CN103339357A - 用于清洁积碳腔室、尤其用于清洁内燃机的进气通道和进气门的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于清洁积碳腔室、尤其用于清洁内燃机（12）的进气通道（10）和进气门（15）的方法，具有如下步骤：将碱性液体引入到待清洁的腔室中；加热该碱性液体；并且通过抽吸从该腔室抽取其中含有污垢颗粒的碱性液体。所述方法能够利用下述装置简便而有效地实施，该装置包括第一探头（21），其前端设有用于将碱性液体注入到待清洁的腔室中的一个或多个喷口（23），其另一端与泵（25）的输送侧（24）连接，其中加热后的碱性液体能供送到所述泵的吸入侧（26）。设置第二探头（22），其用于通过抽吸从该腔室抽取其中含有污垢颗粒的碱性液体。

Description

用于清洁积碳腔室、尤其用于清洁内燃机的进气通道和进气门的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于清洁积碳腔室、尤其用于清洁内燃机的进气通道和进气门的方法和装置。

背景技术

在内燃机中，例如汽油机和柴油机中，在进气通道中和进气门上经常会出现污染物，污染物尤其是由劣质燃油和/或发动机的不恰当操作引起的。污染物主要为硬质的和软质的和油脂性碳沉积，随着污染物累积得越来越多，其会影响发动机正常运行，因为进气门打开时不再能达到所需要的入口截面积。

如果不采取措施应对这种类型的沉积，在进气门处会发生严重破坏，结果就是必须更换发动机的整个气缸盖。

发明内容

本发明基于这样的目的，即提供一种用于清洁积碳腔室、尤其用于清洁内燃机的进气通道和进气门的方法和装置，甚至在难以到达的地方，该方法或装置也可以通过简单处理高效地消除污染物和沉积物。

该目的通过如专利权利要求1所述的方法和专利权利要求8所述的装置来实现。本发明有利的改进和改良在分别的从属权利要求中描述。

因此提供根据本发明的用于清洁腔室、尤其用于清洁进气通道的方法，所述方法包括如下步骤：将碱性液体引入到待清洁的腔室中，加热该碱性液体，以及通过抽吸从该腔室抽取其中含有污垢颗粒的碱性液体，该碱性液体尤其是具有7至14的pH值。

在本发明的第一改良实施例中，设置为固态的碱基材和溶剂相互混合并被引入到待清洁的腔室中，结果通过碱基材在溶剂中溶解在待清洁的腔室中形成碱性液体并产生热量。这里，放热反应使得碱性液体的清洁作用显著增强，因为产生的热量能够实际上完全用于加热碱性液体和待清除的污染物。悬浮的污垢颗粒利用泵的抽吸而被抽取。

在本发明的另一改良实施例中，设置为碱性液体在被引入之前加热，并且加热后的碱性液体注入腔室，通过抽吸从腔室抽取其中含有污垢颗粒的碱性液体，与此同时碱性液体继续注入腔室，结果使得该腔室被碱性液体连续冲刷。

为了建立起连续冲刷回路，有利的是，将从腔室内通过抽吸而抽取的其中含有污垢颗粒的碱性液体随后进行过滤，以便清除其中含有的污垢颗粒，并且将过滤后的碱性液体加热并随后再次注入腔室。因此，在不影响该清洁方法的高效性的情况下，清洁液体的消耗能够保持得很低。

为了机械地协助化学清洁效果，设置为将碱性液体在压力下喷射到腔体的壁部和底部上。

进一步地，有利地，在通过抽吸而抽取碱性液体已结束之后，利用压缩空气干燥该腔室。

进一步地，提供根据本发明的用于清洁积碳腔室、尤其用于清洁进气通道的装置，该装置包括以下结构：第一探头，在其前端处设有一个或多个喷口，所述喷口用于将加热后的碱性液体注入待清洁的腔室，并且第一探头的另一端连接到泵的压力侧，加热后的碱性液体供送到泵的吸入侧；以及第二探头，其用于通过抽吸从腔室抽取其中含有污垢颗粒的碱性液体。采用根据本发明的装置，碱性液体甚至能够被高效地引入到腔室的难以到达的区域，所述碱性液体在该区域能够充分发挥其清洁作用。

此处为了建立连续冲刷回路，有利的是，将第二探头通过用于清除碱性液体中的污垢颗粒的过滤器与泵的吸入侧连接。因而两个探头与泵和过滤器一起构成开放系统，所述开放系统通过待清洁的腔室闭合以形成用于碱性液体的回路。

过滤器的出口侧优选通过连接管线连接到泵的吸入侧，该连接管线分配有用于加热流经的液体的加热器。也可以加热在压力侧的碱性液体。

根据本发明的装置的一个有利改良实施例中，设置为第一探头为前端封闭并且沿其周壁设置多个径向喷口的细管。这里该喷口能够在平行于管的轴线的直线上布置。

然而，也可以使得第一探头具有至少两个用于向待清洁腔室注入碱性液体的喷口，所述喷口沿不同的方向喷射碱性液体。这里，喷口可以布置在一个或多个螺旋线上或一个或多个圆周环上。

进一步地，在将至少一个喷口设置在闭合前端的区域内的情况下是有利的，碱性液体可以通过上述至少一个喷口能够大体沿着探头的管的轴向方向喷射。

附图说明

在下文中，将结合附图对本发明进行更详细的解释，其中：

图1示出了内燃机、例如柴油机的进气通道的简要截面图；

图2示出了用于清洁腔室的、尤其是用于清洁内燃机中的进气通道和进气门的根据本发明的装置的简要块图；

图3示出了用于向待清洁腔室注入碱性液体的第一探头的不同实施方式的简要示图；

图4示出了根据本发明一个改进的装置的简要块图；

图5示出了依据图4的根据本发明的装置的简要块图，其具有用于预热的短回路；和

图6示出了用于待清洁腔室的开口的覆盖装置的简要示图。

具体实施方式

在附图的各种示图中，相关部件用相同的附图标记。

图1为待清洁腔室的一个具体实施例，即内燃机、例如柴油机12的气缸盖11中的进气通道10，其中气缸盖11以通常的方式安装在相应的气缸体13上。进气通道10的排气开口14与气缸体13中的气缸（未详细示出）连通，并由进气门15以常规的形式封闭，该进气门由气缸盖11中的相应的阀门引导件16引导，以便依照发动机控制器打开和闭合进气通道的开口14。

柴油机的进气通道10和进气门15积碳到了非常显著的程度。这里，众所周知的涡旋通道（未详细示出）会受到严重影响，涡旋通道是用在每个气缸分别带有四个气阀的现代柴油机中，用于使得待供入气缸中的油气混合物产生涡旋，该涡旋有利于提高空气和注入燃油的混合效果。进气通道10中和进气门15上的沉积物尤其为软质的、油脂性的碳沉积。

根据本发明的第一示例性实施例，进气通道10和进气门15由碱性液体清洁，该碱性液体在气缸盖11中的进气通道10的进气侧开口17打开后被引到进气通道10中，其中该碱性液体可预先加热或基本上在被引入之后加热。当碱基材（base）在相应的溶剂中溶解产生的溶解热被用于加热该碱性液体的情况下，此处是尤其有利的。

此处尤其有利的是，诸如钾基材或钠基材的碱基材以固态形式注入进气通道10，如图1箭头L所示，以便随后供送溶剂或也可以同时部分地供送溶剂，如箭头F所示，结果碱基材在进气通道10中溶解在溶剂中，结果溶解过程中产生的热量使得碱基材的清洁效果达到了最佳。所有合适的溶剂，如水或酒精，都可以在这里作为溶剂。然而，在用过氧化氢作为溶剂的情况下会得到尤为令人满意的清洁效果。这里，碱基材（固态）和溶剂的混合比例是这样选择的，使得到的碱性液体具有7至14、尤其为12以上的pH值。

在充分的反应时间（在此期间硬质的和/或软质的、油脂性的碳沉积溶解到碱性溶液中并且因而从进气通道10和进气门15的壁上清除）后，借助于抽取探头（未详细示出），该碱性液体连同其中含有的污垢颗粒以抽吸的方式从进气通道10抽取。

接下来，随后也可用水或酒精冲洗进气通道10，以便最后，在清洁完进气通道10和进气门15之后，在柴油机重新组装起来之前用压缩空气将进气通道和进气门干燥。

上述描述的示例性实施例通过如下事实可以进行微小的改进，即固态碱基材和溶剂不是迟至进气通道10中才发生混合，而是提前混合，混合后立即将碱/溶剂混合物填注入进气通道10中，从而直到碱和溶剂的混合物已经处于进气通道10中，碱基材才溶解到溶剂中。

如图2所示，根据本发明的用于清洁腔室、尤其用于清洁内燃机（例如柴油机12）的进气通道10的装置，包括第一探头21和第二探头22。第一探头21在其前端设有一个或多个喷口23，所述喷口用于将碱性液体注入待清洁腔室，第一探头的另一端与泵25的压力侧24相连，泵的吸入侧26能够通过配置有加热器29的连接管线28被供送来自过滤器27的加热后的碱性液体。第二探头22与该过滤器27的入口侧连接，因此第二探头通过该过滤器27和连接通道28与泵25的吸入侧26连接，该过滤器用于从碱性液体中清除污垢颗粒。这里，被泵25通过连接通道28从过滤器27处抽吸过来的液体由配置在连接管线28中的加热器29加热到所需温度。该加热器还可以以一种未详细示出的方式设置在泵25的压力侧。

为了机械地协助碱性液体的化学清洁效果，第一探头21构造成细管，该细管在其前端处封闭并且沿细管的周壁设有多个径向喷口23，尤其如图3所示。这里，考虑到泵25能够产生的压力，喷口23的数量和直径设计成使得从喷口23射出的各个射流强大到使得射流能引起待清除的碳沉积的机械脱落。

如图3（b）所示，除了在平行于管的轴线A的直线上布置的喷口23之外，可以设置一个或多个附加的喷口23′，如图所示，碱性液体可通过附加喷口沿轴向或至少大部分沿轴向喷出。

根据另一实施例，喷口23还可以布置在一个或多个螺旋线（如图3（d）中SL所示）上或一个或多个圆周环（图3（c））上。这里，各个喷口23可以以均匀或非均匀方式周向分布。

为了借助于上述装置清洁柴油机的进气通道10和进气门15，首先，用于通过抽吸将碱性液体从进气通道10抽取的第二探头22浸入装有碱性清洁液体的储存容器30中，因而泵25打开，从而泵25通过第二探头22将液体从储存容器30中抽吸出来，首先进入过滤器27，并且进一步通过连接通道28，并且最后，在空气已从系统中排出之后，将碱性液体通过第一探头21中的喷口23喷入进气通道10中。一旦包括了第二探头22、过滤器27、连接管线28、泵25和第一探头21的系统注入了碱性液体并且该碱性液体在进气通道10中积累到了合适的量，第二探头22就从储存容器30中移除并类似地插到进气通道10中，以便随后将位于进气通道中的碱性液体连同碱性液体中含有的污垢颗粒从进气通道清除，这就是所谓的机械和/或化学清除污垢颗粒。然后该清洁液体在过滤器27中净化，并且当通过连接管线28输送时，再次被加热器29加热到所需温度并接下来借助于泵25在压力下再次喷入或射入进气通道10中，各个液体射流冲击进气通道10自身的壁面和进气门15的表面。

正如在第一示例性实施例中那样，此处必须保证待清洁的进气通道10的进气门15被可靠地关闭。在接下来进气通道10中如上所述注入相应量的碱性清洁液体并且第二探头22从储存容器30中移到进气通道10中之后，建立了冲洗回路，在该回路中通过抽吸作用持续不断地抽取的清洁剂（碱性清洁液体）在过滤器27中处理并由加热器29重新加热后再次持续不断地供送到进气通道10。借助于第一探头21在压力下对碱性清洁液体的持续不断地供给提供了附加的机械冲洗作用，这一点已经在前面提到了。

这里，正如在第一示例性实施例中那样，同样可以通过水或酒精的冲刷以及接下来的压缩空气的干燥来结束清洁。

对柴油机的测试已表明，在进气通道相对较短、仅有轻微弯曲并且进气通道中的污染物显著低于已知的涡旋通道的情况下，非常满意的清洁效果已经通过直探头实现。在已知的涡旋通道的情况下，也就是说在带有产生涡旋的侧向进气开口的相对较长、弯曲的进气通道的情况下，尤其在进气门的区域中通常会存在重污染物。这里，可以沿多方向喷射、尤其是沿多个径向和轴向喷射的探头被证明是有利的，可以使得通道壁和进气门的所有部位都被清洁到。

因此本发明提供一种简单、可靠的用于清洁腔室、尤其是用于清洁积碳腔室的清洁方法，所述积碳腔室例如是内燃机（例如柴油机）的进气通道，通过及时使用该清洁方法，柴油机的使用寿命可以在付出低成本的情况下显著延长。

根据本发明的用于清洁腔室、尤其用于清洁内燃机（例如柴油机12）的进气通道10的装置（图4中所示），与前述使用图2解释的装置类似，包括第一探头21和第二探头22。与前述描述的类似，第一探头21在其前端处设有一个或多个喷口23，第一探头的另一端通过加热器29与第一泵25的压力侧24连接，该泵的吸入侧26通过对应的吸入管线31连接到储存容器30。第二探头22，也即抽吸探头，通过过滤器27与第二泵35的吸入侧36连接，该泵的压力侧34通过回流管线32连接到储存容器30。

因此图4所示的清洁装置用两个泵替代了单个泵，即用作压力泵用于将碱性液体注入待清洁腔室的第一泵25和用作抽吸泵用于通过抽吸从腔室抽取碱性液体和污染物的第二泵35。第二泵35的出口或压力侧34将通过抽吸从腔室抽取并经过滤的液体通过回流管线32输送回储存容器30中，碱性液体随后从储存容器中通过吸入管线31供送到第一泵的入口或抽吸侧26。因此在待清洁腔室的区域中和储存容器30的区域中开放了液体回路。

出于操作安全的原因，为了防止碱性液体迸溅，吸入管线31和回流管线32通过相应的适配盖（未详细示出）以密封方式引入储存容器30中，该适配盖可以通过螺纹拧在所述储存容器30的入口和出口的接头上。

为了可以覆盖待清洁腔室的进气开口，尤其是覆盖待清洁的进气通道10的进气开口，为了防止在压力下注入腔室的液体迸溅到四周，提供一种覆盖装置，该覆盖装置构造成适配板40并能够以未详细示出的方式、例如借助于螺钉螺纹安装到气缸盖11上。

该适配板40有两个开口41，两个探头21、22能够以大体密封的方式引导穿过上述开口。这里，贯通的开口41可以设有密封件，该密封件是耐碱性液体的并且由合成橡胶或天然橡胶等制成。然而，也可以用这种类型的密封材料制成适配板40，并利用金属紧固框架将该适配板紧固至气缸盖11。

由于会发生供送的清洁液体多于通过抽吸而抽取的清洁液体的情况，尤其是在待清洁腔室中，便利地是设置溢流管线42，溢流管线的出口侧能够与集液容器（未示出）连接。

然而，图6中示出的仅用于覆盖单个进气通道10开口的适配板40还可以这样构造，使得所有位于一条直线或位于一个平面的阀进气通道均能被其覆盖，结果在车间内对进气通道进行清洁时安装复杂性会显著降低。

在利用图4所示的装置对内燃机的进气通道10和进气门15进行实际清洁之前，首先利用以下事实液体回路被短路，即通过将第一探头21、也就是并非是回流管线32而是用于将液体注入腔室的探头引入储存容器30。然后，通过抽吸从储存容器30抽取的碱性液体通过此处位于第一泵25下游的加热器29加热，并输送回储存容器30中。该操作可以重复多次直到储存容器30中的碱性清洁液体达到所需温度。

该操作对于图2所示的清洁装置也适用。

接下来，在关闭泵25之后，第一探头21，即用于将碱性清洁液体注入待清洁腔室的压力探头被引入到所述腔室中，有利地借助于适配板40方式进行，如图6所示。从而经由作为抽吸探头的第二探头22、过滤器27、泵35和回流管线32的回路闭合。这里，穿过适配板40的对应开口41延伸的第二探头22伸入待清洁腔室，而回流管线32则引导至储存容器30中。

然后首先开启第一泵25，因而碱性清洁液体注入进气通道10。一旦在一段预定时间后进气通道内的碱性清洁液体达到了足够量就开启第二泵35，以便通过抽吸来抽取液体和污染物。这里，为了在清洁过程中使得进气通道10中的液体保持在恒定的液位上，两个泵的输送速率应该大体相同。

接下来对进气门进气通道10和进气门15的清洁采取如上所述的类同方式，仅存在如下区别，即由过滤器27过滤后的清洁液体在由压力泵25经由加热器29再次注入进气通道之前被引导回储存容器30中。

如果发生第一泵、即压力泵的输送速率实际上大于第二泵的抽取速率，那么多余的液体能够通过溢流管线42可靠地收集到相应的集液容器中。

使用两个泵，即抽取泵和压力泵，用于向待清洁腔室供给清洁液体具有如下好处，即碱性清洁液体的注入和通过抽吸的抽取能够彼此独立控制。进一步地，由于清洁液体不会很快消耗掉，因而不仅能够提高清洁效率，同时由于两个探头在适配板40的协助下以密封方式引入待清洁腔室，并且吸入和回流管线均以密封方式插入储存容器中，因此虽然使用了开放的液体回路，也能实质上提高车间内的操作安全性。

Claims (16)

1.一种用于清洁积碳腔室的方法，所述方法尤其用于清洁内燃机（12）的进气通道（10）和进气门（15），所述方法具有如下步骤：

将碱性液体引入到待清洁的腔室中，

加热所述碱性液体，并且

通过抽吸从所述腔室抽取其中含有污垢颗粒的碱性液体。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，固态的碱基材和溶剂相互混合并引入到待清洁的腔室中，结果通过碱基材在溶剂中伴随产生热量地溶解，在待清洁的腔室内形成尤其pH值在12以上的碱性液体。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述尤其pH值在12以上的碱性液体在引入之前被加热，并且

加热后的碱性液体注入到所述腔室中。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过抽吸从所述腔室抽取其中含有污垢颗粒的碱性液体，与此同时碱性液体持续注入到所述腔室中，因此所述腔室被碱性液体持续不断冲刷。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，

其中含有污垢颗粒的碱性液体通过抽吸从腔室抽取，并且然后被过滤以清除其中含有的污垢颗粒，并且

过滤后的碱性液体被加热并随后再次注入到所述腔室中。

6.如权利要求3、4或5所述的方法，其特征在于，所述碱性液体加压喷射到所述腔室的壁和底部上。

7.如前述权利要求任一所述的方法，其特征在于，在通过抽吸而抽取碱性液体已结束之后，利用压缩空气干燥所述腔室。

8.一种用于清洁积碳腔的装置，所述装置尤其用于清洁内燃机（12）的进气通道（10）和进气门（15），所述装置具有：

第一探头（21），其前端处设有一个或多个喷口（23、23′），所述喷口用于将碱性液体注入到待清洁的腔室中，所述第一探头的另一端与泵（25）的压力侧（24）连接，所述泵的吸入侧（26）能被供送加热后的碱性液体，以及

第二探头（22），所述第二探头用于通过抽吸从所述腔室抽取其中含有污垢颗粒的碱性液体。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，第二探头（22）通过过滤器（27）与泵（25）的吸入侧（26）连接，所述过滤器用于从碱性液体中清除污垢颗粒。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，过滤器（27）的出口侧通过连接管线（28）与泵（25）的吸入侧（26）连接，连接管线（28）或泵（25）的压力侧配置有用于加热流经液体的加热器（29）。

11.如权利要求8至10中任一所述的装置，其特征在于，第一探头（21）为细管，所述细管在其前端处封闭且沿周壁设有多个径向喷口（23）。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，喷口（23）布置在平行于管的轴线的直线上或布置在一个或多个螺旋线（SL）上或布置在一个或多个圆周环上，或在封闭的前端区域中设置至少一个喷口（23′），通过所述至少一个喷口（23′）碱性液体能够大体沿探头（21）的管的轴向（A）喷射。

13.如权利要求9至11中任一所述的装置，其特征在于，第一探头（21）具有至少两个用于将碱性液体注入到待清洁的腔室中的喷口（23、23′），其中所述喷口（23、23′）沿不同方向喷射碱性液体。

14.如权利要求8所述的装置，其特征在于，第二探头（22）通过用于从碱性液体中清除污垢颗粒的过滤器（27）连接到第二泵（35）的吸入侧（36），所述第二泵用作抽吸泵并且其出口或压力侧连接到储存容器（30）。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，用作压力泵的泵（25）的吸入侧（26）通过吸入管线（28）与储存容器（30）连接，泵（25）的压力侧或吸入管线（28）配置有用于加热流经液体的加热器（29）。

16.如前述权利要求任一所述的装置，其特征在于，进一步地，设置用于覆盖待清洁的腔室的开口的覆盖装置（40），所述覆盖装置（40）具有用于第一和第二探头（21、22）的两个贯通开口（41），还设有与集液容器连接的溢流管线（42）。

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