Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса. цель и задачи исследований 8
1.1 Общая характеристика загрязненности дизельного топлива в процессе эксплуатации машин 8
1.2 Влияние загрязнений топлива на работу и надежность дизелей 15
1.3 Требования, предъявляемые к дизельному топливу 19
1.3.1 Качество топлива 19
1.3.2 Чистота топлива 23
1.4 Методы очистки топлива в системах питания дизелей строительно-дорожных машин 25
1.5 Фильтрационная очистка топлива 32
1.5.1 Фильтрационные материалы 32
1.5.2 Фильтрующие элементы 36
1.5.3 Методы расчета фильтров 39
1.6 Выводы. Цель и задачи исследования 46
2 Теоретические предпосылки совершенствования средств обеспечения чистоты дизельного топлива в топливных системах машин 48
2.1 Анализ факторов, влияющих на процесс накопления загрязнений в топливных баках машин 48
2.2 Общая характеристика предлагаемого конструктивного совершенствования топливных систем машин 52
2.3 Теоретическая оценка основных конструктивных параметров и показателей эффективности масляного пылеуловителя топливного бака 58
2.4 Теоретическая оценка гидравлических свойств, эффективности и ресурса топливного фильтра-сепаратора 61
2.4.1 Гидравлические свойства 61
2.4.2 Эффективность очистки топлива 64
2.4.3 Оценка ресурса фильтра 66
2.5 Выводы. Задачи экспериментальных исследований 68
3 Методы экспериментальных исследований 69
3.1 Объект и предмет исследования 70
3.2 Оценка загрязненности дизельного топлива 72
3.2.1 Методика определения массовой концентрации загрязнений 72
3.2.2 Методика определения дисперсного состава загрязнений микроскопическим методом 74
3.2.3 Методика определения счетной концентрации загрязнений с использованием автоматического анализатора 77
3.2.4 Методика определения зольности загрязнений 79
3.2.5 Методика определения содержания воды в топливе 79
3.3 Экспериментальная оценка эффективности масляного пылеуловителя...82
3.4 Методы оценки свойств и показателей пористых фильтров 84
3.4.1 Методика определения пористости фильтрующего материала топливного фильтра-сепаратора 85
3.4.2 Методика оценки гидравлических свойств фильтра-сепаратора $6
3.4.3 Методика оценки эффективности фильтра-сепаратора 89
3.5 Методика эксплуатационной оценки эффективности усовершенствованной топливной системы дорожных и строительных машин 90
3.5.1 Планирование натурного эксперимента 90
3.5.2 Методика эксплуатационных испытаний 91
3.6 Выводы 92
4 Результаты экспериментальных исследований эффективности усовершенствованной топливной системы .95
4.1 Результаты лабораторных испытаний масляного пылеуловителя 95
4.2 Результаты лабораторных испытаний топливного фильтра - сепаратора..98
4.2.1 Задачи испытаний 98
4.2.2 Лабораторная эффективность работы фильтра - сепаратора 99
4.3 Результаты эксплуатационных испытаний усовершенствованной топливной системы дорожно-строительных машин 101
4.3.1 Анализ общей загрязненности дизельного топлива при эксплуатации машин 104
4.3.2 Динамика изменения загрязненности топлива в серийной и усовершенствованной топливных системах машин 107
4.3.3 Оценка обводненности топлив серийной и усовершенствованной топливных систем машин 116
4.3.4 Поэлементный состав загрязнений дизельного топлива 118
4.4 Оценка влияния усовершенствованной топливной системы на надежность машин 122
4.5 Характер и механизм изнашивания элементов топливной системы машин 134
4.6 Ресурсные испытания 137
4.7 Выводы 141
5 Вопросы проектирования средств повышения чистоты топлива 143
5.1 Выбор основных параметров масляного пылеуловителя 143
5.2 Методика расчета гидравлического сопротивления масляного пылеуловителя 144
5.3 Выбор основных параметров фильтра-сепаратора 148
5.4 Методика гидравлического расчета фильтра-сепаратора 151
5.5 Оценка экономической эффективности внедрения МПУ и ФС в топливные системы машин 156
5.6 Выводы 159
Общие выводы 160
Библиографический список 161
Приложение 170
- Методы очистки топлива в системах питания дизелей строительно-дорожных машин
- Общая характеристика предлагаемого конструктивного совершенствования топливных систем машин
- Методика определения дисперсного состава загрязнений микроскопическим методом
- Динамика изменения загрязненности топлива в серийной и усовершенствованной топливных системах машин
Введение к работе
Постоянно растущие объемы всех видов строительных работ связаны с необходимостью их механизации и автоматизации. При этом ведущая роль в этом процессе принадлежит дорожным, строительным и транспортным машинам, оснащенным дизельными двигателями внутреннего сгорания. Поэтому постоянно растущий парк машин является одним из массовых потребителей дизельного топлива в масштабах строительного производства страны.
Эксплуатационная надежность дорожных и строительных машин, в значительной степени, определяется чистотой определяемого топлива. Многочисленными исследованиями установлено, что более 15% отказов машин в эксплуатации приходится на топливные системы и связаны они с высокой загрязненностью топлива механическими примесями сложного состава и водой.
Решению проблемы обеспечения чистоты применяемого дизельного топлива и конструктивного совершенствования с целью повышения надежности топливных систем машин посвящены работы Григорьева М.А., Борисовой Г.В., Рыбакова К.В., Коваленко В.П., Удлера Э.И., Петрова Г.Г., Карпекиной Т.П., Архипова A.M., Путинцева В.А., Зыкова СВ., Лысунца А.В. и других исследователей. Однако существующий высокий уровень отказов топливных систем машин требует дальнейших исследований и разработок. Поэтому целью настоящей диссертационной работы является дальнейшее повышение надежности топливных систем дорожных и строительных машин с высокооборотными дизельными двигателями путем дополнительного оснащения топливных систем новыми, более эффективными, средствами предотвращения загрязнения топлива в баках машин и фильтрационной очистки топлива, поступающего в двигатель.
7 На защиту выносится:
- математическая модель накопления загрязнений в топливных баках
машин, подтверждающая необходимость совершенствования их топливных
систем;
новая конструкция масляного пылеуловителя (МГЛУ), предотвращающего попадание загрязнений в баки машин в условиях высокой запыленности окружающей среды;
новая конструкция топливного фильтра-сепаратора (ФС) повышенной эффективности;
расчетные методы оценки эффективности и гидравлических свойств масляного пылеуловителя и топливного фильтра-сепаратора;
результаты лабораторных и стендовых испытаний МПУ и ФС;
- результаты эксплуатационных испытаний усовершенствованной
топливной системы машин с оценкой повышения показателей надежности.
Работа выполнена на кафедре «Автомобили и тракторы» Томского государственного архитектурно-строительного университета по программе «Нефть и газ Западной Сибири».
Методы очистки топлива в системах питания дизелей строительно-дорожных машин
Дизельное топливо - это сложная смесь ароматических (14...30%) нафтеновых (20...60%) и парафиновых (10...40%) углеводородов и их производных средней молекулярной массы 110...230, выкипающих в пределах 170...380С. Температура вспышки составляет 35...80С, застывания - ниже -5С. Растворимость воды в топливе примерно 0,06 кг/м, кислорода 3,3...3,5-10 кг/м, коэффициент рефракции 1,37...1,58, поверхностное натяжение 30...31-10 Н/м, относительная диэлектрическая проницаемость 1,80.. .2,10, теплота испарения 234.. .270 кДж/кг, температурный коэффициент объемного расширения 0,012"С, теплопроводность 0Д4 Дж/м-с- С (при 100С), удельная теплоемкость 1,90...2,60 кДж/кг-С, удельное сопротивление 2...3 10 Ом м.
Для надежной и экономичной работы дизельного двигателя (низкая скорость нагарообразования в цилиндропоршневой группе, полное сгорание топлива и незначительная степень изнашивания и т.д.) топливо должно отвечать следующим техническим и экологическим требованиям: - не вызывать коррозии топливопроводов, топливных баков деталей двигателя (определяется количеством сернистых соединений); - обеспечивать тонкий распыл и хорошее смесеобразование, для чего нужны оптимальные вязкость и фракционный состав; - не вызывать повышенного нагарообразования на клапанах, кольцах и поршнях, закоксовывания форсунки и зависания иглы распылителя (зависит от химического и фракционного состава, способов и глубины очистки); - хорошо прокачиваться для надежной и бесперебойной работы насоса высокого давления (иметь оптимальную вязкость, необходимые низкотемпературные свойства, не содержать воды и механических примесей); - полностью сгорать, не образуя сажистых веществ, чтобы двигатель легко запускался и «мягко» работал (зависит от химического и фракционного состава, вязкости); - при сгорании выделять возможно большее количество тепла и быть стабильным (не менять свойства при длительном хранении); - обеспечивать минимальный выброс токсичных веществ в атмосферу. За короткий промежуток времени (20...25 поворотов коленчатого вала) в дизелях выполняются сложнейшие процессы смесеобразования и сгорания топлива. Время, отводимое на эти процессы, тем меньше, чем быстроходнее двигатель. При равной частоте вращения коленчатого вала в дизелях на смесеобразование и сгорание отводится в 10... 15 раз меньше времени, чем в карбюраторных двигателях. С 1 января 1983 года в нашей стране введен ГОСТ 305-82 «Топливо дизельное. Технические условия», который распространяется на топливо для высокооборотных дизелей. Этот стандарт предусматривает выпуск топлива трех марок взамен восьми, выпускаемых ранее. Основное назначение ГОСТ 305-82 - расширение ресурсов производства, оптимизация показателей качества дизельного топлива для его наиболее рационального использования, сокращение ассортимента и унификация. Утверждены следующие марки дизельного топлива (в зависимости от условий применения): Л - летнее, 3 - зимнее, А - арктическое. Топливо Л предназначено для применения при 0С и выше; 3 - при -20"С и выше (для холодной климатической зоны); А - при -50С и выше. По содержанию серы дизельное топливо делят на два вида: I не более 0,2% (мае); II - не более 0,5% (мае.) для марок Л и 3, и не более 0,4% (мае.) для марки А. В этом ГОСТе существует новая форма условного обозначения топлива. В обозначении зимнего топлива отражено содержание серы (% мае.) и температура застывания (С). Например, 3-0,2 - минус 35 означает, что топливо зимнее с содержанием серы 0,2% (мае.) и температурой застывания -35С. В обозначение летнего топлива входят цифры, соответствующие содержанию серы (% мае.) и температуре вспышки (С). Например, Л-0,2-40 значит, что топливо летнее, с содержанием серы 0,2 % (мае.) и температурой вспышки 40С. К марке арктического топлива добавляется только содержание серы (% мае), например, А-0,4. Основные показатели дизельного топлива Российского производства приведены в таблице 1.9. Присутствие воды и механических примесей в дизельном топливе согласно стандартам не допускается, однако приведенные в п. 1.1 многочисленные источники свидетельствуют о том, что загрязнение топлив происходит при их производстве, транспортировании, хранении и применении. Наличие загрязнений в дизельном топливе значительно ухудшает работу двигателя (п. 1.2), следовательно, к топливу предъявляются соответствующие требования по чистоте. Опыт эксплуатации строительно-дорожных машин (СДМ) и другой мобильной техники показывает, что загрязненность моторных топлив оказывает неодинаковое влияние на различные технико-экономические и экологические показатели дизеля. Так, при увеличении зазора в плунжерных парах с 0,8 до 7 мкм происходит увеличение индикаторного расхода топлива всего на 5% (рис, 1.3), тогда как пуск двигателя при таком зазоре практически невозможен даже при максимальной частоте вращения вала пускового устройства. Исходя из технико-экономических соображений, предельный зазор не должен превышать 6 мкм, вследствие износа плунжерных пар насоса распределительного типа, а для насосов рядного типа -около 15 мкм [4].
Предположительно, для обеспечения безотказной работы сопряженных деталей из жидкости, проходящей через зазор в прецизионной паре, следует удалять частицы загрязнений размером более половины величины этого зазора [23]. Но, так как масса, габаритные размеры и стоимость очистителя увеличиваются с повышением тонкости очистки топлива в геометрической прогрессии, выполнить это требование в настоящее время затруднительно. Поэтому на практике принимают, что если в топливе отсутствуют частицы такого размера, то оно обладает удовлетворительной чистотой и может использоваться в дизелях [13]. Исходя из сказанного» номинальная тонкость очистки моторного топлива при заправке дизельной техники не должна превышать 5 мкм, а абсолютная величина этого показателя - 10 мкм [4].
Приведенные данные свидетельствуют о том, что жесткость требований к качеству очистки топлива позволяет увеличить в 2,5 - 4 раза продолжительность работы плунжерных пар при тонкости очистки топлива 2-5 мкм [4].
Общая характеристика предлагаемого конструктивного совершенствования топливных систем машин
Зависит от состава и эффективности средств очистки топлив, включенных в топливную систему. Большинство топливных систем машин оснащаются двухступенчатой очисткой, включающей фильтры {или отстойники) грубой очистки (ФГО), характеризуемые эффективностью т]го и пористые фильтры тонкой очистки (ФТО), характеризуемые эффективностью j]T0, т.е. предварительная очистка топлива до ФТО осуществляется с помощью ФГО или гравитационного отстойника.
Практика показывает, что для более эффективной очистки топлива желательно усилить предварительную очистку топлива {перед ФТО) с помощью дополнительных фильтров новых перспективных конструкций, которые, в отличие от традиционных бумажных фильтров или отстойников, работали бы по принципу объемной фильтрации и обладали бы дополнительными водоотделяющими свойствами. Перспективным считается разработка таких фильтров из деформируемых пористых материалов (например, из пенополиуретанов) [30, 105, 106]. Их следует отнести к фильтрам-сепараторам (ФС), работающим с эффективностью очистки топлива, равной щс.
Таким образом, объектом дальнейшего исследования может явиться трехступенчатая система очистки топлива, включающая последовательную установку в топливной системе машины ФГО, ФС и ФТО, общую эффективность которой, согласно (2.3), следует оценивать по формуле Эта формула позволяет оценить эффективность системы очистки топлива, состоящей из трех последовательно установленных очистителей при условии: С учетом (2.4), формулы (2.2) и (2.4) теоретически описывают процесс накопления и содержания загрязнений в баках машин с трехступенчатой системой очистки топлива. 3). Интенсивность поступления загрязнений в бак машины. Определяется условной постоянной скоростью поступления загрязнений из окружающей среды, характеризуемой параметром а6 (кг/с). В реальных условиях эксплуатации машин попадание загрязнений в топливные баки носит дискретный характер и обусловлено, главным образом, малым «дыханием» топливных баков при расходе и колебаниях уровня топлива, когда вместе с воздухом в бак попадают атмосферные загрязнения. Необходимо заметить, что в условиях строительного производства этот механизм загрязнения незащищенных баков является главным. Формулы (2.2) и (2.4) показывают, что теоретически при а6 - 0 (полная герметизация топливной системы) содержание загрязнений в топливе будет определяться исключительно чистотой топлива, заливаемого в баки при заправке. Поэтому эффективными следует признать конструктивные мероприятия, направленные на предотвращение попадания механических примесей в топливные баки машин. В этом случае теоретически в рассматриваемой модели накопления загрязнений в баках машин параметр а6 можно структурно представить так: а6 = а 6-р3 = а 6\\-Ъл), (2.6) где а 6 - теоретическая скорость поступления загрязнений в незащищенный топливный бак; р3- коэффициент пропуска атмосферных загрязнений, выраженный через т] - эффективность средств предотвращения попадания частиц загрязнений (улавливания) с помощью специальных устройств. На основании вышеизложенного, дальнейшее повышение надежности машин автор настоящей работы усматривает в совершенствовании их топливных систем (ТС) путем снижения загрязнения топлива в баке и более полной его очистки до прихода в камеру сгорания дизеля, за счет дополнительного включения в систему (рис. 2.1) масляного пылеуловителя (МПУ) и двухсекционного топливного фильтра-сепаратора новых конструкций на примере топливной системы грейдера модели ДЗ-122 или автопогрузчика ТО-18А. Предлагаемое конструктивное совершенствование топливных систем машин предполагает следующее: 1) оснастить топливный бак машины с дизельным двигателем устройством, позволяющим предотвратить попадание механических примесей, находящихся в зоне контакта топливного бака с окружающей воздушной средой путем гравитационного осаждения частиц загрязнений воздуха в лабиринтном устройстве с масляной ванной. Это устройство можно характеризовать как масляный пылеуловитель (МПУ). 2) добавить в топливную систему двухступенчатый фильтр-сепаратор (ФС), выполненный из деформируемого пенополиуретана, конструкция которого обеспечивает фильтрацию топлива в пористом объеме с постепенным уменьшением размера пор по ходу потока, очистки топлива с одновременным повышением ресурса фильтрованных элементов ступеней очистки до замены. Более конкретная сущность конструктивных предложений сводится к следующему: Масляный пылеуловитель (МПУ) С целью предотвращения попадания загрязнений в топливные баки из окружающей среды в процессе эксплуатации машин их баки необходимо оборудовать устройством, частично или полностью улавливающим частицы пыли, находящиеся в воздухе. Это достигается применением следующего устройства, обеспечивающего гравитационное осаждение и задержку частиц загрязнений (рис. 2.2).
Предлагаемый пылеуловитель по патенту № 2257487 состоит из замкнутого цилиндрического корпуса 1 с выходным патрубком 2, расположенным над масляной ванной 3. Для удаления масла по мере его загрязнения из ванны служит сливная горловина 4. Пылеуловитель содержит также крышку 5, герметично прилегающую к корпусу 1 и имеющую в центре окно с входным патрубком 6, который в свою очередь соединен с центральной трубкой 7 с отверстиями 8 по ее образующей для подвода воздуха из атмосферы. Внутри корпуса 1 находится металлическая лента 9, уложенная в виде архимедовой спирали, верхние торцевые поверхности которой герметично соединены с внутренней торцевой поверхностью крышки 5. При этом центральная трубка 7 и архимедова спираль 9 нижними торцевыми концами частично опущены в отстойную масляную ванну 3 под выходным патрубком 2 и имеют одинаковую высоту. Внутренним концом архимедова спираль 9 соединена с центральной трубкой 7, а внешним герметично примыкает к корпусу 1.
Методика определения дисперсного состава загрязнений микроскопическим методом
В том случае, если фильтры предварительной очистки топлива на входе в топливный бак малоэффективны или отсутствуют вовсе, вероятность роста таких примесей значительно возрастает, о чем будет сказано ниже.
В ходе эксплуатационных испытаний дорожных машин было установлено, что в отдельных случаях загрязненность дизельного топлива в их баках может достигать 0,5% (мае.) при математическом ожидании 0,047% (мас). В большинстве своем среднее значение загрязненности топлив в баках машин с серийной системой (СТС) составляет 0,0072% (мае), тогда как с усовершенствованной топливной системой (УТС) - лишь 0,0025% (мае). При этом суммарное содержание "плавающих" частиц размером до 30 мкм включительно в баках с СТС составляет в среднем 28950 шт./мл, тогда как с УТС-12100шт./мл.
Также установлено, что к фильтру грубой очистки топлива (ФГО) серийной и ФС усовершенствованной системы топливо поступает практически той же загрязненности, что и в самом баке. В среднем их счетная концентрация составляет (27...28)-103 шт./мл и (10...12)-103 шт./мл топлива соответственно с частицами размером 5...25 мкм. Исключение составляет резкодинамичный режим работы машины (например, при погрузке строительного мусора или уличной сметки в кузов грузовика). В этом случае общее количество загрязнений на входе в фильтр может возрасти на 15-20%, а крупность частиц в СТС увеличивается до 50 мкм и выше. В УТС частицы таких размеров отсутствуют. Сравнительный анализ результатов исследований указал на две основные причины изначального загрязнения топлив в баках машин. Во-первых, при заправке машин вместе с топливом из емкостей топливозаправщиков и АЗС в бак могут поступать загрязнения различного происхождения, отличающиеся по концентрации в десятки раз. Во-вторых, в процессе работы машин с серийной топливной системой (СТС) при естественном "дыхании" топливных баков в них "всасывается" огромное количество частиц кварца и глинозема, коррелируемое с концентрацией пыли в воздухе в непосредственной близости от заливной горловины, в результате отсутствия или полной неработоспособности серийных дыхательных клапанов.
В этом случае крупные и "тяжелые" частицы в совокупности с зольной и органической составляющими оседают на дно бака, а более мелкие и легкие находятся во взвешенном состоянии, проникая в центральную топливную магистраль. Установлено, что количество и крупность частиц, а также длительность их пребывания в "плавающем" состоянии зависит от характера выполняемой машиной работы и содержания воды в топливе. У более динамичных автопогрузчиков эти показатели значительно выше, чем у автогрейдеров.
Анализ табл. 4.6-4.8 показывает, что находящееся в баках машин с СТС топливо содержит загрязнений по массовой концентрации в 1,7-2,0 раза и по количеству частиц в 4 раза больше, чем в усовершенствованной системе. Влияние характера и режима транспортной работы машин на содержание загрязнений в топливе очевидно. Из табл. 4,6 следует, что более эксцитативный режим работы автопогрузчика на весьма коротком плече увеличивает концентрацию частиц загрязнения в топливе на 5-15% не зависимо от совершенства топливной системы.
Зимние условия эксплуатации напротив, снижают количество загрязнений в топливе до 15-20%, увеличивая содержание воды в среднем с 0,0180 до 0,0195%. Более того, прослеживаются тенденции снижения коэффициента фильтруемости топлив УТС с 7 до 2, что удовлетворяет требованиям ГОСТ 305.
Достаточно объективным и наглядным доказательством эффективности УТС свидетельствует характеристика показателей загрязненности топлива в отдельных элементах системы (табл. 4.7, 4.8; рис. 4.5, 4.6). Видно, что применение МПУ снижает эти показатели в 2-3 раза в топливном баке, тогда как ФТС снижает их еще на выходе из топливоподкачивающего насоса, обеспечивая общее содержание загрязнений до 0,00115% и удельную концентрацию частиц на 1 мл топлива до 5170, т.е. более чем в 4 раза. При этом 90% частиц, "плавающих" в топливе, имеют размер 8-1 мкм. Частицы размером более 40 мкм в УТС вообще отсутствуют. Все они в основном удерживаются пылеуловителем. Примечательным является и тот факт, что МПУ и ТФС, принимая на себя основные функции по очистке топлива от загрязнений, значительно снижают нагрузку на ФТО. Из табл. 4.7 и 4.8 следует, что в топливе, прошедшем через ФТО УТС, загрязнений более чем в 3 раза меньше, чем в СТС, что способствует увеличению ресурса самих фильтроэлементов и топливной аппаратуры машин в целом.
Динамика изменения загрязненности топлива в серийной и усовершенствованной топливных системах машин
Топливные фильтры должны эффективно удалять из топлива наряду с механическими частицами и воду. Загрязнение топлива водой может происходить как в процессе доставки, хранения, так и в эксплуатации при заправке и работе машин.
Известно, например, что при хранении топлива происходит насыщение его водой из-за разности давлений в емкостях и в атмосфере, а также в результате перепада температуры воздуха. Сконденсировавшаяся при этом влага со стенок емкостей и боков машин стекает на дно, часть которой перемешивается (растворяется) с топливом, а часть выпадает в осадок.
Вода в топливе играет двоякую роль. С одной стороны, обладая большой поверхностной энергией, она собирает (коагулирует) мелкие механические примеси в более крупные конгломераты, чем улучшает фильтруемость топлива, с другой - обволакивая мельчайшие абразивные частицы, вода помогает им "проскочить" через фильтрующий элемент и попасть к струящимся прецизионным парам топливной аппаратуры, ухудшая и фильтруемость топлива. Наличие воды разрушает топливную пленку в зазорах трущихся пар, выполняющую роль смазки, приводит к полужидкостному трению и форсирует износ плунжерных пар насосов и форсунок. Более того, наличие воды в топливе способствует размножению в нем микроорганизмов, вызывая дополнительно бактериальный износ топлив, чем ухудшает их эксплуатационные свойства.
Из таблиц 4.6 - 4.8 следует, что содержание воды в топливных баках не зависит от типа машины и составляет 0,0175 - 0,0195%.
С одной стороны в процессе эксплуатации происходит отстаивание воды вместе с загрязнениями механического происхождения, и в пробах топлива ее содержание снижается, с другой - в результате периодического нагрева за счет слива горячего топлива из ТНВД и форсунок и последующего его охлаждения во время хранения машин содержание воды в топливе увеличивается.
Видно, что серийная топливная система до ФТО практически не снижает, а порой и увеличивает содержание воды в топливе. Усовершенствованная система за счет применения топливного фильтра-сепаратора (ФС) снижает содержание воды в топливе на входе в ФТО с 0,0185 до 0,0046%, т.е. в 4 раза. При этом коэффициент фильтрации топлива в СТС колеблется в пределах 7,3 - 4,8, что значительно выше нормы по ГОСТ 305, тогда как в УТС на входе в ФТО его значения колеблются в пределах 2,0 - 2,5, что соответствует норме.
Зимой в пробах дизельного топлива содержание загрязнений снижается за счет меньшей запыленности воздуха, а содержание воды увеличивается за счет колебания температуры, как отмечалось выше.
В табл. 4.11, 4,12 представлено процентное содержание основных химических элементов в зольной части топлива, полученных методом спектрального анализа пробы на спектрально чистом угольном коллекторе [87].
В ходе эксплуатационных испытаний машин было установлено, что зольность топлива и его количественный состав химических элементов зависит от многих дорожно-производственных факторов и конструктивных особенностей топливной системы. Так, в частности, автогрейдеры ДЗ-122 со стандартной ТС, работающие в основном на выравнивании дорожного полотна или чистке его от пыли и грязи, находятся в эпицентре пылевого облака. От этого зольность топлива в топливных баках может достигать 90% при среднем уровне 70-73%. Установка и МПУ на магистрали "дыхания" ограничивает поступление в топливо атмосферной пыли, что снижает его зольность до уровня 40-45%.
Характер работы автопогрузчиков ТО - 18А провоцирует постоянные колебания топлива в баке, что является причиной "всплытия" с его дна осевших частиц и, как следствие, - рост зольности в пробах топлива до 80%. Поэтому к фильтрам грубой очистки (ФГО машин с СТС и ФС машин с УТС) топливо подходит практически с той же зольностью и тем же поэлементным составом, что и в баках. Установлено, что ФГО снижает зольность топлива лишь в 1,15-1,20 раза, тогда как ФС - в 2,3-2,5 раза. На выходе топлива из топливоподкачивающего насоса ТПН зольность несколько увеличивается: у машин с СТС - на 2,5%, с УТС - 1,5%, что объясняется появлением в топливе продуктов износа деталей насоса. Фильтры тонкой очистки снижают зольность топлива в 1,3-1,4 раза независимо от схемы ТС. В результате серийная топливная система, включающая штатные средства очистки, снижает зольность топлива с 74,0 до 46,3%, т.е. в 1,59 раза, в то время как усовершенствованная - с 45,1 до 13,65%, что соответствует 3,3 раза.
