УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕЗРАЗБОРНОЙ ОЧИСТКИ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ОТ НАГАРА
DEVICE FOR IN-PLACE CLEANING PARTS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE FROM SCALE

Изобретение относится к техническому обслуживанию двигателей внутреннего сгорания (ДВС) различного назначения, в частности к очистке деталей цилиндро-поршневой группы от нагара, вследствие неполного сгорания топлива, и может быть использовано для восстановления рабочих параметров двигателя.
Вследствие неполного сгорания топлива на внутренних стенках рабочих цилиндров на поверхности поршней и колец, а так же на поверхности впускных клапанов ДВС постепенно образуется нагар, представляющий собой очень твердые смолисто-лако-коксовые отложения, содержащие целый спектр веществ с различной степенью окисления и карбонации. Эти отложения в смеси с частицами смазочного масла приводят к снижению эффективности работы двигателя. Они уменьшают эффективность передачи тепла к охлаждающему контуру, вследствие чего температура в камере сгорания повышается, что приводит к преждевременному зажиганию (до искры) и соответствующей потере мощности. Также 1 мм нагара на поршне дополнительно увеличивает его нагрев на 30°С, а анализ эксплуатации автомобильной техники показывает, что в среднем за 100 тыс. км пробега автомобиля на поршне образуется 3…4 мм нагара. За счет образования нагара на стенках камеры сгорания уменьшается ее рабочий объем. Кроме того, в случае образования нагара в области поршневых колец, канавок под ними и их залегания смазочное масло, обычно находящееся в области ниже поршневых колец, поступает в рабочий цилиндр и сгорает, что ведет к необходимости преждевременной замены масла во избежание повреждения трущихся частей и его повышенному расходу. Отложения вызывают не только ухудшение рабочих характеристик двигателя, но и его преждевременный износ, в частности они уменьшают срок службы выхлопных клапанов. Удаление нагара со стенок рабочего цилиндра, с поршня и поршневых колец увеличивает объем камеры сгорания, обеспечивает свободное скольжение компрессионных и маслосъемных колец, а следовательно, способствует улучшению герметичности рабочих цилиндров и восстановлению рабочих параметров ДВС, в частности величины компрессии; оптимизация условий ДВС приводит к увеличению КПД, а также предотвращает поступление масла в рабочие цилиндры и тем самым снижает расход масла.
Известно устройство [см. патент RU 2433289 С1МПК F02B 77/04] в котором во впускной коллектор двигателя подается вода при работе в режиме свободный разгон - частичный выбег, пропорционально часовому расходу топлива.
Основной недостаток заключается в том, что в описанном устройстве топливо подается из топливного бака отдельно, затем происходит перемешивание топлива с водой во впускном коллекторе, при этом капли технической жидкости формируются больших размеров (500…750 мкм) и неравномерно распределены по всему объему топлива, в связи с этим воздействуя на нагар такие капли, могут дробить его путем откалывания на очень большие частицы (более 500 мкм). Так как частицы нагара очень твердые и большие, тогда если они попадают в зазор между поршнем и цилиндром, то возникают царапины, как на поршне, так и на цилиндре, что может привести к снижению компрессии в цилиндрах и в итоге к дорогостоящему ремонту двигателя. В связи с этим эффективность удаления нагара таким способом очень опасна для деталей цилиндро-поршневой группы.
Наиболее близким к заявленному изобретению является [см. патент RU 2258820 С1 МПК F02B 77/04] в котором очистка ДВС от нагара осуществляется со стороны топливной системы путем добавления очищающего агента, содержащего средние эфиры борной кислоты, в топливо и подачи указанной смеси в работающий двигатель, а также очистку двигателя со стороны масляной системы, осуществляемую либо непосредственно до или после этой очистки путем добавления другого очищающего агента, включающего смесь равных количеств моно- и триаминов, а также бутанол и бензин, преимущественно низкооктановый, в масло, обеспечения работы двигателя в течение времени, достаточного для полной очистки цилиндро-поршневой группы, и последующей смены масла.
Основной недостаток заключается в том, что оно обеспечивает низкую степень очистки, и не обладает способностью к удалению застарелых смолисто-лако-коксовых отложений, на поршне, а также в канавках под поршневыми кольцами цилиндропоршневой группы.
Техническим результатом изобретением является повышение степени очистки деталей двигателя и восстановление рабочих характеристик двигателя за счет полной очистки деталей цилиндро-поршневой группы (днища поршня и его канавок поршневых колец, гильзы цилиндра) и газораспределительного механизмов (внутренних стенок головки цилиндров, впускных и выпускных клапанов) ДВС, путем подачи смеси топлива и технической жидкости высокой дисперсности, в котором размеры капель технической жидкости менее 5 мкм. Это позволяет получить разрушенные микрочастицы нагара, настолько малого размера, что они удаляются из камеры сгорания через выпускную систему ДВС без последствий для двигателя.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для безразборной очистки деталей двигателя внутреннего сгорания от нагара, состоящее из канала подачи топлива и технической жидкости, отличающееся тем, что дополнительно введен бак, снабженный деспиргатором имеющий входной штуцер с ограничителем уровня жидкости и выходной штуцер с обратным клапаном, смесителя с двумя входными штуцерами, первый штуцер которого через двухканальный управляемый клапан соединен с каналом подачи топлива, а второй - с каналом подачи технической жидкости, выход смесителя соединен с входным штуцером бака, а также блок управления, вход которого является техническим, первый выход блока управления соединен с деспиргатором, а второй выход с управляемыми клапанами.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что дополнительно введен бак, снабженный деспиргатором имеющий входной штуцер с ограничителем уровня жидкости и выходной штуцер с обратным клапаном, смесителя с двумя входными штуцерами, первый штуцер которого через двухканальный управляемый клапан соединен с каналом подачи топлива, а второй - с каналом подачи технической жидкости, выход смесителя соединен с входным штуцером бака, а также блок управления, вход которого является техническим, первый выход блока управления соединен с деспиргатором, а второй выход с управляемыми клапанами.
Воздействуя на поверхность деталей возникающими микровзрывами. Жидкий компонент, приготовленный на предлагаемом устройстве, поступает в виде горючего компонента в камеру сгорания двигателя. В камере сгорания из-за высокой температуры (500…600°С) происходит нагрев внутренней части капли технической жидкости, которая превращается в пар, в то время как оболочка капли, состоящая из топлива, продолжает оставаться в жидком состоянии. Именно в это время капля технической жидкости взрывается, то есть происходит микровзрыв, при котором микро-капли технической жидкости с большой скоростью ударяются о поверхность нагара, постепенно разрушая его до мелких частичек. Это наиболее характерная особенность горения смеси, способствующая разрушению нагара за счет микровзрывов, а также более полному сгоранию топлива и улучшению экономических показателей ДВС. Разрушенные микрочастицы нагара, настолько малы, что без последствий для деталей удаляются из камеры сгорания через выпускную систему ДВС.
Схема варианта построения устройства представлена на фигуре 1, где обозначены: 1 - бак; 2 - деспиргатор; 3 - смеситель, 4 - управляемый клапан; 5 - блок управления.
Бак 1 предназначен для полученного жидкого компонента, может быть выполнен в виде пластикового бака [см. https://www.autoopt.ru/articles/products/14297114/]; деспиргатор 2 используется для смешивания топлива и технической жидкости на молекулярном уровне, может быть выполнен в виде роторно-пульсационного аппарата для приготовления водно-топливной эмульсии [см. патент RU 25009602 С2 МПК B01F 7/14]; смеситель 3 предназначен для забора технической жидкости топливом, может быть выполнено в виде дозатора [см. патент RU 2352805 С1 МПК F02M 25/00]; управляемые клапаны 4 предназначены для перекрытия и открытия каналов подачи топлива и технической жидкости, могут быть выполнены в виде электромагнитных клапанов [см. https://www.1688.rumms.ru\index.php?route=product\productp&roduct_id=ot567794894428]; блок управления 5 предназначен для управления управляемыми клапанами и деспиргатором, может быть выполнен в виде контролера Atmega8 [см. https://www.chipdip.ru\product\atmega8-16pu].
Устройство работает следующим образом:
1. Топливо через управляемый двухканальный клапан 4 подается в ДВС. С датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя сигнал поступает в блок управления. При достижении температуры не менее 95°С блок управления 5 закрывает канал подачи топлива в ДВС, открывает канал подачи топлива в устройство, управляемый клапан 4 подачи технической жидкости. После чего смесь топлива и технической жидкости поступает в бак, где перемешивается деспиргатором и подается в ДВС.
2. При прогреве ДВС до рабочей температуры блок управления 5 получает информацию от штатного датчика температуры и при температуре двигателя 95°С открывает канал двухканального клапана 6 подачи топлива в устройств, а также закрывает канал подачи топлива в ДВС и включает деспиргатор 2, при этом топливо поступает в смеситель 3, в котором за счет струи топлива автоматически забирается необходимое количество технической жидкости. Далее полученный в смесителе 3 жидкий компонент грубой дисперсности поступает в бак 1. Далее в баке 1 жидкий компонент перемешивается деспиргатором 2, где он дробится уже до тонкой дисперсности, циркулируя по кругу. Затем жидкий компонент из бака 1 подается в систему питания ДВС.
Изобретение обеспечивает эффективное удаление нагара за счет взаимодействия раскаленных частичек нагара с капельками жидкого компонента.
Предлагаемое устройство для безразборной очистки цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестны устройства, учитывающие при приготовлении смеси физико-химические свойства двух не смешиваемых жидкостей (технической жидкости и топлива) и примененные непосредственно на транспортном средстве.
Предлагаемое устройство имеет изобретательский уровень, так как сочетает в себе совокупность не сложных и технически подобранных элементов, которые позволяют реализовать предложенный способ для получения необходимого эффекта.
Предлагаемое устройство для очистки цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания промышленно применимо, так как для его реализации могут быть частично использованы промышленно выпускаемые и общедоступные детали.