Разработка пористых порошковых материалов и конструкций для регенерируемых фильтрующих систем в сельхозмашиностроении

Одним из весомых показателей современного научно-технического прогресса является бурное развитие автомобилеи тракторостроения. Резкое увеличение мирового производства автомобилей и тракторов делает все более актуальной проблему загрязнения окружающей среды выхлопными газами. Серьезную опасность для состояния окружающей среды и здоровья человека создают твердые частицы (ТЧ), являющиеся в настоящее время одним из основных видов загрязнителей окружающей среды.

Среди источников ТЧ наибольшую долю составляют дизельные двигатели. Наблюдающаяся тенденция к дизелизации автотранспорта, численность парка которого в настоящее время составляет по данным ООН 700 млн. единиц [ 1 ], ведет к загрязнению атмосферы выбросами ТЧ. Так, в странах Западной Европы ежегодно с отработанными газами автомобилей в атмосферу поступает около 200 тыс. тонн дизельной сажи [2].

В результате сгорания дизельного топлива образуются частицы, большая часть которых имеет размер менее 1 мкм [ 3 ]. В этих частицах содержится большое количество агрессивных или токсичных соединений, что делает их очень опасными для животного и растительного мира, почвы, атмосферы и различных сооружений.

Наиболее глубокое воздействие на живые организмы оказывает органическая составляющая ТЧ, в результате чего развиваются мутации и канцерогенез. Продукты неполного окисления топлива, адсорбированные на поверхности ТЧ и вдыхаемые человеком, вызывают серьезные нарушения деятельности нервной, дыхательной и иммунной систем.

Многие неорганические соединения, входящие в состав дизельных ТЧ, также являются токсичными веществами. Так, например, сульфаты 6 при гидролизе образуют серную кислоту, которая даже в микроколичествах приводит к патологическим изменениям в организме человека, некоторые токсичные металлы и их соединения в составе ТЧ вызывают отравление и повреждение слизистой оболочки.

Одним из основных токсичных компонентов ТЧ является дизельная сажа. Адсорбированные и конденсированные на ее поверхности сотни веществ многократно увеличивают степень ее опасности. Все это приводит к тому, что агрессивность ТЧ в сотни раз превышает агрессивность оксида углерода.

Дизельные ТЧ оказывают вредное влияние на здания и различные сооружения, вызывающее коррозию и разрушение различных материалов при контакте с ними агрессивных составляющих, входящих в состав ТЧ. Материальный ущерб при этом исчисляется сотнями миллионов долларов.

Поэтому чрезвычайную актуальность приобретает создание эффективных фильтрующих элементов для улавливания ТЧ в отработанных газах дизельных двигателей.

Вторым не менее важным аспектом бурного развития автотракторостроения является поиск путей повышения работоспособности и долговечности автотракторных двигателей. Одной из основных причин снижения их эксплуатационных характеристик является износ цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) и кривошипно-шатунного механизма (КШМ), который в 80 — 90% случаев вызывается абразивными частицами, поступающими в двигатель из-за низкого качества очистки воздуха и топлива [4].

Эта проблема тесно переплетается с проблемой загрязнения окружающей среды отработанными газами автотракторных двигателей, так как концентрация ТЧ в отработанных газах изношенных двигателей во много раз превышает концентрацию таковых для исправных. 7.

Многие автотракторные агрегаты работают в условиях повышенной запыленности. Состав пыли и её дисперсность могут изменяться в широких пределах в зависимости от типа почвы и климатической зоны, в которой работает агрегат. Все это оказывает влияние на работоспособность воздухоочистителей.

По мере засоренности воздухоочистителя создается опасность подсоса неочищенного воздуха через уплотнения, снижение массы и давления воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Это приводит к падению его мощности, повышению температуры, увеличению расхода топлива, ускоренному износу ЦПГ и КШМ, повышению концентрации агрессивных и токсичных компонентов в отработанных газах.

Существующие конструкции воздухоочистителей для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) не могут обеспечить продолжительную высокую степень очистки воздуха от пыли [ 5 — 7 ]. Инерционно-масляные воздухоочистители получили широкое распространение как на отечественных, так и на зарубежных ДВС. Наряду с преимуществами, по сравнению с другими конструкциями воздухоочистителей, они имеют и серьезные недостатки, среди которых необходимо отметить высокий коэффициент пропуска пыли и возможность попадания масла с пылью в двигатель, большую трудоемкость и высокую стоимость технического обслуживания, быстрый рост сопротивления воздухоочистителей [ 8 — 15 ].

В двухступенчатом воздухоочистителе мультициклонного типа предусмотрено автоматическое удаление пыли из первой ступени очистки. Для увеличения коэффициента очистки воздухоочистителя в нем использовали пористый пенополиуретан. Однако при этом возросло сопротивление, уменьшилась пылеемкость и увеличилась трудоемкость технического обслуживания.

Высокую степень очистки воздуха от пыли и относительно низкое начальное сопротивление имеют двухступенчатые воздухоочистители, 8 первая ступень которых состоит из мультициклона или моноциклона, а вторая — из сухого фильтрующего элемента из бумаги [16−18]. Однако их недостатками являются большая трудоемкость изготовления и высокая стоимость, невысокая прочность элементов, в которых образуются надрывы, приводящие к попаданию в двигатель неочищенного воздуха, быстрый рост сопротивления и небольшая пылеёмкость.

Общим недостатком для всех серийных воздухоочистителей отмечена нестабильность показателей эффективности очистки и невысокая надежность в эксплуатации, сложность и трудоемкость технического обслуживания, что значительно усложняет их работу в условиях высокой запыленности воздуха. Поэтому при эксплуатации нередки случаи аварийного выхода из строя двигателей из-за отказа воздухоочистителей [ 19−21 ].

В связи с этим необходимо было найти новые способы очистки воздуха и создание более эффективных и надежных воздухоочистителей.

Долговечность и надежность топливной системы дизельных двигателей в значительной мере зависит от чистоты топлива, поступающего в топливный насос высокого давления. Около 50% отказов в работе топливной системы дизельных двигателей происходит в результате загрязнения топлива [ 22 ].

Повышенное загрязнение топлива приводит к быстрой забивке топливных фильтров и, как следствие, преждевременному износу деталей топливного насоса. Снижение работоспособности насоса является причиной ухудшения процесса сгорания, увеличения удельного расхода топлива и падения мощности двигателя. Поэтому в настоящее время повышение эффективности очистки воздуха и топлива является актуальной задачей.

Из анализа состояния работ и тенденций в области разработки фильтрующих материалов и рассмотрения перспектив их применения при 9 создании высокоэффективных и надежных фильтрующих элементов воздухои топливоочистителей продуктов сгорания топлива в дизельных двигателях, а также исходя из необходимости наиболее эффективного их практического использования, сформулированы основные цели работы:

1 .Экспериментальное и теоретическое исследование фильтрующих свойств фильтроэлементов для воздушных, топливных фильтров и очистки продуктов сгорания топлива в дизельных двигателях.

2.Разработка конструкции фильтров, способных для длительной эффективной очистки воздуха, топлива и отработанных газов дизельных двигателей, обладающих низкой трудоемкостью изготовления, экономичных в эксплуатации и легко поддающихся регенерации.

3 .Теоретическое обоснование и разработка процессов электроразрядной обработки непроводящих материалов как одной из технологических операций изготовления керамических фильтроэлементов.

Для достижения указанных целей автору необходимо было решить следующие научные и технологические задачи:

— создать и модифицировать методики испытаний высокоэффективных воздухои топливоочистителей и очистителей продуктов сгорания топлива в дизельных двигателях;

— создать стенды, оборудование, измерительную аппаратуру для проведения испытаний фильтров;

— провести испытания на стендах опытных образцов фильтрующих элементов для очистки воздуха, топлива и продуктов сгорания топлива;

— разработать оптимальные способы регенерации фильтрующих элементов;

— разработать способы обработки керамических фильтроэлементов. ю.

На защиту выносятся следующие положения:

1.Результаты экспериментальных и теоретических исследований поведения фильтроэлементов при работе в различных условиях, обосновывающие зависимость фильтрующих свойств от степени запыленности, расхода воздуха, гидравлического сопротивления, материала и конструктивных особенностей фильтрующих элементов.

2.Конструкция и принцип работы безмоторного стенда для испытания фильтрующих материалов или воздухоочистителей.

3.Конструкция стенда для исследования фильтрующих свойств пористых фильтроэлементов, используемых для очистки топлива.

4.Теоретическое и экспериментальное обоснование использования порошковых пористых материалов, полученных из сферических порошков нержавеющей стали, в качестве фильтрующих элементов для воздухоочистителей с коэффициентом очистки воздуха в пределах 500 -550 г/м, невысоким начальным сопротивлением и возможностью практически полной регенерации.

5.Теоретическое и экспериментальное обоснование использования малоразмерных моделей при разработке и исследовании фильтрационных свойств фильтроэлементов для очистки топлива, позволившее разработать фильтрующий элемент из порошкового материала, обладающий пропускной способностью и условным ресурсом большими, чем у серийного соответственно в 2,6 и 1,3 раза, отвечающий требованиям ГОСТ 14 146–88 по тонкости фильтрации и полноте отсева и обладающий хорошими водоотводящими свойствами.

6.Методика расчета максимального ресурса работы фильтроэлемента на основе оптимизации величины фильтрующей поверхности.

7.Конструкция стенда для испытания фильтроэлементов топливной аппаратуры тракторного дизеля.

8.Электровихревой фильтр для очистки от твердых частиц отработанных газов дизеля КамАЗ-740.

9.Конструкция электроцентробежного сажевого фильтра, превосходящего по основным параметрам и эффективности улавливания лучшие зарубежные керамические фильтры.

Ю.Устройства для электроразрядной обработки непроводящих материалов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

— разработаны принципиально новые фильтрующие материалы- -установлена зависимость фильтрующих свойств воздухоочистителей из порошковых материалов от пористости и условий работы фильтрующих элементов. Показана связь между размерами пор, пропускной способностью материалов, размерами частиц порошка, из которого изготавливается материал, и величиной давления при прессовании. Определена зависимость тонкости фильтрации и полноты отсева от условий прокатки порошкового фильтрующего элемента;

— решена задача оптимизации фильтрационных штор звездообразного типа в фильтроэлементах для очистки топлива методом подобия и моделирования. Определен критерий подобия и разработаны условия перехода от малоразмерной модели к полноразмерному фильтроэлементу;

— разработана методика расчета максимального ресурса работы фильтроэлемента очистки топлива на основе оптимизации фильтрующей поверхности фильтроэлемента;

— предложен метод очистки фильтроэлемента при работе двигателя, основанный на промывке его обратным потоком очищенного топлива;

— предложен принцип электроцентробежной очистки топлива от частиц сажи, на основе которого создан электроцентробежный фильтр,.

12 превосходящий по эффективности улавливания частиц лучшие зарубежные керамические фильтры;

— дано теоретическое обоснование возможности электроразрядной обработки диэлектриков, на основании чего разработаны различные варианты электроразрядной обработки керамики при изготовлении керамических фильтров.

Практическое значение работы состоит в следующем:

— разработаны и изготовлены опытные макетные образцы воздухоочистителей с использованием порошковых пористых фильтрующих материалов из нержавеющих сталей марки ПНС-6 и ПНС-10, которые превосходят бумажные фильтрующие элементы по удельному гидравлическому сопротивлению, по удельной воздушной нагрузке и пылеёмкости при одинаковой эффективности очистки воздуха. Разработанные порошковые фильтрующие материалы поддаются практически полной регенерации, трудоёмкость их обслуживания в 5 — 6 раз ниже по сравнению с бумажными;

— разработана технология изготовления фильтроэлемента для очистки топлива из порошковых материалов, тонкость фильтрации которого соответствует требованиям ГОСТ 14 146–88 и составляет 3 мкм при полноте отсева 87−91%.

— разработан фильтроэлемент тонкой очистки топлива из спеченного порошкового материала ФНС-5 с пропускной способностью в 2,6 раза больше и ресурсом работы в 1,3 раза выше чем у серийного фильтроэлемента;

— разработан электровихревой фильтр для улавливания твердых частиц в отработанных газах дизельного двигателя автомобиля КамАЗ;

— разработан электрический сажевый фильтр для улавливания твердых частиц в отработанных газах дизельавтопоезда «Тайфун»;

— разработан электроцентробежный сажевый фильтр для очистки выхлопных газов дизельных двигателей;

— разработана серия устройств для получения качественных и узких разрезов и отверстий в труднообрабатываемых непроводящих материалах, используемых для изготовления фильтроэлементов.

Материалы диссертации являются результатом экспериментальных и теоретических работ, выполненных автором в Федеральном государственном унитарном предприятии «Научно-производственное предприятие «Полигон МТ», входящим в состав Федерального исследовательского испытательного Центра сельскохозяйственного машиностроения, в течение 80−90г.г., в соответствии с Программой «Научно-техническое обеспечение и организация производства деталей тракторов из технической керамики на 1990;2000г.г.», утвержденной Минавтосельхозмашем по согласованию с Минэлектропроммашем, АН СССР, АН УССР, ТКНО СССРЦелевой программой «Научные исследования — техника и технология — инвестиции — сбытобслуживание» по направлению 41.2 «Базовые технологии и высокоэффективное оборудование для их реализации» в 1989;1995г.г.- Единым планом проведения исследований, разработок и опытных работ МНТК «Порошковая металлургия» на 1988 г., утвержденным Постановлением ГКНТ СССР от 30.09.1987 г. № 352, тема 03.21М «Прикладные исследования" — Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 13.06.1986 г. № 718 по теме «Исследование, разработка конструкции и освоение производства деталей конструкционного назначения из технической керамики для тракторов" — Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 21.11.1986 г. № 1396 по теме «Исследование, разработка конструкции и освоение производства деталей из металлических спеченных материалов с повышенной плотностью" — Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 04.10.1984 г. № 1035 по теме «Исследование,.

14 разработка метода и освоение производства деталей с защитными высокотемпературными коррозионностойкими покрытиями" — Отраслевой целевой комплексной программой по развитию производства и расширению применения изделий из металлических порошков на предприятиях Минтракторсельхозмаша в 1986;1990г.г., разработанной на основании Постановления ЦК КПСС и СМ СССР от 20.09.1979 г. № 882 и от 04.04.1986 г. № 271, а также Протокола совещания заместителя Председателя СМ СССР Силаева И. С. от 07.01.1986 г. и в соответствии с приказом Министра от 23.07.1986 г. № 243- Программой по решению научно-технической проблемы 0.08.17 «Создание и освоение в промышленных условиях технологических процессов и оборудования для производства металлических порошков, волокон, порошков-сплавов, тугоплавких соединений и на их основе новых материалов, покрытий и изделий» на 1986;1990г.г.- Комплексной отраслевой программой «Развитие производства и расширение применения изделий из металлических порошков на предприятиях Минсельхозмаша в 1991;1995г.г." — Приказом Министра Минтракторсельхозмаша Ежевского A.A. от 22.11.1985 г. № 424, от 03.06.1987 г. № 208 по теме «Увеличение применения изделий из металлических порошков на предприятиях отрасли" — Постановлением СМ СССР от 22.07.1988 г. «О развитии работ по созданию и применению керамических материалов и изделий из них» и Приложением I «Перечень приоритетных направлений фундаментальных и прикладных исследований в области технической керамики и создания в отраслях народного хозяйства продукции с ее применением на период 1989;2000г.г." — Программой «Научно — техническое обеспечение и организация производства деталей тракторных и комбайновых двигателей из технической керамики на 1987;1990г.г. и до 2000 г.», утвержденной заместителем Министра Минтракторсельхозмаша Скребцовым A.M. 28.04.1987 г.- Государственной НТП «Прогрессивные материалы»,.

15 утвержденной Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР 21.05.1987 г. № 512 по приоритетному направлению «Техническая керамика и металлокерамика», тема «Разработка и испытание керамических материалов для деталей и узлов тракторов, технологических процессов и оборудования в тракторостроении" — Федеральной целевой научно-технической программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники», раздел «Новые материалы и химические продукты», Постановление Правительства РФ от 21.08.2001 г. № 605- Инновационной научно-технической подпрограммой П.И.507 «Исследования в области порошковой технологии» Программы 500 «Развитие инновационной деятельности в вузах России» в 1995;1997г.г., утвержденной Приказами Государственного комитета РФ по высшему образованию от 02.02.1995 г. № 144, от 20.03.1996 г. № 468 и Приказом Министерства общего и профессионального образования РФ от 26.02.1997 г. № 270, тема «Разработка технологических основ получения и термической обработки порошковых легированных сталей и структурно-неоднородных порошковых материалов с улучшенными антифрикционными и коррозионными характеристиками, внедрение процессов в опытно-промышленное производство, выпуск продукции" — Межвузовской научно-технической программой П.Т.401 «Перспективные материалы» в 1998;1999г.г., раздел 04 «Функциональные порошковые материалы», утвержденной Приказом Министерства общего и профессионального образования РФ от 12.05.1998 г. № 1165, тема «Прогнозирование формирования и структуры и конструктивной прочности, износостойкости неравновесных и метастабильных концентрационно-неоднородных порошковых материалов».

Проводились работы по разработке и применению порошковых и керамических материалов в машиностроении в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 23.05.1986 г. № 608 и.

Комплексной программой научно-технического прогресса стран — членов СЭВ до 2000 г. (задание 4.1.1.1).

Выполнялись работы по темам: 70.21.0087−15.1090, 70.36.00.8715.1090, 70.34.00.85−50.9486, 10.08.05.85−15.1092 и договорам № Д86−110 800−152, № Д85−703 600−421, заключающиеся в разработке, испытании и внедрении деталей из спеченных минералокерамических материалов, а также деталей с газотермическими покрытиями и других эффективных конструкторско-технологических мероприятий, направленных на повышение технического уровня и ресурса работы тракторов ПО ВТЗ (Т-25А, Т-30А).

Реализация работы. Топливные фильтры из пористых порошковых материалов марки Х18Н15-ПМ поставляются на протяжении ряда лет на комплектацию тракторов марки «Фен-Шоу-180» и «Синтай-120» (производство КНР) для двигателей J285T согласно ТУ 24−06−2118−91 в МГП «Комплексагро» (г.Чехов) и фермерские хозяйства, где они показали высокие эксплуатационные характеристики.

Порошковые топливные фильтры марок ПНС6 и ПНС10 изготавливались для Владимирского тракторного завода для двигателей Д21, Д37М, Д244, а также Минского моторного завода для двигателя Д240, где они прошли стендовые испытания на безмоторном стенде согласно ГОСТ 8002–74 и показали высокие эксплуатационные свойства (коэффициент очистки 99,6 — 99,8%, пылеемкость 400 — 550 г/м, удельная ол воздушная нагрузка 200 м /мч). Материал при этом хорошо регенерируется.

Топливные фильтры для карбюраторных двигателей из спеченного порошкового материала создавались для АЗЛК (г.Москва). Результаты испытаний свидетельствуют о возможности их многократного использования на серийных автомобилях взамен одноразовых бумажных.

Воздушные фильтры из пористой нержавеющей стали испытаны в условиях рядовой эксплуатации в хозяйствах Воронежской и Липецкой областей при различных составах пыли на двигателях СМД14 трактора ДТ75 и на автомобилях КамАЗ. Испытания показали, что коэффициент очистки воздуха составляет 99,6 — 99,8%, а пылеемкость фильтрующего л материала ПНС10 — 500 — 550 г/м, трудоемкость обслуживания в сравнении с бумажными фильтроэлементами снижается в 2 — 5 раз.

Сажевые фильтры-нейтрализаторы для дизелей подготовлены для внедрения на городском транспорте в Москве в соответствии с Постановлением Правительства от 16.04.96 г. № 341 «О мерах по снижению вредного влияния автотранспорта на экологическую обстановку в г. Москве» (Приложение № 1, п. 12), а также на стационарных дизельных энергоустановках. Результаты их испытаний на моторных стендах (дизель мощностью 154 кВт) показали возможность эксплуатации как на холостом ходу, так и при больших мощностях двигателя с сохранением требуемого количества улавливаемой пыли. При этом обеспечена степень очистки газов от твердых частиц до 85 — 95% при гидродинамическом сопротивлении фильтра менее 1 кПа и потребляемой фильтром мощности менее чем 0,05% мощности двигателя. По сравнению с традиционными механическими новые фильтры имеют более низкое (в 3 — 12 раз) и неизмененное в процессе работы гидродинамическое сопротивление, процесс регенерации не сопровождается выделением токсичных веществ (как при термической регенерации), обладают возможностью утилизации твердых частиц и снижением потребляемой фильтром мощности (и расхода топлива) в 3 — 5 раз.

Фильтры, изготовленные из пористой ленты, на протяжении 10 лет используются для изготовления установок очистки воды в системе автопоилок для птицефабрик Московской и Тульской областей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: научно-технической конференции «Триботехника и антифрикционное материаловедение», г. Новочеркасск, 1980 г.- II Всесоюзной научно-технической конференции «Триботехника машиностроению», г. Москва, ноябрь 1983 г.- Всесоюзной научно-технической конференции «Основные направления экономии и рационального использования металлов в автотракторостроении», г. Челябинск, октябрь 1984 г.- научно-технической конференции «Защита металлов от коррозии и восстановление деталей машин», г. Челябинск, декабрь 1984 г.- X Всесоюзной конференции «Теория и практика газотермических покрытий», г. Димитров, июнь 1985 г.- конференции молодых ученых НПО «НАТИ», г. Москва, июнь 1985 г.- научно-технической конференции «Защита металлов от коррозии и восстановление деталей машин», г. Челябинск, декабрь 1985 г.- IX Всесоюзной конференции «Локальное рентгеноспектральное исследование и их применение», г. Устинов, сентябрь 1985 г.- школе передового опыта «Достижения и передовые методы и защита от коррозии металла и изделий из него», г. Москва, май 1986 г.- II Всесоюзной научно-технической конференции «Совершенствование тракторных конструкций и узлов», г. Москва, июнь 1987 г.- Всесоюзной научно-технической конференции «Сохранность и противокоррозионная защита сельскохозяйственной техники», г. Оренбург, июнь 1987 г.- Second International Aerospace Congress, August 31 — September 5, 1997, Moscow, RussiaPhotonics West, Conferences and Education Program, 24−30 January 1998, San Jose Convention Centre, California, USAII Всемирном трибологическом Конгрессе, г. Вена (Австрия), 3−7 сентября 2001 г.- 4-th International Conference on electric charges in non-conduction materials, Tours (France), 2−6 July 2001.

Всего опубликовано печатных трудов — 63, из них 17 авторских свидетельств СССР и патентов РФ. По материалам диссертации в центральной печати опубликовано печатных трудов — 22. Разработанные фильтроэлементы и устройства защищены 8 авторскими свидетельствами СССР и патентами Российской Федерации.

Достоверность результатов, выводов и рекомендаций подтверждается применением надежных методик экспериментальных исследований и современного оборудования, воспроизводимостью результатов испытаний, применением статистической обработки экспериментальных данных, высокой эффективностью и работоспособностью разработанных устройств и фильтроэлементов.

Личный вклад автора состоит в организации и постановке экспериментальных и теоретических исследований и непосредственном участии в их проведении, в анализе результатов исследований, в обобщении и обосновании всех защищаемых положений.

Автор выражает искреннюю признательность за внимание и поддержку, ценные советы, критические замечания и помощь академику РАН Анциферову В. Н., д.ф.-м.н., профессору Невровскому В.А.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Установлена зависимость фильтрующих свойств воздухоочистителей из порошковых материалов от пористости и условий работы фильтрующих элементов. Показана связь между размерами пор, пропускной способностью материалов, размерами частиц порошка, из которого изготавливается материал, и величиной давления при прессовании. Определена зависимость тонкости фильтрации от условий прокатки порошкового фильтрующего элемента.

2. Рассчитано и экспериментально подтверждено, что минимальная пористость фильтров из сферических частиц при самой плотной укладке не может быть меньше 40% независимо от диаметра частиц исходного порошка. Установлена зависимость объемной подачи газа через пористый материал от давления, позволяющая рассчитывать диаметр и количество пор с учетом скорости ламинарного течения жидкости в соответствии с законом Гагена-Пуазейля.

3. Получено соотношение, связывающее гидравлическое сопротивление фильтроэлемента с его производительностью, физическими свойствами и геометрическими параметрами гофрированной шторы фильтроэлемента, которое позволяет рассчитать оптимальные значения коэффициента заполнения фильтроэлемента и максимальный ресурс работы фильтра.

4. Установлена связь между параметрами функциональной зависимости ресурса фильтроэлементов от размерных параметров, определяющих геометрию шторы фильтра, физические свойства топлива, характеристики фильтрационного материала и загрязнений, что позволяет результаты экспериментальной оптимизации.

246 фильтроэлемента, полученные на малоразмерной модели, перенести на полноразмерный элемент.

5. Решена задача оптимизации фильтрационных штор звездообразного типа в фильтроэлементах для очистки топлива методом подобия и моделирования. Определен критерий подобия и разработаны условия перехода от малоразмерной модели к полноразмерному фильтроэлементу.

6. Разработана и реализована методика расчета максимального ресурса работы фильтроэлемента очистки топлива на основе оптимизации фильтрующей поверхности фильтроэлемента.

7. Определение условного ресурса малоразмерных фильтроэлементов на комплексном загрязнителе — кварцевая пыль и вода — показало, что несмотря на то, что фильтроэлемент покрывался значительным слоем загрязнителя, перепад давления на нем возрастал незначительно. Это свидетельствует о поверхностном процессе закупоривания пор.

8. Решена задача повышения ресурса работы фильтра тонкой очистки путем разработки фильтроэлемента из спеченного порошкового материала ФНС-5.

9. Разработаны и изготовлены опытные макетные образцы воздухоочистителей из пористых материалов для ДВС. Опытные воздухоочистители из пористого порошкового материала превосходят бумажные фильтрующие элементы по удельному гидравлическому сопротивлению, удельной воздушной нагрузке и пылеемкости при одинаковой эффективности очистки воздуха. Созданные воздухоочистители производятся малыми сериями.

Ю.Показано, что возможна практически полная регенерация порошкового фильтрующего материала, при этом трудоемкость обслуживания в.