Семернин А.Н., Семернин Н.А., Нармаганбетов С.А., Сартай А.Е.

Таразский государственный университет им.М. Х. Дулати, Казахстан

УНИВЕРСАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДЛЯ ДИЗЕЛЕЙ

Эффективность работы быстроходных дизелей, их мощностные показатели и надежность во многом зависят от технического состояния топливной аппаратуры.

Одной из главных причин выхода из строя агрегатов и узлов топливной аппаратуры является высокая загрязненность и обводнённость дизельного топлива.

Причинами обводнения топлива является: заправка баков обводненным топливом, естественное скопление воды в силу физико-химических свойств углеводородных топлив, способных растворять в себе воду, а затем выделять её при понижении температуры.

Наличие свободной воды в топливе оказывает отрицательное влияние на качество топлива. Причем ухудшение эксплуатационных свойств топлив зависит от агрегатного состояния воды в нем.

В присутствии воды ухудшаются низкотемпературные свойства топлив, повышается вязкость, температура помутнения, снижается прокачиваемость и фильтруемость топлив.

В связи с этим большое количество отказов топливной аппаратуры автомобилей связано с повышенным содержанием загрязнений в воде.

Экономические затраты, связанные с повышенным износом деталей топливной аппаратуры, с увеличенным расходом топлива, значительным количеством отказов в процессе их работы, очень велики, поэтому разработка эффективных средств очистки топлива от воды представляют актуальную задачу.

Проблема повышения надежности топливной аппаратуры в значительной мере может быть решена за счёт применения предлагаемой системы топливоподачи.

Система питания топливом автомобиля КамАЗ включает топливный бак, ручной подкачивающий насос, фильтр грубой очистки, два фильтра тонкой очистки, насос высокого давления, форсунки и топливопроводы.

Топливный фильтр грубой очистки – гравитационного типа, предназначен для очистки топлива от воды и механических примесей.

Топливный фильтр тонкой очистки состоит из двух параллельно работающих бумажных фильтров. Существенным недостатком серийных фильтров является невысокая их эффективность при работе на сильно обводнённом топливе. Это обусловлено тем, что гравитационные фильтры работают эффективно при содержании воды в топливе до 0,05%, а при большем содержании воды в топливе их эффективность резко снижается. В результате резко сокращается срок службы фильтров тонкой очистки и топливного насоса высокого давления. Этот недостаток усиливается тем, что несвоевременно производится слив воды из отстойной зоны. В результате этого происходит накопление воды, которая изменяет физические свойства бумажных элементов. В свою очередь происходит деформация элементов и прорыв фильтрационных перегородок.

В существующей системе топливоподачи автомобилей КамАЗ не осуществляется контроль за функционированием агрегатов и узлов топливной аппаратуры, так как отсутствуют индикаторы и автоматические клапаны, позволяющие контролировать их работоспособность.

Далека от совершенства и конструкция топливного бака, в которой не предусмотрена отстойная зона для воды, а также затруднено удаление из него загрязнений. Температурный режим, в котором работает система топливоподачи, оказывает существенное влияние накопление воды в баке в процессе работы, так как избыток топлива, нагретого до +50^оС…+60^оС, сливается обратно в топливный бак. За счёт резкого изменения температуры топлива в баке происходит конденсация растворённой воды в топливе, что приводит к её накоплению в отстойной зоне.

Анализ систем топливоподачи автомобилей КамАЗ показывает, что ряд требований, предъявляемых к системе по работоспособности на сильно загрязнённом топливе, не обеспечивается вследствие следующих недостатков:

- отстойная полость бака размещена под заправочной горловиной, поэтому потоки топлива при заправке стремятся отбросить осадок в область, не имеющую спускных устройств; при такой конструкции бака осадок распределяется по всему объёму и не удаляется через краны-отстойники;

- размещение заборного штуцера с сеткой у днища приводит к тому, что очистка сетки сопряжена с потерями топлива при демонтаже;

- применяемые для очистки топлива от воды фильтры грубой очистки не обеспечивают качества его очистки, что приводит к выходу из стоя фильтров тонкой очистки и прецизионных узлов топливной аппаратуры;

- в системах топливоподачи отсутствуют индикаторы и датчики, позволяющие судить о функционировании системы и степени загрязнённости фильтров;

- отсутствие устройств для автоматического слива воды из отстойных зон снижает работоспособность агрегатов и узлов системы.

Совершенствование агрегатов очистки, разработка дополнительных устройств с целью повышения качества очистки топлива является главной задачей при разработке систем топливоподачи автомобилей семейства КамАЗ.

На рисунке 1 приведена рекомендуемая схема системы топливоподачи автомобиля КамАЗ, в которой устранены все недостатки существующей системы.

Рекомендуемая система топливоподачи должна включать топливный бак 8 с указателем уровня топлива 10 и инерционный водоотделитель 7, который может быть приварен к баку. В заливную горловину 9 устанавливается латунная сетка. Кран отстоя К₁ должен быть установлен в водоотделителе, откуда сливается отстой воды и топлива для вспомогательных целей. Фильтр грубой очистки 6 оборудован датчиком-сигнализатором (Д) наличия воды в отстойной зоне. При критическом уровне воды в отстойной зоне в кабине водителя загорается контрольная лампочка «Необходимо слить отстой!».

Вместо серийных бумажных фильтров тонкой очистки 3 необходимо установить фильтры-водоотделители и оборудовать их автоматическим клапаном (АК) для слива отстоя из корпуса. Для диагностики состояния фильтра тонкой очистки перед насосом устанавливается дифференциальный манометр (М), который позволяет следить за работоспособностью фильтрационных элементов.

Применение предлагаемых устройств позволит существенно повысить надёжность топливного насоса высокого давления 2 и форсунок 1.

Эксплуатационные испытания предлагаемой системы топливоподачи на автомобилях КамАЗ в автотранспортных предприятиях Жамбылской области Республики Казахстан показали, что надёжность агрегатов и узлов топливной аппаратуры удаётся повысить на 30-40%.

Рисунок 1. Рекомендуемая система топливоподачи автомобилей КамАЗ

На основании вышесказанного можно сделать следующие выводы:

- в настоящее время существуют различные системы топливоподачи, которые применяются для очистки дизельных топлив от воды и механических примесей;

- наибольшее распространение в дизельных двигателях получили тупиковые системы топливоподачи;

- в рекомендуемой системе топливоподачи учтены все недостатки, присущие существующей системе топливоподачи;

- целесообразно рекомендовать предлагаемую систему на автомобили КамАЗ, МАЗ, КрАЗ и другие, имеющие аналогичные системы питания.

Литература:

1. Семернин А. Н. Конструкции и принцип работы устройств для контроля и удаления воды из отстойных зон: аналитический обзор, – Тараз: Жамбылский ЦНТИ, 2007. – 23 с.

2. Семернин А. Н., Аширов Ф. А., Мирошниченко В.В. Анализ систем очистки топлива: аналитический обзор. – Тараз: Жамбылский ЦНТИ, 2007. – 20 с.

3. Семернин А. Н., Семернин Н. А. Совершенствование системы топливоподачи технологических машин на базе автомобилей КамАЗ: аналитический обзор. – Тараз: Жамбылский ЦНТИ, 2009. – 24 с.