CC BY
57
СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И МАШИННО-ДВИЖИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
DOI: 10.24143/2073-1574-2018-4-31-41 УДК 621.43.013:629.3
Г. П. Кича, А. В. Надежкин, Л. А. Семенюк
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ МОТОРНОГО МАСЛА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ В МАСЛООЧИСТИТЕЛЯХ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ
Приведены результаты моторных испытаний фильтрующих элементов серийного производства в судовых дизелях, а также в новых - с улучшенными показателями, которые способствуют повышению эффективности очистки моторного масла и улучшению состояния двигателей с точки зрения износа и нагарообразования. Увеличение ресурса работы судовых дизелей напрямую связано с качеством очистки масла. Осуществлён анализ развития фильтровальной техники применительно к очистке моторного масла в системах смазки судовых среднеоборотных двигателей внутреннего сгорания (ДВС), оснащённых разными маслоочи-стителями на судах Дальневосточного бассейна. Представлены методы повышения пропускной способности, грязеёмкости и срока службы, а также тонкости и полноты отсева фильтрующих элементов путём применения новых фильтровальных материалов. Рассмотрена зависимость влияния скорости фильтрации масла на эффективность его очистки. Снижением скорости фильтрования можно интенсифицировать процесс очистки масла. Необходим выбор такого типоразмера фильтровального элемента, чтобы скорость фильтрования была оптимальной. В настоящее время технология получения фильтровальных материалов активно совершенствуется, улучшились параметры фильтровальных материалов: пористость, удельная пропускная способность и т. д. Предложены мероприятия по улучшению гидравлических и фильтровальных характеристик нетканых материалов из целлюлозных и синтетических волокон разной толщины с различными наполнителями и связывающими веществами, что увеличивает проницаемость бумаг, число пор на единицу поверхности и более узкое их распределение по диаметру пор. Приведены новые научно-технические решения, комплексно повышающие эффективность маслоиспользования в дизелях. Показаны пути снижения скорости изнашивания основных деталей в ДВС при полнопоточной тонкой очистке смазочного масла, обеспечивающие экономичную ресурсосберегающую эксплуатацию тронковых дизелей. В российской промышленности производят полнопоточные фильтрующие элементы и фильтровальные материалы к ним, не уступающие по основным показателям лучшим зарубежным образцам.
Ключевые слова: судовой дизель, износ двигателя, фильтрация моторного масла, фильтровальные материалы, полнопоточный фильтр, скорость фильтрования.
Введение
Развитие моторостроения и нефтехимии выдвигает новые требования к современным маслоочистителям в двигателях внутреннего сгорания. Форсировка дизелей по наддуву и частоте вращения, использование в подшипниках тонкостенных вкладышей, снижение маслообмена за счёт уменьшения угара масла с одновременным увеличением срока его службы, применение моторных масел с высокими дисперсирующими свойствами - вот те условия, в которых приходится работать средствам очистки.
Большинство используемых на морском флоте быстроходных и среднеоборотных дизелей имеет устаревшие системы маслоочистки. Так, например, более 82 % всего парка вспомогательных судовых дизелей оснащено только фильтрами грубой очистки. На остальных же, кроме указанных, установлены ещё фильтры тонкой очистки, в основном устаревших конструкций.
Только отдельные двигатели имеют вполне современные фильтрующие установки самоочищающегося типа или со сменными элементами из волокнистых поверхностных и объёмных фильтровальных материалов [1].
Совершенствование поровой структуры нетканых фильтровальных материалов -эффективный метод повышения качества очистки моторного масла в двигателях внутреннего сгорания
В результате непрерывного технического совершенствования дизелей наблюдается резкое увеличение ресурса их работы. Так, в финском дизеле типа ЧН21/21, во вспомогательных форсированных двигателях 624Т и 824Т фирмы «Вяртсиля Поляр» (ледоколы типа «Москва» и «Ермак») ресурс до первой переборки превышает 12 тыс. ч. Достижение этого показателя было бы невозможным без качественной очистки масла. В данных двигателях для этой цели используют полнопоточные фильтры тонкой очистки масла (ФТОМП), функционирующие как самостоятельно, так и совместно с частичнопоточными центрифугами.
Полнопоточная система тонкой очистки масла имеет следующую особенность: через фильтр, устанавливаемый в нагнетательной магистрали системы смазки перед маслоохладителем, проходит весь поток масла, идущий на смазку деталей дизеля. Исходная тонкость отсева применяемых фильтровальных материалов обычно составляет 15-40 мкм. Это значит, что в пары трения частицы с размерами выше указанных практически не попадают. За рубежом такая система очистки получила самое широкое распространение - более 14 фирм, выпускающих тронковые дизели различного, в том числе и судового, назначения, используют ФТОМП. Специализированное производство элементов к таким фильтрам освоено многими фирмами, в том числе 6 из них выпускает более 2 млн фильтрующих элементов в год. Выпуск элементов подобного типа в России освоен Нарвским учебно-производственным комбинатом и ООО «Клоска-Фильтр» (г. Находка, Приморский край). Основные характеристики полнопоточных фильтров, элементов к ним и современных отечественных фильтровальных материалов приводятся в работе [1].
Ниже приведены результаты исследования эффективности ФТОМП в двигателях внутреннего сгорания и основные пути их совершенствования. В 1970-2018 гг. на Дальневосточном бассейне проводились широкие лабораторные и эксплуатационные моторные испытания этих фильтров [2].
На рис. 1 изображена эффективность ФТОМП в сравнении со штатными маслоочистите-лями, фильтрами грубой очистки и комбинации последних с частичнопоточными очистителями типа ДАСФО.
100
й « о u У f
о, о • о ч о св
5S D Ч св Н D Ч О О
к
«
я к
св
m Я 5«
in
Ч О
ю о
60
40
20
Цилиндровые Поршневые Мотылевые Трудоёмкость
втулки кольца подшипники обслуживания
Фильтр грубой очистки
Фильтр частичнопоточный
Фильтр полнопоточный
0
Рис. 1. Износ основных деталей дизелей и трудоёмкость обслуживания маслоочистителей
при очистке масла фильтрами
Представленные данные обобщены по девяти типам дизелей за период наработки 6-12 тыс. моточасов.
Как видно из рис. 1, наименьший износ основных деталей дизелей наблюдается при применении полнопоточной тонкой очистки масла. Наибольшее влияние данный маслоочиститель оказывает на состояние вкладышей мотылевого подшипника и соответствующих шеек коленчатого вала. Циркуляция абразивных частиц через подшипниковые узлы более интенсивна, чем через сопряжение «поршневое кольцо - цилиндровая втулка». Так, скорость изнашивания вкладышей и шеек при применении ФТОМП в 1,85 раза меньше по сравнению с условиями использования частичнопоточной системы тонкой очистки в комбинации с фильтрами грубой очистки разного типа [3, 4]. Если же в дизеле осуществляется только грубая очистка, то разница в износе будет ещё заметнее - в 2,44 раза.
Эффект от действия полнопоточного фильтра, зафиксированный в снижении износа поршневых колец, особенно в сравнении с частичнопоточной системой тонкой очистки, выражен не так сильно - износ снижается всего лишь в 1,4 раза. По сравнению с грубой очисткой дополнительное подключение частичнопоточных фильтров снижает износ этих деталей на 37 %, а полная модернизация системы маслоочистки с применением ФТОМП - на 55 %.
При сопоставлении данных о состоянии цилиндровых втулок установлено, что тонкая очистка масла снижает их износ в 1,4-2,1 раза. Верхний предел достигается при полнопоточной схеме тонкой очистки масла.
В указанном эксперименте, по сравнению с опубликованными источниками [3], преимущества полнопоточных фильтров по приводимым параметрам оказались несколько заниженными, хотя общие тенденции отражаются правильно. Это обусловлено условиями автомобильных двигателей, где основной загрязнитель масла - кварцевая пыль.
Приведённые результаты отличаются от полученных нами в силу того, что, по всей вероятности, условия эксперимента были разные. Наши данные соответствуют судовым условиям эксплуатации, когда в систему смазки поступает извне сравнительно мало абразивных продуктов с частицами крупного размера. Чем больше таких загрязнений будет поступать в масло, тем больший эффект даёт использование полнопоточного фильтра.
Следует ещё отметить малую трудоёмкость обслуживания ФТОМП. Срок службы фильтрующих элементов зависит от типа и технического состояния дизеля, сжимов его работы, марки применяемого топлива и масла, фильтровального материала, скорости фильтрования [4]. Срок службы элементов типа «Восток-6» равен 600-1 500 ч, так что в среднем трудоёмкость обслуживания ФТОМП составляет 0,5 чел.-ч на 1 000 ч работы двигателя. Мотористам при этом нет необходимости выполнять трудоёмкие и грязные моечно-очистные работы, как это наблюдается, если в системе смазки используются фильтры грубой очистки. На рис. 1 показано: при эксплуатации штатных систем маслоочистки трудоёмкость обслуживания возрастает в 13-17 раз и в среднем равна 8-10 чел.-ч на 1 000 ч. Существующие фильтры грубой очистки приходится чистить через каждые 50-120 ч работы, а элементы ДАСФО имеют малый срок службы - всего 100-200 ч.
Немаловажное значение при установке полнопоточного фильтра в системе смазки конкретного двигателя имеет правильный выбор числа и типоразмера фильтрующих элементов. Как подтвердили проводимые эксперименты, увеличение напряжённости работы элементов, т. е. скорости фильтрования, приводит к уменьшению срока службы элементов и эффективности очистки, что приводит к износу деталей двигателя.
Для развития российских полнопоточных фильтров применительно к судовым и стационарным дизелям характерна тенденция к завышению общей поверхности фильтрования. В фильтры обычно заряжается такое количество элементов, что условная скорость фильтрования составляет 0,6-1,2 м/ч. Так что удовлетворение требования в отношении уменьшения износа выполняется очень просто - путём использования фильтра с завышенным числом элементов или применения элементов большого типоразмера. При этом необходимо учитывать, что размеры фильтра возрастают и не всегда имеется достаточно места для установки такого маслоочистителя [5].
Большинство автомобильных двигателей и транспортных дизелей работают с фильтрами, у которых нагрузка на элементы очень велика. Скорость фильтрования у них составляет 2-4 м/ч. Это приводит к снижению срока службы элементов в 2-5 раз больше, чем у судовых ДВС, в которых особых ограничений на размеры фильтров нет.
За рубежом полнопоточные фильтры тонкой очистки масла работают со скоростью фильтрации 1-6 м/ч. Вообще к каждому дизелю должен быть индивидуальный подход при выборе типоразмера фильтра с учётом ресурса двигателя, режимов его обслуживания, скорости загрязнения масла, типа и параметров системы смазки, условий работы и требований к качеству очистки.
На рис. 2 приведено влияние скорости фильтрации масла М-10-В2 (ГОСТ 12337-84) от эффективности его очистки в дизеле 6ЧН 18/22.
СЗ
Ё
(D
S
(D
ч m
и
1000 900
800 -
" 700 -
600 -
500 -
| 400 -
о W О
¿С
300 -
200 -
100 -
1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 -0,9 -0,8 -0,7
-0,6 0,5
0,3 0,6
0,9
1,2
1,5
1,8
2,1
2,4 2,7
Скорость фильтрации, м/ч
Рис. 2. Влияние скорости фильтрации на эффективность очистки масла в дизеле 6ЧН 18/22 посредством ФТОМП
Испытания велись на нетканом фильтровальном материале НКФМ-3. Скорость фильтрования варьировалась путём изменения числа элементов «Восток 6А-3», заряжаемых в полнопоточный фильтр специальной конструкции. Прокачка масла через дизель на номинальном температурном режиме системы смазки составляла 3,2 м3/ч.
На рис. 2 видно, что по мере увеличения скорости фильтрации эффективность очистки уменьшается. Так, если при значении этого параметра 0,3 м/ч значение коэффициента очистки масла от кварцевых частиц с удельной поверхностью 0,56 м2/ч (ГОСТ 8002-74) на незагрязнённых элементах составляло 64 %, то при увеличении параметра в 9 раз значение коэффициента снижается до 37 %. Ещё большее влияние данного показателя выражается на скорости удаления из масла нерастворимых продуктов. Так, в указанном диапазоне изменения скорости фильтрации максимальная концентрация в масле общих нерастворимых в бензине (НРБ) продуктов изменяется от 0,6 до 1,3 %. Наблюдаемое ухудшение очистки по мере роста скорости фильтрования приводит к увеличению скорости изнашивания (здесь скорость изнашивания выражена в процентах относительно её значения при очистке масла штатными средствами) основных деталей двигателя. Особенно интенсивно величина этого показателя растёт при скорости фильтрования свыше 1,5 м/ч.
С повышением скорости фильтрования срок службы фильтрующих элементов уменьшается. Общий расход фильтровального материала на 1 000 ч работы до скорости фильтрования 1,8 м/ч остаётся практически без изменения. При дальнейшем её увеличении он возрастает. Это вызвано редкой сменой элементов при больших поверхностях фильтрования. При малых же, несмотря на то, что при каждой смене расходуется меньше материала, общий его расход велик из-за очень малого срока службы элементов [5, 6].
Приведённые результаты подтверждают, что снижением скорости фильтрации можно интенсифицировать процесс очистки масла. Необходим выбор такого типоразмера фильтровального элемента, чтобы скорость фильтрации была оптимальной. Например, в дизеле 6ЧН 18/22 использование полнопоточного фильтра ФМП-2 с двумя элементами «Восток 6-3» не только обеспечивает наименьший расход фильтровального материала, но и упрощает обслуживание маслоочистителя из-за редких замен элементов. Скорость фильтрации в указанном дизеле в зависимости от технического состояния будет находиться в пределах 0,4-0,7 м/ч, что способствует получению минимальных износов, хотя, как показали испытания, допустимо её увеличение до 1,8 м/ч, что и является ограничительным пределом для большинства двигателей.
В настоящее время большое внимание уделяется дальнейшему совершенствованию фильтровального материала - повышают его механические свойства и улучшают фильтровальную структуру. Созданы нетканые, в том числе двухслойные, материалы и используются длинноволокнистые равнопрочные крупнопористые бумаги.
Некоторого увеличения роста грязеёмкости и улучшения гидравлических свойств добились за счёт роста пористости и изменения поровой структуры используемых материалов. У некоторых из них объём пор, по сравнению с общим объёмом, уже превышает 80 %. Благодаря этому в фильтровальном материале имеется достаточно годного пространства для накопления загрязнений.
В России за последние 40 лет улучшились параметры фильтровальных материалов: пористость, удельная пропускная способность, количество пор на единицу поверхности (рис. 3).
5,8х103
5x10"'
5,6 5,4 5,2 5,0 4,8 4,6 4,4 4,2 4,0 -I
,Пори / стость ая
—/У 1ельная г спосо( 1ропускн ность
/
Коли чество п ор
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
1976 1980 1984 1988 1992 1996 2000 2004 2008 2012 2016
Годы
4
3
2
1
Рис. 3. Динамика роста основных показателей российских фильтровальных материалов
Поровая структура фильтровальных материалов стала более регулярной, что позволяет располагать при одной и той же пористости и среднем размере пор большее их количество на единице поверхности [6, 7].
Уже получены фильтровальные материалы с пористостью 0,81. В ближайшие годы этот показатель может быть доведён до значения 0,9, хотя уже имеются нетканые клееные материалы ИГФ-1, ИГФ-Т, у которых пористость составляет 0,83-0,91, а удельная пропускная способность доходит до 7 • 10-8 м/с. Указанные параметры этих материалов при анализе не учитывались, т. к. размер пор у них очень большой и превышает границы, характерные для тонкой очистки.
Технология получения фильтровальных материалов непрерывно совершенствуется. Используются новые синтетические наполнители, связывающие вещества, что позволило достичь высокой удельной пропускной способности. Так, например, у бумаги ДКРБ она составляет (3,1^3,5) • 10-4 м/с. Количество сквозных пор на единицу площади у материалов с высокой тонкостью отсева, применяемых для тонкой очистки, составляет уже 4 800-5 000.
На рис. 4 показано, как меняется перепад давлений на фильтре при использовании нетканых фильтровальных материалов с узким (образец 1) и широким (образец 2) спектрами распределения пор по размерам при одинаковом среднем их значении.
0,18 0,15
С 0,12 «
| 0,09
m
св
ч
| 0,06 D
о,
D
С
0,03
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Продолжительность работы элементов, ч
Рис. 4. Зависимость перепада давлений фильтра от продолжительности работы фильтрующих элементов
Наглядны преимущества материала 1, у которого размер пор лежит в узком диапазоне. Срок службы элементов, изготовленных из него, в натурных условиях испытаний оказался равным 995 ч. При испытании образца 2 с такой же формой укладки фильтровальной шторы предельно допустимый перепад давлении 0,16 МПа был достигнут за 730 ч работы. Грязеёмкость и срок службы у последнего оказались соответственно в 1,23 и 1,4 раза меньше.
Немалые преимущества даёт также улучшение геометрии шторы. За счёт оптимизации её параметров, а также дополнительных устройств, делающих складки более жёсткими и предотвращающих их слипание при росте перепада давлений на элементе, достигается увеличение грязеёмкости и срока службы элементов на 20-40 %. Обычно для этой цели при гофрировании шторы между складками с наружной или внутренней стороны помещают (приклеивают) поперечные полости фильтровальной бумаги, различного вида распорные вставки (экспандеры). Для улучшения гидравлических характеристик используют также гофрирование материала. Такой же результат в элементах типа «Нарва-6» достигается применением поперечных складок. В приводимом примере за счёт данного мероприятия грязеёмкость возросла в 1,3, а срок службы элемента в 1,2 раза [8].
На рис. 4 также показано, как увеличивается перепад давлений при фильтровании масла элементами, у которых штора сформирована в виде многолучевой звезды, одинаковых габаритов без вставок и с поперечными складками, изготовленными из одного и того же фильтровального материала. Из приведённого примера видно, что общий выигрыш в сроке службы элемента за счёт улучшения геометрии складок и оптимизации структуры фильтровального материала составляет 65 %. Оба мероприятия позволяют увеличить грязеёмкость элемента в 1,6 раза. При этом гораздо больший промежуток времени работа фильтра происходила при малом перепаде давлений [9, 10].
Применение двухслойных фильтровальных материалов позволяет получить высокие показатели эффективности очистки при больших грязеёмкости и сроке службы элементов. Наружный слой такого нетканого материала из-за меньшего содержания волокон на единицу площади имеет более рыхлую структуру. Он обладает высокой пористостью и более низкой эффективностью очистки. Во внутренний же заделывается в 1,2-1,6 раза больше волокон, что понижает его
пористость и повышает эффективность этого слоя с точки зрения качества очистки. Наполнителем в таком материале служат синтетические полиэфирные волокна и волокна из поливинилового спирта, обычно двух размеров. Толщина двухслойного материала составляет 1-2 мм. Между собой слои склеиваются эмульсионным акриловым клеем.
По мере работы элементов, в которых используется двухслойный материал, гидравлические сопротивления фильтрующей перегородки растут очень медленно, а качество очистки как в начале работы, так и при смене элемента очень высокое. В наружном слое накапливается больше загрязнений. В него чаще внедряются крупные частицы. Мелкие же, прошедшие через этот слой, задерживаются во внутреннем слое. Оптимальное соотношение между поровой структурой наружного и внутреннего слоёв не только обеспечивает качественную очистку, но и значительно уменьшает грязеёмкость и срок службы элементов [10, 11].
Испытания частичнопоточных фильтров, у которых элементы изготовлены из поверхностных и объёмных фильтровальных материалов, подтвердили, что у них, по сравнению с полнопоточными, высокие показатели по количеству накапливаемых загрязнений в единицу времени. При одинаковых габаритах они могут превосходить последние в 2-4 раза. Это связано с применяемыми для этой цели материалами; они имеют иные поровые структуры, фильтрационные характеристики и к тому же работают с гораздо меньшими скоростями фильтрования. Полнопоточный же фильтр обладает избирательной способностью удалять в первую очередь наиболее крупные, а следовательно, и наиболее опасные частицы загрязнения. Таким образом, удаётся в течение длительного срока обеспечить защиту пар трения от попадания в них абразивных частиц, вызывающих наибольший износ.
На рис. 5 приведены значения фракционных коэффициентов отсева в зависимости от размера частиц (по эквивалентному диаметру) для различных материалов, включая сетку с размером ячейки 40 мкм.
к и н о к сг1 о н X <и К Я К
т о
и «
3 к к о к я и
СЗ
а ©
99
95 90 80
70 60 50 40 30
20
10
5
___/1 1 1 . ^Тонковолокнистая
•Бумага 1 I/ / с» лесь
^Бумага 2 /
/ Фильтровальная сетка с размером ячейки 40 мкм
/
/
/
/
/
/
/ Гр1 убоволок нистая с месь
// г-
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Размер частиц (эквивалентный диаметр), мкм
Рис. 5. Зависимость фракционного коэффициента очистки от размеров частиц для различных фильтровальных материалов
Из рис. 5 видно, что у объёмных материалов, особенно изготовленных из тонковолокнистых смесей, коэффициент отсева для частицы малых размеров выше, чем у бумаги 1 и бумаги 2, применяемых для полнопоточной очистки.
Частичнопоточные фильтры позволяют поддерживать концентрацию нерастворимых загрязнений в масле на более низком уровне. Назначение их состоит в снижении загрязнения масла, особенно в диапазоне малых частиц. В результате экспериментов доказано, что в некоторых дизелях наилучшие результаты даёт применение комбинированной очистки, когда используются одновременно полнопоточный и частичнопоточный фильтры тонкой очистки, каждый из которых выполняет свою роль. При этом частичнопоточный фильтр большую часть отложений берёт на себя, снижая грязевую нагрузку полнопоточных элементов и удлиняя таким образом срок их службы.
В Морском государственном университете имени адмирала Г. И. Невельского (г. Владивосток) разработаны требования к комбинированным полнопоточным фильтрующим элементам, изготавливаемым из разных фильтровальных материалов. Они имеют все преимущества вышеописанной комбинированной системы очистки, т. е. надёжно защищают пары трения от попадания крупных частиц и значительно снижают общую концентрацию нерастворимых продуктов в масле [11, 12].
Габаритные размеры и трудоёмкость обслуживания системы очистки масла с комбинированными элементами почти такие же, как и при полнопоточной очистке с применением элементов «Восток-6», и составляют 0,6-1,0 чел.-ч на 1 000 ч. В первую очередь такие фильтрующие элементы желательно применять в высокоскоростных двигателях, очень чувствительных к зольным продуктам срабатывания присадки, при работе дизелей на тяжёлых сортах топлива, и в тех установках, где велика скорость поступления в масло продуктов неполного сгорания топлива и карбонизации масла. В целом, как подтверждают проведённые испытания, использование комбинированных систем фильтрования и комбинированных элементов является одним из эффективных путей повышения качества очистки масла в дизелях и снижения трудоёмкости обслуживания маслоочистителей.
Выводы
1. Длительные моторные испытания на судах показали высокую эффективность ФТОМП в быстроходных и среднеоборотных дизелях. Применение их по сравнению со штатными мас-лоочистителями позволяет снизить скорость изнашивания основных деталей двигателей в 1,4-2,5 раза. Трудоёмкость обслуживания системы полнопоточной тонкой очистки масла при достигнутом сроке службы элементов типа «Нарва-6» и «Восток-6» 600-1500 ч составляет 0,6 чел.-ч на 1 000 ч работы, что в 13-17 раз ниже затрат на обслуживание применяемых фильтров грубой и тонкой очистки.
2. Намечены основные пути повышения эффективности полнопоточной тонкой очистки масла в судовых дизелях за счёт выбора оптимальных типоразмеров и числа используемых элементов в фильтре, улучшения геометрии шторы, дальнейшего совершенствования поровой структуры фильтровальных материалов с получением специальных бумаг с более узким распределением пор по размерам и применения двухслойных перегородок.
3. Отмечено, что современные фильтровальные материалы объёмного и поверхностного типа с композициями волокон разной толщины, применяемые для частичнопоточных элементов, имеют более высокий показатель очистки масла от мелких частиц загрязнения; материалы же для полнопоточных элементов, формируемые на композиции волокон одного-двух размеров, хорошо защищают пары трения дизеля от поступления в них крупных частиц. Использование того и другого принципа в комбинированных элементах позволяет поддерживать загрязнённость масла на низком, безопасном уровне и не даёт возможности крупным абразивным частицам попадать на трущиеся поверхности двигателей.
4. Российской промышленностью освоено производство полнопоточных фильтрующих элементов и фильтровальных материалов к ним. По основным показателям, таким как пористость, удельная пропускная способность, количество пор на единицу поверхности, современные российские фильтровальные материалы не уступают лучшим зарубежным аналогичным образцам.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Кича Г. П., Липин Г. М., Полоротое С. П. Триботехнические характеристики нерастворимых продуктов загрязнения моторных масел и их влияние на износ двигателя // Трение и износ. 1986. Т. 7. № 6. С. 1068-1078.
2. Маницын В. В., Соболенко А. Н. Анализ повреждений рамовых подшипников двигателей 8NVD48A-2U на промысловых судах // Вестн. Гос. ун-та мор. и реч. флота им. адм. С. О. Макарова. 2016. Вып. 6 (40). С. 150-155.
3. КичаГ. П. Полнопоточная тонкая очистка масла в судовых дизелях. М.: ЦБНТИ ММФ, 1978. 38 с.
4. Кича Г. П. Результаты испытаний полнопоточных фильтров тонкой очистки масла в судовых вспомогательных дизелях // Двигателестроение. 1980. № 9. С. 47-50.
5. Кича Г. П., Полоротов С. П. Исследование влияния скорости фильтрации на эффективность полнопоточной тонкой очистки масла в дизелях // Двигателестроение. 1981. №7. С. 45-47.
6. Кича Г. П. Эксплуатационная эффективность новых маслоочистительных комплексов в форсированных дизелях // Двигателестроение. 1987. № 6. С. 25-29.
7. Надежкин А. В., Кича Г. П., Семенюк Л. А. Оптимизация режимов комбинированной очистки моторного масла в судовых дизелях методами вариационного исчисления // Морские интеллектуальные технологии. 2017. Т. 2. № 3. С. 93-101.
8. Соболенко А. Н., Симашов Р. Р., Глазюк Д. К., Маницын В. В. Определение расхода топлива и моторного масла судовыми дизелями с учётом изменений внешних условий эксплуатации // Вестн. Астра-хан. гос. техн. ун-та. Сер.: Морская техника и технология. 2017. № 3. С. 62-73.
9. Кича Г. П., Перминов Б. Н., Надежкин А. В. Ресурсосберегающее маслоиспользование в судовых дизелях: моногр. Владивосток: Изд-во Мор. гос. ун-та им. адм. Г. И. Невельского, 2011. 372 с.
10. Кича Г. П., Свистунов Н. М., Свиридкин К. Г. Повышение эффективности полнопоточной тонкой очистки масла в судовых дизелях комбинированным фильтрованием // Рыб. хоз-во. 1980. № 12. С. 37-41.
11. Кича Г. П., Семенюк Л. А. Полнопоточная комбинированная фильтрованием и центрифугированием тонкая очистка моторного масла в судовых дизелях // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Морская техника и технология. 2018. № 2. С. 62-69.
12. Кича Г. П., Семенюк Л. А., Таращан Н. Н. Оптимизация параметров комбинированного масляного фильтра, функционирующего в составе комплекса «дизель-топливо-масло» // Транспортное дело России. 2017. № 4. С. 96-102.
Статья поступила в редакцию 21.06.2018
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Кича Геннадий Петрович — Россия, 690059, Владивосток; Морской государственный университет им. адмирала Г. И. Невельского; д-р техн. наук, профессор; начальник кафедры судовых двигателей внутреннего сгорания; [email protected].
Надежкин Андрей Вениаминович - Россия, 690059, Владивосток; Морской государственный университет им. адмирала Г. И. Невельского; д-р техн. наук, доцент; профессор кафедры судовых двигателей внутреннего сгорания; [email protected].
Семенюк Людмила Анатольевна — Россия, 690059, Владивосток; Морской государственный университет им. адмирала Г. И. Невельского; аспирант кафедры судовых двигателей внутреннего сгорания; [email protected].
G. P. Kicha, A. V. Nadezkin, L. A. Semeniuk
METHODS OF INCREASING EFFICIENCY OF THIN CLEARING ENGINE OIL BY IMPROVING FILTERING NONWOVENS IN OIL PURIFIERS
OF MARINE DIESEL ENGINS
Abstract. The article presents the results of motor tests of mass production filtering elements and new ones with improved performance in marine diesel engines. The filtering elements help to increase the efficiency of cleaning the engine oil and to lessen the engine wear and carbonation. The extended diesel service life is directly connected to the quality of oil purification. There has been carried out the analysis of developing filter technology regarding to engine oil cleaning in lubrication systems of ship medium-speed internal combustion engines equipped with different oil cleaners on the vessels of the Far Eastern basin. There have been presented the methods of increas-
ing the throughput, dirt capacity and service life, as well as the fineness and completeness of sifting filtering elements due to the use of new filter materials. The dependence of the oil filtration rate on the efficiency of its purification is shown. Oil purification process can be intensified by means of decreasing the rate of oil filtering. To obtain the optimal filtering rate it is necessary to choose the appropriate size of a filtering element. Nowadays, the production technology of filtering elements is constantly improving, parameters of filtering materials are being upgraded, such as porosity, specific capacity, etc. There have been proposed measures to improve the hydraulic and filtering characteristics of nonwovens from cellulose and synthetic fibers of different thicknesses with different fillers and binders, which increases the permeability of papers, the number of pores per unit surface and a narrower distribution in diameter. New scientific and technical solutions are presented, which increase the efficiency of oil use in diesel engines. The ways of reducing the wear rate of the main parts in the engine due to full-flow fine cleaning of lubricating oil providing economical resource-saving operation of the trunk diesel engines are shown. The Russian industry manufactures the full-flow filtering elements and filtering materials relevant to the best international analogues.
Key words: marine diesel, engine wear, engine oil filtration, filter materials, full-flow filter, filtration rate.
REFERENCES
1. Kicha G. P., Lipin G. M., Polorotov S. P. Tribotekhnicheskie kharakteristiki nerastvorimykh produktov zagriazneniia motornykh masel i ikh vliianie na iznos dvigatelia [Tribotechnological characteristics of non-soluble products of engine oil pollution and their impact on engine wear]. Trenie i iznos, 1986, vol. 7, no. 6, pp. 1068-1078.
2. Manitsyn V. V., Sobolenko A. N. Analiz povrezhdenii ramovykh podshipnikov dvigatelei 8NVD48A-2U na promyslovykh sudakh [Analysis of damage to main bearings in 8NVD48A-2U type engines on commercial fishing vessels]. Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admírala S. O. Makarova, 2016, iss. 6(40), pp. 150-155.
3. Kicha G. P. Polnopotochnaia tonkaia ochistka masla v sudovykh dizeliakh [Full-flow fine cleaning of marine diesel oil]. Moscow, TsBNTI MMF, 1978. 38 p.
4. Kicha G. P. Rezul'taty ispytanii polnopotochnykh fil'trov tonkoi ochistki masla v sudovykh vspomo-gatel'nykh dizeliakh [Test results of full-flow filters of fine purification of oil in marine auxiliary diesel engines]. Dvigatelestroenie, 1980, no. 9, pp. 47-50.
5. Kicha G. P., Polorotov S. P. Issledovanie vliianiia skorosti fil'tratsii na effektivnost' polnopotochnoi tonkoi ochistki masla v dizeliakh [Study of filtration rate influence on efficiency of full-flow oil fine cleaning in diesel engines]. Dvigatelestroenie, 1981, no. 7, pp. 45-47.
6. Kicha G. P. Ekspluatatsionnaia effektivnost' novykh masloochistitel'nykh kompleksov v forsirovannykh dizeliakh [Operational efficiency of new oil purifying complexes in forced diesels]. Dvigatelestroenie, 1987, no. 6, pp. 25-29.
7. Nadezkin A. V., Kicha G. P., Semeniuk L. A. Optimizatsiia rezhimov kombinirovannoi ochistki motor-nogo masla v sudovykh dizeliakh metodami variatsionnogo ischisleniia [Optimization of modes of combined cleaning of motor oil in marine diesels by calculus of variations methods]. Morskie intellektual'nye tekhnologii, 2017, vol. 2, no. 3, pp. 93-101.
8. Sobolenko A. N., Simashov R. R., Glaziuk D. K., Manitsyn V. V. Opredelenie raskhoda topliva i motor-nogo masla sudovymi dizeliami s uchetom izmenenii vneshnikh uslovii ekspluatatsii [Determining of fuel and engine oil consumption by marine diesels subject to the impact of environmental changes on operation processes]. Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Morskaia tekhnika i tekhnologiia, 2017, no. 3, pp. 62-73.
9. Kicha G. P., Perminov B. N., Nadezkin A. V. Resursosberegaiushchee masloispol'zovanie v sudovykh dizeliakh: monografiia [Recourse saving use of oil in marine diesels: monograph]. Vladivostok, Izd-vo Morskogo gosudarstvennogo universiteta imeni admirala G. I. Nevel'skogo, 2011. 372 p.
10. Kicha G. P., Svistunov N. M., Sviridkin K. G. Povyshenie effektivnosti polnopotochnoi tonkoi ochistki masla v sudovykh dizeliakh kombinirovannym fil'trovaniem [Increasing efficiency of full-flow oil fine cleaning in ship diesels by means of combined filtering]. Rybnoe khoziaistvo, 1980, no. 12, pp. 37-41.
11. Kicha G. P., Semeniuk L. A. Polnopotochnaia kombinirovannaia fil'trovaniem i tsentrifugirovaniem ton-kaia ochistka motornogo masla v sudovykh dizeliakh [Full-flow combined by filtering and centrifuging fine cleaning of engine oil in marine diesels]. Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Morskaia tekhnika i tekhnologiia, 2018, no. 2, pp. 62-69.
12. Kicha G. P., Semeniuk L. A., Tarashchan N. N. Optimizatsiia parametrov kombinirovannogo maslianogo fil'tra, funktsioniruiushchego v sostave kompleksa «dizel'-toplivo-maslo» [Optimizing parameters of combined oil filter functioning in the complex "diesel-fuel-oil"]. Transportnoe delo Rossii, 2017, no. 4, pp. 96-102.
The article submitted to the editors 21.06.2018
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Kicha Gennadiy Petrovich — Russia, 690059, Vladivostok; Maritime State University named after Admiral G. I. Nevelskoy; Doctor of Technical Sciences, Professor; Head of the Department of Ship Internal Combustion Engines; [email protected].
Nadezkin Andrei Veniaminovich — Russia, 690059, Vladivostok; Maritime State University named after Admiral G. I. Nevelskoy; Doctor of Technical Sciences, Assistant Professor; Professor of the Department of Ship Internal Combustion Engines; [email protected].
Semeniuk Liudmila Anatolievna — Russia, 690059, Vladivostok; Maritime State University named after Admiral G. I. Nevelskoy; Postgraduate Student of the Department of Ship Internal Combustion Engines; [email protected].
