ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ ТОПЛИВНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

АННОТАЦИЯ

Приведены результаты исследования показателей загрязненности структурного состава автомобильных топлив и их износостойкости сопряженных пар трения двигателей. При количественной и качественной оценке эффекта механического загрязнения топлива было установлено, что пылевые составляющие загрязнения в основном вызывают абразивный износ деталей автомобильных двигателей.

ABSTRACT

The results of the study of indicators of the structural composition of automobile fuels contamination and their wear capacity of coupled friction pairs of engines are presented. With a quantitative and qualitative assessment of the effect of mechanical contamination of fuel, it was found that the dust constituents of contamination mainly cause abrasive wear of parts of automobile engines.

Ключевые слова: Автомобильный двигатель, загрязненное топливо, атмосферная пыль, абразивный износ, очистка топлива.

Keywords: Car engine, contaminated fuel, atmospheric dust, abrasive wear, fuel cleaning.

Одним из основных характеристик, определяющим качество автомобильных топлив является чистота топлива, т.е. отсутствие в нем различных загрязняющих примесей. При поступлении в двигатель загрязненное топливо вызывает интенсивное изнашивание сопряженных пар трения, что приводит к снижению надежности и долговечности как двигателя, так и автомобиля в целом [1,4]. Поэтому поступающее в двигатель топливо должно быть очищено от различных загрязняющих примесей и, прежде всего, от механических частиц. В связи с этим топливо подвергается очистке в производстве, при разливе и хранении на базах хранения, при раздаче и на самом двигателе.

Современные автомобильные двигатели год за годом становятся все более требовательными к чистоте топлива, кроме того, экологические требования к ним также ужесточаются. Поэтому на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) Республики (по данным завода изготовителя) производят чистый и качественный продукт. Однако, в баки автомобилей топливо часто попадает загрязненным, хотя, когда выявили причину появления такой проблемы, оказалось, что емкости для хранения и перевозки топлива плохо очищаются или вообще, не очищается. На дне емкостей скапливаются механические примеси и вода, которые, попадая в топливо, приводят к сокращению срока службы фильтров, а в последующем — к выходу из строя самого двигателя, т.е. работа двигателя на таком топливе ведет к ускоренному износу деталей цилиндропоршневой группы, потере мощности, уличению расхода топлива и др. [3,6]. И, это явление явно выражается в жарко-климатических и пыльных условиях эксплуатации автотракторных двигателей, т.е. в региональных зонах Центральной Азии [2,4], в частности в республике Узбекистан. В связи с этим нами были проведены работы по выявлению количественного и минералогического составов, а также изнашивающей способности загрязнений топлива автомобильных двигателей в зависимости от запыленности атмосферного воздуха.

Установлено, что количество загрязняющих примесей в автотракторных баках находится в прямой зависимости от запылённости района и сезона эксплуатации автомобиля и колеблется от нескольких граммов до 300—500 г/т топлива. В отдельных случаях из фильтра грубой очистки топлива грузовых автомобилей, эксплуатирующихся в запылённых районах Республики Узбекистан, извлекалось до 8—10 г загрязняющих примесей. В соответствии с ГОСТ 2084-77, ГОСТ 32513-2013, ГОСТ 305-82 и 305-2013 в автомобильных топливах не должно содержаться механических загрязняющих примесей.

Выявлено, что основное количество загрязняющих примесей автомобильных топлив, составляет атмосферная пыль, вызывающая отказ в работе топливной аппаратуры. В связи с тем, что величина такого вида изнашивания определяется абразивной способностью пыли [3], особый интерес с точки зрения разработки мероприятий по повышению износостойкости деталей представляет выявление абразивных свойств загрязняющих примесей топлива и атмосферной (почвенной) пыли.

Абразивная способность пыли зависит в первую очередь от её дисперсного и минералогического составов, поэтому теоретический и практический интерес представляет количественная оценка абразивной способности дорожных пылевых частиц естественных загрязнителей топлива по сравнению с искусственным кварцевым загрязнителем, используемого при стендовых испытаниях топливных, масляных и воздушных фильтров.

Для определения распределения дисперсного состава и изнашивающей способности исследовалась дорожная пыль с поверхностей капота, кабины и крыльев, а в качестве загрязнителей топлива использовались отложения из топливных фильтров автомобилей, эксплуатирующихся в различных районах Республики Узбекистан. Результаты исследования подвергались статистической обработке. Получено, что  дисперсный составов (счетного) естественных дорожных пылей и загрязняющих примесей из топливных баков автомобилей имеют логарифмически нормальное распределение размеров частиц, поэтому каждое из них полностью характеризуется двумя параметрами: средним логарифмом размера частиц lgx₀ и логарифмом среднего квадратичного отклонения lgβ, т.е. распределение частиц атмосферных пылей, так и загрязнений топлив, может быть однозначно определено по методу наименьших квадратов при помощи следующего линейного уравнения:

Найденная зависимость позволяет однозначно, т.е. одним только средним размером частиц определить дисперсный состав любого загрязнителя, что значительно упрощает обработку результатов испытаний топливных фильтров сравнение дисперсного состава различных механических загрязнений, а также существенно облегчает разработку теоретических вопросов абразивного изнашивания.

Для определения изнашивающей способности загрязнителей топлива были проведены экспериментальные исследования. Результаты этих исследований показали, что с увеличением содержания кварца в естественных дорожных пылях увеличивается их абразивная способность. Отложения из топливных фильтров имеют несколько меньшую абразивную способность по сравнению с дорожными пылями тех же районов, что, по-видимому, обусловлено изменением дисперсного и минералогического составов осадков. Все естественные загрязнители имеют в 1,7—3 раза меньшую абразивную способность, чем искусственный кварцевый загрязнитель.

Для определения зависимости абразивной способности одной и той же массы пыли от размера частиц испытывали искусственные и естественные дорожные пыли, разделенные методом осаждения на следующие размерные группы частиц: 0—4; 4—7; 7—10; 10—20; 20—40; 40—63; 63—80; 80—100 мкм.

Абразивная способность искусственной кварцевой пыли и естественной дорожной (рис. 1) достигает максимального значения соответственно при размерах частиц около 70 и 55 мкм.

Абразивные свойства пыли начинают быстро возрастать, как только размеры частиц становятся больше толщины масляной пленки.

С размеров частиц кварцевой пыли в среднем более 80 мкм и дорожной пыли в среднем более 60 мкм их абразивная способность постепенно начинает снижаться. Это обусловлено как уменьшением возможности попадания крупных частиц в зазор между парами трения, так и уменьшением разрушающего их напряжения.

Результаты cтатистического расчёта абразивной способности пылей (пунктирные кривые на рис. 1) в зависимости от размера их зёрен показали, что они имеют удовлетворительное совпадение с опытными данными (непрерывные кривые).

Абразивная способность пыли линейно зависит от количества кварца в ней (прямая 3 на рис. 1), поэтому можно предполагать, что основным компонентом, определяющим их абразивные способности является кварц. Следовательно, для снижения износа деталей цилиндропоршневой группы автомобильных двигателей, необходимо качественная очистка топлива и воздуха, поступающего в двигатель.

Рисунок 1. Зависимость абразивной способности частиц пылей одной и той же массы (А) от размера (X) частиц и от содержания G в пыли кварца

1-естественная дорожная пыль; 2-искусственная кварцевая пыль; 3- содержание кварца в пыли.

ВЫВОДЫ: одним из основных характеристик, определяющим качество автомобильных топлив является чистота топлива, т.е. отсутствие в нем различных загрязняющих примесей.

- основное количество загрязняющих примесей топлив автомобилей, работающих в жарких климатических условиях, составляет атмосферная пыль;

- с увеличением содержания кварца в естественных пылях увеличивается их абразивная способность;

- абразивная способность пыли линейно зависит от количества кварца в ней, следователно основным компонентом, определяющим их абразивную способность является кварц.

- для снижения износа деталей цилиндропоршневой группы автомобильных двигателей, необходимо качественная очистка топлива и воздуха,поступающего в двигатель.

Список литературы:

1. Каримходжаев Н., Алматаев Т.О., Одилов Х.Р. Основные причины, вызывающие износ деталей автотранспортных средств, эксплуатирующихся в различных природно-климатических условиях // Uниверсuм: Технические науки: электрон. научн. журн. 2020. № 5(74). UРЛ: ҳттп://7uниверсuм.cом/рu/
2. Каюмов Б.А. Обеспечение надежности системы питания современных бензиновых двигателей в условиях жаркого климата.-Андижан, Андижонашриёт –манбаа.2019.-104с.
3. Крамаренко Г.В., Салимов А.У., Каримходжаев Н. Качество топлива и надежность автотракторных двигателей. –Ташкент: Фан, 1992. 126с.
4. Эксплуатация ДВС в условиях стран Азии, Африки и Латинской Америки. Основы климатической приспособленности ДВС. –Киев: УМК ВО, 1988.-285с.  5. Recommendations for Cleaning and Pretreatment of Heavy Fuel Oil Alfa Laval. London. 2012. -124 p.
5. Фильтры / Чистим топливо  ./fилтр%20%20НАМИ.пдf.