книги из ГПНТБ / Башаев В.Е. Потери присадок в автомобильных фильтрах тонкой очистки масла

Чтобы вода не проникала в поры фильтрующих мате­ риалов, последние были покрыты слоем цапонового лака.

В табл. 25 приведены результаты определений у и под­ считанные по ним величины Лѵ. После измерения толщины

материалов Oj по формуле (14) были рассчитаны величины

относительной адсорбции материалов по отношению к кар­ тону элемента Реготмас. Полученные данные приведены в последней графе табл. 25. Наименьшей адсорбционной способностью будет обладать фильтр из хлопчатобумажной ткани (почти в 6 раз меньшей, чем фильтр Реготмас), затем следуют фильтры из нитрона и из синтетической бумаги БМФ-2. Фильтр фирмы Mann und Hummel обеспечивает незначительное (на 20%) уменьшение адсорбции присадки по сравнению с отечественными серийными фильтрами Ре-

0 9

поверхность 1 г картона Реготмас достигает нескольких десятков квадратных метров.

На основании полученных данных можно сделать вывод, что применение хлопчатобумажной нити для изготовления фильтрующего элемента позволит в 6 раз сократить потери присадки на адсорбцию в фильтрующем элементе.

Наилучшим же материалом с данной точки зрения явля­ ется металлическая сетка. Однако применение ее для изго­ товления ФТО будет рентабельным в том случае, если будет разработан достаточно надежный и простой метод ее регенерации.

§ 2. Уменьшение потерь присадок в ФТО путем создания оптимальных условий их эксплуатации

Результаты опытов, изложенные в предыдущих разде­ лах, показывают, что одним из факторов, оказывающих сильное влияние на величину адсорбции присадки материалом ФТО, является температура в зоне взаимодействия. Этот факт, являющийся подтверждением физической сущности адсорб­ ции в данном случае, может быть использован для умень­ шения величины потерь присадки в фильтре. Механизм десорбции присадки под влиянием температуры, по-види­ мому, заключается в том, что с повышением температуры

растет кинетическая энергия теплового движения молекулы

3

присадки, оцениваемая величиной — кТ, где к—постоянная

вается на поверхности. В связи с тем, что скорости движе­ ния всех молекул присадки не одинаковы, а изменяются в соответствие с кривой распределения, то следует ожидать, что процесс десорбции будет происходить в определенном интервале температур, обусловливаемом минимальной и максимальной начальной кинетической энергией теплового движения молекул присадки.

100

Прежде чем приступить к анализу возможных схем

Для указанной цели были проведены специальные опыты для присадок СБ-3, БФК и ИНХП-21. Для присадки СБ-3, как уже указывалось, опыты проводились на большой установке с натурными фильтрами типа Р-1. Полученные данные были представлены ранее на рис. 44, из которого следует:

1)для каждой постоянной концентрации присадки СБ-3

вмасле скорость десорбции возрастает с повышением тем­ пературы масла в зоне контакта его с фильтрующим эле­ ментом;

2)температура 100% десорбции присадки с фильтрую­

исследования, указывалось, что практически приемлемой

присадка СБ-3, в состав композиций присадок для моторных масел различного назначения. Как видно из изображенных на указанных фигурах кривых, характер нх протекания такой

101

же, как и для присадки СБ-3. Причем при t = 120°С адсорб­

она становится равной нулю при t = 120°С. Практически кон­ центрация присадки БФК так же, как и СБ-3, после неболь­ шого интервала времени работы в двигателе уменьшится. Если учесть также, что максимальная концентрация при­ садки БФК рекомендованная для масел, предназначенных для автомобильных и тракторных дизелей, составляет 8%, то нагрев масла в фильтре до 120°С приведет к полной ликвидации адсорбции указанной присадки фильтрующим материалом.

Рис. 55. / —металлическая сет­ ка; 2 —картон элемента „Реготмас“; 3—двуслойная бума­ га 22/64; 4—лавсан; 5—хлоп­ чатобумажная нить; 6—ни­ трон; 7—синтетическая бума­ га БМФ-2; 8—бумага Mann

und Hummel.

Что касается присадки ИНХП-21, то учитывая что мак­ симальная ее концентрация в рекомендованных композициях

На основании изложенного можно сделать вывод о том, что подъем температуры масла в корпусе фильтра до t = 120°С обеспечит практически полную десорбцию присадок СБ-3, БФК и ИНХП-21 с фильтрующего материала.

Следует отметить, что повышение температуры масла в корпусе термостатированного ФТО масла будет иметь еще одно положительное следствие: увеличится почти втрое (по сравнению с t = 20°С) пропускная способность ФТО масла, включенного параллельно основной масломагистрали.

102

Как уже указывалось, благодаря этому улучшится сте­ пень очистки масла от примесей.

Установив значение температуры масла, предупреж­

Для проверки воздействия температуры была выбрана длительность, равная 24 я, что соответствует сроку смены масла через 100 я. Внутри ФТО масло контактирует с ма­ териалом фильтрующего элемента (в нашем случае с карто­ ном) и железными деталями корпуса. Причем при каждом попадании в корпус ФТО элементарный объем пребывает

103

влияние железа на процесс окисления масла и будет иметьместо, то это следует отнести главным образом к тонкому

ности метода. Кроме того, увеличение продолжительности нагрева при 140°С от 10 до 50 я не приводит к заметному появлению осадка.

В табл. 27 приведены результаты оценки качеств масел с присадками, подвергнутых предварительной термообработке без катализаторов окисления в течение 24 я. Для сравнения приведены качества тех же масел до термообработки. Как: видно, продолжительная термическая обработка, моделирую­ щая условия нагрева масла в корпусе ФТО, практически не ухудшила первоначальных качеств масла. Действительно, такие показатели, как: коксуемость, вязкость, термическая стабильность, щелочность, коррозионная агрессивность, ста-

104

Ö*

бильность против окисления, моющие и диспергирующие

•свойства, практически не изменились после термической обработки масла.

На основании изложенного можно считать проверенным факт отсутствия отрицательного влияния нагрева масла в фильтре на его качества. Вообще же говоря, если бы отри­ цательное влияние обогрева масла в корпусе фильтра в какой-то степени и проявилось, то это положение может быть легко исправлено добавлением в масло соответствую­ щих антиокислительных присадок. Необходимо отметить, что современные композиции присадок к моторным маслам, как правило, содержат в своем составе антиокислители.

В практическом осуществлении термостатированного ФТО немаловажным является вопрос об источнике тепла для нагрева масла.

§ 3. Исследование возможности утилизации тепла выхлопных газов для обогрева масляного фильтра

В автомобильных и тракторных двигателях в качестве теплоносителей могут рассматриваться охлаждающий двига­ тель агент и выхлопные газы. Первый теплоноситель не может быть использован вследствие ограничения его мак­ симальной температуры (не выше 90°С при охлаждении водой), возможность использования второго рассмотрим подробнее.

Количество тепла QM, необходимо для нагрева масла в корпусе ФТО до температуры t2 определим по формуле:

г?!—температура масла в картере двигателя (в среднем для двигателя ГАЗ-51 tx = 70°С);

t2—температура масла на выходе из ФТО (примем t2 —

= 120СС).

Т. е. Qm= 80-0,5 (120—70) = 2000 ккал

ч

Для определения количества тепла, содержащегося в выхлопных газах двигателя ГАЗ-51, принятого в качестве примера, были сняты две скоростные характеристики дви­ гателя на полном дросселе и на холостом ходу. При этом

-Д06

приведены теплосодержания часового расхода выхлопных

Причем, при определении величины Ge условно прини­

видно, что даже на холостом ходу при минимальных оборо­ тах тепла достачочно для подогрева масла в ФТО.

Расчеты показывают, что на режиме п = 2200 об/мии температурный перепад выхлопных газов, срабатываемый в обогревателе ФТО масла составляет: при работе на холостом ходу—92°С, при работе на полном дросселе—32°С. Распола­ гая полученными данными, можно рассчитать поверхность нагрева подогревателя. Конструктивно обогрев ФТО выхлоп­ ными газами может быть оформлен различным образом.

107

Предполагаемая схема обогрева маслофильтра показана • на рис. 57. Газы из выхлопной трубы / при помощи заслонки.

стимый уровень, давление паров толуола расправляет силь­ фон сжатый пружиной 12. При этом регулирующий клапан сообщает промежуточный винтовой канал с атмосферой. Атмосферный воздух, просасываемый через канал 7 при. помощи эжектора 13, охлаждает корпус фильтра благодаря

масло. Для предупреждения потерь тепла вокруг внешнегокорпуса 4 располагается теплоизоляция 14. Заслонка 2 связана с дросселем карбюратора таким образом, чтобы при увеличении нагрузки двигателя увеличивалось доля выхлоп­ ных газов, проходящая мимо корпуса фильтра в патрубок 15. Благодаря этому, поток тепла, поступающий к корпусу ФТО,. будет поддерживаться на более или менее одинаковом уровне. Описанное устройство позволит автоматически под­ держивать температуру масла в корпусе ФТО на требуемом, уровне и, благодаря этому предупреждать адсорбцию при­ садки фильтрующим элементом. На стационарных двигателях может быть использован паровой, жидкостной или электро­ обогрев фильтра.

108