- •1. Проблемы эксплуатации атд в условиях низких температур
- •1.1 Влияние низких температур окружающей среды на пуск атд
- •1.2 Процессы впрыскивания, смесеобразования и горения при низких температурах
- •2. Параметры топлива, влияющие на эксплуатационные качества атд в условиях низких температур
- •2.1 Ассортимент и состав дизельных топлив
- •2.2 Низкотемпературные свойства дизельных топлив
- •2.3 Процесс кристаллизации н-парафинов и методы улучшения низкотемпературных свойств дизельного топлива
- •3. Работа топливной системы при низких температурах. Способы обеспечения работоспособности
- •3.1 Особенности работы топливной аппаратуры дизеля при низких температурах
- •3.2 Обзор устройств для разрушения кристаллов н-парафинов в дизельном топливе
- •3.3 Современные способы облегчения пуска двигателей в зимнее время
- •4.1 Определение пределов работоспособности топливной системы при низких температурах
- •4.2 Методика расчета теплоемкости дизельного топлива при температурах ниже температуры помутнения
- •4.3.1 Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена
- •4.3.2 Уравнение движения жидкости в трубопроводе
- •4.3.3 Уравнение неразрывности потока жидкости
- •4.3.4 Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена в цилиндрических координатах
- •4.3.5 Режим течения дизельного топлива в трубопроводе
- •4.3.6 Граничные условия и краевая задача конвективного теплообмена
- •4.3.7 Расчет геометрических размеров подогревателя дизельного топлива
- •4.3.8 Математическая модель расчета расхода тепловой энергии на плавление кристаллов углеводородов дизельного топлива
- •4.3.9 Расчет тепла на плавление кристаллов
- •4.3.10 Расчет удельной мощности подогревателя для подогрева топлива в заданном интервале температур
- •5. Эксплуатационные испытания электронагревательного устройства
- •5.1 Показатели качества пусковых процессов дизеля
- •5.2 Влияние подогрева топлива на пусковые качества дизелей работающих на летнем топливе
- •5.3 Результаты использования предлагаемых устройств для обеспечения надежной и безотказной работы автотракторной техники в условиях реальной эксплуатации хозяйствами апк
3.2 Обзор устройств для разрушения кристаллов н-парафинов в дизельном топливе
В настоящее время вопросы защиты топливоподающей системы дизелей от парафинов находятся на уровне патентов, заявок и авторских свидетельств.
В данной работе на основе литературного и патентного поиска предлагается классифицировать устройства защиты топливоподающей аппаратуры по способу воздействия их на дизельное топливо и месту установки (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Классификация устройств для защиты топливоподающей аппаратуры дизеля от парафинов
Улучшение условий прокачиваемости и фильтруемости дизельных топлив, при отрицательных температурах окружающей среды, возможно несколькими способами. Один из них, это установка нового элемента топливной аппаратуры — подогревателя топлива, позволяющего обеспечить предварительный нагрев топлива перед его подачей к топливному насосу высокого давления [66]. Для этих целей используют различные нагревательные устройства; которые различающиеся по конструкции, виду теплоносителя и энергии — пар, горячая вода, горячий воздух, электроэнергия, инфракрасное излучение, тепло отработавших газов и продуктов сгорания топлива, а также по месту установки. В настоящее время встречаются устройства, основанные на ультразвуковом, радиоактивном, электромагнитном, механическом и др. способах воздействия на дизельное топливо. Однако использование таких устройств требует специальной подготовки обслуживающего персонала, предъявляет дополнительные требования к технике безопасности как в период эксплуатации, так и во время ремонта двигателя.
Наиболее уязвимый участок топливной системы — это топливный бак, топливопровод до фильтра грубой очистки и фильтр грубой очистки. Вероятность потери текучести топлива здесь самая большая [1, 57, 66, 67 и др.].
Самый простой, доступный и распространенный способ защиты — утепление топливных баков, трубопроводов, топливных фильтров, установка последних в подкапотном пространстве двигателя как можно ближе к выпускному коллектору. Например, один из исследователей [1] предлагает для утепления топливного бака, обмотать его мягкой проволокой или сеткой. Затем покрыть обмазкой, состоящей из 35 % асбестовой крошки, 40 % древесных опилок, 20 % огнеупорной глины и
5 % жидкого стекла. Утеплительную обмазку наносят на бак слоем 15...20 мм, просушивают при температуре 30...35°С в течение 12...14 ч. После этого поверхность бака обматывают тканевыми лентами или помещают в плотно облегающий тканевый чехол и покрывают водомаслостойкой краской. Для утепления топливопроводов содержание жидкого стекла в обмазке увеличивают до 15 % за счет сокращения опилок. Вместо опилок иногда применяют крошки пенопласта. Корпуса топливных фильтров утепляют чехлами из парусины и ватина. В чехлах предусматривают отверстия для слива воды и конденсата. Преимущество этого способа в том, что не требуется дополнительных устройств, однако он имеет и существенный недостаток, такой как, низкая степень нагрева и невозможность разрушения кристаллов в период пуска и прогрева двигателя.
Повышенную степень нагрева получают применением специальных нагревательных устройств, таких как: теплообменники отработавших газов, охлаждающей жидкости, излишков топлива или электронагревательные устройства.
Теплообменники, основанные на использовании отработавших газов, расположены в основном внизу топливного бака. Однако существуют конструкции теплообменников использующих отработавшие газы в специальном корпусе, внутри которого расположены пучки труб. Суть этой конструкции в том, что выхлопные газы проходят по трубкам, которые обтекает дизельное топливо. Например, фирма "Любер-Файнер" США [68] предлагает подогреватель, использующий тепло отработавших газов. Здесь топливо подогревается в змеевике, погруженном в теплопроводящую жидкость. Избыток топлива, сливаемый от двигателя обратно в бак, предварительно подогревается еще раз в подобном теплообменнике. Аналогичную конструкцию разработала фирма "Kim Horstrat”, которая обеспечивает подъем температуры на 20 0С. В ее состав входят циркуляционный топливный бак, спиральный алюминиевый теплообменник, для обеспечения автоматической работы применяют соленоидный клапан управления.
На рис.3.2 изображена конструкция подогревателя [1], использующего энергию отработанных газов, который выполнен так. Ко дну бака приваривают ребристый стакан в специальной рубашке с отверстиями вверху по числу промежутков между ребрами. Ребра служат для увеличения поверхности нагревания и образуют каналы, по которым направляется поток газов. Стакан с рубашкой размещают в наружном цилиндрическом кожухе, который служит для подвода и отвода газов, а также для крепления всей системы к раме трактора. Газы проходят по трубе, являющейся ответвлением основной выпускной трубы двигателя. Количество направляемого в подогреватель газа регулируют заслонкой. Температуру топлива в зоне подогревания контролируют по дистанционному термометру.
Рис. 3.2. Схема подогревания дизельного топлива:
1— топливные баки; 1 — сливной топливопровод; 3 — топливопровод, подводящий топливо из бака к насосу; 4 — теплоизоляция; 5—соединительный топливопровод с тепловой изоляцией; 6 — глушитель
Иногда топливопроводы от бака пропускают через утепленную кабину, а в топливный бак вваривают цельнотянутую трубу, по которой проходит часть газов от выпускной трубы трактора. Применяют схему, в которой топливопровод от бака до фильтра грубой очистки помещают в трубу, и в нее подают часть выпускных газов. Для этого между выпускным коллектором и трубой устанавливают тройник. Количество газов, а, следовательно, и температуру топлива регулируют заслонкой. При этом надо помнить, что нагревать топливо выше 50 °С не следует.
Существенные недостатки таких теплообменников — сильная зависимость температуры теплоносителя от режима работы двигателя и низкий потенциал тепла газов при работе двигателя на холостом ходу. Кроме того, они имеют довольно сложную конструкцию, не обеспечивают подогрев топлива перед пуском дизеля, имеют повышенную пожароопасность. Следует отметить и тот факт, что конструкции таких подогревателей значительно повышают сопротивление выхода отработавших газов, а это ведет к снижению мощности развиваемой двигателем.
Во избежание большого расхода электрической энергии для подогрева топлива можно использовать тепло охлаждающей жидкости. Теплообменники с использованием теплоты охлаждающейся жидкости выполняются в основном по традиционной схеме "труба в трубе". Конструкции таких теплообменных подогревателей выпускают фирмы "Даль", "Мидко", "Давко" (США) [68]. Однако существуют конструкции таких теплообменников, выполненных в виде змеевика, погруженного в топливный бак. Приспособление работает следующим образом. В отверстие ниже основного клапана в коробке термостата ввертывают штуцер. К нему присоединяют патрубок из газовой трубы, соединенный с подводящим резиновым шлангом. Другой конец резинового шланга присоединяют к входному штуцеру змеевика, изготовленного из четырех витков трубы. Патрубок, соединенный с коробкой термостата, имеет вентиль, которым можно регулировать количество горячей жидкости, поступающей к змеевику. К выходному штуцеру змеевика подсоединяют резиновый шланг. Перед пуском двигателя открывают вентили входного и выходного патрубков и заливают горячую воду в рубашку блока. Вода, прогревая блок двигателя, поступает также в змеевик. Подогревают топливо и при работе пускового двигателя, так как штуцер с отводящим патрубком подсоединен к коробке термостата ниже основного клапана.
Основными недостатками теплообменников с использованием тепла охлаждающей жидкости являются довольно сложная конструкция двойного штуцера и непригодность их при запуске холодного двигателя.
Теплообменники с использованием тепла излишков топлива могут быть выполнены по всей длине всасывающего трубопровода по типу "труба в трубе". Аналогом такого теплообменника является очень простое приспособление Алтайского СХИ (рис.3.3). Оно позволяет использовать тепло излишков топлива, поступающего из головки топливного насоса. Топливопровод от бака до фильтра грубой очистки заменяют двойной трубкой. Топливо из бака в фильтр поступает по внутренней трубке. Топливопровод для перепускания лишнего топлива к подкачивающему насосу снят, и оно через наружную трубку поступает непосредственно в бак [1]. Проще в конструктивном исполнении вариант, при котором подводящий и сливной топливопроводы размещают рядом и обматывают текстильной лентой или другой теплоизоляцией.
Рис. 3.3. Приспособление для подогревания топлива:
1 — форсунка; 2 — топливопровод высокого давления; 3 — топливный насос высокого давления, 4 —топливопровод слива топлива от форсунки в бак; 5 — бак; 6 — заборный штуцер; 7 — перепускной топливопровод; 8 и 10 — фильтры грубой и тонкой очистки; 9 — подкачивающий насос
Заслуживает внимания схема топливоподачи, представленная на рис. 3.4. Особенностью ее является организация непрерывного подогревания топлива в системе низкого давления.
Для этого топливо поступает по перепускному топливопроводу 5 к заборному штуцеру топливного бака и далее в цилиндр 4, установленный в нижней части бака. Топливо забирается через трубопровод 3, установленный внутри цилиндра 4 ниже уровня топлива. В верхней части цилиндра расположен конус 2, который способствует выделению из перепущенного топлива газовоздушых пузырьков и через центральное отверстие которого топливо поступает и трубопровод 3.
За счет смешивания подогретого и холодного топлива оно на участке от бака до фильтра грубой очистки 8 не теряет своей текучести. Топливо, двигаясь к подкачивающему насосу 9 и фильтрам тонкой очистки.
Рис. 3.4. Схема топливоподачи с автоматическим электроподогревом:
1 — топливный бак; 2 — конус; З — трубопроводы; 4 — цилиндр смесителя; 5 и 14 — перепускные трубопровод и клапан; 7 — электроподогреватель; 8 и 13 — фильтры грубой и тонкой очистки; 9—подкачивающий насос; 10 — датчик температуры; 11 — топливный насос высокого давления; 12 — форсунка
За счет смешивания подогретого и холодного топлива оно на участке от бака до фильтра грубой очистки 8 не теряет своей текучести. Топливо, двигаясь к подкачивающему насосу 9 и фильтрам тонкой очистки 13, нагревается за счет тепла двигателя и дросселирования в каналах системы. Если температура топлива ниже 30...40 °С, оно подогревается электронагревателем 7, который питается от бортовой электрической сети трактора. Электронагреватель, установленный в одном корпусе с фильтром грубой очистки. Температура топлива в фильтре грубой очистки контролируется датчиком 10. При такой схеме перепускания топлива подогревается только небольшая часть его около места забора. Этим предотвращается избыточное растворение воды в топливе и выпадение ее в осадок. Клапанный узел 14 оборудован жиклером, через который непрерывно проходят образовавшиеся паровоздушные пузырьки и небольшая часть топлива.
К недостаткам этого способа можно отнести то, что разрушение кристаллов парафинов будет происходить лишь при запущенном и хорошо прогретом двигателе, однако это не исключает возможности забивания пробками парафинов в двойном штуцере.
Все вышеотмеченные теплообменники создаются с целью обеспечения экономии энергоносителей, более полного использования тепловой энергии двигателя, утилизации продуктов сгорания. Однако, как и предпусковые подогреватели, они способны лишь частично разрушать кристаллы н-парафинов путем повышения общего теплового состояния двигателя. Поэтому наиболее перспективными для разрушения кристаллов н-парафинов в дизельном топливе перед пуском двигателя являются устройства с применением электронагревательных элементов, которые имеют меньшие массообъемные характеристики, чем теплообменники.
При использовании различных электронагревательных устройств к.п.д. повышается в несколько раз. Кроме того, использование таких устройств позволяет производить разогрев дизельного топлива перед пуском дизеля. Однако и эти системы не лишены недостатка, главный из которых - зависимость работоспособности подогревателя от надежности системы электроснабжения.
В настоящее время электронагревательные элементы устанавливаются в топливных фильтрах [Пат. ¹ 4512324 США; Пат. 2009358 РФ (рис.3.5); Пат. 2009359 РФ (рис.3.6) и др.], в специальный корпус перед фильтром [Пат. ¹ 4571431, США; Пат. Франции 03/025381 Al], на выходе из топливного бака [Пат. США ¹ 2635174; Пат. РФ 2007609 С1 и др.], в трубопроводах [Заявка ¹ 59-221451, Япония, М.кл. F-02 M 31/12, опубл. 1986, подогреватель Thermoline фирмы Raychem (рис. 3.7) и др ], штуцерах [Заявка ¹ 3537566, ФРГ, М.кл. F-02 M 31/12, опубл. 1986]. Для их изготовления используют свечи накаливания [Заявка ¹ 3537566, ФРГ, М.кл. F-02 M 31/12, опубл. 1986], разнообразные спирали, пластины, полупроводниковые материалы, органические и синтетически волокна, обладающие значительным электрическим сопротивлением [69, 70, 71, 72 и др.].
На рис. 3.5 представлена схема фильтра тонкой очистки с электронагревательным устройством, выполненным из углеродных тканей [69].
Подогреватель работает следующим образом. Перед пуском двигателя выключателем массы замыкается цепь, и электрический ток проходит через зажим 10, углеродную ткань 20, зажим 11, позистор 25.
Рис. 3.5. Фильтр тонкой очистки с электронагревательным элементом:
1 – корпус ФТО; 3 – ось; 4 – сливная пробка; 5 – крышка корпуса; 6 – пробка для стравливания воздуха; 7 – прокладка; 8 и 9 – основания фильтрующего элемента; 10, 11, 12 и 24 – зажимы; 13 и 14 – отверстия; 15 и 16 – гайки; 17, 18 и 23 – диэлектрические втулки; 19, 21 и 22 - пружины; 20 – углеродная ткань; 25 – позистор
Подогреватель работает следующим образом. Перед пуском двигателя выключателем массы замыкается цепь, и электрический ток проходит через зажим 10, углеродную ткань 20, зажим 11, позистор 25. В результате этого нагревается углеродная ткань, что приводит к разрушению кристаллов парафинов, находящихся на ее поверхности, за счет чего обеспечивается улучшение условий фильтруемости дизельного топлива. Позистор 25 предотвращает перегрев и разрушение углеродной ткани. Однако применение такого подогревателя не позволяет обеспечить нагрев дизельного топлива на линии всасывания, которая является наиболее критическим участком системы питания в условиях низких температур [11], кроме того, при эксплуатации трактора ФТО нагревается за счет тепла двигателя и данная конструкция большую часть своего времени работать не будет.
Примерно такую же конструкцию имеет трехфункциональный агрегат фирма Fram Corp. Fгеgаt, который выполняет следующие функции (рис. 3.6) [68]:
1)отделяет свободную и эмульгированную воду: первая ступень отделения происходит на фильтре 2, который коалесцирует воду в капли, скатывающиеся в водосборник; вторая ступень - на нейлоновой сетке 6 с кремнийорганическим покрытием, она задерживает мельчайшие капельки воды, прошедшие через первую, ступень;
2) задерживает содержащиеся в топливе твердые частицы размером до 1,5 мкм, фильтрующий элемент — бумажный гармошковый;
3) подогревает топливо для облегчения холодного запуска
Рис. 3.6. Трехфункциональный агрегат фирмы Fram:
1 — вход; 2 — коалесцентный фильтр; 3 -- датчик уровня воды; 4 — гибкая сливная трубка; 5 — сливной вентиль; 6 — сетка; 7 — подогреватель; 8 — выход; 9 — ручная помпа
Встроенный полупроводниковый (титанат бария) подогреватель 7 обеспечивает нормальную работу двигателя при температуре воздуха до минус 30 °С. В конструкцию агрегата входит также ручная помпа 9, предназначенная для вытеснения топливом воды из водосборника, во избежание попадания воздуха в систему. Дополнительно может комплектоваться сигнализатором слива воды и индикатором к приборному щитку.
На рис. 3.7 представлена схема фильтра грубой очистки топлива с нагревательным элементом [70].
Рис. 3.7. Подогреватель дизельного топлива выполненный в ФГО:
1 – корпус; 2, 3 – каналы; 4 – стакан; 5 – успокоитель; 6 – пробка; 7 – воронка фильтрующего элемента; 8 – сетка; 9 - кольцо; 10 – углеродная ткань; 11 – источник тока; 12 – позистор.
Принцип работы такого устройства аналогичен предыдущему. К существенным недостаткам данной конструкции можно отнести невозможность подогрева топлива на начальном участке (“топливный бак — вход в ФГО”), т.е. на участке, который менее всего зависит от температурного состояния двигателя, повышенный расход тепла в окружающую среду (большая поверхность теплоотдачи).
На рис. 3.8 представлен подогреватель дизельного топлива, устанавливаемый во всасывающем трубопроводе между топливным баком и ФГО [71].
Рис. 3.8. Подогреватель дизельного топлива:
1—входной штуцер, 2—выходной штуцер, 3—диалектический корпус, 4—электропроводящая втулка, 5—упорная втулка, 6—натяжная шайба, 7—токопроводящая шайба, 8—пружина, 9—нити нагревательного элемента, 10,11,12—металлические кольца, 13,15—токопровод, 14—позистор.
Поток дизельного топлива проходит через сквозные проточки электропроводящей втулки, омывая углеродные нити нагревательного элемента. При отрицательных температурах выпадающие кристаллы парафинов забивают узкие места топливопроводов, тем самым затрудняя прокачиваемость топлива. При подключении токопроводов к источнику электрической энергии происходит интенсивный разогрев углеродных нитей, выполненных в виде однополостного гиперболоида, что позволяет равномерно осуществить нагрев топлива и разрушить кристаллы парафинов, находящиеся в корпусе. Подогретое топливо, проходя через аналогичные проточки в упорной втулке и токопроводящей шайбе, поступает в корпус отводящего штуцера и по трубопроводу в фильтр грубой очистки. При увеличении температуры топлива на выходе из подогревателя сопротивление позистора увеличивается, тем самым уменьшая степень нагрева элемента.
Аналогично назначение имеет изображенный на рис. 3.9. [68] подогреватель фирмы Raychem, Start-Pilote. Он включает в себя гибкий пластиковый полупроводниковый нагревательный элемент, характер температурной зависимости сопротивления которого позволяет поддерживать постоянной температуру топлива на выходе.
Рис. 3.9. Подогреватель Thermoline фирмы Raychem:
1 – проводник; 2 – полупроводниковый нагреватель; 3 – полимерное покрытие; 4 – гибкий трубопровод.
Известен электрический нагреватель дизельного топлива рис.3.10 устанавливаемый в топливном баке и питающийся от электрической сети бортового источника питания автомобиля [73]. Электрический топливонагреватель содержит цилиндрический корпус 1, в котором помещен и закреплен в его нижней части нагревательный элемент 2, выполненный в виде металлической пластины с толстопленочным покрытием (состав которого и технология нанесения на пластину является ноу-хау заявителей), на противоположном конце пластины установлен сетчатый фильтр грубой очистки 3. В нижней части корпуса 1 выполнены впускные окна 4, равномерно расположенные по окружности, через которые топливо из бака поступает в полость топливного фильтра 3, контактирует с нагревательным элементом 2 и получает тепло непосредственно от него. Для удобства монтажа нагревательного элемента нижняя часть корпуса, на которой он закреплен, выполнена съемной. В верхней части корпуса 1 выполнен фланец 5, при помощи которого топливонагреватель устанавливается в топливный бак, а за ним - выпускной патрубок 6 с топливопроводом и разветвитель 7 для вывода электропровода.
Топливонагреватель помещен в бак 8, заполненный топливом, и закреплен на верхней стенке бака при помощи фланца 5. К выпускному патрубку 6 подсоединен топливопровод 9, а через разветвитель 7 пропущен электропровод 10, прикрепленный к пластине нагревательного элемента 2, питание которого осуществляется от аккумуляторной батареи автомобиля.
Рис 3.10. Топливонагреватель и его схема подключения:
1 – корпус; 2 – нагревательный элемент; 3 – сетчатый фильтр; 4 – впускные окна; 5 – фланец; 6 - выпускной патрубок; 7- разветвитель; 8 – бак; 9 – топливопровод; 10 – электропровод; 11 – ключ; 12 – резистор; 13 – световой индикатор; 14 – термодатчик; 15 – индикатор температуры
Известны конструкции электрических подогревателей (ТЭНов) питающихся от внешней электросети напряжением 220В. Эти подогреватели устанавливаются в топливных баках и работают в периодическом режиме во время межсменного хранения автотракторной техники при низких температурах. Один из таких подогревателей показан на рис. 3.11 [1]. Корпус 18 выполнен в виде пустотелой пробки и закрыт крышкой 19 с уплотнительным резиновым кольцом 20. В корпусе 18 смонтировано биметаллическое регулируемое устройство (термореле) на пластмассовом блоке 23 с фиксирующим винтом 22. В блоке выполнены две выточки и пять отверстий: два круглых отверстия — для проводников 26, два прямоугольных — для пластинчатых пружинных контактов 25 и 17 и одно с резьбой — для винта 24. Термореле включают и выключают с помощью биметаллической пластины 15 с фарфоровым нажимным штырем 16.
Рис.3.11. Электрический подогреватель с биметаллическим термореле:
1 - корпус индикатора; 2 и 14 - индикаторный и нагревательный элементы; 3 и 5—корпус и крышка штепсельной вилки; 4 — контрольная лампочка; 6 – хомут; 7 и 16 – штыри; 8 – винт-штырь; 9 – сопротивление; 10 – заземляющий провод; 11 – гайка; 12, 13, 22, 24, и 30 – винты; 15, 17, и 25 – детали термореле; 18 – корпус подогревателя; 19 – крышка; 20 – уплотнительное кольцо; 21 – гибкий провод (электрокабель); 23 – блок; 26 -- проводник; 27 – трубка; 28 -- нихромовая спираль; 29 — наполнитель
При достижении необходимой температуры топлива биметаллическая пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом расширения и размыкает пружинные контакты 25 и 17. В этот момент электрическая цепь разрывается. Когда подогретое топливо остывает, биметаллическая пластина возвращается в первоначальное положение, пружинные контакты реле замыкаются, и цикл подогревания и охлаждения повторяется.
Винты 30 скрепляют проводники 26 цепи с пружинными контактами реле 25 и 17. Квадратные прокладки под винтами ограничивают движение пружинных контактов в блоке 23. В дно корпуса впаян нагревательный элемент 14 (ТЭН). Он состоит из нихромовой спирали 28 и электроизоляционного наполнителя 29, заключенных в трубку 27.
Подогреватель соединяется электрокабелем 21 с вилкой, включаемой в переносную розетку. Это наиболее безопасно, так как розетка не имеет оголенных контактов.
Параллельно с цепью подключения нагревательного элемента соединена контрольная лампочка. Она загорается, когда устройство начинает работать, и гаснет, когда топливо нагревается до заданной температуры.
Индикатор, подключенный к массе трактора, показывает, что потребляемый устройством ток не проходит через трактор. Это дает возможность во время подогрева в полной безопасности заниматься ежесменным обслуживанием машины. Подогреватель снабжен заземляющим проводом.
Существенные недостатки такого типа подогревателей: необходимость больших дополнительных капитальных вложений на организацию сети электроснабжения, большое энергопотребление, повышенная пожароопасность.
Авторами запатентована система облечения работы дизеля при низких температурах [74] содержащая устройство для автоматического ввода депрессорной присадки. Использование предлагаемой системы позволяет автоматически вводить депрессорную присадку в фильтр тонкой очистки при забивании его парафинами на всех режимах работы дизеля, и тем самым – предотвращает разрыв топливных фильтров и работу двигателя на неочищенном топливе.
Система работает следующим образом.
При температуре дизельного топлива, когда процессы кристаллизации не протекают и фильтр не забит парафинами, топливо свободно проходит из топливного бака через фильтр грубой очистки, топливоподкачивающий насос и фильтр тонкой очистки и далее поступает к топливному насосу высокого давления и форсункам. При этом пружина 23 удерживает золотник 18 в крайнем правом положении. Сверление 14 крышки 12 перекрыто золотником 18, а сверление 15 через проточку 22 золотника 18 и сверление 16 крышки 12 сообщает надпоршневую полость с всасывающим коллектором. Двухступенчатый поршень 2 под действием пружины 3 находится в крайнем верхнем положении. Депрессорная присадка через открытый обратный клапан 9,
Рис.3.12. Устройство для автоматического ввода депрессорной присадки:
1 – корпус; 2 - двухступенчатый поршень; 3 – пружина; 4 – штуцер; 5 – контргайка; 6 и 7 – осевое и радиальное сверления; 8 и 9 - обратные клапаны; 10 – винтом для удаления воздуха; 11 – сверление, сообщающее межпоршневую полость с всасывающим коллектором; 12 – крышка; 13 – осевое сверление; 14, 15 и 16 -- радиальные сверления; 17 -- винт для удаления воздуха; 18 – золотник; 19 и 20 – осевое и радиальное сверления; 21 и 22 – проточки; 23 – пружина; 24 – штуцер; 25 – контргайка; 26 – осевое сверление, сообщаемое с выходом из фильтра тонкой очистки.
При температуре дизельного топлива ниже температуры помутнения протекают процессы кристаллизации высокоплавких углеводородов. Парафины, выпадающие в виде кристаллов, забивают фильтрующий элемент, увеличивая его гидравлическое сопротивление. При этом возникает перепад давлений на фильтре, независящий от режима работы двигателя. За счет разности давлений на входе и выходе из фильтра золотник 18, установленный в крышке 12, начинает перемещаться влево, сжимая пружину 23. В результате чего перекрывается сверление 15 крышки 12, а сверление 14 через проточку 21, сверление 20 и 19 золотника 18, сверление 13 крышки 12 сообщается с входом в фильтр. Топливо начинает поступать в надпоршневую полость. Поршень 2 перемещается вниз сжимая пружину 3. За счет разности площадей двухступенчатого поршня 2 давление в подпоршневой полости, где находится депрессорная присадка, намного выше, чем давление в надпоршневой полости и в фильтре. Под действием этого давления обратный клапан 9 закрыт и открывается обратный клапан 8. Депрессорная присадка по каналу 6 штуцера 4 через обратный клапан 8 и трубопровод подается в фильтр. После впрыска присадки, когда поршень 2 упирается в своем крайнем нижнем положении в штуцер 4, обратный клапан 8 закрывается. Объем вводимой присадки регулируется штуцером 4 и контргайкой 5. Под действием депрессора кристаллы разрушаются, улучшаются условия фильтруемости и прокачиваемости дизельного топлива, тем самым снижается перепад давлений на фильтре. Золотник 18 под действием пружины 23 перемещается в первоначальное положение, перекрывается сверление 14, а сверление 15 через проточку 22 золотника 18 и сверление 16 крышки 12 соединяет надпоршневую полость с всасывающим коллектором. Поршень 2 под действием пружины 3 перемещается вверх, вытесняя топливо из надпоршневой полости. При этом открывается обратный клапан 9 и по сверлениям 7 и 6 штуцера 4 в подпоршневую полость поступает новая порция депрессорной присадки. Перепад давлений, при котором срабатывает устройство, зависит от положения штуцера 24 с контргайкой 25.
Установка нагревательных элементов в корпусе ФТО и ФГО (см. рис. 3.5, 3.6, 3.7) неизбежно приводит к изменению конструкции этих узлов и их эксплуатационных параметров. Этот недостаток присущ всем рассмотренным выше способам подогрева топлива с нагревательными элементами, встроенными в какой-либо агрегат системы питания двигателя. Он является сдерживающим фактором внедрения оригинальных исследовательских разработок в производство, поскольку КБ заводов двигателе - и тракторостроения весьма скептически относятся к конструктивным всевозможным изменениям хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации узлов и агрегатов. Поэтому для подогрева топлива должны быть использованы индивидуальные подогреватели, которые не вносят конструктивных изменений в агрегаты системы питания принятой схемы топливоподачи.
