У статті розглянуті основні методи і способи очищення двигунів від нагароотложеній. Нагароотложенія на деталях циліндро-поршневої групи, а також закоксовиваніє розпилювачів форсунок надає значний негативний вплив на ефективність і надійність роботи дизелів.

Анотація наукової статті з механіки і машинобудування, автор наукової роботи - Ткаченко Микола Вікторович


Analysis of existing methods and means of cleaning engines from carbon deposits

The article deals with the main methods and methods of cleaning engines from carbon deposits. Carbon deposits on the details of the cylinder group, and coking spray nozzles has a significant negative impact on the efficiency and reliability of diesel engines.


Область наук:
  • Механіка і машинобудування
  • Рік видавництва: 2019
    Журнал
    Наука без кордонів
    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ МЕТОДІВ І ЗАСОБІВ ОЧИЩЕННЯ ДВИГУНІВ ВІД НАГАРООТЛОЖЕНІЙ'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ МЕТОДІВ І ЗАСОБІВ ОЧИЩЕННЯ ДВИГУНІВ ВІД НАГАРООТЛОЖЕНІЙ»

    ?ТЕХНІЧНІ НАУКИ

    НАУКА БЕЗ КОРДОНІВ • № 1 (29) • 2019

    УДК 621.4

    АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ МЕТОДІВ І ЗАСОБІВ ОЧИЩЕННЯ ДВИГУНІВ ВІД НАГАРООТЛОЖЕНІЙ

    Ткаченко Микола Вікторович, магістрант Російський державний аграрний університет - МСХА імені К. А. Тімірязєва,

    Москва, РФ

    У статті розглянуті основні методи і способи очищення двигунів від нагароотложеній. Нагароотложенія на деталях циліндро-поршневої групи, а також закоксовиваніє розпилювачів форсунок надає значний негативний вплив на ефективність і надійність роботи дизелів.

    Ключові слова: двигун; нагароотложенія; водопаливної емульсія; присадка; форсунка.

    ANALYSIS OF EXISTING METHODS AND MEANS OF CLEANING ENGINES

    FROM CARBON DEPOSITS

    Tkachenko Nikolai Victorovich, undergraduate, Russian Timiryazev State Agrarian University, Moscow, Russia

    The article deals with the main methods and methods of cleaning engines from carbon deposits. Carbon deposits on the details of the cylinder group, and coking spray nozzles has a significant negative impact on the efficiency and reliability of diesel engines. Keywords: engine; carbon deposits; water-fuel emulsion; additive; injector.

    Для цитування: Ткаченко Н. В. Аналіз існуючих методів і засобів очищення двигунів від нагароотложеній // Наука без кордонів. 2019. № 1 (29). С. 31-35.

    Накопичення нагароотложеній є невід'ємною частиною процесу роботи двигуна. Наявність нагароотложеній на деталях чинить негативний вплив на енергетичні, паливно-економіч-ські, екологічні та ресурсні параметри роботи двигуна, що зумовлює необхідність розробки найбільш ефективних методів і засобів їх видалення.

    Традиційним методом очищення деталей двигуна від нагароотложеній є механічна дія. Для цього потрібне часткове розбирання двигуна, т. Е. Зняття складальних одиниць і деталей. Так, наприклад, очищення розпилювачів форсунок від коксових відкладень передбачає розтин головки циліндрів, зняття форсунок з дизеля, розбирання фор-

    Сунок і чистку розпилювачів за допомогою спеціальних металевих щіток шляхом занурення їх в спеціальний хімічний розчин. Поряд з великою трудомісткістю до недоліків механічного способу очищення слід віднести можливість пошкодження очищуються і погіршення якості сполучення прецизійної пари (голка розпилювача - корпус розпилювача) після очищення. Крім того, несвоєчасне видалення нагару при ТО-3, хоча напрацювання дизеля до допустимого значення товщини шару нагару на деталях циліндро-пор-шневой групи в умовах реальної експлуатації становить менше 480 ч, часто вимагає заміни закоксовавшіеся і покритих лаковими нагароотложеніямі порш-

    НАУКА БЕЗ КОРДОНІВ • № 1 (29) • 2019

    технічні науки

    невих кілець, видалення нагару з клапанів і днищ поршнів [1, 2].

    Метод безраборного видалення на-гароотложенія з деталей двигуна був розроблений на кафедрі двигунів і теплотехніки Ленінградського СХИ. Він заснований на короткочасної періодичної роботі дизеля на водопаливної емульсії, яка готується в механічному змішувачі та подається в дизель з окремій ємності.

    Склад водопаливної емульсії рекомендується вибирати в залежності від поверхні, що очищається:

    • для очищення від нагару розпилювачів форсунок дизелів рекомендується емульсія, яка містить 90% дизельного палива «Л» (ГОСТ 305-82) і 10% води;

    • для видалення нагароотложенія днища поршня і вогневої поверхні головки циліндрів рекомендується емульсія, яка містить 70% дизельного палива «Л» (ГОСТ 305-82) і 30% води.

    Для підвищення стабільності емульсії і ефективності очищення в її склад додають емульгатор (мазут М-20, М-40) або олеат натрію (С18Н33О2) в кількості 0,5% від обсягу палива в складі емульсії. Перед змішуванням з водою мазут повинен бути розведений дизельним паливом в співвідношенні 1: 10.

    В процесі роботи дизеля на водопаливної емульсії відбувається руйнування коксових відкладень в розпилювачі, на днище поршня і вогневої поверхні головки циліндрів під впливом локальних тисків, що виникають при випаровуванні знаходяться в емульсії крапельок води. При приготуванні емульсії в механічному змішувачі останні розподіляються рівномірно по всьому об'єму. При цьому 75% крапель мають розмір 5-10

    мкм. Підвищені локальні тиску в сопловому апараті розпилювачів форсунок і на поверхнях деталей циліндра при уприскуванні водопаливної емульсії обумовлені тим, що коефіцієнт теплопровідності води вище, ніж паливо [3, 4].

    Аналіз процесу впорскування форсункою водопаливної емульсії в камеру згоряння дизельного двигуна показав, що за період впорскування тиск емульсії в форсунки змінюється в широких межах, причому при закінченні емульсії спостерігається падіння тиску в кожному дроселюючому перетині форсунки. Встановлено, що внаслідок перепадів тисків при уприскуванні палива в циліндр дизеля випаровування крапель води відбувається в кінцевій фазі процесу при тиску 2 МПа і нижче. Воно також спостерігається при більш високому тиску в торці соплового апарату за рахунок підведення теплоти з камери згоряння. Підвищення температури емульсії в зоні розпилювача до повного припинення його подачі у форсунках відбувається також в результаті масообміну продуктів згоряння палива з емульсіей1 [5].

    При припинення процесу впорскування палива форсункою його тиск падає. Це призводить до випаровування крапель води в емульсії до входу її в соплової апарат за рахунок теплоти, що підводиться від корпусу розпилювача. Так, при тиску емульсії нижче 12 МПа температура випаровування води буде менше 185 ° С, тобто нижче температури поверхні розпилювача. В цьому випадку відбувається перенос теплоти від розпилювача до емульсії теплопровідністю.

    Таким чином, при уприскуванні форсункою водопаливної емульсії в

    1 Пат. 153176 Російська Федерація, МПК F02B77 / 04. Установка для безрозбірного очищення камери згоряння дизельного двигуна парою / А.С. Дорохов, В.М. Корнєєв, К.А. Краснящих, Ю.В. Катаєв, заявник і власник патенту ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА імені К.А. Тімірязєва. - № 2014108847/06; заявл. 07.03.2014; опубл. 10.07.2015, Бюл. № 19. - 2 з.

    циліндр дизеля створюються температурні умови, при яких відбувається випаровування крапельок води. Це призводить до виникнення підвищених локальних тисків в зоні соплового каналу розпилювача і, як наслідок, до руйнування коксових відкладень. При випаровуванні крапельок води в сопловому каналі розпилювача також відбувається витіснення залишків палива з об'єму між корпусом рас-

    пилітеля і голкою після його посадки в сідло (штифтових форсунок). В результаті поліпшуються умови сумішоутворення в кінцевій фазі впорскування і запобігає коксоутворення [8].

    Запропонований спосіб був реалізований в стендах КІ-15705, ОР-15720 та встановлення для відновлення потужності дизеля ОЗ-13584. Основні технічні характеристики обладнання наведені в табл. 1.

    Таблиця 1

    Основні технічні характеристики існуючого обладнання для безрозбірного видалення нагароотложеній

    Найменування показника Одиниця виміру Марка обладнання

    КІ-15705 ОР-15720 ОЗ-13854

    Тип - стаціонарний пересувний

    Кількість емульсії л 7 16 20

    Час приготування емульсії хв 30 30 5

    Напруга живлення В 380 380 380

    Габаритні розміри мм 1225х650х1000 650 х 850 х 890 710 х 460 х 770

    Маса кг 300 160 55

    У розвинених країнах (США, Японія, Німеччина) проблема освіти на-гароотложеній в двигунах викликала поява різних технологій очищення відкладень, але найбільш радикальним способом залишається профілактика, т. Е. Виробництво дизельного палива, що містить спеціальні миючі присадки, що уповільнюють утворення нагару і відкладень. У стандартах нормується ряд показників якості, які впливають на утворення високотемпературних відкладень (вміст фактичних смол, коксованість, зольність, вміст соди, наявність механічних домішок), проте статистичні дані свідчать про те, що повністю вирішити зазначену проблему не вдається [9, 10 ].

    Вступники на Російський ринок установки для очищення систем то-плівоподачі і камер згоряння зарубіжного виробництва базуються на принципі хімічного розчинення відкладень. Принцип дії установок заснований на подачі очищає сольвенту у впускний колектор працює на холостому ходу двигуна, який потрапляючи в камеру згоряння, поступово розчиняє накопичилися відкладення [11].

    Таким чином, можна стверджувати, що:

    • найбільш перспективним способом очищення деталей і сполучень дизелів при їх технічному обслуговуванні є безрозбірного видалення нагароотло-жений;

    • раніше що випускається обладнання

    НАУКА БЕЗ КОРДОНІВ • № 1 (29) • 2019

    технічні науки

    (Стенди КІ-15705, ОР-15720, установки 03-13854) не може бути ефективно використано через високу вартість комплектуючих виробів, великих габаритних розмірів і маси, високої трудомісткості і тривалості виконання технологічного процесу;

    • застосування водопаливних емульсій становить значний науково-практичний інтерес за умови повного запобігання корозійної небезпеки для прецизійних деталей паливної апаратури високого тиску.

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Ресурсозберігаючі технології ремонту сільськогосподарської техніки: навчальний посібник / І. М. Кравченко, В. М. Корнєєв, Д. І. Петровський, Ю. В. Катаєв. - М .: ФГБНУ «Росин-формагротех». 2018, 184 с.

    2. Бернадський очищення камери згоряння двигуна / А. С. Дорохов, В. М. Корнєєв, Ю. В. Катаєв, К. А. Краснящих // Сільський механізатор. 2014. № 4. С. 36-37.

    3. Корнєєв В. М., Катаєв Ю. В. Вплив нагароотложеній на роботу двигуна // Сільський механізатор. 2011. № 1. С. 36-37.

    4. Катаєв Ю. В. Бернадський очищення двигуна від нагару // Сільський механізатор. 2011. № 9. С. 34-35.

    5. Катаєв Ю. В., Корнєєв В. М. Актуальність очищення деталей двигуна від нагароотложеній // Міжнародний техніко-економічний журнал. 2010. № 1. С. 63-65.

    6. Методика обґрунтування структурних елементів обслуговування мобільного парку сільськогосподарських машин / І. Н. Кравченко, В. М. Корнєєв, Ю. В. Катаєв, М. С. Овчинникова // Праці ГОСНИТИ. 2017. Том 127. С. 41-46.

    7. Катаєв Ю. В., Малиха Е. Ф., Млявих Д. Г. Організація технічного сервісу машинно-тракторного парку на регіональному рівні // Наука без кордонів. 2017. № 11 (16). С. 60-64.

    8. Малиха Е. Ф., Катаєв Ю. В. Сучасні форми організації технічного сервісу // Економіка сільського господарства Росії. 2018. № 3. С. 27-33.

    9. Катаєв Ю. В., Малиха Е. Ф., Млявих Д. Г. Організація технічного сервісу машинно-тракторного парку на регіональному рівні // Наука без кордонів. 2017. № 11 (16). С. 60-64.

    REFERENCES

    1. Kravchenko I. N., Korneev V. M., Petrovskii D. I., Kataev Yu. V. Resursosberegayushchie tekhnologii remonta sel'skohozyaistvennoi tekhniki: uchebnoe posobie [Resource-saving technologies of agricultural machinery repair: textbook]. Moscow, FGBNU «Rosinformagrotekh», 2018, 184 p.

    2. Dorohov A. S., Korneev V. M., Kataev Yu. V., Krasnyashchih K. A. Bezrazbornaya ochistka kamery sgoraniya dvigatelya [CIP-free cleaning of the engine combustion chamber]. Sel'skij mekhanizator, 2014 року, no. 4, pp. 36-37.

    3. Korneev V. M., Kataev Yu. V. Vliyanie nagarootlozhenii na rabotu dvigatelya [Influence of carbon deposition on engine operation]. Sel'skii mekhanizator, 2011, no. 1, pp. 36-37.

    4. Kataev Yu. V. Bezrazbornaya ochistka dvigatelya ot nagara [CIP-free cleaning of the engine from carbon deposits]. Sel'skij mekhanizator, 2011, no. 9, pp. 34-35.

    5. Kataev Yu. V., Korneev V. M. Aktual'nost 'ochistki detalej dvigatelya ot nagarootlozhenij [The relevance of cleaning the engine parts from navarathiri]. Mezhdunarodnyj tekhniko-ekonomicheskij zhurnal 2010, no. 1, pp. 63-65.

    6. Kravchenko I. N., Korneev V. M., Kataev Yu. V., Ovchinnikova M. S. Metodika obosnovaniya strukturnyh elementov obsluzhivaniya mobil'nogo parka sel'skohozyajstvennyh mashin [Method of substantiation of structural elements of maintenance of mobile fleet of agricultural machines]. Trudy GOSNITI 2017, vol. 127, pp. 41-46.

    7. Kataev Yu. V., Malyha E. F., Vyalyh D. G. Organizatsiya tekhnicheskogo servisa mashinno-

    traktornogo parka na regional'nom urovne [Organization of technical service of the machine and tractor fleet at the regional level]. Nauka bez granic 2017, no. 11 (16), pp. 60-64.

    8. Malyha E. F., Kataev Yu. V. Sovremennye formy organizatsii tekhnicheskogo servisa [Modern forms of technical service organization]. Ekonomika sel'skogo hozyaistva Rossii, 2018, no. 3, pp. 27-33.

    9. Kataev Yu. V., Malyha E. F., Vyalyh D. G. Organizatsiya tekhnicheskogo servisa mashinno-traktornogo parka na regional'nom urovne [Organization of technical service of the machine and tractor fleet at the regional level]. Nauka bez granic 2017, no. 11 (16), pp. 60-64.

    Матеріал надійшов до редакції 15.01.2019

    © Ткаченко Н. В., 2019


    Ключові слова: ДВИГУН / НАГАРООТЛОЖЕНІЯ / водопаливної ЕМУЛЬСІЯ / ПРИСАДКА / ФОРСУНКА / ENGINE / CARBON DEPOSITS / WATER-FUEL EMULSION / ADDITIVE / INJECTOR

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити