СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА И ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПРИ РАБОТЕ ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2009 года по МПК F01M9/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к способу снижения потребления топлива, сложности смазки и воздействия на окружающую среду при работе двухтактного двигателя. Дополнительно, изобретение относится к системе для снижения потребления топлива, воздействия на окружающую среду и более продолжительного использования масла в двухтактном двигателе.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двухтактные крейцкопфные двигатели, используемые в морских и/или стационарных устройствах, оборудованы двумя раздельными системами смазки. Одна система смазки содержит так называемое системное масло, которое обычно применяется для смазки и охлаждения подшипников двигателя и, например, поршней с масляным охлаждением, а также для привода и/или управления различными клапанами и тому подобное. Другая система смазки содержит потребляемое масло (цилиндровое масло), которое, как правило, используется для смазки цилиндров двигателя, поршневых колец и юбки поршня.

В типичных двухтактных крейцкопфных двигателях цилиндровое масло расходуется непрерывно с каждым оборотом двигателя, при этом системное масло в принципе не расходуется (за исключением небольших непреднамеренных утечек). Система смазки, содержащая цилиндровое масло, часто называется «потребляющей» системой смазки, так как масло расходуется. В данной области техники хорошо известны разные типы как системного масла (масел), так и цилиндрового масла (масел) и их применение.

Цилиндровое масло, как правило, содержит определенные добавки (присадки), которые снижают, минимизируют или нейтрализуют уровень окисления в системе цилиндров.

Типичные цилиндровые масла, как правило, имеют вязкость SAE (Общество Автомобильных Инженеров), эквивалентную примерно 50 и, как правило, имеют общее щелочное число (BN) примерно от 40 до 70 для нейтрализации продуктов окисления, произведенных в ходе процесса сгорания. Типичные системные масла, как правило, имеют вязкость SAE около 30 при относительно низком общем содержании щелочи, как правило, около 5 и обеспечивают долгий срок службы. Эти примерные значения могут изменяться в зависимости от действительного применения и специфики конструкции системы, в которой применяются масла.

В последних конструкциях двухтактных крейцкопфных двигателей, в которых используется электронное и/или гидравлическое управление и/или привод клапанов и т.д., минимальные требования к рабочим характеристикам системного масла были существенно повышены относительно предшествующих конструкций, в которых применяется традиционное механическое управление/привод.

Уровень качества смазочных материалов, как правило, измеряется периодически и не может выходить за определенные пределы, чтобы не подвергать риску состояние смазываемого компонента. Одна из причин ухудшения качества вызвана засорением частицами. Эти частицы включают в себя побочные продукты сгорания и компоненты износа, которые могут быть частично удалены при помощи маслоотделителей. Однако в случае двухтактных крейцкопфных двигателей одним из источников загрязнения является утечка отработавшего цилиндрового масла через сальник, что вынуждает как вязкость, так и щелочное число системного масла возрастать со временем, данный процесс не может быть исправлен при помощи разделителей. Это вызывает со временем постепенное ухудшение системного масла, так что увеличивается износ компонентов и эффективность двигателя снижается. Когда системное масло приближается к своей браковочной норме, его необходимо вновь долить или заменить.

Патентное описание US 6074995 описывает состав модификатора трения (трибо-модификатора), содержащий масло с вязкостью смазочных материалов и содержащий некоторое количество добавки, снижающей трение.

Патентная заявка US 5282990 описывает добавление синергической смеси модификаторов трения к моторному маслу двигателя внутреннего сгорания для повышения экономии топлива. Однако не предложен способ применения данного изобретения к двухтактным дизельным двигателям.

Патентное описание ЕР 0573231 описывает применение триглицеридов в качестве модификаторов трения для добавления в масло для повышения экономии топлива в двигателе внутреннего сгорания.

Патентная заявка US 2003/0171223 описывает композиции смазочного масла с улучшенными показателями по трению.

Патентное описание US 6040279 описывает композицию смазочного масла, подходящую для двигателей с кривошипно-камерной продувкой, работающих по двухтактному циклу, с непосредственным впрыском топлива, таким как силовые газонокосилки и прочая садовая техника с механическим приводом, механические цепные пилы, насосы, электрогенераторы, судовые подвесные двигатели, снегоходы, мотоциклы и тому подобное. Композиция смазочного масла содержит основную часть по меньшей мере одного масла с вязкостью смазки и меньшую часть добавки, повышающей смазывающую способность.

Патентная заявка US 2003/183188 описывает оптимизацию или изменение в реальном времени свойств или расхода смазочного масла двигателя в зависимости от действительных рабочих условий в двигателе, в котором осуществляется рециркуляция смазки, таком как четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Параметром, характеризующим состояние системы, является, например, износ или коррозия. Параметр, характеризующий состояние, измеряется в системе, в которой происходит рециркуляции смазки, и в зависимости от этого параметра рассчитывается количество вторичной жидкости (т.е. компонента, добавляемого к основной смазке), и количество вторичной жидкости перемешивается с основной смазкой до ввода в часть или место, за которым ведется наблюдение.

Патентное описание US 5067455 описывает подачу добавки к смазочному маслу в традиционном двигателе внутреннего сгорания в ответ на измеренное общее щелочное число смазочного масла или более точно, если измеренное общее щелочное число находится за пределами заданного интервала. Общее щелочное число должно удерживаться в диапазоне от 0 до 2. Описан двигатель внутреннего сгорания с масляным поддоном, где расположен датчик общего щелочного числа для исследования масла в масляном поддоне. Добавки добавляются к маслу в масляном поддоне под контролем насоса для подачи добавок. Масло из масляного поддона циркулирует при помощи циркуляционного насоса через фильтр. Сигнал от датчика общего щелочного числа подается на устройство управления, контролирующее циркуляционный насос и насос для подачи присадок. Работа происходит следующим образом: в ходе работы двигателя с повторами осуществляется проверка на предмет того, не является ли общее щелочное число меньше 0,1. Если общее щелочное число больше 0,1, ничего не предпринимается. Когда общее щелочное число меньше 0,1, включается таймер (Т1) и циркуляционный насос начинает работу. Таким образом, масло в масляном поддоне циркулирует через фильтр. Циркуляционный насос используется до тех пор, пока таймер не достигнет определенного значения (а1), после чего насос останавливается. Затем другой таймер (Т2) запускается и включается насос для подачи добавки. Насос для подачи добавки работает до тех пор, пока таймер не достигнет определенного значения (а2), после чего насос для подачи добавки отключается и процесс повторяется с осуществлением проверки общего щелочного числа.

ЗАДАЧИ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является обеспечение способа и соответствующей системы снижения потребления топлива и воздействия на окружающую среду при работе двухтактного двигателя, которые решают вышеуказанные (и прочие) недостатки предшествующего уровня техники. Еще одной задачей является обеспечение вышеуказанного простым и эффективным образом.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение повышения экономии топлива или топливной экономичности в двухтактном дизельном двигателе.

Другой задачей является снижение выбросов двухтактного дизельного двигателя.

Другой задачей является обеспечение возможности использования менее сложного расходуемого системного масла, при этом обеспечивая уровни качества, равнозначные тем уровням, которые были получены при системных маслах традиционного состава.

Еще одной задачей является обеспечение более продолжительного срока службы компонента двухтактного дизельного двигателя.

Дополнительной задачей является обеспечение более безопасной для окружающей среды работы двигателя.

Эти и прочие задачи достигаются при помощи способа (и соответствующей системы) снижения потребления топлива в двухтактном двигателе, содержащего следующие этапы: получение системного масла/расходуемого системного масла из двигателя, добавление по меньшей мере одного модификатора трения к по меньшей мере части полученного системного масла, при этом добавление по меньшей мере одного модификатора трения снижает коэффициент трения полученного масла, в результате чего системное масло/расходуемое системное масло имеет пониженный коэффициент трения и подачи вышеуказанного масла со сниженным коэффициентом трения в вышеуказанный двигатель. Способ снижения потребления топлива и влияния на окружающую среду двухтактного крейцкопфного двигателя имеет одну систему смазки, содержащую системное масло и другую систему смазки, содержащую цилиндровое масло, и заключается в том, что получают свежее или частично отработавшее системное масло из вышеуказанного двигателя, добавляют по меньшей мере один модификатор трения к по меньшей мере части полученного свежего или частично отработавшего системного масла, при этом добавление по меньшей мере одного модификатора трения снижает коэффициент трения полученного системного масла, в результате чего получают системное масло со сниженным коэффициентом трения, подают системное масло со сниженным коэффициентом трения в указанный двигатель, отличающийся тем, что дополнительно сливают заданное первое количество полученного системного масла или заданное первое количество системного масла из двигателя, при этом слив осуществляют непрерывно или периодически, создают цилиндровое масло на основе слитого системного масла путем определения по меньшей мере одного основного параметра слитого системного масла, определяют по меньшей мере один желаемый параметр цилиндрового масла и регулируют указанный по меньшей мере один основной параметр слитого системного масла соответственно путем смешивания слитого системного масла с по меньшей мере одной добавкой, модифицирующей щелочное число, в результате чего образуется цилиндровое масло, и подают созданное цилиндровое масло к цилиндрам или части цилиндров вышеуказанного двигателя.

Таким образом, потребление топлива двигателем снижается, т.е. достигается повышение экономии топлива благодаря присутствию добавленного модификатора(ов) трения, что придает системному маслу/расходуемому системному маслу, поданному обратно в двигатель, сниженные показатели по трению.

Дополнительно, достигается продление срока службы компонентов, так как между компонентами двигателя (двигателей) снижается трение благодаря добавлению модификатора(ов) трения. В результате техническое обслуживание необходимо проводить реже и достигается экономия затрат.

Более того, достигается снижение выбросов двигателя (двигателей), так как используется меньше топлива благодаря сниженному трению между компонентами двигателя, что достигается добавлением модификатора(ов) трения в соответствии с настоящим изобретением.

В одном воплощении по меньшей мере один модификатор трения (один из модификаторов трения) является беззольным модификатором трения.

В одном воплощении по меньшей мере один беззольный модификатор трения основан (или содержит) на ди-, три- и/или тетра эфирах димерных и/или жирных кислотах и/или жирных амидах.

В другом воплощении по меньшей мере один беззольный модификатор трения основан (или содержит) на неопентилгликоле, пентаэритрите, сорбите, триметилпропаноле, глицерине и/или триэтаноламине или их смесях.

В предпочтительном воплощении по меньшей мере один модификатор трения основан на (или содержит) одном или более компонентов из группы, состоящей из:

триглицеридов (животного и/или растительного происхождения), таких как рапсовое зерно, соевые бобы и/или касторовое масло,

жирных фосфатов,

амидов жирных кислот,

жирных эпоксидных смол,

боратовых жирных эпоксидных смол,

жирных аминов, например триэтаноламина,

эфиров многоатомного спирта, например глицерина, пентаэритрита, сорбита, триметилпропанола,

боратовых многоатомных эфиров алкоксилированных жирных аминов,

боратовых алкоксилированных жирных аминов,

металлических солей жирных кислот,

сульфурированных олефинов,

жирных имидазолинов, или

их смесей.

В одном воплощении по меньшей мере один модификатор трения добавляется с заданной интенсивностью, так что концентрация добавляемого модификатора(ов) трения составляет от 0,2 до 2,0% от вышеуказанного системного масла/расходуемого системного масла со сниженным трением.

В альтернативном воплощении по меньшей мере один модификатор трения добавляется с заданной интенсивностью так, чтобы концентрация добавляемого модификатора(ов) трения составляла от 0,5 до 1,5% от вышеуказанного системного масла/расходуемого системного масла со сниженным трением.

Предпочтительно этап слива дополнительно содержит долив заданного второго количества более свежего системного масла к оставшемуся полученному системному маслу или к оставшемуся системному маслу, при этом долив осуществляется непрерывно или периодически.

Предпочтительно вышеуказанное системное масло выбирается из группы, состоящей из:

- системного масла, содержащего добавки для долгого срока службы или включающего в состав добавки в дозировке, обеспечивающей долгий срок службы, и

- расходуемого системного масла без добавок для долгого срока службы или включающего в свой состав добавки в уменьшенной дозировке, не обеспечивающей долгого срока службы.

В альтернативном воплощении способ включает в себя использование расходуемого системного масла, содержащего упрощенный состав добавок и/или сниженную дозировку добавок.

В одном воплощении способ применяется в открытом море, или на берегу, или на борту судна, или на наземном заводе.

В предпочтительном воплощении способ дополнительно включает в себя следующие этапы: слив заданного первого количества системного масла/расходуемого системного масла, обеспечивая слитое масло, и долив к оставшемуся системному маслу/расходуемому системному маслу заданного второго количества свежего (более свежего) системного масла/расходуемого системного масла, при этом слив и/или долив осуществляется непрерывно, почти непрерывно или периодически.

В другом предпочтительном воплощении способ дополнительно включает в себя следующие этапы: создание цилиндрового масла на основе слитого системного масла/расходуемого системного масла путем определения по меньшей мере одного основного параметра (например, щелочного числа, вязкости, диэлектрической проницаемости/емкостного сопротивления и/или основного состава) слитого масла, определения по меньшей мере одного желаемого параметра (например, щелочного числа, вязкости, диэлектрической проницаемости/емкостного сопротивления и/или основного состава) цилиндрового масла и регулирования вышеуказанного по меньшей мере одного основного параметра (например, щелочного числа, вязкости, диэлектрической проницаемости/емкостного сопротивления и/или основного состава) слитого системного масла/расходуемого системного масла, соответственно, путем смешивания слитого масла с по меньшей мере одной добавкой, модифицирующей щелочное число, что приводит к созданию цилиндрового масла, и подачу вышеуказанного созданного цилиндрового масла к цилиндрам или части цилиндров вышеуказанного двигателя.

В одном воплощении системное масло выбирается из группы, состоящей из:

- традиционного системного масла, содержащего добавки для долгого срока службы или включающего в состав добавки в дозировке, обеспечивающей долгий срок службы,

- расходуемого системного масла без добавок для долгого срока службы или включающего в свой состав добавки в уменьшенной дозировке, не обеспечивающей долгого срока службы.

Настоящее изобретение также относится к системе для снижения потребления топлива в двухтактном двигателе, которая соответствует способу согласно настоящему изобретению, и обладает такими же преимуществами по тем же причинам.

Предпочтительно двигатель соединен с устройством управления для слива заданного первого количества системного масла из двигателя и для долива в оставшееся системное масло заданного второго количества более свежего системного масла, при этом слив и/или долив осуществляют непрерывно или периодически.

Предпочтительно в состав системного масла входят добавки/компоненты и/или базовое масло (масла), выбранные по экономическим соображениям, а не из-за длительного срока службы.

Более точно, изобретение относится к системе для снижения потребления топлива в двухтактном двигателе, содержащей смесительный блок для добавления по меньшей мере одного модификатора трения к по меньшей мере части полученного системного масла/расходуемого системного масла, при этом добавление по меньшей мере одного модификатора трения снижает коэффициент трения полученного системного масла/расходуемого системного масла, что приводит к тому, что системное масло/расходуемое системное масло имеет сниженный коэффициент трения, и для подачи вышеуказанного системного масла/расходуемого системного масла со сниженным коэффициентом трения к вышеуказанному по меньшей мере одному двигателю.

Предпочтительно система для снижения потребления топлива в двухтактном крейцкопфном двигателе имеет одну систему смазки, снабженную системным маслом, и другую систему смазки, снабженную цилиндровым маслом, содержащая смесительный блок для добавления по меньшей мере одного модификатора трения к по меньшей мере части полученного свежего или частично отработавшего системного масла, при этом добавление по меньшей мере одного модификатора трения снижает коэффициент трения полученного системного масла, в результате чего образуется системное масло, обладающее сниженным коэффициентом трения, и для подачи вышеуказанного системного масла со сниженным коэффициентом трения к вышеуказанному двигателю, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит устройство управления для слива заданного первого количества полученного системного масла или заданного первого количества системного масла из вышеуказанного двигателя, при этом слив осуществляют непрерывно или периодически, и устройство управления для создания цилиндрового масла на основе слитого системного масла путем определения по меньшей мере одного основного параметра слитого системного масла, определения по меньшей мере одного желаемого параметра цилиндрового масла и регулирования указанного по меньшей мере одного параметра слитого системного масла соответственно путем смешивания слитого системного масла с по меньшей мере одной добавкой, модифицирующей щелочное число, в результате чего создается цилиндровое масло для подачи его к цилиндрам или части цилиндров двигателя.

Преимущественно в системе по меньшей мере один из указанных модификаторов трения представляет собой беззольный модификатор трения.

Предпочтительно в системе вышеуказанный по меньшей мере один модификатор трения содержит один или более компонентов из группы, состоящей из:

триглицеридов (животного и/или растительного происхождения), таких как рапсовое зерно, соевые бобы и/или касторовое масло,

жирных фосфатов,

амидов жирных кислот,

жирных эпоксидных смол,

боратовых жирных эпоксидных смол,

жирных аминов,

эфиров многоатомного спирта,

боратовых многоатомных эфиров алкоксилированных жирных аминов,

боратовых алкоксилированных жирных аминов,

металлических солей жирных кислот,

сульфурированных олефинов,

жирных имидазолинов или

их смесей.

Преимущественно система, выполнена с возможностью расположения в открытом море, или на берегу, или на борту судна, или на наземном заводе.

Предпочтительно система дополнительно содержит:

устройство управления для долива заданного второго количества более свежего системного масла к оставшемуся полученному системному маслу или к оставшемуся системному маслу, при этом слив и/или долив осуществляется непрерывно или периодически.

Преимущественно в системе вышеуказанное системное масло выбирается из группы, состоящей из:

- системного масла, содержащего добавки для долгого срока службы или включающего в состав добавки в дозировке, обеспечивающей долгий срок службы,

- расходуемого системного масла без добавок для долгого срока службы или включающего в свой состав добавки в уменьшенной дозировке, не обеспечивающей долгого срока службы.

Предпочтительные воплощения системы в соответствии с настоящим изобретением определены в зависимых пунктах и описаны подробно ниже. Воплощения системы соответствуют воплощениям способа и обладают теми же преимуществами по тем же причинам.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и прочие объекты изобретения станут очевидны и будут освещены со ссылкой на иллюстративные воплощения, показанные на чертежах.

Фиг.1 изображает блок-схему одного воплощения настоящего изобретения.

Фиг.2а и 2b изображают воздействия настоящего изобретения в ходе испытания.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВОПЛОЩЕНИЙ

Фиг.1 изображает блок-схему одного воплощения настоящего изобретения. Здесь показано схематичное представление по меньшей мере одного двухтактного крейцкопфного дизельного двигателя (300). Двигатель содержит одну систему смазки, содержащую так называемое системное масло (301), которое, как правило, используется для смазки и охлаждения подшипников двигателя и, например, поршней с масляным охлаждением, а также для привода и/или управления различными клапанами или тому подобное. Другая система смазки содержит потребляемое масло или цилиндровое масло (302), которое, как правило, используется для смазки цилиндров двигателя, поршневых колец и юбки поршня.

Двигатель (300) соответствует хорошо известному из предшествующего уровня техники двухтактному двигателю, за исключением описанного ниже.

Также в соответствии с настоящим изобретением показан способ/система (100) для модифицирования трения, снижающая потребление топлива в двухтактном двигателе. Способ/система (100) для модифицирования трения получает системное масло (301') от по меньшей мере одного двигателя (300), при этом устройство управления или смесительный блок (102) добавляет по меньшей мере один модификатор трения (101) к (по меньшей мере части) полученного масла (301'). Добавление по меньшей мере одного модификатора трения (101) снижает коэффициент трения полученного системного масла/расходуемого системного масла (301'), в результате чего получается системное масло со сниженным коэффициентом трения (301''), которое подается обратно в двигатель (двигатели) (300) в качестве системного масла.

В результате можно устранить или минимизировать потери на трение, вызванные загрязнением системного масла/расходуемого системного масла, которые обычно возникают при использовании масла и которые в противном случае вызывают существенное снижение эффективности, увеличение потребления топлива и увеличение выбросов. Путем избежания этого достигается большая экономия затрат.

Системное масло предпочтительно выбирается из группы, состоящей из:

- традиционного системного масла, содержащего добавки для долгого срока службы или включающего в состав добавки в дозировке, обеспечивающей долгий срок службы,

- расходуемого системного масла без добавок для долгого срока службы или включающего в свой состав добавки в уменьшенной дозировке, не обеспечивающей долгого срока службы.

Предпочтительно модификатор(ы) трения (101) является/являются беззольными модификаторами трения, которые могут быть основаны на ди-, три- и/или тетра эфирах димерных и/или жирных кислотах и/или жирных амидах.

Беззольный модификатор(ы) трения может также быть основан на неопентилгликоле, пентаэритрите, сорбите, триметилпропаноле, глицерине и/или триэтаноламине или смесях двух или более из вышеперечисленных компонентов.

В предпочтительном воплощении по меньшей мере один модификатор трения может быть основан на одном или более из следующих компонентов: триглицериды, например касторовое масло, жирные фосфаты, амиды жирных кислот, жирные эпоксидные смолы, боратовые жирные эпоксидные смолы, жирные амины, например триэтаноламин, многоатомные эфиры, например глицерин, пентаэритрит, неопентилгликоль, сорбит, триметилпропанол, боратовые многоатомные эфиры алкоксилированных жирных аминов, боратовые алкоксилированные жирные амины, металлические соли жирных кислот, сульфурированные олефины, жирные имидазолины или их смеси.

Модификатор(ы) трения могут также представлять собой другие составляющие, например, как описано в вышеупомянутых документах предшествующего уровня техники и в прочих документах. Например, как указано в патентной спецификации US 4792410 и US 5110488.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения модификатор(ы) трения (101) добавляется/добавляются с определенной интенсивностью, так что концентрация добавленного модификатора(ов) трения (101) составляет от 0,2 до 2,0% от системного масла/расходуемого системного масла со сниженным коэффициентом трения (301''). В альтернативном воплощении модификатор(ы) трения (101) добавляется/добавляются с определенной интенсивностью, так что концентрация добавленного модификатора (ов) трения (101) составляет от 0,5 до 1,5% от системного масла/расходуемого системного масла со сниженным коэффициентом трения (301''). В соответствии с другим воплощением устройство управления или смесительный блок (102) изменяет интенсивность добавления модификатора трения (101) в соответствии с заданной схемой, т.е. не обязательно все время применяется одинаковая интенсивность.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения системное масло/расходуемое системное масло представляет собой расходуемое системное масло, имеющее уменьшенный и/или модифицированный состав добавок, что вызывает снижение срока службы масла.

Настоящее изобретение может быть применено, например, в открытом море, на месте, на борту судна и/или на наземном заводе и тому подобное.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения система/способ дополнительно содержит способ/систему слива и долива (200), где устройство управления (202) управляет сливом определенного количества полученного системного масла/расходуемого системного масла (301'), обеспечивая слитое масло (203), и доливом к оставшемуся системному маслу/расходуемому системному маслу (301') определенного второго количества свежего (более свежего) системного масла/расходуемого системного масла (201). Таким образом, доливается часть системного масла/расходуемого системного масла, в которую добавляется модификатор трения. Альтернативно, слив и/или долив может осуществляться непрерывно, почти непрерывно, периодически или в соответствии с другими подходящими схемами.

Так как отработавшее системное масло/расходуемое системное масло сливается и доливается свежим, неиспользованным или менее использованным системным маслом, это приводит к тому, что системное масло/расходуемое системное масло имеет более однородное качество и его постепенное ухудшение минимизируется или устраняется. Таким образом, обеспечиваются улучшенные и однородные рабочие характеристики начальных жидкостей, что приводит к дополнительному снижению износа компонентов и издержек за срок службы оборудования.

В действительности, это обеспечивает «потребляемое» системное масло/расходуемое системное масло, так как часть использованного системного масла/расходуемого системного масла сливается и доливается свежим или более свежим системным маслом. Это является новшеством по сравнению с системным маслом/расходуемым системным маслом предшествующего уровня техники, когда системное масло/расходуемое системное масло хранится в системе двигателя до тех пор, пока оно не испортится слишком сильно для эффективного использования. После этого его необходимо заменить и использованное системное масло/расходуемое системное масло будет необходимо утилизировать как отходы. Дополнительное преимущество заключается в том, что требования к системному маслу/расходуемому системному маслу в такой системе отличаются от требований предшествующего уровня техники. Стандартное системное масло/расходуемое системное масло для систем предшествующего уровня техники содержит состав добавок для обеспечения долгого срока службы системного масла. Системное масло/расходуемое системное масло с составом добавок предшествующего уровня техники значительно дороже, чем подобное системное масло/расходуемое системное масло без состава добавок предшествующего уровня техники или с новым составом добавок, предназначенным для "потребляемого" системного масла. Настоящая система может работать с системным маслом/расходуемым системным маслом, в котором используется уменьшенный и/или модифицированный состав добавок, обеспечивая достаточный срок службы масла, так как оно сливается и доливается. Это приводит к снижению расходов, так как в системе может быть использовано более дешевое масло. Предпочтительно сливаемое масло используется вместо утилизации, как описано ниже.

Система слива/долива (200) может осуществлять подачу непосредственно в двигатель или являться частью отдельного контура вместо контура, используемого для добавления модификатора(ов) трения к системному маслу/расходуемому системному маслу (301').

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения система/способ дополнительно содержит систему/способ (400) для модифицирования щелочного числа, который преобразует отработавшее системное масло/расходуемое системное масло в годное к употреблению цилиндровое масло. Например, в предварительном патентном описании US 60/612899 и Европейском Патентном заявлении номер 04388064.0, которые принадлежат одному заявителю и приведены здесь для ссылки, приведены характерные особенности одного воплощения системы/способа (400) для модифицирования щелочного числа.

В данном варианте осуществления изобретения система/способ (400) для модифицирования щелочного числа (общего щелочного числа) содержит устройство управления (402) для создания цилиндрового масла на основе слитого системного масла/расходуемого системного масла (203) путем определения щелочного числа слитого масла (203), определения желаемого щелочного числа для цилиндрового масла (302) и регулирования щелочного числа слитого масла (203) соответствующим образом путем смешивания слитого масла (203) с по меньшей мере одной добавкой (401), модифицирующей щелочное число, в результате чего получается цилиндровое масло (302'), причем вышеуказанное цилиндровое масло (302') подается к цилиндрам или части цилиндров вышеуказанного двигателя (300).

Таким образом, обеспечивается способ и система для преобразования/переработки (отработавшего/использованного) системного масла/расходуемого системного масла в пригодное к использованию цилиндровое масло путем регулирования щелочного числа. В результате этого достигается существенная экономическая выгода, так как системное масло/расходуемое системное масло, которое в противном случае в конечном счете будет необходимо утилизировать, может быть повторно использовано/переработано как проточная цилиндровая смазка. Дополнительно, может быть использовано более эффективное по затратам расходуемое системное масло. Более того, нет необходимости в приобретении цилиндрового масла. Системное масло/расходуемое системное масло, используемое в смеси для цилиндрового масла, имеет более однородное качество, так как оно доливается (в отличие от традиционной практики), что снижает износ деталей машин и т.д. Таким образом, долив начальной жидкости(ей) обеспечивает улучшенные и однородные рабочие характеристики начальных жидкостей, что приводит к снижению износа компонентов и издержек за срок службы оборудования. Более того, обеспечивается более безопасный для окружающей среды способ/система, так как количество отходов в форме отработавшего масла (масел), которое отбраковывается после продолжительного использования, снижается, так как оно преобразуется в цилиндровое масло.

Добавка, модифицирующая щелочное число, может, например, содержать по меньшей мере одну щелочь. Предпочтительно по меньшей мере одна щелочь содержит основные соли щелочных или щелочноземельных элементов, и/или моющие добавки, и/или дисперсанты. Цилиндровое масло может создаваться с щелочным числом, соответствующим характеристикам жидкого топлива и/или действительным эксплуатационным требованиям к двигателю. Дополнительно, щелочное число цилиндрового масла может быть выбрано на основании содержания серы отработавшего системного масла. Отработавшее системное масло/расходуемое системное масло может, например, быть выбрано из группы смазочных материалов, гидравлических жидкостей, трансмиссионных масел, системных масел, масел для двигателей с открытыми поршнями, турбинных масел, масел для сверхмощных дизелей, компрессорных масел и т.д.

Щелочные/щелочноземельные элементы могут представлять собой, например, калий (K), натрий (Na), кальций (Са), барий (Ва), магний (Mg) и тому подобное. Основные соли могут принадлежать к отряду неорганических химических веществ, таких как, например, оксиды, гидроксиды, карбонаты, сульфаты и тому подобное. Моющие добавки могут принадлежать к отряду органических химических веществ, таких как, например, сульфонаты, салицилаты, фенаты, сульфофенаты, щелочи "Mannich" и тому подобное. Дисперсанты могут принадлежать к отрядам органических химических веществ, например к сукцинимидам и тому подобное.

Альтернативно, преобразование использованного /отработавшего системного масла/расходуемого системного масла в цилиндровое масло может осуществляться без долива, т.е. система для модифицирования щелочного числа (400) присоединяется непосредственно к двигателю или присоединяется к системе слива без долива.

Фиг.2а и 2b иллюстрируют воздействия настоящего изобретения в ходе испытания. На Фиг.2а показан график (210), иллюстрирующий механический кпд двигателя до, в ходе и после применения настоящего изобретения, при этом системное масло/расходуемое системное масло из двигателя модифицируется (улучшается) путем добавления по меньшей мере одного модификатора трения к по меньшей мере части системного масла. График разделен на первую часть (211), иллюстрирующую измерения в период до применения настоящего изобретения, т.е. традиционный кпд, вторую часть (212), иллюстрирующую измерения в период в ходе применения настоящего изобретения, и третью часть (213), иллюстрирующую измерения в период после применения настоящего изобретения.

Как можно видеть из графика (210), общий механический кпд, т.е. отношение эффективной выходной мощности двигателя к указанной максимальной индикаторной выходной мощности двигателя, увеличивается путем модифицирования системного масла/расходуемого системного масла добавлением по меньшей мере одного модификатора трения в соответствии с настоящим изобретением. Более точно, можно видеть, что механический кпд больше во второй и третьей частях (212; 213) графика (210), т.е. в ходе и после применения настоящего изобретения.

На Фиг.2b изображен график (210), показывающий потери мощности двигателя до, в ходе и после применения настоящего изобретения. График разделен на первую часть (211), иллюстрирующую измерения в период до применения настоящего изобретения, т.е. традиционный кпд, вторую часть (212), иллюстрирующую измерения в период в ходе применения настоящего изобретения, и третью часть (213), иллюстрирующую измерения в период после применения настоящего изобретения. Как видно из графика (210), общие потери мощности, по существу, снижаются во второй и третьей частях (212; 213) графика (210), т.е. в ходе и после применения настоящего изобретения.

В формуле изобретения любые ссылочные знаки в круглых скобках не должны рассматриваться как ограничение пункта формулы. Слово «содержащий» не исключает присутствия элементов или этапов, отличных от тех, что перечислены в пункте формулы. Артикль "а" или "an" перед элементом не исключает присутствия множества таких элементов.

Способ снижения потребления топлива и влияния на окружающую среду в двухтактном крейцкопфном двигателе, имеющем одну систему смазки, содержащую системное масло, и другую систему смазки, содержащую цилиндровое масло. Способ заключается в том, что получают свежее или частично отработавшее системное масло из вышеуказанного двигателя, добавляют по меньшей мере один модификатор трения к по меньшей мере части полученного свежего или частично отработавшего системного масла, при этом добавление модификатора трения снижает коэффициент трения полученного системного масла, в результате чего получают системное масло со сниженным коэффициентом трения, подают системное масло со сниженным коэффициентом трения в указанный двигатель, дополнительно сливают заданное первое количество полученного системного масла или заданное первое количество системного масла из двигателя, при этом слив осуществляют непрерывно или периодически, создают цилиндровое масло на основе слитого системного масла путем определения по меньшей мере одного основного параметра слитого системного масла, определяют по меньшей мере один желаемый параметр цилиндрового масла и регулируют один основной параметр слитого системного масла путем смешивания слитого системного масла с по меньшей мере одной добавкой, модифицирующей щелочное число, в результате чего образуется цилиндровое масло, которое подают к цилиндрам. Приведена система для осуществления способа. Такое выполнение снижает потери на трение. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ снижения потребления топлива и влияния на окружающую среду двухтактного крейцкопфного двигателя, имеющего одну систему смазки, содержащую системное масло, и другую систему смазки, содержащую цилиндровое масло, заключающийся в том, что получают
свежее или частично отработавшее системное масло из вышеуказанного двигателя, добавляют по меньшей мере один модификатор трения к по меньшей мере части полученного свежего или частично отработавшего системного масла, при этом добавление по меньшей мере одного модификатора трения снижает коэффициент трения полученного системного масла, в результате чего получают системное масло со сниженным коэффициентом трения, подают системное масло со сниженным коэффициентом трения в указанный двигатель, отличающийся тем, что дополнительно сливают заданное первое количество полученного системного масла или заданное первое количество системного масла из двигателя, при этом слив осуществляют непрерывно или периодически, создают цилиндровое масло на основе слитого системного масла путем определения по меньшей мере одного основного параметра слитого системного масла, определяют по меньшей мере один желаемый параметр цилиндрового масла и регулируют указанный по меньшей мере один основной параметр слитого системного масла соответственно путем смешивания слитого системного масла с по меньшей мере одной добавкой, модифицирующей щелочное число, в результате чего образуется цилиндровое масло, и подают созданное цилиндровое масло к цилиндрам или части цилиндров вышеуказанного двигателя.

2. Способ по п.1, при котором по меньшей мере один из указанных модификаторов трения представляет собой беззольный модификатор трения.

3. Способ по п.2, при котором вышеуказанный по меньшей мере один беззольный модификатор трения содержит ди-, три- и/или тетраэфиры димерных и/или жирных кислот и/или жирных амидов.

4. Способ по п.2, при котором вышеуказанный по меньшей мере один беззольный модификатор трения содержит неопентилгликоль, пентаэритрит, сорбит, триметилпропанол, глицерин и/или триэтаноламин или их смеси.

5. Способ по п.1, при котором вышеуказанный по меньшей мере один модификатор трения содержит один или более компонентов из группы, состоящей из:
триглицеридов (животного и/или растительного происхождения), таких как рапсовое зерно, соевые бобы, и/или касторовое масло,
жирных фосфатов,
амидов жирных кислот,
жирных эпоксидных смол,
боратовых жирных эпоксидных смол,
жирных аминов,
эфиров многоатомного спирта,
боратовых многоатомных эфиров алкоксилированных жирных аминов,
боратовых алкоксилированных жирных аминов,
металлических солей жирных кислот,
сульфурированных олефинов,
жирных имидазолинов, или их смесей.

6. Способ по п.1, при котором вышеуказанный по меньшей мере один модификатор трения добавляется с заданной интенсивностью так, чтобы концентрация добавленного модификатора (модификаторов) трения составляла от 0,2 до 2,0% от вышеуказанного системного масла со сниженным трением.

7. Способ по п.1, при котором вышеуказанный по меньшей мере один модификатор трения добавляется с определенной интенсивностью так, чтобы концентрация добавленного модификатора (модификаторов) трения составляла от 0,5 до 1,5% от вышеуказанного системного масла со сниженным трением.

8. Способ по п.1, при котором этап слива дополнительно содержит долив заданного второго количества более свежего системного масла, к оставшемуся полученному системному маслу или к оставшемуся системному маслу, при этом долив осуществляется непрерывно или периодически.

9. Способ по п.1, при котором вышеуказанное системное масло выбирается из группы, состоящей из:
системного масла, содержащего добавки для долгого срока службы, или включающего в состав добавки в дозировке, обеспечивающей долгий срок службы, и
расходуемого системного масла без добавок для долгого срока службы, или включающего в свой состав добавки в уменьшенной дозировке, не обеспечивающей долгого срока службы.

10. Система для снижения потребления топлива в двухтактном крейцкопфном двигателе, имеющем одну систему смазки, снабженную системным маслом, и другую систему смазки, снабженную цилиндровым маслом, содержащая смесительный блок для добавления по меньшей мере одного модификатора трения к по меньшей мере части полученного свежего или частично отработавшего системного масла, при этом добавление по меньшей мере одного модификатора трения снижает коэффициент трения полученного системного масла, в результате чего образуется системное масло, обладающее сниженным коэффициентом трения, и для подачи вышеуказанного системного масла со сниженным коэффициентом трения к вышеуказанному двигателю, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит устройство управления для слива заданного первого количества полученного системного масла или заданного первого количества системного масла из вышеуказанного двигателя, при этом слив осуществляют непрерывно или периодически, и устройство управления для создания цилиндрового масла на основе слитого системного масла путем определения по меньшей мере одного основного параметра слитого системного масла, определения по меньшей мере одного желаемого параметра цилиндрового масла и регулирования указанного по меньшей мере одного основного параметра слитого системного масла соответственно путем смешивания слитого системного масла с по меньшей мере одной добавкой, модифицирующей щелочное число, в результате чего создается цилиндровое масло для подачи вышеуказанного созданного цилиндрового масла к цилиндрам или части цилиндров указанного двигателя.

11. Система по п.10, в которой по меньшей мере один из указанных модификаторов трения представляет собой беззольный модификатор трения.

12. Система по п.10, в которой вышеуказанный по меньшей мере один модификатор трения содержит один или более компонентов из группы, состоящей из:
триглицеридов (животного и/или растительного происхождения), таких как рапсовое зерно, соевые бобы, и/или касторовое масло,
жирных фосфатов,
амидов жирных кислот,
жирных эпоксидных смол,
боратовых жирных эпоксидных смол,
жирных аминов,
эфиров многоатомного спирта,
боратовых многоатомных эфиров алкоксилированных жирных аминов,
боратовых алкоксилированных жирных аминов,
металлических солей жирных кислот,
сульфурированных олефинов,
жирных имидазолинов, или их смесей.

13. Система по п.10, выполненная с возможностью расположения в открытом море или на берегу, или на борту судна, или на наземном заводе.

14. Система по п.10, в которой система дополнительно содержит:
устройство управления для долива заданного второго количества более свежего системного масла к оставшемуся полученному системному маслу или к оставшемуся системному маслу, при этом слив и/или долив осуществляется непрерывно или периодически.

15. Система по п.10, в которой вышеуказанное системное масло выбирается из группы, состоящей из:
системного масла, содержащего добавки для долгого срока службы, или включающего в состав добавки в дозировке, обеспечивающей долгий срок службы, и
расходуемого системного масла без добавок для долгого срока службы, или включающего в свой состав добавки в уменьшенной дозировке, не обеспечивающей долгого срока службы.

16. Способ по п.1, в котором двигатель соединен с устройством управления для слива заданного первого количества системного масла из двигателя и для долива в оставшееся системное масло заданного второго количества более свежего системного масла, при этом слив и/или долив осуществляется непрерывно или периодически.

17. Способ по п.16, при котором в состав системного масла входят добавки/компоненты и/или базовое масло (масла), выбранные по экономическим соображениям, а не из-за длительного срока службы.