Способ безразборной очистки дизельного двигателя внутреннего сгорания
METHOD FOR CLEAN-IN-PLACE CLEANING OF DIESEL INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Изобретение относится к техническому обслуживанию дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) тракторов, в частности к очистке от нагаров и смолистых отложений, образующихся при сгорании смазочного масла и дизельного топлива, и может быть использовано для повышения эксплуатационных характеристик двигателя.
7
Известен способ безразборной очистки ДВС, преимущественно его цилиндропоршневой группы, включающий очистку двигателя со стороны топливной системы, путем добавления в топливо очищающего агента для очистки топливной системы и подачи топлива с очищающим агентом в работающий двигатель, а также очистку двигателя со стороны масляной системы, которую выполняют, либо одновременно с очисткой топливной системы, либо непосредственно до нее или после. При этом в масло добавляют другой очищающий агент для очистки масляной системы. В качестве агентов для очистки топливной системы используют средние эфиры ортофосфорной кислоты и средние эфиры борной кислоты. В качестве агентов для очистки двигателя со стороны масляной системы используют смесь масла с аминосодержащими соединениями бутанола и бензола (патент РФ №2258820, МПК F02B 77/04, опубл. 20.08.2005, Бюл. №23).
Недостатками данного способа очистки двигателя являются недостаточная эффективность очистки, использование в качестве агентов кислот, влияющих на окислительные процессы деталей двигателя и сложность реализации, а также недостаточное качество очистки дизельных двигателей, имеющих высокотемпературные отложения и мазеподобные структуры, сложность в реализации способа и высокая затратность способа. Известный способ предлагает внесение агента в отработавшее масло и не предусматривает его предварительную очистку, то есть, в процессе очистки используется отработавшее свой срок моторное масло в качестве промывочной жидкости загрязненное растворимыми смолами, а используемые агенты - аминосодержащие соединения бутанола и бензола в составе способствуют только растворению твердых соединений, дополнительно загрязняют масло. Применяемые в двигателе средства очистки не способны осаждать растворенные примеси из-за мелкодисперстности и низкого фактора разделения штатных центрифуг и фильтров.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ безразборной очистки ДВС включающий очистку двигателя со стороны масляной и топливной систем, обеспечивающий дополнительную очистку отработавшего свой срок моторного масла от смол, асфальтенов путем внесения агента состоящего из 2-4 масс. % моноэтаноламина, 2-4 масс. % изопропанола по отношению к моторному маслу и последующего удаления загрязнений встроенным в систему смазки средством очистки масла в работающем двигателе, после чего проводят очистку двигателя со стороны масляной системы, добавляя в масло смесь агента, состоящего из диметилсульфоксида 25…37,5 масс. %, изопропанола 62,5…75 масс. %, моторное масло - остальное, а очищающий агент для очистки топливной системы состоит из смеси диметилсульфоксида 5…7%, уайт-спирита 5…10%, остальное - дизельное топливо.
Недостатком способа является недостаточная эффективность очистки отработавшего свой срок моторного масла, сохранившего высокие моюще-диспергирующие свойства. Моюще-диспергирующие присадки, присутствующие в моторных маслах, предназначены для удержания частиц загрязнений во взвешенном состоянии. Их высокое осадочное содержание в масле снижает эффективность коагуляции загрязнений и их дальнейшее удаление.
Разделение процесса очистки масла и последующей очистки масляной системы усложняет технологический процесс очистки. Возможность объединить процесс ограничивается свойствами и составом агентов, способных одновременно участвовать в коагуляции загрязнений, и по мере очистки масла в промывке масляных каналов системы смазки. Образующиеся в процессе горения топлива высокотемпературные отложения и загрязнения на поверхностях деталей двигателя со стороны топливной системы очень сложно на первом этапе растворить для последующего их удаления с выхлопными газами, что требует повышения эффекта действия агентов.
Задача предлагаемого способа - повысить качество очистки двигателя путем рационального подбора состава очищающих агентов, упрощающей технологический процесс очистки двигателя от загрязнений.
Технический результат предполагаемого изобретения заключается в восстановлении рабочих характеристик двигателя за счет удаления смолистых отложений из системы смазки и удаления загрязнений из топливной системы, причем процесс происходит одновременно удалением загрязнений из работающего масла, масляных каналов системы смазки, деталей головки блока цилиндров, поверхностей и форсунок топливной системы.
Способ безразборной очистки дизельного двигателя внутреннего сгорания, преимущественно его цилиндропорпшевой группы, заключается в том, что работающий двигатель прогревают до температуры нагрева масла 70-80°С, двигатель глушат и в масло через заливную горловину заливают смесь гидроксида аммония с карбамидом и уайт-спиритом при следующем соотношении компонентов, масс. %: гидроксид аммония - 1…3, карбамид - 0,5…1, уайт-спирит - 1…2, моторное масло – остальное, и одновременно с этим готовят смесь диметилсульфоксида с гидроксидом аммония и изопропанолом при следующем соотношении компонентов, масс. %: диметилсульфоксид - 2…4, гидроксид аммония - 1…2, изопропанол - 1…3, дизельное топливо - остальное, двигатель отсоединяют от топливного бака и подключают к емкости с подготовленным агентом в смеси с дизельным топливом из расчета на 1 час работы двигателя под нагрузкой, двигатель запускают и дают поработать на холостых оборотах 5-10 минут, после чего обороты двигателя увеличивают до 1000-1200 об/мин и проводят очистку моторного масла и системы смазки 30 мин., по истечении которых двигатель останавливают, очищают центрифугу и вновь запускают двигатель на 25-30 минут, по окончании данного времени еще раз проводят очистку центрифуги.
Способ очистки дизельного двигателя внутреннего сгорания включает очистку масла и масляной системы путем внесения в работающее моторное масло гидроксида аммония в смеси с карбамидом и уайт-спиритом, обеспечивающих коагуляцию загрязнений и примесей в масле с последующим их удалением встроенными в систему смазки средствами очистки, добавка уайт-спирита к маслу обеспечивает повышение эффективности удаления смолистых отложений из-под поршневых колец, их раскоксовывание, внесение в дизельное топливо диметилсульфоксида в смеси с гидроксидом аммония и изопропанолом.
Очистка отработавшего свой срок моторного масла и каналов системы смазки позволяет удалить из масла и масляных каналов все загрязнения, тем самым продлить срок службы работавшего масла, улучшить подвижность поршневых колец.
В процессе сгорания дизельного топлива при высоких нагрузках и работе на топливах утяжеленного фракционного состава с повышенным содержанием смол и серы в камере сгорания на головке блока, форсунках и клапанах образуются отложения, ухудшающие отвод тепла, провоцирующие перебои в работе топливной аппаратуры, снижающие эффективность процесса сгорания топлива.
Удаление смол и нагаров способствует повышению мощностных характеристик двигателя, снижению расхода топлива, уменьшению попадания несгоревшего топлива в моторное масло, снижению загрязненности моторного масла продуктами сгорания топлива.
Способ осуществляется следующим образом. Двигатель запускают, прогревают до температуры нагрева масла 70-80°С. Далее глушат. В масло через заливную горловину заливают смесь гидроксида аммония с карбамидом и уайт-спиритом. Одновременно с этим готовят смесь диметилсульфоксида с гидроксидом аммония и изопропанолом. Двигатель отсоединяют от топливного бака и подключают к емкости с подготовленным агентом в смеси с дизельным топливом из расчета на 1 час работы двигателя под нагрузкой. Двигатель вновь запускают и дают поработать на холостых оборотах 5-10 минут. После чего обороты двигателя увеличивают до 1000-1200 об/мин и проводят очистку моторного масла и системы смазки 30 минут. Через 30 минут двигатель останавливают, очищают центрифугу и вновь запускают двигатель на 25-30 минут. По окончании данного времени еще раз проводят очистку центрифуги.
До начала и после завершения очистки двигателя определяют компрессию в цилиндрах и расход топлива. Проводят экспресс-анализ загрязненности масла, его вязкости, температуры вспышки и щелочного числа. При высоком значении физико-химических показателей, выше браковочных значений масло может использоваться в двигателе с ограниченной наработкой.
Максимально возможная степень очистки дизельного двигателя и моторного масла обеспечивается при использовании в качестве очищающих агентов следующих заявленных составов для очистки отработавшего масла двигателя со стороны масляной и топливной систем.
Очищающий агент для очистки масла и двигателя со стороны масляной системы включает: гидроксид аммония - 1-3 масс. %, карбамид - 0,5-1 масс. %, уайт-спирит - 1-2 масс. %, моторное масло - остальное. Готовят агент простым смешиванием компонентов.
Гидроксид аммония и карбамид обеспечивают процесс коагуляции растворимых в масле загрязнений, смол, асфальтенов дисперсного состава меньше 1 мкм до величины 20…25 мкм легко удаляемых встроенными в двигателе средствами очистки масла.
Уайт-спирит повышает эффективность промывки деталей системы смазки, постепенно выгорая, и окончательно улетучивается к 60 минутам работы двигателя.
Очищающий агент для очистки двигателя со стороны топливной системы включает диметилсульфоксид, гидроксид аммония и изопропанол при следующем соотношении компонентов в масс. %: диметилсульфоксид -1-3, гидроксид аммония - 1-3, изопропанол - 3-5, дизельное топливо - остальное. Готовят агент смешиванием изопропанола с диметилсульфоксидом, гидроксидом аммония и последующим добавлением в дизельное топливо.
Гидроксид аммония в присутствии диметилсульфоксида повышает эффективность смыва смолистых и лаковых отложений, активизирует процесс горения. Изопропанол в совокупности с гидроксидом аммония обеспечивает повышение «летучести» отслоившихся мельчайших частиц смол.
Сравнительную оценку способов безразборной очистки проводили на двигателе Д-240, установленном на тракторе МТЗ-80.
Перед проведением очистки проверялась компрессия в цилиндрах, расход топлива. Проводился анализ масла на содержание нерастворимых примесей и цвета. Далее двигатель частично разбирался, и оценивалась загрязненность головки блока, клапанов, игл форсунок, очищалась центрифуга, после чего двигатель запускался, через заливную горловину вносили очищающий агент в масло. Перед запуском двигатель отсоединялся от топливного бака и подсоединялся к емкости с дизельным топливом и очищающим агентом со стороны топливной системы. После 30 минут работы двигатель останавливался, очищалась центрифуга, и двигатель вновь запускался. Контроль качества очистки масла проводился на основании анализа масляного пятна на фильтровальной бумаге через каждые 15 минут работы двигателя. Щелочное число масла оценивалось по способу, защищенному патентом №2183018, «Способ определения щелочного числа моторных масел», МПК G01N 31/22, опубл. 27.05.2002 г. Бюл. №15
По завершению очистки двигателя центрифуга вновь очищалась и двигатель работал в обычном порядке в течение 30 часов, после чего вновь очищалась центрифуга и проводилась замена масла.
В таблице представлены результаты сравнительных испытаний способов очистки двигателей.
По результатам испытаний установлено, что загрязненность деталей двигателя после очистки предложенным способом снижается более чем на 20% по сравнению с известным способом по прототипу.
Использование предлагаемого способа позволит повысить качество очистки двигателя со стороны масляной и топливной систем, тем самым позволит улучшить эксплуатационные характеристики двигателя и продлить срок службы масла до замены.