У статті наведено аналіз раскоксованія розпилювачів форсунок дизельних двигунів. Нагароотложенія на деталях циліндропоршневої групи, а так само закоксовиваніє розпилювачів форсунок надає значний негативний вплив на ефективність і надійність роботи дизелів.

Анотація наукової статті з механіки і машинобудування, автор наукової роботи - Братков Олексій Сергійович


Analysis of methods of removal of carbon from piston on nozzles of diesel engines injectors

The article presents an analysis of the removal of carbon from piston on nozzles of diesel engines injectors. Carbon deposits on the parts of the cylinder piston group, as well as the coking nozzles of injectors 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 МЕТОДІВ РАСКОКСОВИВАНІЯ розпилювач ФОРСУНОК ДИЗЕЛЬНИХ ДВИГУНІВ'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ МЕТОДІВ РАСКОКСОВИВАНІЯ розпилювач ФОРСУНОК ДИЗЕЛЬНИХ ДВИГУНІВ»

    ?ТЕХНІЧНІ НАУКИ

    УДК 621.4

    АНАЛІЗ МЕТОДІВ РАСКОКСОВИВАНІЯ розпилювач ФОРСУНОК ДИЗЕЛЬНИХ ДВИГУНІВ

    Братков Олексій Сергійович, магістрант; ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА імені К.А. Тімірязєва, Москва, РФ

    У статті наведено аналіз раскоксованіяраспилітелей форсунок дизельних двигунів. Нага-роотложенія на деталях циліндропоршневої групи, а так само закоксовиваніє розпилювачів форсунок надає значний негативний вплив на ефективність і надійність роботи дизелів.

    Ключові слова: розпилювач; присадка; закоксованность форсунок; двигун; форсунка.

    ANALYSIS OF METHODS OF REMOVAL OF CARBON FROM PISTON ON NOZZLES OF DIESEL ENGINES INJECTORS

    Bratkov Alexey Sergeevich, graduate student, Timiryazev State Agrarian University, Moscow, Russia

    The article presents an analysis of the removal of carbon from piston on nozzles of diesel engines injectors. Carbon deposits on the parts of the cylinder piston group, as well as the coking nozzles of injectors has a significant negative impact on the efficiency and reliability of diesel engines. Keywords: nozzle; additive; coking of the injectors; engine; injector

    Для цитування: Братков А.С. Аналіз методів раскоксовиванія розпилювачів форсунок дизельних двигунів // Наука без кордонів. 2019. № 7 (35). С. 33-37.

    Методи раскоксовиванія розпилювачів можна розділити на три групи: механічні, хімічні і шляхом використання водопаливних емульсій, причому вода може бути використана з розчиненими в ній добавками.

    Механічні методи передбачають чистку розпилювачів шляхом використання різних механічних інструментів, вимагають великих витрат часу і можуть привести до пошкодження розпилювачів [1].

    Більш широко застосовуються хімічні методи. Так, наприклад, можна сказати про першу вітчизняної моще-диспергуючі-нього присадці АМГ-1, яка не поступається кращим зарубіжним аналогам (Лубрізол 8220, Прайм 81Р, GBX). Із зарубіжних присадок в першу чергу потрібно назвати фірму Injector Clean Systems. Пропонується пристрій Smoke Buster для очищення розпилювачів за 15-23 хвилин роботи дизельного двигуна на холостому ходу. Чистяча присадка змішується з паливом, і дизель працює на цій суміші.

    У дослідженнях вчених йдеться про те, що фірма Chevroll Research Go (США) розробила беззольную мою-ще-диспергирующую присадку до палива, що зменшує в два рази відкладення нагару на розпилювачах високооборотних малолітражних дизелів. Питома вага присадки при температурі 15 ° С дорівнює 890 кг / м3, температура спалаху - 43 ° С. При цьому ступінь очищення розпилювачів змінювалася в межах від 30 до 70% (при середньому значенні 51%). Після додавання присадки ступінь очищення розпилювачів покращилася [2].

    Відомо, що деякі неорганічні присадки, як, наприклад, з'єднання барію, знижують концентрацію сажі у відпрацьованих газах і зменшують утворення відкладень.

    Фірма Parker Automobile Corporation (США) розробила і виробляє установки Carbon Clean, призначені для діагностики двигунів, промивки та очистки всіх елементів паливної апаратури, як дизелів, так і інжекторних двигунів від нагару і плівки, що утворюються в результаті окислення і полімеризації палива і масла. Очищення проводиться за допомогою хімічного розчинника вуглецевих частинок. Пристрій містить робочий бак для суміші і допоміжний - для дизельного палива, паливний насос подає паливо з допоміжного 34

    в робочий бак, де паливо змішується з хімічним розчинником. Сюди ж зливається суміш після проходження мийного циклу [3, 4].

    Установка IDT дає можливість усувати смолу, плівку, нагар і інші речовини з деталей паливних систем дизельних двигунів будь-яких типів. Установка має паливний насос, що перекачує паливо (18 л / год), датчик забруднення водою, індикатор засмічення фільтра установки, резервуар для суміші палива з хімічним розчинником, відділювач води від палива, прозорий резервуар для продуктів хімічної реакції (осаду), знімний резервуар для дизельного палива, індикатори рівня рідини в паливному та інших резервуарах, сигнальний пристрій з блоком управління даних для оповіщення механіка про закінчення мийного циклу, тахометр з цифровим дисплеєм на рідких кристалах, зонд тахометра.

    При проведенні технічного обслуговування установка IDT тимчасово приєднується до двигуна таким чином, що замінює систему подачі палива. При роботі двигуна на холостому ходу суміш палива та розчинника циркулює під тиском у паливній системі, очищаючи забруднені деталі. Водяна емульсія відділяється від розчину і направляється через фільтр в резервуар установки. Очищення триває приблизно одну годину. Після завершення мийного циклу установка автоматично вимикає дизельний двигун [5].

    Дана установка є портативної і пересувний. Її використання дозволяє поліпшити прозорість відпрацьованих газів в середньому на 25%, скоротити витрату палива на 15%, збільшити потужність на 18%, дає можливість скоротити обсяг дорогих ремонтних робіт і збільшити термін служби двигуна.

    Відома присадка CEEV, спеціально

    розроблена для зниження закоксови-вання штифтових розпилювачів, і її вітчизняний аналог АМГ-3. Проведена оцінка впливу присадки АМГ-3 на закоксовиваніє розпилювачів форсунок дизельного двигуна показала, що додавання АМГ-3 в паливо в концентрації 0,05% сприяє зниженню ступеня закоксовиванія розпилювачів на 32%. Таким чином, інтерес до нових мою-ще-диспергирующим присадкам не слабшає, і дослідники продовжують розробляти нові присадки, що володіють високою ефективністю, на основі доступних джерел сировини. Недоліком присадок є їх висока вартість.

    У ГОСНИТИ (ФГБНУ ФНАЦ ВІМ) розроблений спосіб безрозбірного очищення розпилювачів форсунок дизелів шляхом періодичної роботи двигуна на водо-паливних емульсіях (ВТЕ), що готуються механічним способом або за допомогою ультразвукової установки ЗАМАЗКУ 01 (частота ультразвуку 18 кГц). ВТЕ готується поза системою харчування дизеля і подається з окремій ємності в лінію низького тиску [6].

    В процесі роботи двигуна на ВТЕ відбувається руйнування коксових відкладень в розпилювачі форсунки в результаті пароструминних ерозії, що виникає при випаровуванні крапель води (розмір крапель до 6-12 мкм), рівномірно розподілених в об'ємі.

    Дослідження показали, що серійні розпилювачі, закоксовавшіеся прискореним методом і раскоксовать при роботі двигуна на ВТЕ, забезпечують подальшу напрацювання на відмову, рівну 75-80% від напрацювання розпилювачів, що не зазнали очищенню. Рекомендовано проводити профілактичну безрозбірного очищення розпилювачів через 480 годин при другому ТО-2 [7].

    У ГОСНИТИ (ФГБНУ ФНАЦ ВІМ) була розроблена методика і установка

    з видалення коксових відкладень в рас-пилівающіх отворах розпилювачів і попутно - нагару в циліндропоршневої групі (ЦПГ) на працюючому двигуні. Стенд складається з каркаса, бака-змішувача з розташованими на ньому форсунками і трубкою, яка контролює рівень палива, електрошафи, пульта управління. До складу стенду входять ТНВД УТН-5, муфта приводу, електродвигун приводу ТНВД, кран-розподільник для перемикання потоку палива і емульсії, воронка для введення в бак-змішувач палива і компонентів емульсії, кран для повідомлення і роз'єднання трубопроводу подачі палива і бака-змішувача [4, 8].

    Робота стенду відбувається наступним чином: після введення всіх компонентів емульсії (палива, води і емульгатора) включається ТНВД. При цьому кран-розподільник встановлюється в положення «суміш до ТНВД», а тумблер на пульті управління в положення «приготування емульсії». Суміш починає циркулювати по контуру бак-змішувач-ТНВД-бак-змішувач. Впорскування суміші при циркуляції здійснюється через форсунки, встановлені на баку-змішувачі. Час приготування суміші на стенді 0Р-15720 становить 25 хвилин і встановлюється по реле часу. Після закінчення часу приготування емульсії реле часу спрацьовує і зупиняє електродвигун приводу ТНВД. Стенд включається в режим «емульсія до двигуна», тумблер на пульті управління - в положення «раскок-совиваніе», запускається двигун і виводять його на максимальну частоту холостого ходу. Протягом 30 хвилин двигун працює на цьому режимі. Далі двигун потрібно зупинити, від'єднуються газопроводи стенду і приєднуються топлівопроводи низького тиску ТНВД, відкривається кран на паливному баку машини, і дають попрацювати двигуну не менше 5 хв на чистому паливі для видалити-

    ня залишків ВТЕ з паливної системи, щоб уникнути корозії і заклинювання елементів паливної апаратури. Помічено, що короткочасна робота на ВТЕ призводить також до помітного видалення нагару на деталях ЦПГ. Механізм очищення розпилюють отворів розпилювача від коксу можна представити таким чином [9].

    Дослідженнями доводиться, що при закінченні палива через розпилюючий отвір відбувається звуження потоку. У порожнинах у внутрішній поверхні соплового отвору на всіх режимах створюється розрідження, обмежується виділяється з палива повітрям. У цій порожнині при уприскуванні палива або

    ВТЕ створюється абсолютний тиск р = 0,3-0,4 бар. При цьому температура рідини дорівнює / = 70-90оС. З діаграми водяної пари видно, що дана область (р = 0,3 - 0,4 бар і г-= 70-90оС) відповідає області перегрітого водяної пари. Отже, вода випаровується набагато раніше, ніж паливо, і її пари з великою швидкістю викидаються через розпороши-вающее отвір, руйнуючи за допомогою пароструминних корозії коксові відкладення. Аналогічна ситуація виникає і в перерізі під конусом голки [10].

    Важливо відзначити, що використання ВТЕ в дизелях забезпечує не тільки раскоксовиваніе розпилювачів, але і забезпечує ряд інших переваг.

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

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

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

    3. Дорохов А.С. Бернадський очищення камери згоряння двигуна / А.С. Дорохов, В.М. Корнєєв, Ю.В. Катаєв, К.А. Краснящих // Сільський механізатор. 2014. № 4. 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. Кравченко І.М. Методика обґрунтування структурних елементів обслуговування мобільного парку сільськогосподарських машин / І.М. Кравченко, В.М. Корнєєв, Ю.В. Катаєв, М.С. Овчинникова // Праці ГОСНИТИ. 2017. Том 127. С. 41-46.

    7. Катаєв Ю.В., Млявих Д.Г. Дослідження механізму утворення нагароотложеній в двигуні // Сільський механізатор. 2015. № 1. С. 38-40.

    8. 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.

    9. Дорохов А.С., Катаєв Ю.В. Кавітаційне вплив води на нагароотложенія в двигунах // Ремонт, відновлення, модернізація. 2014. № 9. С. 29-33.

    10. Катаєв Ю.В. Теоретичні передумови безрозбірного способу очищення двигуна від на-гароотложеній // Інновації молодих вчених агропромислового комплексу: зб. наук. праць. - М .: ФГТУ ВПО МДАУ, 2011. - С. 60-63.

    REFERENCES

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

    2. Korneev V.M., Kataev Yu.V. Vliyanie nagarootlozhenij na rabotu dvigatelya [Influence of carbon deposits on engine operation]. Sel'skij mekhanizator, 2011, no. 1, pp. 36-37.

    3. Dorohov A.S., Korneev V.M., Kataev Yu.V., Krasnyashchih K.A. Bezrazbornaya ochistka kamery sgoraniya dvigatelya [Cleaning of the combustion chamber of the engine]. Sel'skij mekhanizator,

    2014 року, no. 4, pp. 36-37.

    4. Kataev Yu.V. Bezrazbornaya ochistka dvigatelya ot nagara [Cinder-free cleaning of the engine]. 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 [Methods 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., Vyalyh D.G. Issledovanie mekhanizma obrazovaniya nagarootlozhenij v dvigatele [Study of the mechanism of formation of carbon deposits in the engine]. Sel'skij mekhanizator,

    2015-го, no. 1, pp. 38-40.

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

    9. Dorohov A.S., Kataev Yu.V. Kavitacionnoe vozdejstvie vody na nagarootlozheniya v dvigatelyah [Cavitation effect of water on carbon deposition in engines]. Remont, vosstanovlenie, modernizaciya, 2014, no. 9, pp. 29-33.

    10. Kataev Yu.V. Teoreticheskie predposylki bezrazbornogo sposoba ochistki dvigatelya ot nagarootlozhenij [Theoretical background of a non-selective method of cleaning the engine from carbon deposits]. Innovacii molodyh uchenyh agropromyshlennomu kompleksu: sb. nauchn. Trudov, Moscow, FGOU VPO MGAU, 2011, pp. 60-63.

    Матеріал надійшов до редакції 16.07.2019

    © Братков А.С., 2019


    Ключові слова: розпилювач / ПРИСАДКА / закоксованность ФОРСУНОК / ДВИГУН / ФОРСУНКА / NOZZLE / ADDITIVE / COKING OF THE INJECTORS / ENGINE / INJECTOR

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити