RU2744147C9 - Installation for evaluating the performance of diesel fuels at low temperatures - Google Patents

Installation for evaluating the performance of diesel fuels at low temperatures Download PDF

Info

Publication number
RU2744147C9
RU2744147C9 RU2020125690A RU2020125690A RU2744147C9 RU 2744147 C9 RU2744147 C9 RU 2744147C9 RU 2020125690 A RU2020125690 A RU 2020125690A RU 2020125690 A RU2020125690 A RU 2020125690A RU 2744147 C9 RU2744147 C9 RU 2744147C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
pressure
tank
temperature
installation
Prior art date
Application number
RU2020125690A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2744147C1 (en
Inventor
Сергей Анатольевич Бекетов
Михаил Викторович Дюбанов
Владимир Юрьевич Мелешко
Георгий Яковлевич Павловец
Евгений Олегович Панин
Александр Викторович Рощин
Валерий Викторович Усин
Олег Александрович Усов
Оксана Вячеславовна Шаповалова
Ксения Алексеевна Шиянова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН)
Priority to RU2020125690A priority Critical patent/RU2744147C9/en
Publication of RU2744147C1 publication Critical patent/RU2744147C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2744147C9 publication Critical patent/RU2744147C9/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/22—Fuels, explosives

Abstract

FIELD: testing fuels.
SUBSTANCE: invention relates to the field of testing fuels with the help of stand units particularly to assess the low-temperature pumpability of fuels for diesel engines. The installation contains a fuel tank with a temperature sensor placed in a heat chamber. The installation also has a fuel pump and an electric drive that are consecutively connected to each other along the flow of the fuel. The installation also has replaceable coarse and fine filters, a fuel consumption sensor and a fine filter, pressure sensors located in front of and behind the fine filter, a temperature sensor of the fuel, a circulation loop for mixing fuel in the tank during cooling and an information and control system unit that collects information from the measuring equipment and controls the executive equipment located outside the heat chamber into which electromagnetic valves are additionally installed for automated control of fuel pumping along independent routes. The installation also includes a simulator of hydraulic resistance of the fuel system, a high-pressure fuel pump with a controlled electric drive, fuel injectors with a measuring container, a pressure sensor located in front of the coarse filter, two pressure sensors at the outlet of the high-pressure pump in front of the corresponding fuel injectors, two additional built-in fuel temperature sensors in the tank and a fuel flow sensor at the inlet to the fuel tank along the circulation circuit.
EFFECT: invention makes it possible to quickly assess the pumpability of diesel fuel cooled at a given rate to a given temperature, sequentially, in the low and high pressure circuits, to determine the values of fuel supply and pressure in the fuel line and to predict critical temperatures to ensure reliable engine starting and operation.
2 cl, 1 ex, 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области испытания топлив на стендовых установках, в частности, для оценки низкотемпературной прокачиваемости топлив для дизельных двигателей, и может быть использовано для контроля качества моторных топлив, применяемых в технике в условиях низких температур.The invention relates to the field of testing fuels on bench installations, in particular, to assess the low-temperature pumpability of fuels for diesel engines, and can be used to control the quality of motor fuels used in technology at low temperatures.

Низкотемпературные свойства дизельных топлив следует оценивать преимущественно с точки зрения их прокачиваемости. Прокачиваемость - определяющая эксплуатационная характеристика дизельного топлива при пониженных температурах, так как подача точно заданного количества топлива в камеру сгорания двигателя является одним из основных условий для его надежного пуска и бесперебойной работы. Проблема прокачиваемости для большинства типов дизельных топлив возникает, как правило, только при воздействии отрицательных температур. Прокачиваемость моторных топлив с физико-химической точки зрения может быть охарактеризована значениями их вязкости, температурам застывания и помутнения. Вязкость топлива напрямую зависит от температур помутнения и застывания.The low-temperature properties of diesel fuels should be assessed primarily from the point of view of their pumpability. Pumpability is the defining performance characteristic of diesel fuel at low temperatures, since the supply of a precisely specified amount of fuel to the combustion chamber of the engine is one of the basic conditions for its reliable start-up and trouble-free operation. The problem of pumpability for most types of diesel fuels arises, as a rule, only when exposed to negative temperatures. The pumpability of motor fuels from a physicochemical point of view can be characterized by the values of their viscosity, pour point and cloud point. The viscosity of the fuel directly depends on the cloud point and pour point.

При экспериментальном определении температур помутнения и застывания довольно часто наблюдаются значительные расхождения результатов, получаемых в разных лабораториях, что заставляет особенно строго относиться к соблюдению режима испытаний. При этом, используя только эти характеристики, нельзя однозначно дать заключение о возможности применения топлива в конкретной силовой установке и в заданном климатическом районе эксплуатации. Решающую роль в определении низкотемпературных свойств дизельных топлив должны иметь методы, оценивающие их прокачиваемость в различных элементах топливной системы двигателей при заданной температуре (Саблина З.А., Ширкова Г.Б., Ермакова Т.И. Лабораторные методы оценки свойств моторных и реактивных топлив - М.: Химия, 1978 - 240 с.).In the experimental determination of the cloud point and pour point, significant discrepancies in the results obtained in different laboratories are quite often observed, which makes it especially strict to adhere to the test regime. At the same time, using only these characteristics, it is impossible to unambiguously give a conclusion about the possibility of using fuel in a specific power plant and in a given climatic region of operation. The decisive role in determining the low-temperature properties of diesel fuels should be played by methods assessing their pumpability in various elements of the fuel system of engines at a given temperature (Sablina Z.A., Shirkova G.B., Ermakova T.I. Laboratory methods for evaluating the properties of motor and jet fuels - M .: Chemistry, 1978 - 240 p.).

Для оценки прокачиваемости топлива используются косвенные лабораторные методы: ГОСТ 22254-92 «Топливо дизельное. Метод определения предельной температуры фильтруемости на холодном фильтре»; ГОСТ 19006-73 «Метод определения коэффициента фильтруемости»; ГОСТ 5066-91 «Методы определения температуры помутнения, начала кристаллизации и кристаллизации». Результаты испытаний с использованием данных лабораторных методов обладают низкой точностью, так как не отражают реального поведения топлива для дизелей в топливной системе конкретных видов техники в условиях низких температур и имеют низкую корреляцию с результатами, полученными при испытаниях техники.To assess the pumpability of fuel, indirect laboratory methods are used: GOST 22254-92 “Diesel fuel. Method for determining the limiting filterability temperature on a cold filter ”; GOST 19006-73 "Method for determining the filterability coefficient"; GOST 5066-91 "Methods for determining the cloud point, the beginning of crystallization and crystallization." The test results using these laboratory methods have low accuracy, since they do not reflect the real behavior of diesel fuel in the fuel system of specific types of equipment at low temperatures and have a low correlation with the results obtained during equipment tests.

Таким образом, главной задачей при разработке новых методов и устройств для оценки низкотемпературных свойств топлив, прежде всего прокачиваемости, является обеспечение корреляции результатов лабораторных определений с результатами, полученными при эксплуатации техники.Thus, the main task in the development of new methods and devices for assessing the low-temperature properties of fuels, primarily pumpability, is to ensure the correlation of the results of laboratory determinations with the results obtained during the operation of equipment.

Известные способы и устройства для оценки низкотемпературных свойств топлив по патентам RU 2401984, опубл. 20.10.2010; RU 2414700, опубл. 20.03.2011; RU 2473882, опубл. 27.01.2013 не решают указанную проблему.Known methods and devices for assessing the low-temperature properties of fuels according to patents RU 2401984, publ. 10/20/2010; RU 2414700, publ. 03/20/2011; RU 2473882, publ. 01/27/2013 do not solve the indicated problem.

Работы по созданию способов и установок для оценки низкотемпературной прокачиваемости дизельного топлива ведутся в ФАУ «25 Государственный научно-исследовательский институт МО РФ»: RU 2263308, опубл. 27.10.2005; RU 2629201, опубл. 25.08.2017. Данные способы более успешно моделируют многофакторные условия эксплуатации техники, что повышает точность и достоверность оценки прокачиваемости моторных топлив в условиях отрицательных температур по сравнению с лабораторными методами, но не учитывают особенности работы насосов топливных систем.Work on the creation of methods and installations for assessing the low-temperature pumpability of diesel fuel is being carried out at the FAU "25 State Research Institute of the Ministry of Defense of the Russian Federation": RU 2263308, publ. 10/27/2005; RU 2629201, publ. 25.08.2017. These methods more successfully simulate multifactor operating conditions of equipment, which increases the accuracy and reliability of assessing the pumpability of motor fuels under negative temperatures compared to laboratory methods, but do not take into account the peculiarities of the operation of pumps of fuel systems.

Наиболее близким решением по технической сущности к заявляемому устройству является установка для оценки низкотемпературной прокачиваемости топлив для дизелей, описанная в патенте RU 2261426, опубл. 27.09.2005 (прототип).The closest solution to the technical nature of the claimed device is an installation for assessing the low-temperature pumpability of fuels for diesel engines, described in patent RU 2261426, publ. 09/27/2005 (prototype).

Установка-прототип содержит размещенные в термокамере топливный бак с заливной горловиной и двумя патрубками слива, на первом из которых установлен запорный клапан; соединенные последовательно по потоку: центробежный топливный насос, всасывающая магистраль которого подключена ко второму сливному патрубку топливного бака; трехходовой кран, ручной насос, фильтр грубой очистки, топливоподкачивающий насос, фильтр тонкой очистки, датчик расхода топлива через фильтр тонкой очистки и приемную емкость для отфильтрованного топлива. Установка снабжена дополнительными запорными кранами, один из которых размещен на магистрали слива отфильтрованного топлива между фильтром тонкой очистки и датчиком расхода топлива, а другой - на дополнительном топливопроводе, соединяющем основной топливопровод в точке перед фильтром тонкой очистки с горловиной топливного бака. Установка имеет блок для ручного управления заданной последовательностью операций, размещенный вне термокамеры. Соответствующие входы блока управления соединены с имеющимися датчиками температуры топлива в баке и на основном топливопроводе перед фильтром тонкой очистки, с датчиками перепада давления на фильтре тонкой очистки и датчиком расхода топлива через фильтр тонкой очистки, а соответствующие выходы подключены к запорному клапану на первом патрубке слива и к исполнительному механизму топливоподкачивающего насоса. Управляющие входы центробежного топливного насоса, трехходового крана и дополнительных запорных кранов также связаны с соответствующими выходами блока управления.The prototype installation contains a fuel tank located in a heat chamber with a filler neck and two drain pipes, on the first of which a shut-off valve is installed; connected in series downstream: a centrifugal fuel pump, the suction line of which is connected to the second drain pipe of the fuel tank; three-way valve, hand pump, coarse filter, fuel priming pump, fine filter, fuel flow sensor through fine filter and collecting container for filtered fuel. The unit is equipped with additional stopcocks, one of which is located on the filtered fuel drain line between the fine filter and the fuel flow sensor, and the other on an additional fuel line connecting the main fuel line at the point in front of the fine filter with the neck of the fuel tank. The installation has a block for manual control of a given sequence of operations, located outside the heat chamber. The corresponding inputs of the control unit are connected to the existing fuel temperature sensors in the tank and on the main fuel line in front of the fine filter, with differential pressure sensors on the fine filter and a fuel flow sensor through the fine filter, and the corresponding outputs are connected to the shut-off valve on the first drain pipe and to the actuator of the fuel pump. The control inputs of the centrifugal fuel pump, three-way valve and additional shut-off valves are also connected to the corresponding outputs of the control unit.

Установка-прототип позволяет моделировать условия испытания, достаточно близкие к реальным условиям эксплуатации современной автотракторной и бронетанковой техники, что дает более точные результаты, чем лабораторные методы оценки низкотемпературной прокачиваемости дизельного топлива. Недостатками установки являются: неоднозначное ручное управление кранами для обеспечения требуемого начального расхода топлива, возможность исследования топлива только при низких давлениях в топливопроводах и при ограниченных значениях расходных характеристик топлива (от 0,8 до 7 л/мин), а также отсутствие учета гидравлического сопротивления системы.The prototype installation allows simulating test conditions that are close enough to the real operating conditions of modern automotive and armored vehicles, which gives more accurate results than laboratory methods for assessing the low-temperature pumpability of diesel fuel. The disadvantages of the installation are: ambiguous manual control of cranes to ensure the required initial fuel consumption, the ability to study fuel only at low pressures in the fuel lines and with limited values of fuel consumption characteristics (from 0.8 to 7 l / min), as well as the lack of consideration of the hydraulic resistance of the system ...

Задачей предлагаемого изобретения является разработка лабораторно-стендовой установки, позволяющей оперативно и достоверно оценивать прокачиваемость дизельного топлива, охлажденного с заданной скоростью до заданной температуры, последовательно, в контурах низкого и высокого давления, определять значения подачи и давления топлива в топливной линии и регистрировать критический (не обеспечивающий работоспособность двигателя) расход и критические температуры прокачиваемости топлива.The objective of the present invention is the development of a laboratory bench installation that allows to quickly and reliably evaluate the pumpability of diesel fuel cooled at a given rate to a given temperature, sequentially, in the low and high pressure circuits, to determine the values of the fuel supply and pressure in the fuel line and register the critical (not ensuring engine operability) consumption and critical temperatures of fuel pumping.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемой установкой для оценки эксплуатационных характеристик дизельных топлив в условиях низких температур, содержащей размещенные в термокамере топливный бак с датчиком температуры, соединенные последовательно по потоку исследуемого топлива топливоподкачивающий насос с электроприводом, сменные фильтры грубой и тонкой очистки, датчик расхода топлива через фильтр тонкой очистки, датчики давления, расположенные до и после фильтра тонкой очистки, датчик температуры исследуемого топлива, циркуляционный контур для перемешивания топлива в баке при охлаждении и блок информационно-управляющей системы, обеспечивающий сбор информации от измерительной аппаратуры и управление исполнительным оборудованием, размещенный вне термокамеры, в которую, согласно изобретению, дополнительно введены электромагнитные клапаны для автоматизированного управления прокачкой топлива по независимым трассам, имитатор гидравлического сопротивления топливной системы, топливный насос высокого давления с управляемым электроприводом, топливные форсунки с мерной емкостью, датчик давления, расположенный перед фильтром грубой очистки, два датчика давления на выходе насоса высокого давления перед соответствующими топливными форсунками, два дополнительных встроенных датчика температуры топлива в баке и датчик расхода топлива на входе в топливный бак по циркуляционному контуру.The solution to this problem is achieved by the proposed installation for evaluating the performance of diesel fuels at low temperatures, containing a fuel tank with a temperature sensor placed in a heat chamber, an electrically driven fuel pump, replaceable coarse and fine filters, a fuel flow sensor through a filter, connected in series along the flow of the test fuel. fine cleaning, pressure sensors located before and after the fine filter, a temperature sensor of the investigated fuel, a circulation circuit for mixing fuel in the tank during cooling and an information and control system unit that collects information from the measuring equipment and controls the executive equipment located outside the heat chamber, into which, according to the invention, electromagnetic valves are additionally introduced for automated control of fuel pumping along independent routes, a simulator of the hydraulic resistance of the fuel system, fuel th high-pressure pump with controlled electric drive, fuel injectors with metering container, pressure sensor located in front of the coarse filter, two pressure sensors at the outlet of the high-pressure pump in front of the corresponding fuel injectors, two additional built-in fuel temperature sensors in the tank and a fuel flow sensor at the inlet into the fuel tank along the circulation circuit.

Термокамера для проведения испытаний является малогабаритной (полезный объем 1,0-3,0 м3), что обеспечивает более высокую точность температурного градиента охлаждения топлива.The thermal chamber for testing is small-sized (useful volume 1.0-3.0 m 3 ), which provides a higher accuracy of the temperature gradient of fuel cooling.

Сущность изобретения поясняется на чертеже, на котором представлена блок-схема заявляемого устройства для оценки прокачиваемости дизельного топлива в условиях низких температур.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of the claimed device for assessing the pumpability of diesel fuel at low temperatures.

Устройство содержит топливный бак 1 с тремя датчиками температуры ТБ1, ТБ2, ТБ3, топливный насос высокого давления 2, имитатор гидравлического сопротивления системы 3, топливоподкачивающий насос 4, топливные форсунки 5, блок информационно-управляющей системы 6, датчик температуры исследуемого топлива ТС, расходомеры Q1, Q2, измерительные емкости для определения расхода QФ через форсунки, электромагнитные клапаны К1, К2, К3, К4, К5, К6, фильтр грубой очистки FГ, фильтр тонкой очистки FТ и датчики давления P1, Р2, Р3.The device contains a fuel tank 1 with three temperature sensors T B1 , T B2 , T B3 , a high pressure fuel pump 2, a simulator of the hydraulic resistance of the system 3, a fuel priming pump 4, fuel injectors 5, an information and control system unit 6, a temperature sensor of the investigated fuel T С , flow meters Q 1 , Q 2 , measuring tanks for determining the flow rate Q Ф through nozzles, solenoid valves К 1 , К 2 , К 3 , К 4 , К 5 , К 6 , coarse filter F G , fine filter F T and pressure sensors P 1 , P 2 , P 3 .

В предлагаемой установке использовались электромагнитные клапаны (К1, К2, К3, К4, К5, К6) марки ЭПК-01 ТМ 0206.00.000ТУ, поршневые, прямого действия, DN=15, исполнение УХЛ, V=24 В, производство: Пензенский завод трубопроводной арматуры.The proposed installation used solenoid valves (K 1 , K 2 , K 3 , K 4 , K 5 , K 6 ) brand EPK-01 TM 0206.00.000TU, piston, direct action, DN = 15, UHL version, V = 24 V , production: Penza plant of pipeline fittings.

Вся установка была размещена в малогабаритной низкотемпературной климатической камере (на чертеже не показана).The entire installation was placed in a small-sized low-temperature climatic chamber (not shown in the drawing).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.

В топливный бак 1 заливается 50-60 л топлива, устанавливаются фильтры тонкой FТ и грубой очистки FГ для выбранного класса двигателя (танк, боевая машина пехоты, бронетранспортер, шасси ПВО, специальный автомобиль и др.), определенные нормативными документами (руководством по эксплуатации на двигатель завода производителя).Fuel tank 1 is filled with 50-60 liters of fuel, filters for fine F T and coarse cleaning F G are installed for the selected engine class (tank, infantry fighting vehicle, armored personnel carrier, air defense chassis, special vehicle, etc.), determined by regulatory documents (manual operation on the engine of the manufacturer's plant).

Перед испытанием топлива проводится его физико-химический анализ с обязательным определением лабораторными методами температуры помутнения и застывания (кристаллизации) топлива, наличия воды и механических примесей (ГОСТ 5066-91 «Методы определения температуры помутнения, начала кристаллизации и кристаллизации»).Before testing the fuel, its physicochemical analysis is carried out with the obligatory determination by laboratory methods of the cloud point and solidification (crystallization) temperature of the fuel, the presence of water and mechanical impurities (GOST 5066-91 "Methods for determining the cloud point, the beginning of crystallization and crystallization").

Топливо исследуется при трех температурах: на 5 градусов выше температуры помутнения, при температуре помутнения и при температуре на 5 градусов выше температуры застывания.The fuel is tested at three temperatures: 5 degrees above the cloud point, at the cloud point and at 5 degrees above the pour point.

Образец топлива при каждой указанной температуре прокачивают по четырем независимым трассам для определения расхода топлива (прокачиваемости) в разных условиях:A fuel sample at each specified temperature is pumped along four independent routes to determine the fuel consumption (pumpability) under different conditions:

1) прокачивание топлива по циркуляционному контуру для перемешивания топлива в баке 1 при охлаждении - трасса без гидравлического сопротивления;1) pumping fuel through the circulation loop for mixing fuel in tank 1 during cooling - a route without hydraulic resistance;

2) прокачивание топлива по циркуляционной трассе с имитатором гидравлического сопротивления 3;2) pumping fuel along a circulation line with a hydraulic resistance simulator 3;

3) прокачивание топлива через имитатор гидравлического сопротивления 3 и затем через фильтры грубой FГ и тонкой очистки FТ;3) pumping fuel through the simulator of hydraulic resistance 3 and then through filters of coarse F G and fine filters F T ;

4) последовательное прокачивание топлива через имитатор гидравлического сопротивления 3, через фильтры грубой FГ и тонкой очистки FТ и затем через насос высокого давления 2 на топливные форсунки 5.4) sequential pumping of fuel through the hydraulic resistance simulator 3, through the coarse F G and fine filters F T and then through the high pressure pump 2 to the fuel injectors 5.

Прокачивание по трассам 1, 2, 3 ведется «на кольцо», то есть прокачанное топливо возвращается обратно в бак 1. (Для слива топлива после испытаний в циркуляционной трассе имеется специальный отвод, на чертеже не показанный).Pumping along routes 1, 2, 3 is carried out “on the ring”, that is, the pumped fuel is returned back to tank 1. (For draining the fuel after testing, there is a special outlet in the circulation line, not shown in the drawing).

Перед началом испытаний устанавливается заданная температура в климатической камере, после достижения топливом в баке 1 заданной температуры по показаниям датчика ТБ2 включается топливоподкачивающий насос 4, и топливо прокачивается по циркуляционному контуру без гидравлического сопротивления до достижения среднего значения (среднеарифметической величины по измерениям ТБ1, ТБ2, ТБ3) заданной температуры топлива в баке 1 с отклонением не более ±0,5°С. После выравнивания температур топлива в баке производится термостабилизирующая выдержка в течение 1-1,5 ч.Before the start of the tests, the set temperature in the climatic chamber is set, after the fuel in the tank 1 reaches the set temperature according to the readings of the T B2 sensor, the fuel pump 4 is switched on, and the fuel is pumped through the circulation loop without hydraulic resistance until the average value (arithmetic mean value according to the measurements T B1 , T B2 , T B3 ) of the specified temperature of the fuel in the tank 1 with a deviation of no more than ± 0.5 ° C. After equalization of the fuel temperatures in the tank, a thermostabilizing exposure is performed for 1-1.5 hours.

Скорость охлаждения топлива в баке 1 зависит от выбранной заданной температуры испытаний: для достижения температуры на 5 градусов выше температуры помутнения топливо охлаждают с максимальной скоростью - не менее 5°С/мин в климатической камере. Контроль температуры топлива в баке 1 осуществляется по трем датчикам: ТБ1, ТБ2, ТБ3.The rate of fuel cooling in tank 1 depends on the selected preset test temperature: to reach a temperature 5 degrees above the cloud point, the fuel is cooled at a maximum rate of at least 5 ° C / min in a climatic chamber. The fuel temperature in tank 1 is monitored using three sensors: T B1 , T B2 , T B3 .

Для достижения температуры на 5 градусов выше температуры застывания топливо охлаждают с минимальной скоростью - не более 1°С/мин. Нужная температура в климатической камере задается постепенно в течение 2-3 час для предотвращения кристаллизации топлива из-за его неравномерного охлаждения. Контроль температуры топлива в баке 1 осуществляется по трем датчикам: ТБ1, ТБ2, ТБ3.To reach a temperature 5 degrees above the pour point, the fuel is cooled at a minimum rate - no more than 1 ° C / min. The required temperature in the climatic chamber is set gradually over 2-3 hours to prevent fuel crystallization due to its uneven cooling. The fuel temperature in tank 1 is monitored using three sensors: T B1 , T B2 , T B3 .

Скорость охлаждения топлива в баке 1 для достижения значения температуры помутнения промежуточная - 2-3°С/мин. Контроль температуры топлива в баке 1 осуществляется по трем датчикам: ТБ1, ТБ2, ТБ3.The cooling rate of the fuel in tank 1 to reach the cloud point value is intermediate - 2-3 ° C / min. The fuel temperature in tank 1 is monitored using three sensors: T B1 , T B2 , T B3 .

1) Определение прокачиваемости топлива по циркуляционной топливной трассе без гидравлического сопротивления.1) Determination of the fuel pumpability along the circulating fuel line without hydraulic resistance.

Клапан К1 открыт. Все остальные клапаны: К2, К3, К4, К5, К6 в положении «Закрыто».Valve K 1 is open. All other valves: K 2 , K 3 , K 4 , K 5 , K 6 in the "Closed" position.

После окончания термостабилизации топлива в баке 1 (среднеарифметическое значение температуры по трем датчикам ТБ1, ТБ2, ТБ3 отличается от заданной температуры не более, чем на ±0,5°С) и выдержки в таких условиях в течение 1-1,5 ч включается топливоподкачивающий насос 4 на 3-5 мин (предельное время для обеспечения надежного пуска большинства типов дизельных двигателей). Измеряется расход топлива (л/с) по расходомеру Q1 рассчитывается скорость потока (прокачиваемость) топлива W1 (м/с) и делается вывод о прокачиваемости топлива при данной температуре по топливопроводу без гидравлического сопротивления.After the end of the thermal stabilization of the fuel in tank 1 (the arithmetic mean value of the temperature for three sensors T B1 , T B2 , T B3 differs from the set temperature by no more than ± 0.5 ° C) and holding under such conditions for 1-1.5 h, the fuel priming pump 4 is turned on for 3-5 minutes (the maximum time to ensure reliable starting of most types of diesel engines). The fuel consumption (l / s) is measured by the flow meter Q 1, the flow rate (pumpability) of the fuel W 1 (m / s) is calculated and a conclusion is made about the pumpability of the fuel at a given temperature through the fuel line without hydraulic resistance.

2) Определение прокачиваемости топлива по циркуляционной топливной трассе с имитатором гидравлического сопротивления 3 (имитатор 3, характеризующий сопротивление топливопроводов для выбранного класса двигателя, изготавливался на основании расчетов, учитывающих повороты, изгибы, перепады и т.п. топливной системы данного двигателя, и варьировался в пределах от 0,9 до 0,6 диаметра топливопровода).2) Determination of the fuel pumpability along the circulation fuel line with the simulator of hydraulic resistance 3 (simulator 3, which characterizes the resistance of the fuel lines for the selected class of engine, was made on the basis of calculations taking into account turns, bends, drops, etc. of the fuel system of this engine, and varied in within the range from 0.9 to 0.6 of the diameter of the fuel line).

Клапан К1 закрыт. Клапаны К2 и К3 открыты. Клапаны К4, К5, К6 в положении «Закрыто».Valve K 1 is closed. Valves K 2 and K 3 are open. Valves K 4 , K 5 , K 6 in the "Closed" position.

После окончания термостабилизации топлива в баке 1, осуществляемой аналогично вышеописанной для трассы 1 без гидравлического сопротивления, включается топливоподкачивающий насос 4 на 3-5 мин. Измеряется расход топлива (л/с) по расходомеру Q1 и рассчитывается соответствующая скорость потока (прокачиваемость) топлива W1 (м/с).After the end of the thermal stabilization of the fuel in the tank 1, carried out similarly to the one described above for the line 1 without hydraulic resistance, the fuel pump 4 is turned on for 3-5 minutes. The fuel consumption (l / s) is measured by the flow meter Q 1 and the corresponding flow rate (pumpability) of the fuel W 1 (m / s) is calculated.

Сравнение полученных значений скорости W1 для циркуляционных трасс 1 и 2 позволяет оценить влияние гидравлического сопротивления топливопроводов на прокачиваемость топлива при данной температуре.Comparison of the obtained values of the speed W 1 for circulation lines 1 and 2 allows one to estimate the effect of the hydraulic resistance of the fuel lines on the fuel pumpability at a given temperature.

3) Определение прокачиваемости топлива через фильтры грубой FГ и тонкой очистки FТ по топливной трассе низкого давления с имитатором гидравлического сопротивления 3.3) Determination of fuel pumpability through filters of coarse F G and fine filters F T along a low pressure fuel line with a hydraulic resistance simulator 3.

Клапаны К1, К3, К6 закрыты. Клапан К2 открыт для подачи топлива по линии с имитатором гидравлического сопротивления. Клапан К4 открыт для подачи топлива к топливным фильтрам FГ и FТ. Клапан К5 открыт для подачи топлива в линию сброса в бак.Valves K 1 , K 3 , K 6 are closed. Valve K 2 is open to supply fuel through a line with a hydraulic resistance simulator. Valve K 4 is open to supply fuel to the fuel filters F G and F T. Valve K 5 is open to supply fuel to the discharge line to the tank.

После окончания термостабилизации топлива в баке 1 (как для трассы 1) включается топливоподкачивающий насос 4 на 3-5 мин. Фиксируются значение температуры топлива в трассе Тс и значения давления топлива в трех точках: P1, Р2, Р3. Измеряется расход топлива (л/с) по расходомеру Q2 и делается вывод о прокачиваемости топлива через фильтры при данной температуре с учетом гидравлического сопротивления топливной трассы.After the end of the thermal stabilization of the fuel in tank 1 (as for route 1), the fuel priming pump 4 is turned on for 3-5 minutes. The value of the fuel temperature in the Tc line and the values of the fuel pressure at three points are recorded: P 1 , P 2 , P 3 . The fuel consumption (l / s) is measured by the flow meter Q 2 and a conclusion is made about the pumpability of the fuel through the filters at a given temperature, taking into account the hydraulic resistance of the fuel line.

4) Определение прокачиваемости топлива через фильтры грубой FГ и тонкой очистки FТ по топливной трассе высокого давления, содержащей имитатор гидравлического сопротивления 3 и топливный насос высокого давления 2.4) Determination of the fuel pumpability through filters of coarse F G and fine filters F T on a high-pressure fuel line containing a hydraulic resistance simulator 3 and a high-pressure fuel pump 2.

Клапаны К1, К3, К5 закрыты. Клапан К2 открыт для подачи топлива по линии с имитатором гидравлического сопротивления. Клапан К4 открыт для подачи топлива к топливным фильтрам FГ и FТ. Клапан К6 открыт для подачи топлива в топливный насос высокого давления 2 с управляемым электроприводом, позволяющим изменять объем подачи топлива и исследовать его низкотемпературную прокачиваемость в процессе пуска двигателя (время работы стартера), на пусковой частоте и номинальном режиме работы двигателя.Valves K 1 , K 3 , K 5 are closed. Valve K 2 is open to supply fuel through a line with a hydraulic resistance simulator. Valve K 4 is open to supply fuel to the fuel filters F G and F T. Valve K 6 is open to supply fuel to the high-pressure fuel pump 2 with a controlled electric drive, which makes it possible to change the volume of fuel supply and to study its low-temperature pumpability during the engine start-up (starter operating time), at the starting frequency and at the nominal engine operating mode.

После окончания термостабилизации топлива в баке 1 в течение 2-3 ч (контроль по трем датчикам ТБ1, ТБ2, ТБ3) включается топливоподкачивающий насос 4, и через 5-10 с включается топливный насос высокого давления 2 (при положении рейки топливного насоса 2 на максимальной подаче топлива) сначала на 5 с на частоте вращения 30 об/мин, затем в течение 20-30 с частоту вращения увеличивают до 50-60 об/мин, что обеспечивает прокачивание топлива в форсунки 5 с мерными емкостями. Фиксируются температура топлива по датчику Тс и давление топлива по датчикам P1, Р2, Р3. Производится замер количества топлива QФ, прошедшего через форсунки 5 в мерительные емкости за время работы 60-180 с (предельное время для обеспечения попытки пуска двигателя: Пименов Ю.М., Улитько А.В., А.Б. Квашнин А.Б. Моделирование процесса подачи топлив для дизелей наземной техники в условиях низких температур. Мир нефтепродуктов, 2018, №11, с. 34-42). По полученным результатам делается вывод о возможности обеспечения пуска двигателя при заданной температуре.After the end of the thermal stabilization of the fuel in tank 1 for 2-3 hours (monitoring by three sensors T B1 , T B2 , T B3 ), the fuel pump 4 is switched on, and after 5-10 s, the high pressure fuel pump 2 is switched on (with the position of the fuel pump rail 2 at maximum fuel supply), first for 5 s at a speed of 30 rpm, then for 20-30 s, the speed is increased to 50-60 rpm, which ensures fuel is pumped into injectors 5 with measuring containers. The fuel temperature is recorded by the Tc sensor and the fuel pressure by the P 1 , P 2 , P 3 sensors. The measurement of the amount of fuel Q Ф , passed through the nozzles 5 into the measuring tanks during the operation of 60-180 s (the maximum time to ensure an attempt to start the engine: Pimenov Yu.M., Ulitko A.V., A.B. Kvashnin A.B. . Modeling the process of supplying fuels for diesel engines of ground vehicles in low temperatures. World of oil products, 2018, No. 11, pp. 34-42). Based on the results obtained, it is concluded that it is possible to ensure the start of the engine at a given temperature.

Пример.Example.

Было проведено испытание топлива марки А-0,2. По ГОСТ 5066-91 были определены температура помутнения (Тпом) - минус 51°С и температура застывания (Тзас) - минус 57°С. Результаты испытаний представлены в таблице. Из приведенных данных видно, что при температуре топлива минус 52°С (Тпом ±1)°С) исследуемое топливо способно обеспечить устойчивую и бесперебойную работу дизельного двигателя, так как наблюдаемая величина расхода топлива на всех испытательных режимах обеспечивает требуемый (10,3-15,8 л/мин) расход для выбранных элементов топливной системы двигательной установки. При этом при температуре топлива минус 55°С возникают условия (уменьшенный расход), которые могут привести к невозможности пуска или неустойчивой работы двигателя.A test of fuel grade A-0.2 was carried out. According to GOST 5066-91, the cloud point (T pom ) was determined - minus 51 ° C and the pour point (T s ) - minus 57 ° C. The test results are presented in the table. From the above data, it can be seen that at a fuel temperature of minus 52 ° C (T pom ± 1) ° C), the test fuel is capable of ensuring stable and uninterrupted operation of a diesel engine, since the observed value of fuel consumption in all test modes provides the required (10.3- 15.8 l / min) consumption for the selected elements of the fuel system of the propulsion system. At the same time, at a fuel temperature of minus 55 ° C, conditions arise (reduced consumption), which can lead to the impossibility of starting or unstable engine operation.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет оперативно оценивать прокачиваемость дизельного топлива, охлажденного с заданной скоростью до заданной температуры, последовательно, в контурах низкого и высокого давления, определять значения подачи и давления топлива в топливной линии и прогнозировать критические температуры для обеспечения надежного пуска и работы двигателя.Thus, the proposed installation makes it possible to quickly assess the pumpability of diesel fuel cooled at a given rate to a given temperature, sequentially, in the low and high pressure circuits, to determine the values of fuel supply and pressure in the fuel line and to predict critical temperatures to ensure reliable start and operation of the engine.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (2)

1. Установка для оценки эксплуатационных характеристик дизельных топлив в условиях низких температур, содержащая размещенные в термокамере топливный бак с датчиком температуры, соединенные последовательно по потоку исследуемого топлива топливоподкачивающий насос с электроприводом, сменные фильтры грубой и тонкой очистки, датчик расхода топлива через фильтр тонкой очистки, датчики давления, расположенные до и после фильтра тонкой очистки, датчик температуры исследуемого топлива, циркуляционный контур для перемешивания топлива в баке при охлаждении и блок информационно-управляющей системы, обеспечивающий сбор информации с измерительной аппаратуры и управление исполнительным оборудованием, размещенный вне термокамеры, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены электромагнитные клапаны, обеспечивающие автоматизированное управление прокачкой топлива по независимым трассам, имитатор гидравлического сопротивления топливной системы, топливный насос высокого давления с управляемым электроприводом, топливные форсунки с мерной емкостью, датчик давления, расположенный перед фильтром грубой очистки, два датчика давления на выходе насоса высокого давления перед соответствующими топливными форсунками, два дополнительных встроенных датчика температуры топлива в баке и датчик расхода топлива на входе в топливный бак по циркуляционному контуру.1. An installation for evaluating the performance of diesel fuels at low temperatures, containing a fuel tank with a temperature sensor placed in a heat chamber, an electrically driven fuel pump connected in series along the flow of the test fuel, replaceable coarse and fine filters, a fuel flow sensor through a fine filter, pressure sensors located before and after the fine filter, a temperature sensor of the fuel under investigation, a circulation circuit for mixing fuel in the tank during cooling and an information and control system unit that collects information from the measuring equipment and controls the executive equipment located outside the heat chamber, characterized by the fact that that it additionally includes solenoid valves that provide automated control of fuel pumping along independent routes, a simulator of the hydraulic resistance of the fuel system, a high-pressure fuel pump with a controlled electric with a drive, fuel injectors with a measuring container, a pressure sensor located in front of the coarse filter, two pressure sensors at the outlet of the high pressure pump in front of the corresponding fuel injectors, two additional built-in fuel temperature sensors in the tank and a fuel flow sensor at the inlet to the fuel tank along the circulation circuit ... 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что термокамера является малогабаритной.2. Installation according to claim 1, characterized in that the heat chamber is small-sized.
RU2020125690A 2020-08-03 2020-08-03 Installation for evaluating the performance of diesel fuels at low temperatures RU2744147C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125690A RU2744147C9 (en) 2020-08-03 2020-08-03 Installation for evaluating the performance of diesel fuels at low temperatures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125690A RU2744147C9 (en) 2020-08-03 2020-08-03 Installation for evaluating the performance of diesel fuels at low temperatures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2744147C1 RU2744147C1 (en) 2021-03-03
RU2744147C9 true RU2744147C9 (en) 2021-05-26

Family

ID=74857758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020125690A RU2744147C9 (en) 2020-08-03 2020-08-03 Installation for evaluating the performance of diesel fuels at low temperatures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2744147C9 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08200174A (en) * 1994-10-03 1996-08-06 Ford Motor Co Return-less fuel feeder
RU2186357C2 (en) * 2000-06-30 2002-07-27 Открытое акционерное общество "А.Люлька-Сатурн" Device determining boundary of appearance of instability of operation process in gas generator of liquid-propellant rocket engine
RU2199676C2 (en) * 2000-06-09 2003-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-производственное предприятие Дизельавтоматика" Diesel engine fuel feed electronic control system
RU2261426C1 (en) * 2004-03-30 2005-09-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "25 Государственный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации (по применению топлив, масел, смазок и специальных жидкостей - ГосНИИ по химмотологии)" Assembly for estimating low-temperature pumping of fuel for diesel engines
RU2406989C2 (en) * 2009-03-10 2010-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговая Компания ТЕХНОПАРК 21" Diagnostic method of efficiency of atomisers and device for its implementation
CN204646488U (en) * 2015-05-07 2015-09-16 西京学院 A kind of fuel oil supply device
RU2710450C2 (en) * 2014-12-30 2019-12-26 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Method for fuel system (embodiments) and fuel system
RU2718104C1 (en) * 2019-08-28 2020-03-30 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Internal combustion engine test device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08200174A (en) * 1994-10-03 1996-08-06 Ford Motor Co Return-less fuel feeder
RU2199676C2 (en) * 2000-06-09 2003-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-производственное предприятие Дизельавтоматика" Diesel engine fuel feed electronic control system
RU2186357C2 (en) * 2000-06-30 2002-07-27 Открытое акционерное общество "А.Люлька-Сатурн" Device determining boundary of appearance of instability of operation process in gas generator of liquid-propellant rocket engine
RU2261426C1 (en) * 2004-03-30 2005-09-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "25 Государственный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации (по применению топлив, масел, смазок и специальных жидкостей - ГосНИИ по химмотологии)" Assembly for estimating low-temperature pumping of fuel for diesel engines
RU2406989C2 (en) * 2009-03-10 2010-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговая Компания ТЕХНОПАРК 21" Diagnostic method of efficiency of atomisers and device for its implementation
RU2710450C2 (en) * 2014-12-30 2019-12-26 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Method for fuel system (embodiments) and fuel system
CN204646488U (en) * 2015-05-07 2015-09-16 西京学院 A kind of fuel oil supply device
RU2718104C1 (en) * 2019-08-28 2020-03-30 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Internal combustion engine test device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2744147C1 (en) 2021-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2684047C2 (en) Methods for determining wear of high-pressure pump cylinder
CN105388254A (en) High-temperature high-pressure foam fracturing fluid leak-off damage experiment system
CN111650354B (en) Hydrate evaluation experiment system and method
CN111323216B (en) Valve pressure performance testing system and method
RU2744147C9 (en) Installation for evaluating the performance of diesel fuels at low temperatures
RU2641337C1 (en) Stand for simulating process of inclined-directed gas-liquid flows
RU2629884C1 (en) Unit for efficiency estimation of hydraulic resistance decreasing agents
RU2368899C1 (en) Method of estimating automotive gasoline tendency to form sediments in injectors
RU2708104C1 (en) Methods for express diagnostics of dead-end gasoline supply system and low-pressure loop of automotive injector ice
RU2470283C2 (en) Device for sampling from discharge pipeline (versions)
KR101676943B1 (en) Method for functional testing of arrangement for dynamic fuel consumption measurement
RU2689113C1 (en) Method of producing in situ depressant additive in process of pipeline transport with high-paraffin crude oil, treated by anti-turbulent additive
RU2808091C1 (en) Installation for assessing the tendency of diesel fuels to form deposits on the injecting nozzle and the high-pressure fuel line
RU2261426C1 (en) Assembly for estimating low-temperature pumping of fuel for diesel engines
RU2785434C9 (en) Installation for assessment of propensity of diesel fuels to formation of depositions on nozzle parts
RU2785434C1 (en) Installation for assessment of propensity of diesel fuels to formation of depositions on nozzle parts
RU2576764C1 (en) Method for evaluation of tendency of motor petrol to formation of deposits in injectors of injection systems
KR101524593B1 (en) Method of testing of low-temperature performance combined fuel heater and filter for automobile
RU2771653C1 (en) Device for measuring fuel consumption by an internal combustion engine
RU2453714C1 (en) Internal combustion engine cooling system
RU2795448C1 (en) Method for determining the limiting temperature of diesel fuel filterability
RU2811042C1 (en) Bench for calibration and initial verification of in-line density converters
RU46358U1 (en) DEVICE FOR DIAGNOSIS AND TEST OF OIL PUMPS
RU185929U1 (en) OIL FILTER TEST STAND
Witkowski Diagnosis of injection system marine diesel engine with the use of the heat release characteristics

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL 7-2021 FOR INID CODE(S) (72)

TH4A Reissue of patent specification