Безразборная очистка деталей двигателя от нагара

Недостаточное сгорание топлива внутри цилиндров ведет к образованию нагара на поверхности поршней, колец и впускных клапанов ДВС. Нагар представляет собой твердые смолисто-лако-коксовые отложения, содержащие вещества с различной степенью окисления и карбонации. Эти отложения, в сочетании с частицами смазочного масла, снижают эффективность работы двигателя. Они уменьшают передачу тепла к охлаждающей системе, повышая температуру внутри камеры сгорания, что может привести к преждевременному зажиганию и потере мощности. Кроме того, нагар на поршнях увеличивает их нагрев, а его наличие на стенках камеры сгорания уменьшает объем рабочего пространства.[1]

Образование нагара также вызывает проблемы с поршневыми кольцами и залеганием смазочного масла, которое может попадать в цилиндр и сгорать, требуя более частой замены масла и повышая износ двигателя. Отложения не только ухудшают рабочие характеристики двигателя, но и сокращают срок службы выхлопных клапанов. Удаление нагара с поверхностей цилиндров и поршней способствует восстановлению параметров двигателя, оптимизации работы и снижению расхода масла.[2] Кроме того, использование низкокачественного топлива и масел может привести к износу и снижению мощности двигателя, повышенному расходу топлива, угару масла и необходимости частого обращения в ремонтные организации.

Для безразборной очистки деталей двигателя от нагара было разработано специальное устройство. Оно состоит из бака, деспиргатора, смесителя, управляемого клапана и блока управления. Принцип работы устройства заключается в использовании дистиллированной воды, которая в виде горючего компонента попадает в камеру сгорания двигателя и вызывает микровзрывы на поверхности нагара. Микровзрывы разрушают нагар на мелкие частички, которые безопасно удаляются из камеры сгорания через выпускную систему. Устройство контролирует подачу топлива и технической жидкости в соответствии с температурой двигателя, обеспечивая эффективную очистку деталей и улучшение эксплуатационных характеристик двигателя.

С этим устройством можно достичь безразборной очистки деталей двигателя от нагара, предотвратить его образование и снизить материальные издержки, связанные с частыми посещениями ремонтных организаций.

Для безразборного удаления нагара с деталей цилиндро-поршневой группы было разработано устройство представленное на рисунке 1.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что дополнительно введен бак 1, снабженный деспиргатором 2 имеющий входной штуцер с ограничителем уровня жидкости и выходной штуцер с обратным клапаном, смесителя 3 с двумя входными штуцерами, первый штуцер которого через двухканальный  управляемый клапан 4 соединен с каналом подачи топлива, а второй – с каналом подачи технической жидкости, выход смесителя соединен с входным штуцером бака 1, а также блок управления 5, вход которого является техническим, первый выход блока управления 5 соединен с деспиргатором 2, а второй выход с управляемыми клапанами 4.

Путем микровзрывов, жидкий компонент, представляющий собой дистиллированную воду, проникает в камеру сгорания двигателя, взаимодействуя с поверхностью деталей. Под воздействием высокой температуры внутри камеры сгорания (500...600 °С), внутренняя часть капли воды нагревается, превращаясь в пар, при этом оболочка капли, состоящая из топлива, остается в жидком состоянии. В это время капля воды взрывается, и микро-капли воды с большой скоростью сталкиваются с поверхностью нагара, постепенно разрушая его на мелкие частицы. Это ключевая особенность смеси, способствующая разрушению нагара путем микровзрывов, а также обеспечивающая полное сгорание топлива и улучшение экономических показателей двигателя. Микрочастицы нагара, размер которых настолько мал, что они безвредно удаляются из камеры сгорания через выхлопную систему двигателя[3].

1 – бак; 2 – деспиргатор; 3 – смеситель; 4 – управляемый клапан; 5 – блок управления

Рис. 1. Устройство для безразборной очистки деталей
двигателя внутреннего сгорания от нагара

Принцип работы устройства следующий:
1. Топливо подается в двигатель через управляемый двухканальный клапан 4. Сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя поступает в блок управления. Когда температура достигает 95 °С, блок управления 5 закрывает канал подачи топлива в двигатель и открывает канал подачи технической жидкости в устройство через управляемый клапан 4. Топливо с технической жидкостью смешивается в баке после передачи сигнала, где они перемешиваются деспиргатором и затем подаются в двигатель.
2. При нагреве двигателя до рабочей температуры блок управления 5 получает информацию от штатного датчика температуры и при температуре двигателя 95 °C открывает канал подачи топлива в устройство через двухканальный клапан 6, а также закрывает канал подачи топлива в двигатель и включает деспиргатор 2, чтобы топливо поступило в смеситель 3, где необходимое количество технической жидкости забирается автоматически благодаря струе топлива. Затем полученный в смесителе 3 жидкий компонент грубой дисперсности поступает в бак 1. В баке 1 жидкий компонент смешивается деспиргатором 2, превращаясь в тонкую дисперсию, и циркулирует по системе. Затем жидкий компонент из бака 1 подается в топливную систему двигателя.

Предлагаемое устройство позволяет эффективно очищать детали двигателя и восстанавливать его рабочие характеристики путем полной очистки цилиндропоршневой группы (днища поршня, канавки поршневых колец, гильзы цилиндра) и газораспределительного механизма (головки цилиндров, впускных и выпускных клапанов) с использованием смеси топлива и высокодисперсной воды, где размер капель технической жидкости менее 5 мкм. Это позволяет получить микрочастицы нагара, настолько мелкие, что они без вреда удаляются из камеры сгорания через выхлопную систему двигателя, не повреждая его.

Предлагаемое устройство для очистки цилиндропоршневой группы внутреннего сгорания является новым, так как неизвестны устройства, учитывающие физико-химические свойства двух несмешивающихся жидкостей (технической жидкости и топлива) при приготовлении смеси и применяемые непосредственно на транспортном средстве. Кроме того, устройство включает несложные и технически подобранные элементы, которые позволяют реализовать предложенный способ и которые можно легко использовать существующими и общедоступными деталями.

1. Стуканов В.А., Леонтьев К.Н. Устройство автомобилей: учебное пособие М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2013. 496 с.
2. Повышение ресурса агрегатов тракторов ремонтно-восстановительными добавками к смазочным материалам. Технологические рекомендации (временные). М: ФГНУ «Росинфомагротех», 2013. 260 с.
3. Агафонов А.К., Иванов В.П., Ломовских А.Е., Илларионов В.В., Басарев М.В. Продление ресурса двигателей внутреннего сгорания методом безразборного ремонта геомодификаторами трения. Сборник материалов Международной НПК посвященной 115 годовщине со дня рождения профессора Харитончика Е.М. «Повышение эффективности использования мобильных энергетических средств в различных режимах движения». Часть І. 6 апреля 2017 г. – Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2017. С. 260–269.