CN108659993A - 一种用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，按重量份数计，包括以下组分：异己二醇12‑25份，丙二醇丁醚15‑25份，甲苯12‑25份，二甲苯10‑20份，防腐剂0.5‑5份，N‑甲基吡咯烷酮2‑8份，分散剂4.5‑12份，有机碱3‑15份，聚醚多元醇2‑15份，润滑剂0.3‑3份。本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂清洁效果好，清洁效率高，并且对三元催化器无害，可以有效清洁燃烧室积碳，优化进气量，提升燃油利用效率，改善冷启动难的现状。
Description
技术领域
本发明属于汽车积碳清洁技术领域，具体涉及一种用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂。
背景技术
汽油缸内直喷发动机(GDI，Gasoline Direct Injection engine)或者装有涡轮增压器的汽油缸内直喷发动机(T-GDI)是不通过进气端口，直接将汽油喷入燃烧室。车辆在日常使用中，尽管设计非常精密但由于中国各地区各油站的油品质量存在差异，及其它外部因素如发动机曲轴箱强制通风、废气再循环等系统，缸内直喷发动机燃烧室不可避免的出现积碳。喷油嘴积碳会使汽油雾化效果变差，燃烧不完全，动力降低，油耗增加及排放恶化；燃烧室积碳会使压缩比过大，产生爆震、敲缸等不良现象，由于缺乏自清洁能力，从而导致了一系列的发动机故障。
在长期的运行过程中，燃烧室和三元催化器(三元催化器中含有三元催化剂)会产生明显甚至严重的积碳。三元催化器是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，里面装载含有铂、铑、钯金属的三元催化剂，它可将汽车尾气排出的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。燃烧室和三元催化器(剂)积碳会带来许多危害：(1)低温冷启动困难，冷车怠速达不到规定的转速，严重时冷车怠速会熄火，热车后怠速低；(2)发动机进气阻力增大，发动机功率下降，严重时引起爆震；(3)驾驶性能变差；(4)缩短火花塞、氧传感器、三元催化器的使用寿命；(5)汽油燃烧不完全，加速不畅，油耗增加，尾气排放增加，发动机的使用寿命变短。
常见的解决办法有在保养时使用添加剂或清洗剂，并配合煤油或者航空煤油作为稀释溶剂，由于有煤油的存在，会让驾驶人员感觉车的动力增强了，但这并不是添加剂的功效，而是煤油的作用。常用的清洗剂的成分有聚异丁烯丁二亚酰胺(PIBSI)，其可以清洁燃烧室沉积物，但效果不是很好。聚醚胺(PEA)也可以清洁积碳，但成本较高。而目前市售溶剂型清洗剂对管路的橡塑胶部件有一定的溶胀作用，会影响油路的密封性能和使用寿命；市售清洗剂成本偏高；清洁效果不好，清洁效率低；特别是，现有的市售清洗剂对三元催化剂有害(比如附着或掩盖在三元催化剂上，或者使三元催化剂失活)，影响三元催化剂的使用寿命。
主机厂原有产品、市场各品牌传统养护产品都不能有效解决缸内直喷发动机的燃烧室积碳问题，并且现有市售的发动机燃烧室积碳清洗剂不能有效针对汽油缸内直喷发动机燃烧室进行较好的清洗。甚至有个别方法在清洗中需要拆卸发动机，或者清洗后会在发动机内形成残留物质，这些都会给发动机带来不良影响。
因此，市场需要安全、免拆洗、功效强的缸内直喷发动机燃烧室清洗新产品。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，特别是提供了一种对三元催化器(剂)无害的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂。
本发明采用以下技术方案：
一种用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，按重量份数计，包括以下组分：
一种用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，按重量份数计，包括以下组分：
进一步地，所述用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，按重量份数计，由以下组分制成：异己二醇12-25份(CAS号107-41-5)，丙二醇丁醚15-25份，甲苯12-25份(CAS号108-88-3)，二甲苯10-20份，防腐剂0.5-5份，N-甲基吡咯烷酮2-8份(CAS号872-50-4)，分散剂4.5-12份，有机碱3-15份，聚醚多元醇2-15份，润滑剂0.3-3份。
更进一步地，所述用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，按重量份数计，由以下组分制成：异己二醇15-20份，丙二醇丁醚18-22份，甲苯15-20份，二甲苯12-15份，防腐剂1.5-2.5份，N-甲基吡咯烷酮4-6份，分散剂4.8-10.5份，有机碱5-10份，聚醚多元醇5-10份，润滑剂0.5-2份。
进一步地，所述防腐剂为吗啉(CAS号110-91-8)。
进一步地，所述有机碱为三乙醇胺。
进一步地，所述分散剂包括油胺和聚氧化乙烯。
进一步地，所述油胺和聚氧化乙烯的重量份数比为0.5-2：1；例如，所述油胺和聚氧化乙烯的重量份数比为1-2：1；例如，所述油胺和聚氧化乙烯的重量份数比为1：1。
进一步地，所述分散剂由3-6份油胺和3-6份聚氧化乙烯组成。更进一步地，所述分散剂由4.5-5.5份油胺和4.5-5.5份聚氧化乙烯组成。通过配方整体的调制，本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂可以发挥出更优异的效果。
进一步地，所述聚醚多元醇为PPG4000。
进一步地，所述润滑剂包括石蜡。
一种用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将异己二醇、丙二醇丁醚、甲苯、二甲苯、N-甲基吡咯烷酮、有机碱、聚醚多元醇依次加入混合釜中，搅拌均匀，得混合物A；
(2)将润滑剂加入混合物A中，搅拌均匀，得混合物B；
(3)将分散剂加入混合物B中，搅拌均匀，得混合物C；
(4)将防腐剂加入混合物C中，搅拌均匀，即得所述用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂。
进一步地，步骤(1)中搅拌速度为200～400转/min，搅拌时间为5-10min；步骤(2)中搅拌速度为200～400转/min，搅拌时间为5-10min。
进一步地，步骤(3)中搅拌速度为200～400转/min，搅拌时间为10-20min；步骤(4)中搅拌速度为200～400转/min，搅拌时间为5-10min。
进一步地，搅拌装置为防爆电机。
本发明产品属专业渠道的轨道清洁产品，允许汽车在怠速状态下，运行该产品，在较短时间内，能够给喷油嘴、活塞顶部、缸套头带来高性能的积碳清除效果。属于燃烧室专业清洗使用的全配方清洗液，可以显著清洗直喷/非直喷汽油发动机的燃烧室积碳。同时恢复发动机性能，具有燃油经济性，改善操控性和尾气排放。
本发明的有益效果：
(1)本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂清洁效果好，清洁效率高，减少有害气体排放并且对三元催化器无害；
(2)本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂的制备方法简便，成本低，适合大规模工业生产应用；
(3)本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂可以有效清洁燃烧室积碳，改善发动机喘抖、怠速不稳、加速不良等现象；优化进气量，维持正常压缩比，改善冷启动难的现状；同时，对汽油自然吸气发动机亦有同样功效；
(4)本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂可以有效清除喷油嘴积碳，恢复燃油良好雾化效果，使燃烧更完全，提升动力；
(5)本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂可以有效清除燃烧室积碳，维持正常压缩比，减少爆震、敲缸等现象；
(6)使用本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂进行清洗，操作简单，耗时短，安全、免拆洗、功效强，且使用后有明显的清洁效果，驾驶性能提高，提速效果明显改善，油门响应速度加快；
(7)本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂在清洗过程中产品燃烧充分，清洗及排碳过程中排气管没有冒烟(没有冒黑烟和白烟)，没有味道；
(8)本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂不是用于油箱添加的添加剂，配合专业的缸内直喷发动机燃烧室除碳机(比如广东月福汽车用品有限公司生产的型号为GDI—01B的除碳机，或CN201820909495.3)和内窥镜(比如奥林巴斯内窥镜)设备使用，是专业渠道的轨道清洁产品。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，现结合以下具体实施例做进一步说明，但是本发明不限于具体实施例。
按照表1配制用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂。
表1：各实施例的组分(重量份)。
本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂的密度(15.6℃，g/cm3)为0.85～0.95，典型值为0.89；运动粘度(@40℃，CST)为1.5～4.0，比如2.82。
测试本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂对汽车的清洗效果。
进气阀积碳清洁测试：清洁前进气阀积碳230.9mg，清洁后：81mg，清洁百分比：64.9％。
喷嘴流速(ml)测试：实验开始时：平均喷嘴流速堵塞＝-2.8％，实验结束时：平均喷嘴流速堵塞＝-0.3％。新车喷油嘴没有积碳，喷嘴流速堵塞是0％。通过在一定的实验条件下喷嘴生成积碳，测试得到平均喷嘴流速堵塞＝-2.8％；然后通过专业人员使用专用设备，用汽油缸内直喷发动机燃烧室积碳清洗剂清洁喷嘴后，测试得到清洁后平均喷嘴流速堵塞＝-0.3％。由此说明用汽油缸内直喷发动机燃烧室积碳清洗剂清洁喷嘴后，能使喷嘴接近100％的流量恢复。
活塞顶部积碳厚度(mils，密尔)：实验开始时：0.74，实验结束时：0.22，清洁百分比：70.3％。
测试1：缸套头部积碳厚度(mils)：实验开始时：1.28，实验结束时：0.17，清洁百分比：86.7％。
测试2：缸套头部积碳厚度(mils)：实验开始时：4.56，实验结束时：0.33，清洁百分比：92.8％。
测试3：缸套头部积碳厚度(mils)：实验开始时：5.4，实验结束时：0.42，清洁百分比：92.2％。
市售同类产品的缸套头部积碳厚度(mils)测试：实验开始时：4.59，实验结束时：2.37，清洁百分比：48.3％。
清洗后发动机的性能得到显著提高。
三元催化器影响测试：
在基准怠速状态下，测得三元催化器前端和后端的温度范围为200-400℃。在基准100km/h下，测得三元催化器前端和后端的温度范围为400-550℃。使用本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂进行清洗后，怠速状态三元催化器前端和后端的温度范围为300-350℃，处于基准怠速状态下温度范围200-400℃之内；100km/h状态下三元催化器前端和后端的温度范围为400-550℃，处于基准100km/h状态下温度范围400-550℃之内。即本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂对三元催化器(或三元催化器剂)无害。在使用所述用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂前、使用过程中、使用后通过对三元催化器前端和后端温度的监控，使用所述用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂后，对三元催化器前端后端温度变化几乎没有影响，表明本发明用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂对三元催化器无害。
表2：锈蚀实验-测试本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂的锈蚀实验。
| 实验方法 | 描述 | 结果 |
| GB/T 5096 | 是否腐蚀铜片 | 等级＝1A(没有腐蚀) |
| ASTM D7671 | 是否腐蚀银 | 等级＝0(没有腐蚀) |
表3：燃油实验-测试本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂的燃油实验。
从表3中可以看出，使用本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂的磨斑直径为0.30mm，显著低于异辛烷的0.43mm和92#汽油的0.47mm，表明本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂具有减磨的功能。磨斑直径：是磨损的直径大小，数值越大，说明磨损的越严重。
表4：材料相容性实验-测试本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂的材料相容性实验。
从表4中可以看出，与参比汽油相比，本发明的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂对各种材料的影响更小。
对比例1：除了不含异己二醇和聚醚多元醇以外其余组分同实施例1，测试后发现对比例1的产品对积碳的溶解力度大大减小，对顽固积垢的清洁作用明显减弱。
对比例2：除了不含N-甲基吡咯烷酮以外其余组分同实施例1，测试后发现对比例2的产品的粘度无法保持稳定，并且清洗时间在冬季和夏季差别过大。
对比例3：除了不含聚氧化乙烯以外其余同实施例1，测试后发现对比例3的产品的稳定性不合格。
对比例4：除了不含丙二醇丁醚以外其余组分同实施例1，测试后发现对比例4的产品对积碳的清洁效果显著减小。
以上所述仅为本发明的具体实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明作的等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之中。
Claims (10)
1.一种用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
3.根据权利要求1或2所述的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，其特征在于，所述防腐剂为吗啉。
4.根据权利要求1或2所述的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，其特征在于，所述有机碱为三乙醇胺。
5.根据权利要求1或2所述的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，其特征在于，所述分散剂包括油胺和聚氧化乙烯。
6.根据权利要求5所述的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，其特征在于，所述油胺和聚氧化乙烯的重量份数比为0.5-2：1。
7.根据权利要求1或2所述的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，其特征在于，所述聚醚多元醇为PPG4000。
8.根据权利要求1或2所述的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂，其特征在于，所述润滑剂包括石蜡。
9.一种根据上述权利要求中任一项所述的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将异己二醇、丙二醇丁醚、甲苯、二甲苯、N-甲基吡咯烷酮、有机碱、聚醚多元醇依次加入混合釜中，搅拌均匀，得混合物A；
(2)将润滑剂加入混合物A中，搅拌均匀，得混合物B；
(3)将分散剂加入混合物B中，搅拌均匀，得混合物C；
(4)将防腐剂加入混合物C中，搅拌均匀，即得所述用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂。
10.根据权利要求9所述的用于汽油缸内直喷发动机燃烧室的积碳清洗剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中搅拌速度为200～400转/min，搅拌时间为5-10min；步骤(2)中搅拌速度为200～400转/min，搅拌时间为5-10min；步骤(3)中搅拌速度为200～400转/min，搅拌时间为10-20min；步骤(4)中搅拌速度为200～400转/min，搅拌时间为5-10min。
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