.

Фильтрационный водоотделяющий элемент (рис.1) имеет цилиндрическую форму и состоит по ходу топливного потока изнутри наружу из фильтрационной и коагулирующей ступеней.

Рис.1 Фильтрационный водоотделяющий элемент

Фильтрационная ступень 3 изготовлена из бумаги ДРКБ. Для увеличения поверхности фильтрации она выполнена гофрированной в виде звездообразной шторы.

Повышение прочности фильтрационной и коагулирующей ступеней достигается установкой внутренней и наружной обечаек 4,8, а также центральной трубы 2.

В качестве коагулирующей ступени использован вотоотделяющий элемент, состоящий из трех слоев: первые два слоя из стекловолокнистых материалов с диаметром волокон 1,5-2 и 3 мкм (5,6),  расположенных в порядке увеличения диаметра волокон по направлению потока топлива, третий слой из пенополиуретана ППУ-ЭО-130 (7). Фильтрационная и коагулирующая ступени приклеены к крышкам 1,9.

Принцип работы фильтрационного водоотделяющего элемента заключается в следующем: загрязненное топливо поступает во внутреннюю часть элемента и в радиальном направлении проходит фильтрационную и коагулирующую ступени. При прохождении топлива через фильтрационную ступень задерживаются механические примеси, одновременно с этим происходит частичная коалисценция микрокапель воды,  находящихся в топливе.

При встрече с волокнами микрокапли воды вытесняют с поверхности волокна топливную пленку и адгезируются к нему. При встрече с другими микрокаплями, находящимися в потоке, происходит коалисценция и рост капель до такого размера, при котором гидродинамические силы срывают их с волокна и передвигают по межпоровым каналам наружу. Наличие волокон диаметром 3 мкм создает благоприятные условия для дальнейшего роста капель и тем самым способствует повышению эффективности водоотделения. После выхода капель воды из коагулирующей ступени они задерживаются в перегородке из пенополиуретана, в которой происходит их дальнейший рост. При достижении критического перепада давления из пор пенополиуретана потоком топлива выдавливаются капли воды, которые эффективно осаждаются в отстойную полость корпуса под действием гравитационных сил. Чистое топливо поступает дальше в систему топливоподачи.

Фильтрационный водоотделяющий элемент 9 устанавливается (см.рис.2) в корпус 8 и прижимается пружиной 5, нажимным фланцем 6 и крышкой 3 к упорному фланцу 14. Герметичность элемента достигается уплотнительными прокладками 4,7,12. Фильтрационный водоотделяющий элемент ограничивается от радиального перемещения фланцем с пробкой, штуцером и зажимной гайкой 10,11. Подвод топлива осуществляется через подводящую трубку и штуцер 17,18, отвод через трубку 2 и штуцер 1.

Рис.2  Система топливоподачи.

Рабочая и отстойная зоны 15 разделены упорным фланцем 11. Это позволяет повысить эффективность фильтра-водоотделителя, т.к. предотвращается возможность смешивания чистого топлива и отстоя при движении трактора по пересеченной местности. Вода из рабочей зоны в отстойную попадает через дренажные отверстия 13, а затем периодически сливается из корпуса через сливную пробку 16.

Применение фильтра-водоотделителя (ФВ) на дизельных двигателях позволит повысить надежность топливной аппаратуры на 40-60 %. (Табл. 1)

Таблица 1.

Сравнительная характеристика фильтров.

Ожидаемый годовой экономический эффект составит около 28000 тг. На одно транспортное средство с дизельным двигателем.

Литература

1. Рыбаков К.В., Жулдыбин Е.Н., Коваленко В.П. Обезвоживание авиационных горюче-смазочных материалов, - Транспорт, 1979.
2. Рыбаков К.В. и др. Автомобильные цистерны для транспортирования нефтепродуктов. – М.: Транспорт. 1989 – 160 с.
3. Семернин А.Н. Фильтр водоотделитель. Каталог инновационных разработок. Алматы КАЗГОСИНТИ, 2004 , -вып. 4., -с. 160.