CC BY
15УДК 621.43.019 ГРНТИ 78.25.09
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ОПЕРАТИВНОСТИ ЗАПУСКА ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВОЕННОЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННОГО АППАРАТА
А.А. ТОМИЛОВ, кандидат военных наук, профессор Е.В. НОСОВ, кандидат технических наук, доцент
A.Е. ЛОМОВСКИХ, кандидат технических наук, доцент
B.В. НОВИЧИХИН
Произведен анализ эксплуатации военной автомобильной техники с дизельными двигателями в условиях низких температур. Разработаны способ и устройство для повышения оперативности запуска дизельных двигателей путем установки на технику, непосредственно в систему питания, роторно-пульсационного аппарата. Рассмотрены периодические переходные гидромеханические процессы с возбуждением гидродинамической, акустической и импульсной кавитации в рабочих органах роторно-пульсационных аппаратов, обеспечивающие дробление тяжелых фракций углеводородного топлива на легкие. Предложено математическое моделирование дробления растворенной капли воды в составе эмульгированного моторного топлива. Разработана конструкция роторно-пульсационного аппарата, позволяющая повысить оперативность запуска дизельной техники и снизить токсичность выхлопных газов.
Ключевые слова: роторно-пульсационный аппарат, дизельный двигатель, система питания, предпусковой подогреватель, дизельное топливо.
Введение. В настоящее время происходит интенсивное освоение Арктического региона. Возникают очень серьезные проблемы, связанные с эксплуатацией дизельных двигателей, которыми сейчас оснащается вся военная техника. Для работы таких двигателей используется дизельное топливо арктической марки. Так как минимальные температуры в условиях Арктики иногда снижаются до минус 67 например, на Ямале (с. Аксарка), то в таких условиях даже арктическое топливо может терять свои свойства, мутнеть, а иногда даже и кристаллизоваться.
В связи с этим при эксплуатации военной автомобильной техники (ВАТ) с дизельными двигателями в условиях низких температур (особенно при температурах ниже минус 25 °С) возникают трудности с пуском холодного двигателя. Обычно для этих целей на ВАТ устанавливают предпусковой подогреватель двигателя. Но опыт эксплуатации такого предпускового подогревателя с форсуночным распылением топлива позволяет сделать вывод, что при температуре минус 25 °С в его работе возникают следующие недостатки.
Распыление топлива центробежной диафрагменной форсункой не обеспечивает его полное испарение и сгорание, что обуславливает относительно высокую дымность и токсичность выпускных газов (от 3 до 5 % по оксиду углерода), приводит к отложению сажи на внутренних труднодоступных поверхностях теплообменника и снижению их теплопроводимости. Это предопределяет пожароопасность (выброс искр) и сдерживает внедрение на таких подогревателях высокоэффективных теплообменников со сложной поверхностью теплообмена.
При прогреве двигателей внутреннего сгорания (ДВС) ВАТ в течение 20.. .30 минут происходит выброс белого дыма в большом количестве с выпускными газами, что приводит к снижению заметности техники на большом расстоянии. Это недопустимо в условиях ведения боевых действий в Арктическом регионе.
Актуальность. В связи с этим сокращение времени прогрева двигателя и соответственно снижение количества выбросов белого дыма с выхлопными газами ДВС является актуальной научной задачей, требующей дальнейшего решения. В данном направлении проводились исследования многими учеными, среди которых можно отметить Промтова М.А., Авсеева А.С., Кардакова А.А., Акулова Н.И. и др. Следует отметить, что распыление топлива центробежной диафрагменной форсункой не обеспечивает возможность значительного уменьшения теплопроизводительности подогревателя, поскольку качество распыления дизельного топлива в цилиндрах двигателя зависит от расхода топлива, его сорта, вязкости, плотности и настроены на режим полной теплопроизводительности. Этот недостаток затрудняет реализацию на «форсуночных» подогревателях свойства многотопливности, а также «дежурного режима» для длительного поддержания силовой установки (СУ) ВАТ в теплом состоянии с работой горелки на малом режиме (от 20 до 25 % от полного).
Конструкция подогревателя не исключает вмешательство водителя регулировать давление топливного насоса с целью его увеличения. В результате избытка топлива и его неполного сгорания повышается до пожароопасного предела температура выпускных газов подогревателя, повышается их дымность и токсичность, происходит ускоренное закоксовывание газоходов теплообменника, выброс искр из выпускной трубы и самое негативное большое количество белого дыма [1, 2]. Чтобы избежать перечисленных проблем, а также запустить дизельный двигатель, необорудованный предпусковым подогревателем, предлагается использовать в системе питания роторно-пульсационный аппарат (РПА), позволяющий обработать моторное топливо, залитое в топливный бак автомобиля, и улучшить физико-химические свойства топлива.
В химическом плане дизельное топливо представляет собой сложную смесь углеводородов. Основную проблему представляет парафин, содержащийся в дизельном топливе, который в условиях низких температур склонен кристаллизоваться. Происходит помутнение дизельного топлива (при температуре ниже минус 10 °С), это и есть первый признак выпадения парафина. На этом этапе кристаллизации парафина его кристаллы пока еще очень маленькие и проходят через топливные фильтры. Затем при понижении температуры (ниже минус 25 °С) происходит слипание кристаллов парафина и, наконец, наступает температурный предел, при котором сгустки или агломераты становятся большими и уже не проходят через фильтр тонкой и грубой очистки, находящийся в системе питания ДВС. Такое состояние наступает приблизительно при температуре примерно при минус 15.25 °С и ниже. При таком состоянии дизельного топлива забиваются все фильтры, в связи с чем двигатель теряет свою работоспособность. Поэтому, чтобы не допустить такого предельного состояния дизельного топлива, предлагается производить кавитационную обработку топлива пока оно находится еще на начальном этапе кристаллизации, которое залито в бак транспортного средства. Кавитационная обработка представляет собой сложный процесс, который состоит из двух этапов. Первый - переход углеводородного жидкого топлива в парообразное состояние, а затем уже конденсация этих паров.
Проведенный анализ работ по данному направлению позволил сделать вывод о том, что кавитация моторного топлива позволяет структурировать тяжелое топливо в высокодисперсную и гомогенную смесь. При такой обработке не происходит отделения воды, находящейся в растворенном состоянии, а также асфальтосмолистых веществ от топлива.
Так как дизельное топливо представляет собой коллоидную систему [3-5], то есть сложную смесь низкокипящих углеводородов, то в данной дисперсионной системе многослойные ассоциативные комбинации построены в основном на обменных и резонансных
взаимодействиях. Данный факт важен, так как позволяет определить энергетический уровень топлива и оценить его влияние на физическо-химические свойства в необходимых направлениях.
Следует отметить, что формирование в тяжелых топливах дисперсионной фазы обусловлено различной склонностью компонентов к межмолекулярному взаимодействию. Парафины, а также ароматические углеводороды стремятся к образованию ассоциатов. Входящие в дисперсионную фазу парафиновые углеводороды в дизельном топливе могут находиться как в молекулярном, так и в ассоциативном виде.
Согласно источнику [6] вводится такое понятие, как сложная структурная единица для описания дисперсионной системы. Данная структурная единица состоит из ядра и окружающей его сольватной оболочки, как показано на рисунке 1.
1 - ядро; 2 - тяжелые смолы; 3 - парафиновые фракции; 4 - ароматические фракции Рисунок 1 - Модель сложной структурной единицы жидкого углеводородного топлива
За счет хаотичного движения капель пара происходит вторичное распыление и, как правило, ядром служит асфальтеновый ассоциат, который содержит стабильные радикалы, обладающие самым высоким потенциалом парного взаимодействия среди компонентов, составляющих дисперсионную систему. Также в ядро могут входить твердые частицы, механические примеси, а также капельки (глобулы) водной фазы, растворенной в топливе.
Вокруг ядра послойно формируются молекулы тяжелых смол, ароматических и парафиновых фракций, как показано на рисунке 1.
Если концентрация сложной структурной единицы в топливе высока, то существует вероятность их столкновения и образования существенно сложных структур с несколькими ядрами. При этом данные структуры обладают большой поверхностной активностью. Таким образом, они будут концентрироваться вокруг капель воды или частичек механических примесей на дне топливного бака, происходит образование очень стойких водно-топливных эмульсий в дисперсионной среде.
С целью недопущения образования такой сложной структурной единицы в топливе предлагается производить кавитационную обработку дизельного топлива на борту транспортного средства с помощью роторно-пульсационного аппарата, который необходимо устанавливать в систему питания [1]. Как видно из проведенного анализа использование гомогенизирующих устройств в составе систем питания позволяет сэкономить горючее за счет эффективного воздействия на ее коллоидную структуру.
Предлагаемый РПА был разработан на основе анализа конструктивных решений для аппаратов, описанных в работе [7], и может быть установлен на всех видах и типах ВАТ, на
которых установлены дизельные ДВС, а также, где есть питание предпускового подогревателя в разрыв топливной трубки между агрегатом насосным и электромагнитным клапаном теплообменника. Такая установка позволяет без больших материальных затрат обработать все дизельное топливо, которое находится в штатном топливном баке.
Схема такого аппарата представлена на рисунке 2. В отличие от других видов, он способен произвести высококачественную кавитационную обработку дизельного топлива при относительно низких затратах энергии. Аппарат использует периодические переходные гидромеханические процессы с возбуждением гидродинамической, акустической и импульсной кавитации, которые обеспечивают разрыв сложных молекулярных связей и дробление тяжелых фракций углеводородного топлива в более легкие [8].
1 - выходной патрубок; 2 - каналы статора; 3 - камера озвучивания; 4 - входной патрубок; 5 - крышка;
6 - каналы ротора; 7 - ротор; 8 - корпус; 9 - сальник; 10 - винт крепления; 11 - подшипник; 12 - вал ротора;
13 - канал подачи жидкости; 14 - канал сброса жидкости; 15 - лопастная крыльчатка; 16 - крышка
Рисунок 2 - Схема роторно-пульсационного аппарата
Разработанный РПА является высокоэффективным устройством, так как использует для привода ротора энергию струи проходящего топлива, создаваемую внешним насосом. Такая конструкция РПА приводит к снижению энергозатрат в 3.4 раза на объем обрабатываемого дизельного топлива и уменьшению времени на обработку компонентов [9].
Работа РПА. Топливо топливным насосом из топливного бака подается через канал подачи жидкости 13 на лопастную крыльчатку 15, далее через канал сброса жидкости 14 топливо поступает во входной патрубок и на ротор 7. В этой части РПА за счет центробежных и поступательных сил топливо направляется к щелевым каналам ротора 6 и статора 2, проталкивается через них и поступает в камеру озвучивания 3. Следует отметить, что при работе РПА происходит быстрое перекрытие каналов ротора 6 и статора 2, при этом топливо под давлением подается в камеру озвучивания 3. Штатное моторное топливо при этом подвергается воздействию кавитационных явлений, а также сопутствующих квазиударных, ультразвуковых процессов, образующихся в камере озвучивания, что обеспечивает дробление тяжелых фракций углеводородного топлива на более легкие. После этого обработанному моторному топливу сообщается кинетическая энергия и оно через выходной патрубок 1 поступает в систему питания и непосредственно в фильтр тонкой очистки топлива 2, как показано на рисунке 3, а затем в
ы
топливный насос высокого давления (ТНВД) 4. Такая схема установки РПА подходит для любых типов дизельных ДВС ВАТ.
1 - топливный бак; 2 - фильтр тонкой очистки; 3 - топливопровод низкого давления; 4 - ТНВД; 5 - топливоподкачивающий насос; 6 - топливопровод слива; 7 - топливопровод высокого давления; 8 - форсунка;
9 - двигатель; 10 - РПА; 11 - фильтр грубой очистки топлива
Рисунок 3 - Схема установки РПА в системе питания дизельного двигателя
Предлагаемая конструкция РПА для обработки моторного топлива не требует больших материальных затрат на изготовление, так как используются стандартные промышленно-изготавливаемые детали.
На рисунке 4 представлена схема установки РПА в системе питания предпускового подогревателя дизельного двигателя КАМАЗ-740.
1 - клапан электромагнитный; 2 - теплообменник; 3 - воронка заливная; 4 - двигатель; 5 - бачок топливный; 6 - поперечина передняя рамы; 7 - агрегат насосный; 8 - РПА
Рисунок 4 - Схема установки РПА в системе питания предпускового подогревателя ДВС КАМАЗ-740
Следует отметить, что после кавитационной обработки топлива происходит повышение температуры обработанного топлива до 70.80 °С на выходе из аппарата, что позволяет повысить эффективность его сгорания.
Согласно работе [10] именно температурным фактором объясняется улучшение процесса сгорания дизельного топлива. При нагревании дизельного топлива до температуры 80 °С формируется его переход в неструктурированное состояние. В данных условиях снижается его вязкость, а также происходит улучшение процесса распыливания и горения дизельного топлива.
Кавитационная обработка дизельного топлива приводит к гидродинамическому возмущению дисперсной среды, и жидкое углеводородное топливо приобретает новые улучшенные физико-химические свойства.
При обработке углеводородного топлива за счет теплового воздействия ультразвуковых колебаний и изменения дисперсности дисперсионной фазы его вязкость снижается. Затем через определенное время происходит рост вязкости, который продолжается более двух часов. После этого происходит медленное снижение вязкости в течение 2.3 суток.
Под действием ультразвуковых колебаний, возникающих в камере озвучивания РПА, происходит увеличение количества активных центров, что положительно влияет на интенсификацию сгорания дизельного топлива.
Процесс смесеобразования в дизеле играет ключевую роль, поскольку от качества его организации существенно зависят эффективные показатели работы дизеля. Наиболее существенными элементами являются процессы распыливания топлива и струйного смесеобразования.
К показателям качества распыливания относятся:
качество распыливания, характеризующееся средним диаметром капель топлива;
однородность распыленного дизельного топлива;
параметры распыливания, характеризующиеся суммарной характеристикой и дифференциальной характеристикой распыливания.
Так как в результате кавитационной обработки дизельного топлива меняются его эксплуатационные свойства («т - динамическая вязкость; рт - плотность; от - коэффициент поверхностного натяжения), а также скорость истечения топлива из сопла форсунки, которая зависит от плотности топлива. При этом средний диаметр капель дизельного топлива будет зависеть от изменения величин Цт, рт, От при прочих равных условиях, т.е. можно представить в виде зависимости: ёкш=/(«т, рт, от).
Проводя теоретическую оценку влияния показателей топлива на средний диаметр капли топлива, можно сделать вывод, что воздействие кавитационной обработки на дизельное топливо позволяет улучшить тонкость распыливания через отверстия распылителей форсунки до 20 %.
За счет исчезновения сформированных кавитационных пузырьков при прохождении через щелевые отверстия в роторе и статоре возрастает давление и температура газа в топливе (около 10000 К и 100 МПа). Данная обработка дизельного топлива позволяет раздробить практически все тяжелые фракции, обеспечив выход легких фракций при атмосферной перегонке через рабочие органы РПА. Кавитационная обработка топлива также ускоряет процесс разрушения содержащегося в нем парафина.
Кавитационное воздействие разрывает межмолекулярную связь между углеводородами, то есть происходит временный разрыв связей, обусловленных силами ван-дер-ваальсовых соединений. При этом происходит изменение структуры и состава жидкого дизельного топлива.
Описанный процесс показан на рисунке 5, где молекулы, находящиеся вблизи стенки неподвижного пузырька, находятся в ориентированном состоянии (рисунок 5а).
Затем при высоких скоростях сжатия молекулы, при кавитационной обработке, происходит переориентация в окрестности пузырька и создается облако из ориентированных молекул, как показано на рисунке 5б.
Для наиболее эффективного использования конструкции РПА необходимо изучение существующих математических моделей течения жидкости через статор и ротор РПА, которые
учитывают особенности потока жидкости. Поэтому для использования уже имеющихся математических моделей необходимо подавать в РПА композицию, которая по физическим свойствам приближается к ньютоновской жидкости. Для этих целей необходимо разработать РПА, конструкция которого позволит обеспечить выполнение этого условия и позволит получить обработку топлива до необходимого (требуемого) качества. Для исследования такого РПА нужно использовать модель гомогенизации, учитывающую особенности течения топлива в РПА и строение компонентов, входящих в состав топлива. Поэтому необходимо решить задачу моделирования течения двух компонентов жидкого углеводородного топлива через рабочие органы РПА [11], без применения эмульгирующей системы.
а) б)
а) молекулы, находящиеся вблизи стенки неподвижного пузырька; б) облако из ориентированных молекул 1 - двойной электрический слой; 2 - дипольные молекулы; 3 - заряд дипольной молекулы
Рисунок 5 - Процесс образования заряда «виртуального» пузырька
В качестве компонента для топлива рассматривается содержание растворенной воды, которая в небольшом количестве находится в дизельном топливе, так как оно обладает хорошей гигроскопичностью. Содержание растворенной воды в жидких топливах составляет не более 0,05 %, а в ароматических углеводородах она существенно увеличивается в 3.. .4 раза. Известно, что при температуре ниже минус 10 °С растворимость воды в жидком углеводородном топливе резко уменьшается. При этом часть растворенной воды выделяется в виде маленьких капелек, и дизельное топливо начинает мутнеть [12, 13].
Следует отметить, что со временем происходит накопление влаги на дне топливного бака и происходит обводнение топлива, что в условиях низких температур может привести к выходу из строя техники путем остановки ДВС при ее замерзании в системе питания. Количество растворенной влаги определяется процессом насыщения дизельного топлива атмосферной влагой за счет ее растворимости при повышении температуры топлива. Дополнительный процент влаги поступает в топливо при сливе нагретого топлива в бак через топливопровод слива 6 (рисунок 3), что в установившемся режиме теплообмена бака с окружающей средой (при продолжительной работе ДВС) характеризует перегрев находящегося топлива в баке относительно атмосферного воздуха.
Проведенный анализ процессов накопления влаги в топливном баке дизельной системы питания выявил необходимость в совершенствовании топливной системы и разработке устройства (РПА), позволяющего удалить накопившуюся воду из бака путем распределения ее в виде микрогетерогенных капелек в топливной среде. Полученное эмульгированное топливо с микрогетерогенными капельками воды, равномерно распределенными по всему объему бака, подается с помощью штатной системы питания в камеру сгорания ДВС, где утилизируется путем сжигания. При сгорании такого эмульгированного дизельного топлива повышается эффективность этого процесса.
Для определения размеров капель растворенной воды необходимо выполнить математическое моделирование дробления воды в составе эмульгированного моторного топлива, в результате получена относительная скорость движения капли воды, при которой возможен процесс ее дробления в рабочих органах РПА
и (Г ) = е^™ 2,898 + [
отнV отн ; 'I-
1
2/У 1п| еШо™ +1| / 1п| еШо™ +1| / 1
а
а
где а=, р
9
(2р + Р2)
/ =
1
2р1 +Р2
У = 9
а (еШотн +1) е
2 = 8Н0(Р2— р), Н0 =
-], (1)
¥1
0*0
2Ь
* = а±. у =
0 оЯ ' У
2АР
Р2
7--0.
^ ~ 2 Г
и = и.
отн у
Здесь обозначено АР - перепад давлений на модуляторе РПА; ас - ширина отверстия
статора; о - угловая скорость вращения ротора; Я - радиус ротора; Ь - длина модулятора; У - скорость потока; и - относительная скорость движения капли; ^ - динамическая вязкость дисперсионной среды (^ = ур); гкв - гидравлическое сопротивление модулятора (методика расчета приведена в работе [14]). По полученному уравнению (1), путем варьирования конструктивными параметрами(ас,Я,Ь) и режимами работы РПА о, АР), выбираются параметры и режимы работы РПА, при которых относительная скорость движения капли воды и будет максимальной, это будет соответствовать минимальному размеру капель
растворенной воды в дизельном топливе.
Оценим максимальные значения относительной скорости движения капли воды с точки зрения ее деформации и дробления в нестационарном потоке РПА. Критерием начала дробления будем считать достижение критического числа Вебера [14]
Же =■
кр
ги(отн).,„ АР
( отн )к
а
(2)
где г - радиус капель воды; иотм кр - критическая относительная скорость движения капель воды; Ар = (р2 — р) - разность плотностей дисперсной фазы и дисперсной среды; а12 - межфазное
поверхностное натяжение биологической мембраны водно-дизельной смеси. После этого из выражения (2) получим
Же а 1
(отн )кр у гАр ' '
(3)
Критическую скорость движения капель воды в РПА определим по формуле
и = и У = (Жекра 1,2)2АР
^ кр отн 0 ¿/V 4 )
р V гАр Р2
(4)
Из формулы (4) выводится минимальный диаметр капель водной фазы в дизельном топливе, приготавливаемой на РПА
(И ■ =2х
тш теор.
Же^о 12 и2кр Ар
(5)
ы
э
и
1
С помощью разработанного программного продукта строим графическую зависимость функции иотн = / (/ОЯ)Н) для водно-дизельной смеси (ВДС), приготавливаемой на РПА, представленную на рисунке 6.
Рисунок 6 - Зависимость иотн=/ (Ътн) для эмульгированного топлива, приготавливаемого на РПА
При этом задавались следующие значения исследуемых величин и отн=0,53 -относительная скорость, при которой становится возможным процесс дробления капли воды; Ар=р2-р1 - разность плотностей дисперсной фазы и дисперсной среды, где капли воды распределены в топливе Др=140.. .280 кг/м3; р2=1000 кг/м3 - плотность воды; р1=720.. .860 кг/м3 -плотность топлива; О12=26,86*10'ъ Н/м - межфазное поверхностное натяжение биологической мембраны эмульгированного топлива.
Анализ результатов расчета показывает, что все исследованные режимы обтекания капли воды в периодических переходных гидромеханических процессах обеспечивают ее дробление до среднего диаметра менее 2 мкм. Такой размер капель воды позволяет равномерно распределить ее по объему топливного бака и получить высокодисперсную водно-дизельную эмульсию с целью дальнейшего ее удаления через штатную систему питания. Капли воды, таким размером (менее 2 мкм), без проблем проходят через фильтрующие элементы штатных топливных фильтров, что в зимний период эксплуатации позволит избежать накопление воды в фильтрах и ее замерзание. Поэтому использование РПА в системе питания дизельного ДВС позволит существенно снизить выход из строя военной техники при эксплуатации в условиях низких температур.
Таким образом, определен средний минимальный размер капли растворенной водной фазы в топливной среде при дроблении в динамическом РПА в зависимости от его конструктивных размеров (радиуса ротора и статора, ширины отверстия статора, длины щелей, гидравлического сопротивления самого модулятора) и режимов работы (угловой скорости ротора, времени обработки эмульсии, перепада давления в модуляторе) аппарата [15].
ы
Выводы. Использование разработанного РПА для обработки жидкого дизельного топлива позволит улучшить его физико-химические свойства и приблизить к требованиям стандарта ЕВРО-5 (снижается содержание серы до 2 раз и содержание фактических смол до 9 раз) независимо от качества исходного углеводородного топлива. Использование такого топлива для ДВС ВАТ также позволит увеличить ресурс путем улучшения процесса сгорания в цилиндрах двигателя, а также облегчит его запуск при температурах ниже минус 30 °С [16].
Натурные испытания, проведенные на дизельном ДВС КАМАЗ-740, показали, что использование РПА в топливной системе позволяет в 95 % случаев из 100 (с вероятностью 0,95) осуществлять запуск при температуре воздуха ниже минус 30 °С с первого раза.
Таким образом, внедрение РПА в топливные системы дизельных двигателей ВАТ в Арктических условиях позволит повысить оперативность запуска техники в условиях низких температур, а также снизить токсичность выхлопных газов, содержание белого дыма при работе в режиме прогрева и соответственно снизить заметность ВАТ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пузанков А.Г. Автомобили: конструкция, теория и расчет. М.: Изд-во центр «Академия», 2007. 544 с.
2. Окслер Г. Что такое кавитация? // Наука и конструирование. 2012. № 3. С. 70-73.
3. Розенталь Д. А. и др. Методы определения и расчета структурных параметров тяжелых нефтяных остатков. ЛТИ. Л.: 1981. 55 с.
4. Унгер Ф.Г., Андреева Л.Н. Фундаментальные аспекты химии нефти: природа смол и асфальтенов. Новосибирск: Наука, 1995. 268 с.
5. Унгер Ф.Г. Роль парамагнетизма в образовании структуры нефтей и нефтяных остатков. В кн. Исследование состава и структуры тяжелых нефтепродуктов. М.: ЦНИИТЭ нефтехим, 1982. 241 с.
6. Сюняев З.И. Физико-химическая механика нефтяных дисперсных систем: учебное пособие. М.: МИНХ и ГП, 1981. 89 с.
7. Промтов М.А. Пульсационные аппараты роторного типа: теория и практика. М.: Машиностроение-1, 2001. 260 с.
8. Роторно-пульсационный аппарат: пат. № 2516146 РФ, МПК 7 В 01 F 5/00 от 20.03.2014. Иванов В.П., Томилов А.А., Ломовских А.Е. и др.; заявка № 2011134397; опубл. 16.08.2011. 12 с.
9. Ломовских А.Е., Каберов С.Р., Капустин Д.Е. Приготовление и подача ВТЭ в ДВС СНО ОП, как способ улучшения экономических и экологических характеристик ДВС // Статьи и тезисы докладов Российской НТК, ВГТУ (28-29 октября 2010 г.). Воронеж: ВГТУ, 2010. С. 140-142.
10. Поконова Ю.В. Химия высокомолекулярных соединений нефти. Л.: Издательство ЛГУ, 1980. 172 с.
11. Промтов М.А., Авсеев А.С. Импульсные технологии переработки нефти и нефтепродуктов // Нефтепереработка и нефтехимия. 2007. № 6. С. 22-24.
12. Маргулис М.А. Основы звукохимии (химические реакции в акустических полях): учеб. пособие для хим. и хим.-технол. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1984. 272 с.
13. Кардаков А.А. Повышение надежности топливной аппаратуры дизелей кавитационной обработкой топлива // Журнал водных коммуникаций. 2011. № 2. С. 43-46.
14. Маргулис М.А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция. М.: «Химия», 1986.
288 с.
15. Акулов Н.И. Разработка процессов получения эмульсий водно-спиртовых растворов в бензине в роторных аппаратах с модуляцией потока и их коагуляция. М.: Наука, 2005. 202 с.
16. Липсон А.Г., Кузнецов В.А., Дж. Майли. Выход DD-реакции в процессе электрического пробоя кавитационных пузырьков в диэлектрических дейтерированных жидкостях // Письма в ЖТФ. 2004. № 10. С. 39-45.
REFERENCES
1. Puzankov A.G. Avtomobili: konstrukciya, teoriya i raschet. M.: Izd-vo centr «Akademiya», 2007. 544 p.
2. Oksler G. Chto takoe kavitaciya? // Nauka i konstruirovanie. 2012. № 3. pp. 70-73.
3. Rozental' D.A. i dr. Metody opredeleniya i rascheta strukturnyh parametrov tyazhelyh neftyanyh ostatkov. LTI. L.: 1981. 55 p.
4. Unger F.G., Andreeva L.N. Fundamental'nye aspekty himii nefti: priroda smol i asfal'tenov. Novosibirsk: Nauka, 1995. 268 p.
5. Unger F.G. Rol' paramagnetizma v obrazovanii struktury neftej i neftyanyh ostatkov. V kn. Issledovanie sostava i struktury tyazhelyh nefteproduktov. M.: CNIITE neftehim, 1982. 241 p.
6. Syunyaev Z.I. Fiziko-himicheskaya mehanika neftyanyh dispersnyh sistem: uchebnoe posobie. M.: MINH i GP, 1981. 89 p.
7. Promtov M.A. Pul'sacionnye apparaty rotornogo tipa: teoriya i praktika. M.: Mashinostroenie-1, 2001. 260 p.
8. Rotorno-pul'sacionnyj apparat: pat. № 2516146 RF, MPK 7 V 01 F 5/00 ot 20.03.2014. Ivanov V.P., Tomilov A.A., Lomovskih A.E. i dr.; zayavka № 2011134397; opubl. 16.08.2011. 12 p.
9. Lomovskih A.E., Kaberov S.R., Kapustin D.E. Prigotovlenie i podacha VT E v DVS SNO OP, kak sposob uluchsheniya ekonomicheskih i 'ekologicheskih harakteristik DVS // Stat'i i tezisy dokladov Rossij skoj NTK, VGTU (28-29 oktyabrya 2010 g.). Voronezh: VGTU, 2010. pp. 140-142.
10. Pokonova Yu.V. Himiya vysokomolekulyarnyh soedinenij nefti. L.: Izdatel'stvo LGU, 1980.
172 p.
11. Promtov M.A., Avseev A.S. Impul'snye tehnologii pererabotki nefti i nefteproduktov // Neftepererabotka i neftehimiya. 2007. № 6. pp. 22-24.
12. Margulis M.A. Osnovy zvukohimii (himicheskie reakcii v akusticheskih polyah): ucheb. posobie dlya him. i him.-tehnol. spec. vuzov. M.: Vyssh. shk., 1984. 272 p.
13. Kardakov A.A. Povyshenie nadezhnosti toplivnoj apparatury dizelej kavitacionnoj obrabotkoj topliva // Zhurnal vodnyh kommunikacij. 2011. № 2. pp. 43-46.
14. Margulis M.A. Zvukohimicheskie reakcii i sonolyuminescenciya. M.: «Himiya», 1986. 288 p.
15. Akulov N.I. Razrabotka processov polucheniya 'emul'sij vodno-spirtovyh rastvorov v benzine v rotornyh apparatah s modulyaciej potoka i ih koagulyaciya. M.: Nauka, 2005. 202 p.
16. Lipson A.G., Kuznecov V.A., Dzh. Majli. Vyhod DD-reakcii v processe 'elektricheskogo proboya kavitacionnyh puzyr'kov v di'elektricheskih dejterirovannyh zhidkostyah // Pis'ma v ZhTF. 2004. № 10. pp. 39-45.
© Томилов A.A., Носов Е.В., Ломовских А.Е., Новичихин В.В., 2022
W g
U
UDK 621.43.019 GRNTI 78.25.09
MILITARY VEHICLES STARTING DIESEL ENGINES EFFICIENCY INCREASING METHOD VEHICLES BASED ON THE USE OF A ROTARY PULSATING MACHINE
A.A. TOMILOV, Candidate of Military Sciences, Professor E.V. NOSOV, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor A.E. LOMOVSKIH, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor V.V. NOVICHIHIN
The analysis of the operation of military vehicles with diesel engines in low temperature conditions has been carried out. A method and device for increasing the efficiency of starting diesel engines by installing a rotary pulsating apparatus on the equipment, directly into the power supply system, have been developed. Periodic transient hydromechanical processes with the excitation of hydrodynamic, acoustic and pulsed cavitation in the working bodies of rotary pulsating apparatuses, providing crushing of heavy fractions of hydrocarbon fuel into light ones, are considered. Mathematical modeling of the crushing of a dissolved drop of water in the composition of emulsified motor fuel has been carried out. The design of the rotary pulsating device, which makes it possible to increase the efficiency of starting diesel equipment and reduce the toxicity of exhaust gases, has been developed.
Keywords: rotary pulsating machine, diesel engine, power system, preheater, diesel fuel.
