Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка маслоотделителя для закрытой системы вентиляции картера комбинированных дизелей

Сведения об участнике
ФИО
Андриянов Сергей Михайлович
Вуз
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Машиностроение. Энергетика
Раздел области наук
Тяжелое и среднее машиностроение
Тема
Разработка маслоотделителя для закрытой системы вентиляции картера комбинированных дизелей
Резюме
Главное условие стабильного развития российского двигателестроения – это выпуск конкурентоспособной, безопасной и экологически чистой техники, а также систематическое улучшение свойств продукции до мирового уровня. Существует одно направление, которое замедляет развитие двигателестроения в области экологичности, это система вентиляции картера (СВК) двигателей внутреннего сгорания. В настоящее время большинство производителей большегрузных автомобилей применяют открытую СВК. Существующие маслоотделители для СВК двигателей импортного производства имеют высокую стоимость, а также в большинстве не рассчитаны на условия эксплуатации в РФ.
Ключевые слова
Экология, дизельный двигатель, система вентиляции картера, маслоотделитель.
Цели и задачи
Разработка эффективного и конкурентоспособного маслоотделителя для закрытой СВК дизельных двигателей.
Введение

Цель: разработка эффективного и конкурентоспособного маслоотделителя для закрытой СВК дизельных двигателей.

Сущность проекта: для достижения мирового уровня экологических показателей в двигателестроении российских предприятий необходимо разработать маслоотделитель для закрытой СВК двигателей внутреннего сгорания и исключить закупки дорогостоящих импортных комплектующих. В результате получим качественно новый продукт, который по своим параметрам не будет уступать мировым аналогам по всем параметрам и себестоимости. Изделие будет обладать эффективностью до 99% отделения масла от картерных газов. Маслоотделитель будет рассчитан на расход картерных газов до 400 л/мин (двигатели до 1000 л.с.) с min сопротивлением в СВК двигателя.

Методы и материалы

В данной работе были проведены газодинамические расчеты существующих маслоотделителей для закрытых и открытых систем вентиляции картера дизельных двигателей КАМАЗ. Были разработаны и изготовлены несколько прототипов маслоотделителей как для открытых, так и для закрытых систем вентиляции картера дизельных двигателей, на основе существующих импортных аналогов. Были проведены стендовые безмоторные и моторные испытания опытных маслоотделителей. По результатам работ было оформлено 3 патента и еще 1 находится на оформлении.

Описание и обсуждение результатов

1 Опытный маслоотделитель для открытой системы вентиляции картера

Был разработан качественно новый маслоотделитель для открытой системы вентиляции картера двигателей КАМАЗ (см. рис. 1). Проведенные стендовые моторные испытания на двигателе КАМАЗ мощностью 400 л.с. показали хороший результат по отделению масла при расходах картерных газов до 400 л./мин, разработанный маслоотделитель был применен в качестве второй ступени вместе с серийной СВК, Полученные данные сведены в таблицу 1. Существует возможность доработки данного маслоотделителя для закрытой СВК. Отправлена заявка на оформление полезной модели нового маслоотделителя.

Рисунок 1 – Опытный маслоотделитель для открытой СВК

Таблица 1

Расход КГ, л/мин

Подача масла в маслоотделитель, гр./10 мин

Унос масла, гр./10 мин

Давление КГ, мм вод ст.

Эффективность маслоотделителя, %

120

0

0

20-22

100

160

0

0

30-33

200

2,25

0

38-40

250

4,85

0

53-54

300

6,9

0

73-75

350

8

0,1

100-102

98,8

400

49,4

0

135-145

100

 

2 Опытный маслоотделитель для закрытой системы вентиляции картера

Существует необходимость создания качественно новых элементов СВК, которые бы подходили для данной системы и обладали при этом хорошей эффективностью и работоспособностью, в данном случае это запатентованный маслоотделитель представленный ниже на рис. 2:

Рисунок 2 – Схем маслоотделителя:

1 – направление потока КГ из маслозаливной горловины; 2 – первая ступень маслоотделения;
3 – вторая ступень маслоотделения;
4 – маслоотделительная сетка расположенная на внутренней стенке корпуса маслоотделителя;
5 – направление потока отделенного от КГ масла;
6 – направление потока КГ очищенных от масла (в систему впуска); 7 – следящий клапан, препятствующий образованию разрежения в картерном пространстве

 

Заключение

Был разработан, изготовлен и испытан опытный маслоотделитель как для открытой, так и для закрытой СВК.

Основной отличительной особенностью разработанных маслоотделителей от импортных аналогов является отсутствие сменных фильтрующих элементов, которые требуют своевременной замены, что позволяет разработать полностью не обслуживаемый маслоотделитель до капитального ремонта двигателя. Меньшие габаритные размеры позволяют упростить компоновочные работы в составе АТС.

В процессе проведенных испытаний было установлено, что эффективность разработанного маслоотделителя:

- для открытой СВК не ниже 98,8% при 350 л/мин. В свою очередь маслоотделитель работоспособен при расходах картерных газов 400 л/мин. с эффективностью отделения масла 100 %;

- для закрытой СВК (испытания проводились в качестве применения для открытой СВК) не ниже 97,5% при 360 л/мин. В свою очередь маслоотделитель работоспособен при расходах картерных газов 400 л/мин. с эффективностью отделения масла 99,71 %;

Разработанные опытные маслоотделители удовлетворяют требованиям как для открытой, так и для закрытой СВК, обладает высокой эффективностью и конкурентоспособностью.

Используемые источники
1. Балашов А.А. Снижение аэродинамических потерь в газовоздушном тракте лодочного мотора - важнейший фактор увеличения мощности и улучшения экологических качеств.
2. Волков, М.Ю. Рециркуляция картерных газов во впускной тракт дизеля .
3. Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей.
4. Пат.111582 РФ: F 01 М 13/04: Маслоотделитель системы вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания.
5. Пат.111583 РФ: F 01 М 13/04: Маслоотделитель системы вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания (варианты).
6. Попов И.А. Теплогидравлическая эффективность перспективных способов интенсификации теплоотдачи в каналах теплообменного оборудования при вынужденном и свободноконвективном движении теплоносителей.
7. Правила ЕЭК №49-05.
8. Франц К. Мозер. Дизель в 2015 г.: Требования и направления развития технологий дизелей для легковых и грузовых автомобилей.
Information about the project
Surname Name
Sergey Andrianov
Project title
The development of the oil separator for a closed crankcase ventilation system combined diesel
Summary of the project
The main condition for stable development of the Russian engine – building production of competitive, safe and environmentally friendly equipment, as well as systematic improvement of the properties of products to the world level. There is one direction that slows the development of engine technology in the field of ecology, this is the crankcase ventilation system (ICS) internal combustion engines. Currently, most manufacturers of heavy vehicles use the open CRS. Existing separators for SVK engines imported are of high value, and most are not designed for operating conditions in Russia.
Keywords
Ecology, a diesel engine, the crankcase ventilation system, oil separator.