Влияние воды на изнашивание топливной аппаратуры | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №6 (86) март-2 2015 г.

Дата публикации: 16.03.2015

Статья просмотрена: 112 раз

Библиографическое описание:

Рылякин Е. Г., Кузнецов А. Ю. Влияние воды на изнашивание топливной аппаратуры // Молодой ученый. — 2015. — №6. — С. 202-204. — URL https://moluch.ru/archive/86/16446/ (дата обращения: 28.05.2018).

В статье приводится информация об особенностях загрязнений системы питания дизельных двигателей, а также о количестве накоплений этих загрязнений в полостях и баках топливной аппаратуры в условиях эксплуатации.

Ключевые слова: водные примеси, обезвоживание, дизельное топливо, гигроскопичность, топливная аппаратура, плунжерные пары.

 

Наличие в дизельном топливе механических примесей и воды оказывает пагубное влияние на работу системы питания и особенно узлов, имеющих прецизионные детали.

В обычных, стабильных условиях эксплуатации загрязнённость топлива в системе питания автомобилей достигает своего предельного значения через 2...3 заправки после промывки бака. В результате этого промывка топливных баков в нормальных условиях эксплуатации практически не влияет на загрязнённость топлива в них.

Количество загрязняющих примесей в баках автомобилей находится в прямой зависимости от запыленности района и сезона эксплуатации и составляет от 2...9 г до 200...400 г на 1 т топлива. Для автомобилей самосвалов, работающих в особо пыльных условиях, содержание загрязняющих примесей в топливе примерно в 1,5 раза больше, чем для бортовых автомобилей. Уровень загрязнённости топлива тракторов примерно в 2 раза выше, чем в баках автомобилей [1,2].

Дисперсный состав загрязняющих примесей примерно такой же, как и дорожной пыли. Размеры частиц в дизельном топливе и бензине обычно не превышают 50 мкм, а основное количество частиц имеет размеры около 5 мкм.

Дисперсный состав пылей характеризуется также удельной поверхностью S, которая изменяется в широких пределах (90...700 м2/кг). Наиболее распространен в пыли кварц, содержание которого составляет от 50 до 90 %. Твёрдость кварца, как правило, больше твёрдости конструкционных материалов, и поэтому он вызывает их абразивное изнашивание [2,3].

С целью оценки влияния воды и механических примесей, находящихся в топливе на техническое состояние плунжерных пар ТНВД были проведены экспериментальные исследования.

В исследовании были использованы 48 новых плунжерных пар УТН-5–1111410-А5.

Техническое состояние плунжерных пар оценивали по их гидравлической плотности, которую определяли на приборе КП-1640А (КИ-759).

При испытаниях в четыре насосные секции насоса устанавливались плунжерные пары, с условием, чтобы между ними была разница не более ± 5 секунд.

При нормальной работе системы фильтрации и содержании механических примесей в топливе до 200 г/т, в насос проходит механических примесей до 32 г/т, что составляет около 0,003 % по массе. Эту концентрацию механических примесей в топливе приняли за верхний уровень соответствующего фактора, а за нижний — приняли их отсутствие.

Для появления заметного изнашивания, связанного с наличием воды в топливе, за верхний уровень этого фактора мы приняли содержание эмульсионной воды в топливе 5 %, а за нижний — её отсутствие [2,4,5].

При непрерывной работе ТНВД дизеля, как уже говорилось, увеличение содержания эмульсионной воды в топливе свыше 3 % приводит к заметному ухудшению работоспособности плунжерных пар. В процессе же циклической работы — увеличение воды свыше 0,5 % уже приводит к заметному ухудшению. Это связано с появлением коррозионного изнашивания во время остановок, наряду со снижением смазывающих свойств топлива.

Замеры изменения гидравлических плотностей пар в 1-м и 2-м опытах (при их работе на чистом и обводнённом топливе) производились через 120 часов наработки, а в 3-м и 4-м опытах (при их работе на загрязнённом абразивом и абразивом и водой топливе) — через 40 часов. Такая разница в интервалах продиктована большой разницей в интенсивности изменения их плотностей.

При обработке эксперимента количество опытов N = 4 (работа пар на чистом, обводнённом, загрязнённом абразивом и загрязнённом абразивом и обводнённом одновременно топливе). Количество дублирований опыта n = 12 (количество плунжерных пар, принимавших участие в одном опыте).

Предварительная обработка результатов показала, что интенсивность изменения гидравлической плотности пар, ΔР/Δt, (где ΔР — изменение гидравлической плотности плунжерных пар за период наработки Δt) не подчиняется нормальному закону распределения. Поэтому её заменили относительной интенсивностью изменения гидравлической плотности [6]:

,

где W — относительная интенсивность изменения гидравлической плотности пары, с-1;

Рн — начальное значение гидравлической плотности пары, с.

Так как величина W выражает относительную интенсивность изменения гидравлической плотности пар в безразмерных долях, то она будет характеризовать относительную интенсивность изменения её технического состояния или относительную величину её износа за данный период

Таблица

Результаты исследования влияния воды в топливе на техническое состояние плунжерных пар

Номер опыта

1

2

3

4

Содержание воды в топливе, % по массе (Х1)

0

5

0

5

Содержание абразива в топливе, % по массе (Х2)

0

0

0,003

0,003

Среднее арифметическое значение относительной интенсивности износа, с-1 (W)

0,0001

0,0007

0,0166

0,0236

 

Из таблицы видно, что при отсутствии свободной воды и абразива в топливе (X1 = 0 и Х2 = 0), всё-таки наблюдается незначительное изнашивание плунжерных пар даже при наработке за столь малое время. Это можно объяснить тем, что в первые часы работы плунжерных пар в сопряжении «плунжер-втулка» наблюдается перераспределение микродеформаций вследствие их затяжки и возникает так называемый ускоренный приработочный износ.

По результатам исследований можно сказать, что в указанных выше интервалах варьирования влияние абразива в топливе на износ плунжерных пар в 5,2 раза значительнее, нежели влияние воды. Но присутствие такого количества абразива в топливе (от 0 до 0,003 %) наблюдается практически всегда в пыльных условиях работы, несмотря даже на систему его фильтрации.

Присутствующая в топливе вода, учитывая эффект её взаимодействия, значительно усиливает износные свойства этого количества абразива: при её содержании в топливе около 2,5…3 % на 30...40 %. Полученные нами результаты подтверждают количественно, что содержание воды в топливе свыше 3 % приводит к значительному ухудшению смазывающих свойств топлива.

Таким образом, наличие 1 % воды в топливе усиливает изнашивание плунжерных пар примерно в 2,2 раза, что эквивалентно наличию абразива в топливе в количестве около 0,00002 %. При их совместном наличии — изнашивание усиливается примерно в 4,6 раза.

 

Литература:

 

1.    Рылякин, Е. Г. Повышение работоспособности тракторных гидросистем терморегулированием рабочей жидкости: Автореф. дис. … канд. техн. наук / Е. Г. Рылякин. — Пенза, 2007. — 18 с.

2.    Новичков, А. В. Улучшение очистки топлива в топливной системе сельскохозяйственных тракторов использованием фильтра-влагоотделителя Автореф. дис. … канд. техн. наук / А. В. Новичков. — Пенза, 2008. — 18 с.

3.    Власов, П. А. Загрязненное топливо — причина износа / П. А. Власов, А. В. Новичков // Сельский механизатор. — № 5, 2007. — С. 40.

4.    Новичков, A. B. Обезвоживаем топливо — повышаем ресурс / A. B. Новичков // Сельский механизатор. — № 11, 2007. — С. 46.

5.    Рылякин, Е. Г. Влияние воды на свойства гидравлических рабочих жидкостей [Текст] / Е. Г. Рылякин // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. — 2014. — № 2 (10). — C. 195–198.

6.    Исследование изнашивания прецизионных деталей дизельной топливной аппаратуры [Текст] / А. В. Новичков, Е. В. Новиков, Е. Г. Рылякин, А. В. Лахно, П. И. Аношкин // Международный научный журнал. — 2014. — № 3. — С. 108–111.

Основные термины (генерируются автоматически): топливо, техническое состояние, пар, относительная интенсивность изменения, дизельное топливо, гидравлическая плотность пар, примесь, гидравлическая плотность, топливная аппаратура, верхний уровень.


Ключевые слова

дизельное топливо, обезвоживание, водные примеси, гигроскопичность, топливная аппаратура, плунжерные пары.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос