RU1797057C

RU1797057C - Method for estimating engine fuel tendency to deposit formation

Info

Publication number: RU1797057C
Application number: SU904846680A
Authority: RU
Inventors: Юрий Михайлович Пименов; Алексей Семенович Сафонов; Сергей Николаевич Волгин; Владимир Николаевич Шуравин; Владислав Иванович Голев; Ростислав Михайлович Мохов
Original assignee: Военная академия тыла и транспорта
Priority date: 1990-07-04
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1993-02-23

Abstract

Сущность изобретени : склонность моторных топлив к образованию отложений, образующихс на нагреваемом дросселирующем элементе, выполненном в виде металлического капилл ра, оценивают по массе отложений и коэффициенту закоксовыва- ни , рассчитываемому по формуле (Т -То)/Т0 отн.100%,гдеТ0кТ- врем вытеснени заданного объема воздуха топливом до и после испытани соответственно . 3 табл.The inventive tendency of motor fuels to form deposits formed on a heated throttling element made in the form of a metal capillary is estimated by the mass of deposits and coking coefficient calculated by the formula (T-To) / T0 rel. 100%, where T0kT- the time for a given volume of air to be displaced by the fuel before and after the test, respectively. 3 tab.

Description

Изобретение относитс к нефтехимии, точнее к оценке склонности моторных топлив к образованию отложений.The invention relates to petrochemistry, more specifically to assessing the tendency of motor fuels to form deposits.

Известен способ оценки склонности топлив к закоксовыванию распылителей форсунок на двухцилиндровом двигателе по изменению проходного сечени распылител с запорной иглой и по изменению сечени сопловых отверстий без иглы. Этот способ вл етс трудоемким, требует сложного оборудовани , продолжительного времени испытани , большого расхода топлива.A known method for assessing the propensity of fuels for coking nozzle nozzles on a two-cylinder engine by changing the nozzle cross-section of the nozzle with a locking needle and by changing the nozzle-hole section without a needle. This method is laborious, requires sophisticated equipment, a long test time, and high fuel consumption.

Наиболее близким техническим решением вл етс способ оценки склонности топлив к образованию смолисто-лаковых отложений на детал х форсунок, установленных на форсуночном стенде, заключающийс в одновременном прокачивании эталонного и испытуемого топлива через топливные форсунки, имеющие температуру распылителей 125-185° С. Оценочными показател ми вл етс масса отложений на щелевых фильтрах, количество смолисто-лаковых от-, ложений на иглах распылителей форсунок,The closest technical solution is a method for assessing the propensity of fuels to form resinous varnish deposits on nozzle parts mounted on an injector stand, which consists in simultaneously pumping reference and test fuel through fuel nozzles having atomizer temperatures of 125-185 ° C. is the mass of deposits on the slotted filters, the amount of resin-varnish deposits, deposits on the needles of atomizer nozzles,

состо ние их поверхности и подвижность после испытаний.surface condition and mobility after testing.

Однако этот способ имеет следующие недостатки. На проведение испытани расходуют значительное количество топлива и электроэнергии. Подготовка и проведение испытани требуют продолжительного периода времени и больших трудозатрат: перед каждым испытанием форсунки собирают с новыми распылител ми, регулируют и провод т на контрольном стенде на начальное давление впрыска, после испытаний форсунки вновь разбирают. Распылители форсунок нагревают только до температуры в топливной системе дизел , что не позвол ет оценивать склонность топлив к образованию отложений в зависимости от температуры поверхности распылителей работающего дизел ,However, this method has the following disadvantages. A significant amount of fuel and electricity is used for testing. The preparation and conduct of the test requires a long period of time and labor: before each test, the nozzles are assembled with new nozzles, adjusted and carried out on a test bench at the initial injection pressure, after the tests, the nozzles are disassembled again. The nozzle nozzles are heated only to a temperature in the diesel fuel system, which does not allow us to estimate the propensity of the deposits to form deposits, depending on the surface temperature of the nozzles of a working diesel engine,

Цель изобретени - повышение точности оценки склонности моторных топлив к образованию отложений, уменьшение расхода топлива и электроэнергии, сокращение времени и снижение трудоемкости испытаний ,The purpose of the invention is to increase the accuracy of assessing the propensity of motor fuels to form deposits, reducing fuel and energy consumption, reducing time and reducing the complexity of tests,

слcl

СWITH

XIXi

ЮYU

XIXi

ОABOUT

елate

XJXj

Поставленна цель достигаетс тем, что в качестве дросселирующего элемента используют металлический капилл р, топливо пропускают через дросселирующий зле- . мент, нагретый до температуры распылите- л ей форсунки р а б о та ю щ е го д и зел , самотеком, о склонности топлив к образованию ртлоХений суд т по приращению массы и изменению пропускной способности дросселирующего элемента.The goal is achieved in that a metal capillary is used as a throttling element, fuel is passed through a throttling evil. The moment heated to a temperature by spraying the nozzle for it and green, by gravity, on the propensity of fuels to form mercury, is judged by the increase in mass and the change in the throughput of the throttle element.

На фиг. 1 и 2 показана схема, реализующа предлагаемый способ.In FIG. 1 and 2 show a diagram implementing the proposed method.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Топливо из емкости 1 самотеком подают через дросселирующий элемент 2, отку-. да оно поступает в коническую колбу 3, Элемент 2 предварительно нагревают до температуры распылителей форсунки работающего дизел и топливо, проход через элемент, нагреваетс , частично испар етс и образует на внутренней поверхности дросселирующего элемента отложени /соответствующие определенному состо нию распылителей форсунки. Питание нагревател 4 осуществл ют источником 5, а управление температурным режимом дросселирующего элемента-блоком автоматики 6. Посто нный уровень топлива в емкости 1 в процессе испытаний обеспечивают с помощью мерной колбы 7. Склонность топлива к образованию отложений оценивают по приращению массы и изменению пропускной способности дросселирующего элемента.Fuel from the tank 1 by gravity is fed through a throttling element 2, pump-off. yes it enters the conical flask 3, the Element 2 is preheated to the temperature of the atomizers of the nozzles of the working diesel and the fuel, passing through the element is heated, partially evaporates and forms deposits on the inner surface of the throttling element / which correspond to a certain state of the nozzles of the nozzles. The heater 4 is powered by source 5, and the temperature control of the throttling element is controlled by the automation unit 6. A constant fuel level in the tank 1 during the tests is provided using a volumetric flask 7. The tendency of the fuel to form deposits is estimated by the mass increment and the change in the throttle throughput item.

Пор док определени пропускной способности дросселирующего элемента приведен на фиг 2. В начале испытаний емкость 1 укрепл ют так, чтобы она касалась горловиной поверхности топлива (фиг 2,а). Отпускают емкость и включают секундомер. Под действием силы т жести емкость опускаетс на дно цилиндра 3 и при этом топливо постепенно заполн ет объем емкости 1, вытесн воздух через дросселирующий элемент 2 (фиг. 2,6). В этом положении происходит вытеснение оставшегос воздуха . С достижением топливом специально нанесенной риски А выключают секундомер . Цилиндр со стандартным дизельным топливом, устанавливают на лабораторном столе 5.The procedure for determining the throughput of the throttle element is shown in Fig. 2. At the beginning of the tests, the container 1 is strengthened so that it touches the neck of the fuel surface (Fig. 2, a). Release the capacity and start the stopwatch. Under the action of gravity, the container lowers to the bottom of the cylinder 3 and the fuel gradually fills the volume of the container 1, displacing the air through the throttling element 2 (Fig. 2.6). In this position, the remaining air is displaced. With the achievement of a specially inflicted risk by fuel A, the stopwatch is turned off. A cylinder with standard diesel fuel is mounted on a laboratory bench 5.

Об изменении пропускной способности дросселирующего элемента суд т по коэффициенту закоксовывани , который рассчитывают по формулеThe change in the capacity of the throttling element is judged by the coking coefficient, which is calculated by the formula

Ј Ј

т-т0t-t0

ТоThen

100,отн.%,100, rel.%,

где То и Т - врем вытеснени объема воздуха емкости 1 через дросселирующий элемент до и после испытани соответственно.where T0 and T are the displacement time of the air volume of the container 1 through the throttling element before and after the test, respectively.

Использование воздуха дл определе- ни пропускной способности дросселирующего элемента исключает вли ние в зкостно-температурных характеристик топлива на результаты измерени . Такое вли ние имеет место при ламинарном режи- ме течени топлива через капилл р, кроме того, это исключает вли ние регулировочных характеристик топливных насосов высокого давлени , примен емых в известном способе. ...The use of air to determine the throughput of the throttling element eliminates the influence of viscous-temperature characteristics of the fuel on the measurement results. Such an effect takes place during laminar flow of fuel through the capillary, in addition, it eliminates the influence of the regulatory characteristics of the high pressure fuel pumps used in the known method. ...

Дл определени точности предлагаемого способа проведены испытани топлива Л462 по ГОСТ 305-82.To determine the accuracy of the proposed method, L462 fuel was tested in accordance with GOST 305-82.

Режим испытаний:Test mode:

Температура дроссели- рующего элемента, ° С300Temperature of the throttling element, ° С300

Расход исследуемого топлива, кг4 10Test fuel consumption, kg4 10

ПродолжительностьDuration

испытани , ч1 Результаты повторных испытаний приведены в табл.1.tests, ch1 The results of repeated tests are given in Table 1.

В известном способе погрешность при определении массы отложений на топливном щелевом фильтре форсунки составл ет 5-40%, при определений толщины отложений на поверхности иглы распылител - 20- 25%, В предлагаемом способе дисперси воспроизводимости и среднеквадратичное отклонение составл ют соответственно дл массы отложений 1 и 1 г, дл коэффициента закоксовывани - 3,3 и 1,8 отн.%, что составл ет менее 5% и свидетельствует о большей точности оценки .In the known method, the error in determining the mass of deposits on the nozzle fuel filter is 5-40%, while determining the thickness of deposits on the surface of the atomizer needle is 20-25%. In the proposed method, the reproducibility dispersion and standard deviation are respectively for the mass of deposits 1 and 1 g, for coking ratios of 3.3 and 1.8 rel.%, Which is less than 5% and indicates a greater accuracy of the estimate.

В табл.2 приведены результаты испытаний на топливах Л и 3 по ГОСТ 305-82, УФ С по ТУ 38.001355-86 и их фракци х.Table 2 shows the test results for fuels L and 3 according to GOST 305-82, UV C according to TU 38.001355-86 and their fractions.

Анализ полученных экспериментальных данных свидетельствует о высокой чувстви- тельности предлагаемого способа.An analysis of the obtained experimental data indicates a high sensitivity of the proposed method.

Максимальное количество отложений и коэффициент закоксовывани дросселирующего элемента получены при испытани х на топливе УФС. С облегчением фракцион- ного состава топлива эти показатели снижаютс . Этот результат согласуетс с известными данными многочисленных исследований на реальных двигател х.The maximum amount of deposits and the coking coefficient of the throttling element were obtained during tests on UFS fuel. With the facilitation of the fractional composition of the fuel, these indicators are reduced. This result is consistent with the well-known data from numerous studies on real engines.

Характеристики предлагаемого у изве- стных способов приведены в табл. 3.The characteristics of the proposed known methods are given in table. 3.

Больша относительна площадь контакта в дросселирующем элементе и небольша скорость подачи топлива обеспечивают образование заметного количества отложений заThe large relative contact area in the throttle element and the low feed rate provide a noticeable amount of deposits for

небольшое врем , что позвол ет уменьшить расход топлива и электроэнергии, снизить трудоемкость испытаний,short time, which allows to reduce fuel and electricity consumption, reduce the complexity of tests,

Claims

In the known method, the mass of deposits on the fuel slit filter and the amount of deposits on the nozzle nozzles of the nozzles of the nozzles where liquid-phase oxidation of the fuel takes place and predominantly resin-varnish paste-like deposits are determined. gas phase oxidation of the fuel proceeds with the liquid phase, which is crucial here and has a fundamentally different mechanism. Products of high-temperature gas-phase oxide Formula of the invention A method for assessing the propensity of motor fuels to form deposits formed on a heated throttling element made in the form of a metal capillary, and it is so as to increase the accuracy of the estimate and reduce fuel consumption and electricity, reducing time and reducing the complexity of tests, the tendency to form deposits is estimated by weight

They do not significantly differ in chemical composition and structure from tarry varnish deposits and are solid carbonaceous substances of predominantly black color. Therefore, the test results of the proposed method cannot be comparable with the known parameters.

0 The use of the claimed invention will significantly reduce fuel and electricity consumption compared to existing ones. In one test, the fuel economy is 19.9 kg.

electricity - 150 kW.

A prototype is selected as the basic subject matter of the invention.

deposits on the throttling element and coking coefficient calculated by the formula

100rel.%

.- Ј:

where T0 and T are the time of displacement of a given volume of air by the fuel before and after the test, respectively.

Table 1

table 2

Characteristic

The claimed object

1

100-420 4-10

0.1

Mass of deposits; coefficient of coking of the throttling element

FIG. I

Table 3

Prototype

Analogue

200-210 27

Coking coefficient

atomizer with a locking needle; coefficient .

coking of nozzle openings

and/

6 /

Figs - 2