Файл: Башаев В.Е. Потери присадок в автомобильных фильтрах тонкой очистки масла.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.08.2024

Просмотров: 68

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

,из масла за счет адсорбции ее элементом ФТО. Аналогичное явление имеет место и при использовании других присадок [2, 5] и объясняется это тем, что большинство известных присадок представляют собой поверхностно-активные ве­ щества с ярко выраженной дифильной структурой молекул, ■способных сосредотачиваться на поверхностях раздела фаз.

Благодаря бесполезному удержанию значительных коли­ честв присадки на фильтре для обеспечения требуемой работоспособности масла в последнее необходимо вводить присадку с запасом, что по существу и делается в настоя­ щее время. Такое положение не может быть признано эко­ номически целесообразным. Борьба с вредной адсорбцией присадок на элементах ФТО масла может осуществляться несколькими путями, например:

а) полным исключением адсорбционного фильтра из систе­ мы смазки двигателя внутреннего сгорания,

б) применением новых материалов с минимальными адсорбционными свойствами для изготовления фильтрующих элементов,

в) созданием условий работы серийно выпускаемых -отечественной промышленностью картонных элементов ФТО, при которых адсорбция присадки сводится к минимуму.

В настоящем исследовании были подвергнуты деталь, ;ному исследованию в основном два последних направления

§ 1. Использование новых фильтрующих материалов

Центральный научно-исследовательский дизельный ин­ ститут (ЦНИДИ) совместно с Всесоюзным научно-исследо­ вательским институтом целлюлозной и бумажной промыш­ ленности (ВНИИБ) проводил работу по созданию отечест­ венных высокоэффективных ФТО масла для судовых дизелей [37] . В процессе работы исследовались различные бумаги и синтетические ткани с точки зрения тонкости отсева при­

месей

из масла, удельной пропускной способности фильтра

и его

долговечности. Некоторые из указанных материалов

были представлены ИХП АН Азербайджанской ССР Дизель­ ным институтом для исследования их адсорбционных свойств по отношению к присадке СБ-3.

Помимо образцов ЦНИДИ для сравнения испытывался картон элемента ФТО Реготмас, металлическая (никелевая)

сетка

с размером

пор приблизительно 0,065 X 0,065 мм и

хлопчатобумажная

нить,

которая по литературным данным

[38]

слабо

адсорбирует

поверхностно-активные вещества.

В связи

с тем,

что

институт не располагал значитель­

ными количествами исследуемых материалов, все опыты были проведены на малой лабораторной установке, схема которой представлена на рис. 54, по описанной ранее мето­

■243-7

97


дике при стандартных условиях испытаний. На рис. 55

показаны

кривые

a — f(x )

для 8 испытанных материалов,

на основании которых

был

построен

график С = / І (т), а

 

 

 

 

 

затем

расчетным

путем

по

 

 

 

 

 

известной формуле определены

 

 

 

 

 

величины

удельной адсорбции

 

 

 

 

 

А присадки

СБ-3.

 

Во

 

всех

 

 

 

 

 

опытах

начальная концентра­

 

 

 

 

 

ция

присадки в масле состав­

 

 

(к термо

ляла

10%. Величины удельной

 

 

стати

весовой

адсорбции

 

присадки

 

 

 

Я

 

 

 

 

 

 

после

 

установления

ее

равно­

 

 

 

 

 

весной

концентрации

в масле

 

 

 

 

 

для всех 8

фильтрующих

ма­

 

 

 

 

 

териалов

приведены

 

в первой

 

 

 

 

 

графе

табл. 25.

 

реальных

 

 

 

 

 

Однако

для

 

 

 

 

 

фильтров этот показатель мо­

 

 

 

 

 

жет

оказаться

не

характер­

 

 

 

 

 

ным,

так

как испытуемые ма­

 

 

 

 

 

териалы

отличаются

 

друг

от

Рас. 54. 1—заправочный стек­

друга по плотности. Правиль­

лянный бачок: 2—коловратный

но было

бы сравнение

мате­

насос; 3—редуктр

г = 3000:60:

риалов производить

исходя из

4—синхронный эл. двигатель

СД=09: /7=50 вт тг=3000

одинаковой рабочей

геометри­

обімин: 5—измерительная бю­

ческой

поверхности

фильтра

ретка: 6—трехходовой

 

кран

F. Тогда,

зная толщину филь­

7—ртутный термометр: 8—ис­

трующего материала 5, можно,

пытуемый фильтрирующий ма­

териал: 9—корпус подогрева­

например, для

фильтрующего

теля: 10—змеевик предвари­

элемента

типа

Реготмас напи­

тельного подогрева масла: II

сать выражение

величины

ад­

манометр

Бурдона;

12—рота­

сорбции

присадки

фильтром

метр РС-3: 13—сливная ворон­

ка: 14—вентиль регулирования

X А в следующем виде:

 

 

 

расхода.

 

 

 

 

І Л

=

Р.8-Л е-т

 

 

(13)

 

 

 

 

 

 

 

 

где Лд—удельная весовая адсорбция присадки СБ-3 при равновесной ее концентрации, в г СБ-З/г. фильтра,

7—плотность фильтрующего материала. Следовательно, взаимосвязь между адсорбционными

свойствами двух фильтрующих материалов может быть выра­ жена отношением:

І А

А А • Апуті

£ А,

^2 ■°2 ' А 2 '72

или

І А _

 

ХА.”

8Г ЛѴ,

(14),

®2 ' -^ Ѵ 2

98



где Лѵ—удельная объемная адсорбция в --------------------------

,

см3 фильтр,

матер.

Fx = F2 по условию.

Плотность фильтрующих материалов потере веса образца при погружении его шения:

Gi

Gi — G2

где С?!—вес образца в воздухе, 0 2—вес образца в воде.

j определялась по в воду из соотно­

(15)

МП

1

2

3

4

5

6

7

8

Материалы

Металлическая

сетка Картон элемента

Рег-отмас Двуслойная бума­

га 22/64 Лавсан Хлопчатобумаж­

ная нить Нитрон Синтетическая бу­

мага БМФ-2 Бумага „Mann und

Hummel“

 

 

 

Т а б л и ц а 25

Адсорбция при­ садки в г на г фильтрующего материала

Плотность филь­ трующего мате­ риала, г/см3

Адсорбция при­ садки, г на см3 фильтрующего материала

Толщина матери­ ала, мм

Относительная адсорбция мате­ риала, 96

0

 

0

 

0

1,11

0,550

0,611

0,621

100

1,61

0,384

0,619

0,440

72

1,16

0,320

0,372

0,95

93

0,31

0,288

0,089

0,73

17

0,87

0,985

0,856

0,29

65

1,52

0,406

0,618

0,392

64

1,05

0,284

0,299

1,01

79

Чтобы вода не проникала в поры фильтрующих мате­ риалов, последние были покрыты слоем цапонового лака.

В табл. 25 приведены результаты определений у и под­ считанные по ним величины Лѵ. После измерения толщины

материалов Oj по формуле (14) были рассчитаны величины

относительной адсорбции материалов по отношению к кар­ тону элемента Реготмас. Полученные данные приведены в последней графе табл. 25. Наименьшей адсорбционной способностью будет обладать фильтр из хлопчатобумажной ткани (почти в 6 раз меньшей, чем фильтр Реготмас), затем следуют фильтры из нитрона и из синтетической бумаги БМФ-2. Фильтр фирмы Mann und Hummel обеспечивает незначительное (на 20%) уменьшение адсорбции присадки по сравнению с отечественными серийными фильтрами Ре-

0 9


готмас, примерно такое же,

как двуслойная

бумага 22/64.

Лавсан практически не имеет

преимуществ перед картоном

Реготмас. На металлической сетке

адсорбция

присадки

от­

сутствует. Одной из причин этого, вероятно,

является

ма­

лая, по сравнению с бумагами, адсорбционная

поверхность.

Действительно, выполненные

измерения показывают,

что

1 г испытывавшейся сетки имеет суммарную

поверхность

всех волокон всего 108,6 см"1,

в то

время как адсорбционная

поверхность 1 г картона Реготмас достигает нескольких десятков квадратных метров.

На основании полученных данных можно сделать вывод, что применение хлопчатобумажной нити для изготовления фильтрующего элемента позволит в 6 раз сократить потери присадки на адсорбцию в фильтрующем элементе.

Наилучшим же материалом с данной точки зрения явля­ ется металлическая сетка. Однако применение ее для изго­ товления ФТО будет рентабельным в том случае, если будет разработан достаточно надежный и простой метод ее регенерации.

§ 2. Уменьшение потерь присадок в ФТО путем создания оптимальных условий их эксплуатации

Результаты опытов, изложенные в предыдущих разде­ лах, показывают, что одним из факторов, оказывающих сильное влияние на величину адсорбции присадки материалом ФТО, является температура в зоне взаимодействия. Этот факт, являющийся подтверждением физической сущности адсорб­ ции в данном случае, может быть использован для умень­ шения величины потерь присадки в фильтре. Механизм десорбции присадки под влиянием температуры, по-види­ мому, заключается в том, что с повышением температуры

растет кинетическая энергия теплового движения молекулы

3

присадки, оцениваемая величиной — кТ, где к—постоянная

Больцмана.

критической

температуры

По достижении некоторой

(Гкр.) эта энергия оказывается

больше

энергии взаимодей­

ствия молекулы присадки с силовым

полем

поверхности

адсорбента. В этом случае молекула присадки

не задержи­

вается на поверхности. В связи с тем, что скорости движе­ ния всех молекул присадки не одинаковы, а изменяются в соответствие с кривой распределения, то следует ожидать, что процесс десорбции будет происходить в определенном интервале температур, обусловливаемом минимальной и максимальной начальной кинетической энергией теплового движения молекул присадки.

100