Модернизация топливной системы Камаз-5350

Доклад

Уважаемые председатель и члены государственной аттестационной комиссии. Разрешите представить вашему вниманию дипломный проект на тему: «Совершенствование системы питания дизеля КамАЗ740.31».

В начале работы над дипломным проектом мы провели анализ производственной деятельности. В результате анализа мы установили, что предприятие уже несет немалые затраты на ремонт топливной аппаратуры новых двигателей КамАЗ740.31.

Основной причиной снижения ресурса и преждевременного отказа топливной аппаратуры является низкое качество дизельного топлива, а именно содержание в нем воды и абразивных частиц загрязнителя. В основном вода и частицы накапливаются в процессе транспортировки, хранения, заправки и эксплуатации. Вода же – результат конденсации, происходящий при перепадах температур, что характерно для нашего климата. Следует отметить, что вода наиболее опасна для прецизионных пар топливной аппаратуры – распылителей форсунок и плунжеров ТНВД.

В связи с этим нами был проведен анализ существующих конструкций систем питания дизелей и фильтров очистки топлива. В результате выявлено, что наиболее перспективной является проточная система питания дизелей, имеющая наименьшее количество недостатков. Обзор и анализ фильтров рассмотренных систем питания показал, что обычные фильтры и фильтры отстойники не обеспечивают достаточно высокого отделения воды из топлива. Как правило, это мелкодиспергированный раствор воды и топлива, образовавшийся в результате интенсивного перемешивания воды и топлива в баке и топливопроводах. Наиболее эффективным способом очистки в настоящее время является сепарирование. На листе №3 представлена схема комбинированного фильтра-сепаратора SEPAR-2000, обеспечивающего высокую степень отделения мелкодисперсной воды из топлива, но он является дорогостоящим и его установка предполагает переоборудование всей системы питания дизеля. Следует также отметить, что влияние вибрации передаваемой фильтру тонкой очистки от двигателя отрицательно сказывается на тонкости очистки. Это связано с тем, что частицы, задерживаемые в порах фильтрующего элемента, под действием вибрации просачиваются сквозь поры фильтрующего элемента, что значительно снижает тонкость очистки ФТО.

В результате анализа мы предлагаем усовершенствованную систему питания дизеля КамАЗ740.31. Она отличается от базовой внедрением на линии низкого давления фильтрасепаратора, выполняющего функцию отделителя воды и фильтра грубой очистки топлива.

Основным рабочим элементом фильтра является гидроциклон 13. Топливо нагнетается в гидроциклон из напорной полости 14 через отверстие 19, расположенное по касательной к окружности внутренней поверхности гидроциклона. Вследствие этого топливо раскручивается по всей длине гидроциклона, что приводит к возникновению центробежных сил. Основная масса топлива направляется через верхнее выпускное отверстие в заборную полость 11 и далее к ФТО, а около 5 % топлива с укрупненными частицами воды направляется в отстойную полость 16 и, после дополнительного отстаивания, направляется к всасывающему трубопроводу фильтра-отстойника.

Произвели расчеты конструкции фильтра-сепаратора. Расчет основного рабочего элемента – гидроциклона – произведен исходя из максимального расхода топлива двигателем, т.е. при его работе с максимальной мощностью. Получили, что при расходе двигателем в 46,6 л/ч, достаточно установить один гидроциклон диаметром окружности в месте впускного отверстия 7,5 мм. Но известно, что не все топливо, подкачиваемое топливным насосом низкого давления, используется при работе двигателя. Около 75 % топлива возвращается в бак, что характерно для проточной системы питания дизеля. Расчеты показали, что наиболее эффективным является использование гидроциклонов малого диаметра, в одном корпусе было установлено четыре гидроциклона, работающих параллельно. В гидроциклоне малого диаметра возникают большие центробежные силы, а, следовательно, и более высокое качество очистки. В связи с тем, что часть топлива из гидроциклона вынуждена возвращаться во всасывающий трубопровод, в отстойной полости установлен дополнительный инерционный отстойник 15, работающий одновременно и как успокоитель. Составлен сборочный чертеж фильтра-сепаратора и рабочие чертежи некоторых его деталей. В результате мы получили фильтр достаточно простой конструкции, малых размеров (163х97х80) и высокой пропускной способности.

Фильтр-сепаратор монтирован на лонжероне рамы возле фильтра грубой очистки топлива. При данном монтировании мы подвергаем наименьшему переоборудованию базовые топливопроводы. На монтажной схеме фильтра-сепаратора представлены основные монтажные размеры и изменение соединений топливопроводов. Также, для устранения передачи вибрации от двигателя к ФТО, точка его крепления перенесена на рамку крепления расширительного бачка радиатора, т.е. на корпус автобуса, без изменения расположения самого ФТО, что также не требует замены базовых топливопроводов на другие, как если бы мы монтировали его на новое место.

В результате внедрения фильтра-сепаратора предложена усовершенствованная технологическая карта технического обслуживания. Были внесены изменения в ежесменное техническое обслуживание, ТО1, ТО-2, не требующие большой трудоемкости. При ЕТО требуется дополнительно проверять герметичность соединений фильтрасепаратора, при ТО-1 – сливать отстой, при ТО-2 – производить промывку и продувку фильтра.

Также разработаны мероприятия по обеспечению безопасности и экологичности проекта.

В завершение проведена технико-экономическая оценка проекта, из которой видно, что при капитальных вложениях на совершенствование системы питания одного дизеля КамАЗ740.31 в 395,85 рублей срок окупаемости составит около 4-х месяцев.