Эксплуатационный ресурс фильтров в топливных системах машин

оснащенный соплом с торцевым и радиальными отверстиями. Она служит для обработки порогов, лонжеронов, коробов днища и багажника, в полости которых ее вводят через имеющиеся отверстия. Затем включают распылитель и при медленном извлечении шланга из полости обрабатывают ее.

После обработки днища автомобиль возвращают в горизонтальное положение и наносят консер-вационный состав в ниши багажника, арки задних колес, углубления моторного отсека, двери и стойки. При необходимости на участке проводят работы по установке подкрылков под арками колес.

Длительность нанесения на днище автомобиля однослойного покрытия толщиной 0,5 мм не превышает 0,5 ч. Толщина покрытия 0,8_1,0 мм при двух-

слойном нанесении нагретой мастики равна толщине трехслойного покрытия мастикой, разбавленной уайт-спиритом. Подогрев мастики позволяет эко-

номить до 20 % растворителя и сократить длительность обработки машины в 1,6 раза.

Себестоимость производства битумной мастики, определенная по результатам деятельности участка антикоррозионной обработки автомобилей, составляет 33 р./л. Экономия затрат при использовании технологий приготовления и применения битумной мастики и консервационного состава — 50 тыс. р./год относительно мастики «Кордон» и состава «Автомовиль».

Работа участка противокоррозионной обработки автомобилей в Моршанском ПАТП показала, что используемое оборудование обладает высокой надежностью, защитные материалы технологичны и высокоэффективны. Затраты, связанные с приобретением технологии, технической документации, с организацией участка консервации автомобилей окупились в течение двух лет.

УДК 620.178.162:519.87

С.А. Зыков, канд. техн. наук, доцент

ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

Г.Г. Петров, канд. техн. наук, доцент Э.И. Удлер, доктор техн. наук, профессор А.В. Лысунец, канд. техн. наук, доцент

ФГОУ ВПО «Томский государственный архитектурно-строительный университет»

эксплуатационный ресурс фильтров в топливных системах машин

Надежность эксплуатации дизельных двигателей различных машин в значительной степени определяется работой топливной аппаратуры и прежде всего топливного насоса высокого давления (ТНВД).

Известно, что до 50 % отказов топливной аппаратуры прямо или косвенно связаны с повышенной загрязненностью топлива [1]. В современных двигателях очистка топлива производится двумя последовательно установленными фильтрами грубой (ФГО) и тонкой (ФТО) очистки, образующими систему очистки (в некоторых двигателях система может включать третью ступень — фильтр контрольной очистки).

Одной из задач проектирования системы очистки топлива является оценка ресурса сменных фильтрующих элементов с целью их своевременной замены при техническом обслуживании машин. Задача может быть решена путем анализа уравнения материального баланса загрязнений, задержанных фильтрами, входящими в систему очистки.

Для системы, состоящей из двух последовательно установленных фильтров, уравнение материального баланса имеет вид:

Ос 0 = бс0Пг + бСгЛт + 0е Т-

где 2 — объем топлива, прошедший через фильтры; со, сг, ст — концентрация загрязнений в топливе бака машины, после ФГО и после ФТО соответственно; пг и пт — коэффициенты очистки, характеризующие задерживающую способность фильтрующих элементов в условиях эксплуатации.

В общем случае коэффициент очистки п

С - е'

п=-—Ч е;

где е; и е- — концентрация загрязнений в жидкости до и после ее очистки соответственно.

Тогда коэффициент очистки ФГО п будет:

Пг =-------L,

Со

а коэффициент очистки ФТО п с учетом влияния ФГО

Пт =

или п = (1 - пг) пт.

С

г

Известно, что процесс фильтрации дизельного топлива протекает с постоянной скоростью (v = const) и удовлетворительно оценивается промежуточной схемой закупоривания порового пространства, а ресурсная характеристика фильтрующего элемента поверхностного типа может быть описана уравнением вида [2]:

q=й=

F S' Ap01

где б; — объем топлива, прошедший через г-й фильтрующий элемент; ^ — площадь г-го фильтрующего элемента; Ар; и Аро; — перепад давления на фильтрующем элементе в конце и в начале процесса фильтрования соответственно; 8' — постоянная процесса, характеризующая промежуточный характер закупоривания пор [2]:

8' = 8 / Уо,

где 8 — постоянная времени фильтрования; уо — скорость фильтрации:

8 =

кэФоС0 Vo ¥ ob

где кэ — коэффициент, учитывающий условия эксплуатации фильтрующего элемента (влияние смолистых загрязнений и т. п.); фо — коэффициент полноты отсева; уо — пористость фильтрующего материала; Ь — толщина пористой перегородки; е'о — объемная концентрация загрязнений.

Связь между объемной е’о и массовой со устанавливается зависимостью [2]:

С' = С

где рт и рз — удельная плотность топлива и загрязнении соответственно.

Заменим коэффициент полноты отсева ф на коэффициент очистки п, как параметр, характеризующий эффективность очистки топлива фильтрующим элементом в реальных условиях эксплуатации. Уравнение (3) ресурса г-го фильтрующего элемента с учетом (4) и (5) примет вид:

q,= qF. = ШЬ. in М.

МЛ>Рт ДРо! Тогда уравнение ресурса ФГО будет:

Q = Fr ¥ г ^гРз ln ДРг

кэ Пг СоРт ЛР

То же для ФТО с учетом

Qt =

Ft ¥ тЬтРз

in

ЛРт

кэ (1 -Пт )ПтеоРт ЛРст В уравнениях (7) и (8) неизвестным является коэффициент кэ. С целью определения его эмпирического значения были проведены эксплуатацион-

Характеристика одноступенчатых фильтрующих элементов с площадью поверхности 0,2 м2

Тип материала Характеристика материала

Пористость у Толщина b • 103 м Средняя тонкость фильтрации, мкм

БТ-3П 0,55 0,46 0,94

БТ-5П 0,62 0,42 1,31

БТ-10 0,65 0,38 2,8

БТ-15П 0,72 0,53 3,45

ные испытания образцов фильтрующих элементов, выполненных на основе четырех типов фильтровальных бумаг. Испытания проводились на двигателях тракторов К-701. Характеристика фильтрующих элементов приведена в таблице.

Параллельно определился коэффициент очистки каждого из образцов фильтрующих элементов.

На рис. 1 приведены ресурсные характеристики образцов фильтрующих элементов.

Учитывая, что в уравнении (6) введен параметр Ар; / Аро;, результаты испытаний обрабатывались в виде зависимости ^(О) = Ар; / Аро;.

Экспериментальное исследование закономерностей фильтрации топлива и масла на стендах с использованием искусственных загрязнителей показывает, что характер забивки пор фильтроматериалов носит сложных характер, но общую закономерность фильтрации без большой погрешности можно описать промежуточным законом, предусматривающим экспоненциальное изменение гидравлического сопротивления фильтра в процессе наработки ресурса [2]. Уравнение фильтрации в общем виде можно представить:

ЛР1 / ЛРо1 = e

кэ T

где Т — безразмерный ресурс, определяемый в зависимости от принятого размерного ресурса.

В аналитическом виде параметр Т можно получить, приведя уравнение (6) к безразмерному виду.

0

1,0

2,0

3,0

Q, м3

Рис. 1. Ресурсные характеристики фильтрующих элементов:

1 — БТ-3П; 2 — БТ-5П; 3 — БТ-10П; 4 — БТ-15П

з

Учитывая, что уравнение (9) после логарифмирования примет вид

ln-^ = кэ T,

ЛРоі Э

и подставляя в уравнение (6) получим:

T = Qi ПіСоРт

ріЬ ¥ іРз

По результатам исследований эффективности очистки известно [2], что между средней (50 %) тонкостью фильтрации ¿05 и коэффициентом очистки П существует зависимость:

П = 0,504^°, 530.

Параметр со в уравнении (9) имеет размерность кг/кг.

На рис. 2 приведены обобщенные результаты эксплуатационных испытаний [3].

Анализ результатов испытаний показывает, что обобщенная ресурсная характеристика фильтрующих элементов удовлетворительно описывается уравнением вида:

ln^- = exp(2,742T).

ЛРо

Тогда уравнение изменения гидравлического сопротивления фильтрующих элементов, выполненных на основе бумаги или картонов, с учетом (11) и (12) примет вид

ЛРі = ЛРоі exP

2,742

Qi ПіСоРт Fi ¥ іЬіРз

Уравнение ресурса фильтрующих элементов в общем виде:

а=

F ¥ іЬіРз ln _Лр

2,742П!еоРт ЛРо;

Тогда уравнения ресурса фильтрующих элементов ФГО и ФТО с учетом (14) будут:

0

0,2

0,4

0,6

Рис. 2. Обобщенная характеристика эксплуатационного ресурса фильтрующих элементов

для фильтра грубой очистки

Qr =

Fr ¥ г ЬгРз

in

ЛРг

2,742ПгСоРт ЛРо для фильтра тонкой очистки

Qt =

Ft¥ тЬтРз

in

ЛРт

2,742(1 -пт )ПтсоРт ЛРст

Уравнения (15) и (16) характеризуют ресурс фильтрующих элементов системы очистки топлива в дизельных двигателях машин и могут быть использованы при разработке новых конструкций фильтров и систем фильтрации топлива. Кроме того, они позволяют также решить и ряд других задач проектирования систем очистки топлива, например определение площади фильтрующего материала, обеспечивающего требуемый ресурс работы фильтра.

Список литературы

1. Баширов, Р.М. Надежность топливной аппаратуры тракторных и комбайновых дизелей / Р.М. Баширов [и др.]. — М.: Машиностроение, 1978. — 184 с.

2. Удлер, Э.И. Фильтрация углеводородного топлива / Э.И. Удлер. — Томск: Изд-во Томского университета, 1981. — 155 с.

УДК 631.312.02.004.67

А.В. Колпаков, канд. техн. наук, доцент

ФГОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»

технология упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин

Р

есурс рабочих органов почвообрабатывающих ному изнашиванию. Снизить интенсивность это-

машин и орудий в значительной степени зави- го вида изнашивания возможно за счет каких-либо

сит от материала заготовки и способа упрочнения. воздействий, позволяющих упрочить рабочую поДанные детали подвержены в основном абразив- верхность. Сохранение геометрических параметров

54 ------------------------------