Підвищення ефективності роботи автомобілів шляхом очищення дизельного палива

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Автореферат

дисертації на здобуття

наукового ступеня кандидата технічних наук

Підвищення ефективності роботи автомобілів шляхом очищення дизельного палива

Іванов Геннадій Іванович

Харків - 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Бажинов Олексій Васильович, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідувач кафедри автомобільної електроніки

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Войтов Віктор Анатолійович, науково-дослідний інститут Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. П. Василенко, директор;

кандидат технічних наук, доцент Панченко Анатолій Іванович, Таврійська державна агротехнічна академія, завідувач кафедри "Трактори і автомобілі".

Провідна установа: Українська державна академія залізничного транспорту, кафедра експлуатації та ремонту рухомого складу, Міністерство транспорту та зв'язку України, м. Харків

Захист відбудеться: " 18 " жовтня 2006 р. о 14⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.059.02 при Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті за адресою: 61002, м. Харків, вул. Петровського, 25.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного автомобільно-дорожнього університету за адресою: 61002, м. Харків, вул. Петровського, 25.

Автореферат розісланий " 16 " вересня_ 2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої радиНаглюк І.С.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Вступ. Аварійна зупинка двигуна транспортних машин викликає фінансові збити транспортних підприємств, що значно перевищують вартість усунення відмови. Забезпечення справного стану парку транспортних машин на підприємствах України не потребуючих значної їх модернізації і підвищення ефективності експлуатації є однією із головних задач, рішення якої можливо шляхом підвищення якості очищення використовуємо дизельного пального.

Актуальність теми. Перспективними з економічної і технологічної точок зору є методи очищення нафтопродуктів, що використовують неоднорідне електричне поле. В основі цих методів лежить здібність часток домішок рухатися під дією поля відносно середовища, що використовується, для виділення заряджених часток або нейтральних часток забруднень з рідин, що їх містять.

Достойність метода електроочищення, зокрема, дизельного палива є мала енергоємність, зручність експлуатації, практично не обмежений ресурс установок. Метод дозволяє створити уніфіковану апаратуру для обробітку дисперсій різних хімічних і фізичних властивостей. Застосування електроочисних установок відкриває широкі можливості автоматизованого управління ними. Однак широке застосування електроочистних установок стримується із-за відсутності достатньо глибоких наукових розробок, що дозволяють проектувати такі установки з наперед заданими їх характеристиками.

Дослідження впливу забрудненості дизельного палива на спрацювання паливної апаратури двигунів та пошук шляхів підвищення його ресурсів за рахунок очищення палива перед заправкою у паливні баки машин, а також створення системи його попередньої обробки, як і розробки схем і конструкцій електрофільтрів, є актуальною задачею.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Робота виконана у відповідності з науково-технічною програмою № 1, підпрограмою 1.4. "Удосконалення і розробка наукових основ підвищення експлуатаційної ефективності мобільної техніки" (державний реєстраційний №0102 U 000678) 1998 р. у рамках програми науково-дослідних робіт Таврійської державної агротехнічної академії.

Мета і задачі дослідження.

Метою дослідження є підвищення ефективності експлуатації транспортних машин на підставі використання методів очищення дизельного палива і підготовки його до використання в транспортних машинах.

У відповідності з поставленою метою в роботі вирішувались такі завдання:

1. Розробка вимог до якості підготовки дизельного палива для експлуатації транспортних машин.

2. Розробка й аналіз математичної моделі електростатичного фільтра для очищення дизельного палива із заданою ефективністю фільтрації.

3. Розробка схем комплектування й використання систем очищення дизельного палива, синтез структурної схеми електростатичного фільтра.

4. Дослідження впливу якості очищення дизельного палива за допомогою розробленої структурної схеми електростатичного фільтра на періодичність обслуговування системи живлення.

5. Дослідження впливу ступені очищення дизельного палива на термін заміни фільтруючих елементів та на ресурс плунжерних пар ПНВТ транспортних машин.

Об'єкт дослідження - процеси очищення дизельного пального при взаємодії електростатичних полів з водою та забрудненням і вплив їх на ресурс паливної системи двигунів транспортних машин.

Предмет дослідження - оцінка працездатності паливної системи дизельного двигуна на основі метода електростатичної фільтрації пального.

Методи дослідження - у процесі виконання роботи використовувались основні закони та рівняння електростатики і гідромеханіки, котрі лягли в основу математичної моделі електростатичного фільтра. У процесі моделювання і проведення експериментальних дослідів застосовувались методи теорії планування експерименту і обробки експериментальних даних із застосуванням методів статистичного аналізу. У процесі експериментів застосовувались метрологічно забезпечені прилади і відповідні стандарти.

Наукова новизна одержаних результатів - встановлені нові закономірності оцінки працездатності паливної апаратури дизельних двигунів в різних умовах їх функціонування за коефіцієнтом електростатичної фільтрації дизельного пального і очищення його від механічних домішок та води, а також науково-обґрунтована періодичність проведення технічного обслуговування і заміни фільтруючих елементів за енергетичними параметрами (вага і швидкість руху автомобіля, витрати палива та індивідуальні особливості); доведена залежність коефіцієнта фільтрації дизельного палива від низки значущих факторів і ефективності очищення дизельного палива від механічних домішок та води.

Практичне значення одержаних результатів.

На підставі дослідження, що складають наукову новизну в роботі, отримані результати мають практичну значущість:

- розроблено метод очищення дизельного палива від механічних домішок і води з метою попередньої підготовки палива перед заправкою у паливні баки транспортних машин (середнє значення коефіцієнта фільтрації складає 0,7, питома брудоємкість 0,3% від об'єму комірки (чарунки)), який можна використовувати для попередньої підготовки палива без попереднього підігріву; дизельний паливо фільтр електростатичний

- уточнено вимоги до якості підготовки дизельного палива перед заправленням у паливні баки транспортних машин за наявності у паливі абразивних часток та їх концентрації, а також залежність ресурсу паливної апаратури від класу чистоти;

- розроблено методику призначення обслуговування системи живлення транспортних машин по енергетичним параметрам та якості очищення дизельного палива.

Отримані результати науково обґрунтовані, статистично значимі, рекомендуються в якості базових даних при розробці та впроваджені технології очищення дизельного пального в умовах транспортних підприємств та АЗС. Крім того, за рахунок підвищення ресурсу паливної системи і збільшення періодичності її обслуговування реальним є зменшення розходу запасних частин, що дозволить знизити сумарні витрати на проведення поточних ремонтів апаратури системи живлення та зменшити високий рівень попиту на запасні частини.

Результати дисертаційної роботи прийняті до використання та впроваджені в якості технології очищення палива в Херсонському автотранспортному підприємстві 16527, ПП "Мотор-Сервіс", а також впроваджені в учбовий процес підготовки фахівців за спеціальністю "Автомобілі та автомобільне господарство".

Особистий внесок здобувача в розробку наукових положень, наведених в роботі, є:

- розроблено і досліджено математичну модель електростатичного фільтра, що встановлює взаємозв'язок коефіцієнта фільтрації та якісті очищення палива;

- розроблена структурна схема будови і комплектування електростатичних фільтрів;

- теоретичне обґрунтування методів очищення дизельного пального за коефіцієнтом електростатичної фільтрації;

- науково-обґрунтована періодичність проведення технічного обслуговування і заміни фільтруючих елементів за енергетичними параметрами;

- оцінка результатів експериментальних досліджень ефективності очищення дизельного палива з використанням розробленого дослідного зразка і одержання їхнього взаємозв'язку з результатами дослідження зносу плунжерних пар ПНВТ.

Апробації результатів дисертації. Ключові моменти дисертаційної роботи доповідалися та одержали позитивну оцінку на Першому Республіканському науково-технічному семінарі з покращення показників ресурсозбереження теплових двигунів (Таврійська державна агротехнічна академія), 1995 р; засіданні секції технічної політики НТР Мінсільгосппрод України (Інститут механізації і електрифікації сільського господарства), 1997р; МНТК німецько-український проект "Реформування професійної сільськогосподарської освіти" (Науково-методичний центр аграрної освіти), 1999 р; МНТК фахівців агропромислового комплексу України та Німеччини, (Білоруський державний аграрний університет), 2000р; МНТК "Автомобільний транспорт: проблеми і перспективи", (Севастопольський національний технічний університет), 2003 р; на 68-ій (2004р.) щорічній науково-технічній та науково-методичній сесіях ХНАДУ.

Публікації. Основні результати дисертаційної роботи викладені у 7 роботах. З них - монографія і 6 статей у спеціалізованих виданнях, що входять до переліку ВАК України, як фахові.

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, 4 розділів, списку використаних джерел і додатків. Обсяг роботи складає 164 сторінки, у тому числі 35 рисунків на 7 сторінках, 28 таблиць на 8 сторінках і додатка на 3 сторінках. Список використаних літературних джерел включає 105 найменування на 10 сторінках.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано метод і задачі дослідження, наукову новизну і практичну значимість.

У першому розділі наведено огляд робіт, присвячених аспектам очищення й підготовки дизельного палива для експлуатації транспортних машин і вплив ступеня забруднення дизельного палива на ресурс паливноподавальної апаратури дизельних двигунів. Зроблено огляд літературних джерел з діагностики забруднення палива у процесі його зберігання та транспортування. Проаналізовано засоби виділення часток твердої дисперсної фази з вуглеводних рідин. Проведено аналіз факторів, що впливають на процес електросепарації й електрофільтрації вуглеводних рідин, а також математичних моделей і принципи проектування електроочисників. На підставі проведеного аналізу сформульовані мета і задачі дослідження.

Другий розділ "Теоретичне обґрунтування і розробка метода очищення дизельного палива" присвячений розробці і аналізу математичної моделі, яка дозволяє без великих матеріальних витрат за короткий час знайти оптимальні параметри фільтра, що забезпечують необхідну продуктивність та якість очищення.

Фізична модель, що лежить в основі математичної, враховує взаємодію часток забруднень з електричним полем, в'язкість рідини та швидкість її течії, діелектричну проникливість компонентів системи, температуру, а також геометричні розміри фільтра.

При розробці математичної моделі використовували: рівняння руху частки забруднення в електронному полі відносно рідини; рівняння руху в'язкості рідини між електродами комірки (чарунка) фільтра; рівняння руху частки забруднення з урахуванням руху в'язкості рідини. Ці три рівняння утворюють систему рівнянь для надходження траєкторії частки домішок, що рухаються в електричному полі комірки (чарунки) разом з рідиною.

 (1)

- в'язкість рідини;

с - щільність частки забруднення;

r - радіус частки забруднення;

- проникність діелектрична часток забруднення й рідини відповідно;

U - напруга на комірці;

R,R₁ - зовнішній та внутрішній радіус комірки (чарунки).

Розв'язання системи рівняння (1) методом Ейлера дозволило визначити траєкторії руху часток забруднення у залежності від багатьох факторів. Завдяки знанню траєкторії руху часток домішок в електричному полі з урахуванням руху в'язкої рідини й діелектричної проникності часток забруднень і палива був отриманий коефіцієнт фільтрації одиничної комірки. Необхідно врахувати те, що всі частки домішок, координати центрів котрих по осі Х на виході комірки (чарунки) перевищують граничне значення Х₀ (рис. 1), зіткнувшись з центральним електродом, затримуються, інші - проходять.

Вважаючи, що частки суміші розподілені в об'ємі рідини рівномірно, коефіцієнт фільтрації можна визначити співвідношенням площі заштрихованого (рис. 2) кільця до площі, яка доступна центрам часток суміші, що маюча розмір r₀, тобто площу кільця, обмеженого радіусами і . Тоді

, (2)

де

R, R₁ - відповідно зовнішній і внутрішній радіуси фільтра, мм.

Математичним моделюванням роботи електростатичного фільтра встановлено ряд закономірностей, які визначають вибір фільтрів зі заздалегідь заданими кількісними та якісними показниками оцінки очищення палива. Такими показниками є кількість палива, очищеного фільтром в одиницю часу, і тонкість очищення - мінімальний розмір часток суміші, залишеної в очищеному паливі після проходження палива через фільтр. Обидва показника альтернативні один одному, але використання багатоступневих фільтруючих пристроїв дозволяє знайти оптимальне співвідношення між ними.

На підставі вищесказаного висунуто ряд принципів, на яких базується методика вибору електростатичних фільтрів очищення дизельного палива від механічних домішок, які мають робочий елемент - циліндричну комірку (рис. 3).

Оскільки коефіцієнт фільтрації i-й комірки К_і дорівнює відношенню кількості затриманих часток N_i до кількості вхідних в неї N_io

(3)

можна знайти кількість часток, які пройшли скрізь m комірку (рис. 3). Отже коефіцієнт фільтрації сукупності m послідовно розташованих комірок визначається рівнянням

, (4)

Із рівняння (4) маємо, що К_посл не може бути більше одиниці, оскільки ; в тому випадку, якщо .

Коли n однакових комірок включені до ланцюга течії рідини паралельно один-одному коефіцієнт фільтрації кожної комірки для даного розміру частки суміші d₁ дорівнює К_і. Тоді при збережені загальної витрати рідини через комірку Q швидкості течії рідини в кожній комірці зменшиться в n разів. Отже коефіцієнт фільтрації любої комірки, або всього блоку паралельно включених комірок збільшується в разів

при Q=Q₁, U=const. (5)

У третьому розділі "Експериментальні дослідження якості очищення дизельного палива та його вплив на ресурс ПНВТ" наводяться експериментальні досліди, що мають за мету оцінити якість очищення дизельного палива із застосуванням електростатичного фільтра, структура і режим роботи котрого обумовлені у другому розділі.

Другим етапом експериментальних дослідів є оцінка впливу ступеня очищення палива на спрацювання плунжерних пар паливного насоса високого тиску (ПНВТ) дизельних двигунів транспортних машин. Отриманні дані дозволяють спрогнозувати ресурс ПНВТ у залежності від ступеня очищення палива при заправленні паливних баків.

В експериментальних дослідах, що проводились, випробувалось чотири зразка дизельного палива: відстій з баків автомобіля; очищений відстій за допомогою електрофільтра; вихідне паливо у стані постачання, що видається нафтобазами; очищене вихідне паливо за допомогою електрофільтра.

Для визначення ступеня забруднення вихідного палива і палива після фільтрації використовувався ПКЖ-902, розчинником був бензин Б-70 у співвідношенні 1:100.

Експериментальні дослідження спробного зразку у залежності від факторів: температура дизельного палива (-10⁰С, 0⁰С, 20⁰С, 50⁰С), швидкості течії палива у комірках (0,3 мм/с, 1 мм/с, 3 мм/с), напруги на комірках (3кВ, 4Кв, 5кВ, 10кВ) - показали, що середнє значення коефіцієнта фільтрації системи очищення складає 0,7. Крім того, було визначено типове забруднення поодинокої фільтрації комірок, котра складає 3% від об'єму комірки.

На підставі отриманих експериментальних даних була проведена оцінка адекватності розробленої математичної моделі та методики розрахунку структури електростатичного фільтра експериментальних даних, котрі отримані за допомогою спробного зразка (рис.4.).

Експериментальне значення коефіцієнта фільтрації зі збільшенням розмірів часток домішок спочатку збільшується (до розміру 25 мкм), а починаючи з d=100 мкм - зменшується. Така залежність експериментальної кривої пояснюється седиментацією (злипанням) дрібних часток домішок з утворенням більш крупних, котрі утворюються вже після проходження фільтруючої комірки (або у період проходження), у результаті чого на виході ми маємо деяку кількість не фільтрованих крупних часток. Математична модель фільтра не враховує агрегацію часток, тому врахований коефіцієнт фільтрації, зі збільшенням розміру часток домішок зростає.

Результати експериментальних досліджень якості очищення електрофільтра наведені у табл. 1.

Коефіцієнт фільтрації визначається виразом:

, (6)

де N_u N_ф - відповідно число часток, які забруднюють паливо, та які знаходяться в паливі після фільтрації.

Враховуючи, що похибка експерименту у сукупності з похибкою розрахунків приблизно дорівнює 20-25%, згоду (порозуміння) теорії з досвідом можна вважати задовільною.

Таблиця 1. Результати випробувань електрофільтра

	Число часток домішок в пробі 1 л (перерахунок)
	10-25	25-50	50-100	100-200	>200
Відстій дизельного палива	3071430	523800	45300	3900	2080
Очищувальний відстій при t-200 С, V=1мм/с	1290000	110000	8154	700	540
Коефіцієнт фільтрації	0,58	0,79	0,81	0,82	0,74
Вихідне паливо із умовної поставки	145000	120000	16000	800	980
Очищення при t=20°С, U=5000В, V=1мм/с	720000	27000	3200	150	250
Коефіцієнт фільтрації	0,5	0,78	0,8	0,821	0,72
Очищене паливо при t = 0°C	729000	42000	4480	176	297
Коефіцієнт фільтрації	0,48	0,65	0,72	0,78	0,67
Очищене паливо при t = -10°C	841000	46800	5600	200	324
Коефіцієнт фільтрації	0,42	0,61	0,65	0,75	0,64
Очищене паливо при t = -50°С	530500	21600	2560	112	225
Коефіцієнт фільтрації	0,63	0,82	0,84	0,86	0,75

Експериментальні дослідження на стійкість проти спрацювання плунжерних пар у залежності від ступеня очищення дизельного палива, очищеного за допомогою розробленого спробного зразка електростатичного фільтра, проводиться згідно ДСТУ 23.224-86 „Забезпечення стійкості проти спрацювання виробів" по групі А. Група А - порівняльні експрес-випробування, сутність котрих в тому, що визначається співвідношення інтенсивного спрацювання певних матеріальних пар тертя (у даному випадку сталь ШХ-15) у різних мастильних середовищах (у даному випадку очищене й неочищене дизельне паливо). Випробування проводяться у заздалегідь встановлених ідентичних умовах (навантаження й швидкість ковзання постійні).

Перерахунок отриманих даних на стійкість проти тертя на натурних моделях відбувалися за методикою фізичного моделювання. Перший етап мав за мету побудувати криву сумарного спрацювання матеріалів плунжерних пар під час роботи у середовищі відстою палива, взятого із відстійників паливних баків тракторів. Другий етап мав за мету побудувати ідентичну криву при роботі у середовищі очищеного відстою за допомогою електростатичного фільтра.

За результатами випробувань (рис. 5) виходить, що при випробуваннях у середовищі палива, взятих з відстійників баків (крива 1, 2), спрацювання значно вище, ніж при випробуваннях у середовищі палива у стані постачання (крива 3, 4).

Величина різниці у сумарному спрацювання при випробуваннях на паливі, що вміщує забруднення, збільшується зі збільшенням часу роботи.

У четвертому розділі наведено практичні рекомендації. Періодичність обслуговування системи живлення дизельних двигунів визначається ступінню забруднення палива і сумарною витратою палива, очищеного фільтрами. На витрату палива значний вплив мають такі експлуатаційні параметри, як повна маса автомобіля, середня технічна швидкість руху і норма витрати палива в літрах на 100 км. Розроблені методи періодичності обслуговування системи живлення визначають термін заміни фільтруючих елементів в залежності від навантаження, швидкості руху автомобіля, витрати палива, а також від ступеню забруднення палива. Таким чином, отримано математичні моделі обслуговування системи живлення автомобілів по навантаженню і швидкості руху автомобіля

км, (7)

де V_max, V_a -відповідно найбільша і середня технічна швидкість руху автомобіля, км/год;

K_u - коефіцієнт індивідуальних особливостей системи живлення;

, - відповідно коефіцієнт використання вантажопідйомності і використання пробігу;

- нормативне значення проведення періодичності обслуговування системи живлення, км.

При заправлені автомобіля паливом спостерігаються значні зміни його температури, а також швидкості проходження палива через електрофільтр. Отже значення коефіцієнта фільтрації необхідного корегувати з урахуванням температури палива і швидкості фільтрації

, (8)

де - температура палив;

- швидкість фільтрації.

Розроблено також другий метод визначення періодичності обслуговування системи живлення по сумарній витраті палива. Сумарна витрата палива під час експлуатації автомобіля до заміни паливних фільтрів визначається як

, л (9)

де Н_л - витрата палива в літрах на 100 км пробігу для I групи умов експлуатації.

Витрата палива в літрах на 100 км визначається рівнянням

, л (10)

де - година витрата палива, кг;

- густина палива, г/см³.

Година витрата палива визначається множиною

кг/год, (11)

де - питома витрата палива, г/кВт•год;

- потужність двигуна, кВт.

Для визначення сумарної витрати палива відповідно режиму роботи двигуна слід приймати питому витрату палива мінімальну, тобто q_е= q_еmin. При такому режимі значення середнього ефективного тиску дорівнюють Р_е=0,5Р_еmax, а швидкість обертання колінчатого валу - n=0.6n_max, тоді =0,3N_max, при якому питома витрата палива буде мінімальною. Крім того, слід прийняти швидкість руху автомобіля відповідно найбільшій періодичності заміни паливних фільтрів, тобто км/год.

Отже, сумарна витрата палива до заміни фільтруючих елементів визначається як

л. (12)

Значення сумарної витрати палива наведено для базових вантажних автомобілів в табл. 2.

Таблиця 2 Сумарна витрата палива дизельного двигуна

Двигун	КамАЗ - 740	ЯМЗ - 236, 238
Сумарна витрата палива, л	2670	3320

Отже, періодичність заміни паливних фільтрів системи живлення по сумарній витраті палива дорівнює

км, (13)

де N_max - найбільша потужність двигуна, кВт;

q_еmin - найменша питома витрата палива, гкВт/год.



Рис. 6. Методика визначення періодичності профілактики системи живлення

Отримані математичні моделі встановлюють залежність періодичності обслуговування (заміни паливних елементів) системи живлення від маси і швидкості руху автомобіля, витрати палива в літрах на 100км пробігу, а також від конструктивних особливостей паливних елементів конкретної моделі автомобіля.

Вага, швидкість руху автомобіля, витрата палива є узагальнюючими параметрами оцінки періодичності заміни фільтруючих паливних елементів. На підставі теоретичних і експериментальних досліджень розроблено методику нормування і прогнозування періодичності обслуговування системи живлення дизельних двигунів з урахуванням зовнішніх умов експлуатації (рис. 6).

В роботі наведено нові методичні принципи, розроблені і впроваджені методики, які направлені на підвищення ефективності використання автомобілів. Нові методичні принципи є основою для розробки і вдосконалення методик корегування нормативів, планування, контролю, оцінки і прогнозування показників витрат при обслуговувані системи живлення з урахуванням умов їх експлуатації.

ВИСНОВКИ

1. Розроблено математичну модель електростатичного фільтра з робочою коміркою з коаксіальних циліндрів, що дозволяє розрахувати коефіцієнт фільтрації окремої комірки фільтра з урахуванням: прикладеної напруги; витрати рідини; довжини комірки та величини радіусів електродів. Аналіз розробленої математичної моделі дозволив виявити наступні залежності: підвищення робочої напруги та збільшення змінних розмірів комірок в n раз приводить до пропорційного збільшення коефіцієнта фільтрації в n раз, незалежно від розміру та щільності домішок і витрати палива; збільшення витрати дизельного палива через одиничну комірку фільтра приводить до зменшення коефіцієнта фільтрації пропорційно квадратному кореню з витрати палива; збільшення довжини комірки фільтра приводить до збільшення коефіцієнта фільтрації пропорційно квадратному кореню довжини комірки; залежність коефіцієнта фільтрації від діаметра часток домішки в паливі лінійна - чим менше діаметр часток, тим менше ефективність роботи комірки фільтра.

2. Синтез розробленої схеми системи очищення дизельного палива в АТП та АЗС показує, що система повинна містити в собі послідовне й паралельне включення електростатичних комірок. Перші ступені фільтра, працюючи при знижених напругах відсівають більші частки забруднень і води. Наступні ступені за рахунок підвищення напруги відсівають більше дрібні частки забруднень. Така побудова системи знижує ймовірність електричного пробою в комірках.

Експериментальні дослідження якості очищення дизельного палива за допомогою розробленої структурної схеми електрофільтра показали, що середнє значення коефіцієнта фільтрації системи очищення становить 0,7; при цьому питома брудоємкість системи становить 3 % від обсягу комірки. Встановлено, що зміна температури палива приводить до незначної зміни (на 25%) коефіцієнта фільтрації, що дає можливість використовувати такі системи очищення в регіоні Південної України без попереднього підігріву палива.

3. На підставі одержаних наукових результатів, котрі складають єдиний комплекс досліджень, розроблена методика визначення періодичності обслуговування системи живлення дизельних двигунів за енергетичними параметрами. Періодичність обслуговування системи живлення та додатковий пробіг автомобіля до проведення чергового технічного обслуговування визначається за середньою технічною швидкістю руху, повною вагою автомобіля або за сумарною витратою палива, що також враховує конструктивні особливості фільтруючої апаратури та умови експлуатації.

4.Експериментальні дослідження впливу ступеня очищення дизельного палива на зношення плунжерних пар ТНВД показали, що ресурс елементів паливноподаючої апаратури може становити від 718 мотогодин до 2872 мотогодин, при незначних енергетичних витратах на фільтрацію.

5. На підставі проведених теоретичних і експериментальних досліджень вперше сформульовані вимоги до якості підготовки дизельного палива перед заправленням у паливні баки транспортних машин. Не можна допускати наявності в паливі абразивних часток розміром більше 6-8 мкм у діаметрі при концентрації більше 50 г/т. Отже, клас чистоти палива за ДСТУ 17216-71 повинен бути не більше 17. При зменшенні класу чистоти до 9, ресурс паливноподаючої апаратури можна збільшити в 2 і більше рази.

6. Розроблено нові методичні принципи оцінки ресурсу паливної системи дизельних двигунів які засновані на розкритті причино-слідкових залежностей між п'ятьма змінними: реалізованими та номінальними показниками якості дизельного палива, умовами експлуатації, показниками конструктивних особливостей та технічного стану. Ці принципи є основою для розробки та вдосконалення методик корегування нормативів, планування, контролю, оцінки прогнозування показників паливної системи дизельних двигунів транспортних машин з урахуванням умов експлуатації. Розроблені методи визначення періодичності обслуговування системи живлення дозволяють мати економічний ефект на один автомобіль 92 грн. на рік.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Бажинов А.В., Иванов Г.И. Электростатическая фильтрация дизельного топлива:// Монографія. Харків. - ХНАДУ. - 2005. - С. - 93.

(здобувачем розроблено математичну модель електростатичного фільтра, наведено методику користування та прогнозування періодичності обслуговування системи живлення дизельного двигуна).

Иванов Г.И. Моделирование процесса очистки дизельных топлив// Тр. Таврической государственной агротехнической академии, Мелитополь. - 1997. - т. 1.- вып. 2. Отраслевое машиностроение. - С. 19.-20.

Иванов Г.И. Повышение ресурса дизельных двигателей путем кондиционирования топлива// Тр. Таврической государственной агротехнической академии, вып. 1 Техника в сельскохозяйственном производстве, т.6.- Мелитополь. - 1998.- С. 77.-80.

Попов А.В., Иванов Г.И., Красников Ю.В. Исследование математической модели электростатического фильтра с рабочей ячейкой из коаксиальных цилиндров// Авиационно-космическая техника и технология. Сборник научных трудов, Харьков "ХАИ". - 1998. вып. 6. - С. 304.-311.

(здобувачем отримані форму виконані розрахунки і сформульовані висновки).

Красников Ю.В., Попов А.В., Иванов Г.И. Влияние физических свойств очищаемой жидкости и примеси на коэффициент фильтрации электростатического фильтра с рабочей ячейкой из коаксиальных цилиндров// Авиационно-космическая техника и технология. Сборник научных трудов, Харьков "ХАИ". - 1998. вып. 7. - С. 22.-26.

(здобувачем запропоновано методику розрахунку коефіцієнта фільтрації).

Дидур В.А., Иванов Г.И., Дидур В.В. Прогнозирование ресурса топливной аппаратуры дизелей в зависимости от загрязненности топлива// Тр. Таврической государственной агротехнической академии. Техника в сельскохозяйственном производстве, Мелитополь. - 1999. вып. 1. - С. -93. (здобувачем розроблено методику прогнозування ресурсів спряжень паливної апаратури).

Бажинов А.В., Иванов Г.И. Определение периодичности проведения технических воздействий по системе питания дизельных двигателей// Автомобильный транспорт, Харьков: ХНАДУ. - 2004. вып. 14. - С. 41 -43. (здобувачем обґрунтовано математичну модель визначення терміну технічних вплив з урахуванням зовнішніх умов).

АНОТАЦІЯ

Іванов Г.І.. Підвищення ефективності роботи автомобілів шляхом очищення дизельного палива. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.20 - експлуатація та ремонт засобів транспорту. - Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, 2006.

Дисертація присвячена питанням використання високоефективного методу очищення дизельного палива від води і механічних домішок для підвищення працездатності транспортних машин в розробці якого використовувалися основні закони і рівняння електростатики і гідромеханіки. Розроблена математична модель електростатичного фільтра, яка визначає коефіцієнт фільтрації в залежності від напруги, витрати рідини і розмірів електродів.

Встановлено нові закономірності оцінки працездатності паливної апаратури дизельних двигунів в залежності від умов експлуатації по енергетичним параметрам. Математичні моделі враховують періодичність обслуговування системи живлення в залежності від маси і швидкості руху автомобіля, витрати палива в літрах на 100км пробігу, а також від конструктивних особливостей паливної системи конкретної моделі автомобіля.

Розроблені методи оцінки термінів профілактики системи живлення дизельних двигунів використовуються для розробки і вдосконалення методик корегування нормативів, планування, контролю, оцінки, прогнозування періодичності проведення і працевитрат профілактики робіт транспортних машин.

Ключові слова: дизельне паливо, фільтрація, електростатичний фільтр, працездатність, двигун, механічні домішки.

Иванов Г.И.. Повышение эффективности работы автомобилей путем очистки дизельного топлива. - Рукопись.

Диссертация на соискание учебной степени кандидата технических наук по специальности 05.22.20 - эксплуатация и ремонт средств транспорта. - Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, Харьков, 2006.

Диссертация посвящается вопросам использования высокоэффективного метода очистки дизельного топлива от воды и механических примесей для повышения работоспособности транспортных машин в разработке которого использовались основные законы и уравнения электростатики и гидромеханики.

Разработана математическая модель электростатического фильтра, которая определяет коэффициент фильтрации в зависимости от напряжения, расхода жидкости и размеров электродов.

Установлены новые закономерности оценки работоспособности топливной аппаратуры дизельных двигателей в зависимости от условий эксплуатации по энергетическим параметрам. Математические модели учитывают периодичность обслуживания систем питания в зависимости от массы и скорости движения автомобиля, расхода топлива в литрах на 100 км. пробега, а также от конструктивных особенностей топливной системы конкретной модели автомобиля.

Разработанные методы оценки сроков профилактики системы питания дизельных двигателей используются для разработки и усовершенствования методик корректирования нормативов, планирования, контроля, оценки, прогнозирования периодичности проведения и трудозатрат профилактических работ транспортных машин.

Ключевые слова: дизельное топлива, фильтрация, электростатический фильтр, работоспособность, двигатель, механические примеси.

Ivanov G.I. Upgrading of efficient vehicle operation by means of diesel fuel purification. Manuscript.

The thesis for a candidate degree (engineering) on speciality 05.22.20 - operation and repair of transport facilities. - Kharkiv National Automobile and Highway university. Kharkiv,2006.

The thesis is devoted to application problems of the highly efficient method of diesel fuel purification from water and mechanic admixtures for transport vehicle serviceability in its development basic laws and equations of electrostatics and hydrostatics are used. The mathematics model of the electrostatic filter which determines a filtration factor depending on tension, liquid consumption and dimensions of electrodes has been developed.

New regularities of a serviceability estimate of the fueling equipment of diesel engines depending on operation conditions on power parameters have been determined. Mathematics models take into account maintenance periodicity of the feed system depending on mass and vehicle motion velocity, fuel consumption in liters per 100 km run as well as details of construction of the fueling, system of a concrete car vehicle.

Developed estimation methods of preventive maintenance of the feed system of diesel engines are used for development and improvement of correction methods of specifications, planning, control, estimation prediction of performance periodicity and working hours of preventive maintenance works for transport vehicles.

Key words: diesel fuel, filtration, electrostatic filter, serviceability, engine, mechanical admixtures.

Размещено на Allbest.ru

...