СИСТЕМА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ С ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЯ БЕЗ ЕГО РАЗБОРКИ Российский патент 1996 года по МПК F02B77/04 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к средствам ремонта и технического обслуживания двигателей, и может быть использовано для удаления высокотемпературных отложений с деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ) без разборки двигателя.

Известна установка для безразборного раскоксовывания распылителей форсунок ДВС, содержащая устройство для приготовления водотопливной эмульсии, связанное с полостью наполнения топливовпрыскивающего насоса, задатчик режимов работы дизеля, распределительное устройство, размещенное между насосом и устройством для приготовления водотопливной эмульсии, и устройство для автоматического управления установкой.

Недостатками данной установки являются низкая производительность, невысокая стабильность водотопливной эмульсии, а также сложность конструкции, снижающая надежность работы устройства.

Известны также способы ультразвуковой обработки обводненного топлива с помощью, например, ультразвуковой гидродинамической сирены или ультразвукового смесителя. Однако эти способы предназначены только для предварительной обработки обводненного топлива перед его использованием и повышения стабильности смесей вязких остаточных топлива с дистиллятом для улучшения процессов топливоподготовки перед его сжиганием и предотвращения процесса коррозии прецезионных деталей топливной аппаратуры.

Известна установка для безразборного раскоксовывания распылителей форсунок двигателя внутреннего сгорания, которая содержит устройство для приготовления эмульсии, включающее бак-смеситель с трубопроводами подачи воды и отвода эмульсии, топливовпрыскивающий насос, соединенный через всасывающую магистраль с трубопроводом отвода эмульсии, а через нагнетательные топливопроводы с форсунками, установленными на баке-смесителе, кроме того, установка содержит два кольцевых электромагнита постоянного тока с одинаковым направлением создаваемого электромагнитного поля, соединенных с устройством автоматического управления, причем один из электромагнитов охватывает трубопровод отвода эмульсии, а другой охватывает трубопровод подачи воды в бак-смеситель.

Основным недостатком является низкая производительность установки. Наличие топливного насоса высокого давления и форсунок с прецизионными деталями снижает надежность работы установки, увеличивает энергозатраты, особенно в процессе приготовления водотопливной эмульсии, а также в совокупности с кольцевыми электромагнитами, баком-смесителем и трубопроводами значительно усложняет и утяжеляет конструкцию всей установки в целом. К тому же данная установка предназначена только для раскоксовывания распылителей форсунок, а не деталей ЦПГ двигателя, которые включают распылители форсунок, огневую поверхность камеры сгорания, поршневые кольца и выпускной клапан.

В качестве прототипа выбрано техническое решение по авт.св. СССР N 1163019, в котором очистка деталей ДВС от отложений осуществляется с помощью моющего средства в виде смеси толуола с этиловым гидролизным спиртом, которое подают в двигатель, выдерживают в неработающем двигателе 5-6 ч, прокручивают вал и сливают жидкостью.

Данный способ очистки деталей ДВС наряду с преимуществами имеет и ряд недостатков, таких, как невозможность очистки деталей от высокотемпературных отложений. Этим способом происходит очистка от низкотепературных отложений. Кроме того, моющая жидкость в данном техническом решении токсична, агрессивна, пожароопасна. Длительность такой очистки довольно велика и осуществляется она только при неработающем двигателе. После такой очистки потребуется полная замена масла, так как очищающая жидкость, оставшаяся в ДВС после ее слива из картера, снижает смазывающие свойства поверхностей деталей, что приводит к повышенному износу пар трения после запуска двигателя.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки деталей двигателя внутреннего сгорания от высокотемпературных отложений без разборки и остановки двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в системе для удаления отложений с деталей ЦПГ двигателя без его разборки, содержащей емкость моющей жидкости, нагнетательный трубопровод, соединенный с емкостью и с ЦПГ группой двигателя, и установленный на трубопроводе нагнетательный насос, дополнительно установлено кавитационное устройство на нагнетательном трубопроводе между насосом и ЦПГ двигателя, а емкость моющей жидкости снабжена трубопроводами подачи топлива и воды. Система также дополнительно снабжена перепускным трубопроводом, соединяющим через трехходовой кран трубопровод за кавитационным устройством с емкостью моющей жидкости.

Предлагаемая система в отличие от прототипа имеет ряд преимуществ. Она обеспечивает очистку ЦПГ двигателя, не останавливая его, в процессе его работы и без его разборки. Таким образом сокращается процесс очистки до 0,5-1 ч. Водотопливная эмульсия, обработанная ультразвуком, обладает особыми моющими свойствами, позволяющими производить очистку ЦПГ от высокотемпературных отложений. Предложенная система проста в эксплуатации, так как не требует никаких особых моющих средств, а для очистки использует только топливо, на котором двигатель работает и в которое добавляется только вода.

С целью улучшения активационно-моющего эффекта процесс обработки эмульсии лучше повторять 4-8 раз. Для этого предусмотрены трехходовый кран и дополнительный трубопровод, позволяющие обеспечивать замкнутую систему для приготовления эмульсии. В такой системе возможен ее многократный прогон.

На чертеже изображена схема системы для удаления высокотемпературных отложений с деталей ЦПГ без разборки двигателя.

Система содержит бак-смеситель 1 с подводящими трубопроводами топлива 8 и воды 9, в который можно при необходимости добавлять различные композиции присадок. Бак-смеситель 1 (емкость моющей жидкости) соединен трубопроводом 2 с нагнетательным насосом 3. Насос 3 соединен трубопроводом с устройством 4 для обработки потока жидкости в режиме кавитации.

Выход устройства 4 соединен через трехходовый кран 5 посредством перепускного трубопровода 6 с баком-смесителем 1 и выходом (трубопроводом) 7 подачи водотопливной эмульсии в двигатель к ЦПГ.

Установка работает следующим образом.

В бак-смеситель 1 заливается определенное количество топлива и воды в количестве 10 30% от объема топлива. При необходимости в бак 1 добавляются различные композиции присадок. Включается в работу нагнетательный насос 3 и подает топливо и вода из бака-смесителя 1 в кавитационное устройство 4, которое подвергает поток жидкости ультразвуковой гидродинамической кавитационной обработке. На выходе из устройства 4 образуется высокостабильная микродисперсная водотопливная эмульсия со специфическими активационно-моющими свойствами. Далее эмульсия через трехходовый кран 5 поступает в двигатель по трубо-проводу 7. Процесс обработки можно повторить с помощью трехходового крана 5 и трубопровода 6. Кратность циркуляции водотопливной эмульсии может быть 4-8 раз в зависимости от требуемой дисперсности и стабильности эмульсии и периодичности ее использования. После завершения процесса приготовления эмульсии с помощью трехходового крана 5 выход устройства 4 соединяется с трубопроводом 7 подачи водотопливной эмульсии на детали ЦПГ двигателя и на этой эмульсии двигатель работает на режиме номинальной мощности в течение 30-60 мин. После этого замеряется мощность двигателя и состав выхлопных газов. Процесс удаления высокотемпературных нагароотложений из ДВС характеризуется высоким увеличением дымности выхлопа, а окончание отмывки ЦПГ работающего двигателя характеризуется увеличением мощности ДВС на 3-5% и снижением дымности и токсичности выхлопа на 30-70%

Использование: в двигателестроении для удаления высокотемпературных отложений с деталей цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) двигателя без его разборки. Сущность изобретения: система содержит бак-смеситель 1, нагнетательный трубопровод, соединенный с баком-смесителем 1 и ЦПГ двигателя, нагнетательный насос 3 и кавитационное устройство 4, установленное на нагнетательном трубопроводе между насосом 3 и ЦПГ двигателя, трехходовой кран 5 и перепускной трубопровод 6, подключенный к баку-смесителю 1 и через кран 5 к нагнетательному трубопроводу за устройством 4. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. СИСТЕМА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ С ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЯ БЕЗ ЕГО РАЗБОРКИ, содержащая емкость моющей жидкости, нагнетательный трубопровод, соединенный с емкостью и цилиндропоршневой группой двигателя, и установленный на трубопроводе нагнетательный насос, отличающаяся тем, что она снабжена кавитационным устройством, установленным на нагнетательном трубопроводе между насосом и цилиндропоршневой группой двигателя, а емкость снабжена трубопроводами подачи топлива и воды. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена трехходовым краном и перепускным трубопроводом, причем перепускной трубопровод подключен к емкости и через трехходовой кран к нагнетательному трубопроводу за кавитационным устройством.