ВЛИЯНИЕ ОБВОДНЁННОСТИ ТОПЛИВА НА НАДЁЖНОСТЬ РАБОТЫ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ

АННОТАЦИЯ

Представлены результаты работ по определению содержания и причин появления воды в топливе автомобильных двигателей при их эксплуатации в различных климатических условиях, а также рассмотрены вопросы влияния обводненного топлива на надежность работы топливной аппаратуры двигателя.

ABSTRACT

The results of work on determining the content and causes of the appearance of water in the fuel of automobile engines during their operation in various climatic conditions are presented, and the issues of the influence of watered fuel on the reliability of the fuel equipment of the engine are considered.

Ключевые слова: автомобильный двигатель, топливная аппаратура, топливо, вода, надежность, отказ, топливный насос высокого давления.

Keywords: car engine, fuel equipment, fuel, water, reliability, failure, high pressure fuel pump.

Дизельное топливо, выпускаемое отечественными нефтеперерабатывающими предприятиями, отвечает требованиям государственных и отраслевых стандартов. Однако условия транспортирования, хранения и заправки топлива в предприятиях, характеризуются повышенной запылённостью и влажностью воздуха. [1,2,6,7,8] На всех этапах доставки дизельного топлива от производителя до потребителя происходит непрерывный процесс накопления примесей, снижающих его качество, основными из которых являются механические примеси и эмульсионная вода.[1,6]

Эксплуатация автомобильных и тракторных двигателей на топливе с повышенным содержанием эмульсионной воды приводит к выходу из строя главным образом топливной аппаратуры (ТА). В наибольшей степени этому явлению подвержены прецизионные детали топливного насоса высокого давления (ТНВД) и форсунки, на долю которых приходится от 50 % до 90 % всех отказов топливной аппаратуры дизеля. Наряду с этим работа дизеля на загрязненном топливе ухудшает его экономичность и увеличивает токсичность отработавших газов [1,2,15].

Качество дизельного топлива по ГОСТ 305-2013 оценивается рядом показателей, одним из которых является содержание в нём воды, которой, в соответствии с требованиями данного стандарта, должно быть не более 200 мг/кг.

В условиях рядовой эксплуатации в системе ТА дизелей встречается топливо с повышенным содержанием воды. В таблице -1  приведено содержание воды в дизельном топливе автомобилей в средней и южной  климатических зонах эксплуатации .

Tаблица 1.

Содержание воды в автотракторных топливах

Оценка полидисперсного состава водо-топливной эмульсии показала, что размеры капель воды в топливе могут быть аппроксимированы логарифмически нормальным распределением [ 3,4,5 ].

Надёжность работы топливной аппаратуры (ТА) в первую очередь определяется состоянием прецизионных деталей. Наибольшее число отказов и затрат на их устранение по ТА автотракторных двигателей приходится на форсунки, распылители и ТНВД. Состояние этих узлов во многом зависит от чистоты проходящего через них топлива. Содержание воды в топливе, как и механические примеси, вредно влияют на надёжность работы ТА [6,7,11]. Прежде всего она ухудшает условия работы топливных фильтров как грубой, так и тонкой очистки, т. е. при этом поверхность фильтрующей шторы элемента насыщается водой, в результате нарушается ее механическая прочность и повышается гидравлическое сопротивление, поэтому при эксплуатации до 20% фильтрующих элементов тракторов повреждаются водой[9,12,14].

Обводнение топлива — одна из причин отказов прецизионных деталей ТА — вызывает диссоциацию коррозионных компонентов — нафтеновых, сульфитных кислот и сероводорода на поверхностях деталей. В результате между прецизионными парами образуются короткозамкнутые гальванические элементы, вызывающие электрохимическую коррозию. Такое явление может иметь место прежде всего в узле распылителя или плунжерной пары ТНВД. При химической и электрохимической коррозии на поверхностях металла образуются оксидные, гидрооксидные или солевые пленки, которые под действием высокого давления в местах контакта поверхностей разрушаются и способствуют интенсификации коррозионных процессов [2,8,16]. Для определения степени влияния воды, на надежность работы прецизионных деталей ТА Андижанским машиностроительным институтом совместно с МАДИ были проведены моторно-стендовые исследования на двигателе ЯМЗ-238. Определялись средняя цикловая подача и неравномерность подачи по секциям у ТНВД; качество распыливания топлива, давление подъёма и подвижность иглы распылителя у рабочих комплектов форсунок.

Дополнительно определялись диаметральные зазоры плунжерных пар и нагнетательных клапанов, ход клапана; диаметральный зазор и ход иглы распылителя, а также расход топлива.

Получено, что цикловая и неравномерность подачи топлива имеют незначительные и одинаковые по характеру изменения по всем комплектам, т. е. влияние воды на эти параметры незначительно. На деталях, работавших в среде обводнённого топлива, отмечены отклонения. При работе форсунки на топливе с содержанием воды 200 мг/кг качество распыливания топлива ухудшалось из-за нарушения подвижности иглы распылителя. На направляющих поверхностях игл распылителей произошли изменения чистоты рабочих поверхностей, т.е. пропорционально содержанию воды в топливе увеличились следы износа и задира. На распылителях, работавших на топливе с содержанием воды 200 мг/кг, зафиксированы следы коррозии.

Компьютерное профилографирование в поперечной оси распылителя в сечении направляющей поверхности иглы показало, что с повышением содержания воды в топливе износ корпуса увеличивается (рис.1).

Рисунок 1. Зависимость износа (J) корпуса распылителя от содержания воды в топливе (W)

Таким образом, наличие воды в топливе ухудшает подвижность распылителя и вызывает износ корпуса, снижая герметичность по навправляющей поверхности иглы и корпуса.

Выводы. На всех этапах доставки дизельного топлива от производителя до потребителя происходит непрерывный процесс накопления примесей снижающих его качество, основными из которых являются механические примеси и эмульсионная вода.

На деталях, работавших в среде обводнённого топлива, отмечены отклонения т.е. вода в топливе ухудшает подвижность распылителя и вызывает износ корпуса, снижая герметичность по направляющей поверхности иглы и корпуса.

Список литературы:

1. Абрамов, С. В. Очистка дизельного топлива от воды при эксплуатации сельскохозяйственной техники. С. В. Абрамов, Б. П. Загородских, Д. С. Маяков // Труды ГОСНИТИ. - М., 2014. - Т. 115, - С. 38-41.
2. Загородских, Б. П. Влияние обводнённости дизельного топлива на работоспособность прецизионных деталей топливной аппаратуры. Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2015. - Т. 2. - С. 27-30.
3. Каримходжаев Н., Алматаев Т.О., Одилов Х.Р. Основные причины, вызывающие износ деталей автотранспортных средств, эксплуатирующихся в различных природно-климатических условиях // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2020. № 5(74). URL: http://7universum.com/ru/ tech/archive/item/9435.
4. Karimkhodjaev N., Saydaliev I.N. Evaluation of energy efficiency of   promising fuels for futotraktor reciproating enjines. Modern Materials Science: TopikalIssues, Achievements and Innavations (ISCMMSTIAI-2022)..С 1483-1490.
5. Karimkhodjaev Nazirjon. Dependence of Reliability of Operation and Environmental Safety of Automotive Engines on Fuel Quality. International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology Vol. 7, Issue 10 , October 2020. Р.15201-15205.
6. Каюмов Б.А. Обеспечение надежности системы питания современных бензиновых двигателей в условиях жаркого климата.-Андижан, Андижонашриёт –манбаа.2019.-104с.
7. Крамаренко Г.В., Салимов А.У., Каримходжаев Н., Качество топлива и надежность автотракторных двигателей. - Ташкент. Фан.1992. – 126 с.
8. Коваленко, В. П. Обеспечение промышленной чистоты нефтепродуктов - одна из приоритетных задач химмотологии [Текст] / В. П. Коваленко, Н. Е. Сыроедов // Технологии нефти и газа. - 2014. - № 5(94). - С. 24-30.
9. Кузин, П. В. Оценка загрязненности и обводненности дизельного топлива, поступающего в топливный насос транспортного средства [Текст] / П. В. Кузин, В. А. Абрамов // Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы: матер. III Всерос. науч.-практ. конф. - Саратов: ИЦ «Наука», 2009. - С. 197-201.
10. Вахобов Р. А., Нумонов М. З. Разработка модели расчета автомобиля на каждой передаче в программе Matlab. – 2022.
11. Эркинов И. Б. У., Вохобов Р. А. У. Расчет тепла на дизельных и бензиновых двигателях //universum: технические науки. – 2021. – №. 12-2 (93). – С. 86-90.
12. Вохобов Р. Процесс проектирования деталей с помощью реинжиниринга // Danish Scientific Journal. – 2020. – №. 36-1. – С. 58-61.
13. Каримходжаев, Н., Мирзахамдамов Ж.К. Оценка воздействия шума на человека и окружающую среду = Assessing the impact of noise on humans and the environment . Автотракторостроение и автомобильный транспорт : сборник научных трудов : в 2 томах / Белорусский национальный технический университет, – Минск : БНТУ, 2022. – Т. 2. – С. 102-105.
14. Jasurbek M. IMPLEMENTATION OF PUNCHING MACHINES FOR UZBEKISTAN //Universum: технические науки. – 2021. – №. 12-7 (93). – С. 29-31.
15. Мирзахамдамов Ж. К. Меры по снижению воздействия дорожного шума на организм человека //Universum: технические науки: электрон. научн. журн. – 2021. – Т. 6. – С. 87.
16. Vokhobov R., Yoqubov Y., Ergashev D. The design of the Cobalt car's baggage lid for automatic closing //The Scientific Heritage. – 2020. – №. 46-1 (46). – С. 33-35.