CN109854374A - 内燃机清洁 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种用于清洁内燃机的燃烧室(9)的刮削工具(1)，所述刮削工具包括至少一个刮削器单元(2)、纵向载体(3)和激活装置(4)，其中所述至少一个刮削器单元(2)配置成清洁空腔的至少一个表面，并且其中所述纵向载体(3)优选地为杆或管、将所述至少一个刮削器单元(2)与所述激活装置(4)连接，其中所述至少一个刮削器单元(2)以可旋转方式安装在所述纵向载体(3)上，并且所述至少一个刮削器单元(2)能够从将所述至少一个刮削器单元(2)引入所述空腔中的第一位置旋转到清洁所述空腔的至少一个表面的第二位置，其中在所述第一位置中，所述至少一个刮削器单元(2)设置成大体上平行于所述纵向载体(3)，并且其中在所述第二位置中，所述至少一个刮削器单元(2)以相对于所述纵向载体(3)的70°到110°之间，优选地80°到100°之间，并且更优选地，大体上90°的角度设置。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分所述特征的用于清洁内燃机的燃烧室的刮削工具，以及用于清洁内燃机的燃烧室的方法。
背景技术
在工业往复式发动机应用中出现的最广泛保养挑战之一是逐渐积聚在燃烧室壁上的碳沉积物。所述碳沉积物主要来自燃料的不完全燃烧，所述不完全燃烧主要是由燃料和氧化剂的不充分混合以及燃料中存在的杂质这两者的组合所产生的。燃料中的杂质可能源于缺少燃料精炼、运输过程中的污染，或者这两者。因此，燃烧产物趋于包括不同类型的碳颗粒，所述碳颗粒由于易于粘附到表面上并且难以去除，因此众所周知地是有害的。
由于这些沉积物的积聚致使压缩比不合预期地增大、出现热点(通常导致发动机爆震)以及随后导致污染物排放增加，因此对发动机性能具有下游效应。
出于此原因，并且由于燃烧室中的部件难以进入，行业内一直致力于提出在不需要拆卸气缸盖的情况下防止和去除这些沉积物的解决方案。一些解决方案针对燃料添加剂的形成，如US 8557003中所示的解决方案，它通过添加具有高脱垢性能的溶液来主动帮助减轻燃烧室中碳沉积物的量。其他燃料添加剂，例如US 2011/0010985所述的燃料添加剂依赖于含有有效量沉积物改性烃基取代琥珀酰亚胺、洗涤剂和燃料的改性燃料组合物。但是，所述燃料添加剂的引入在工业环境中并不理想，其中燃料成本对产品成本具有重大影响。
还提出若干种针对被动方法的解决方案，即专注于一旦沉积物形成即将其去除。各项发明例如US 2011203546和US 845917中提出的焊接刮削器公开了一种静态刮削器工具，所述静态刮削器工具安置在气缸盖的正下方并且针对的是到达上死点(TDC)的积聚在活塞外冠(outer crown)上的沉积物。尽管所述系统对于外活塞似乎是有效的，但它并不针对气缸盖、气缸衬里上的沉积物，也不针对活塞冠的中心部分上的沉积物。
尽管存在与拆卸气缸盖相关的困难，但燃烧室的清理仍然是周期性地执行的作业，以便维持发动机的良好工作顺序。
为此，必须将气缸盖及其所有附件一起拆除。在下一步骤中，必须借助于刮削器工具、研磨工具或钢丝刷来手动清洁燃烧室，以优选地去除燃烧室壁或活塞顶部上以及气缸盖上的所有沉积物。当燃烧室和气缸盖已经清洁时，可以将其再次安装。所述清洁需要花费大量时间，特别是在内燃机具有较高数量的燃烧室的情况下。
发明内容
本发明的目的是提供一种更容易和/或更快速的方式来清洁此类燃烧室，其中维护工作的成本可以降低。
此目的通过具有权利要求1所述特征的刮削工具以及用于清洁内燃机的燃烧室的方法来实现。本发明的有利实施例在从属权利要求中限定。
根据本发明，此目的通过一种刮削工具实现，所述刮削工具包括至少一个刮削器单元、纵向载体和激活装置，其中所述至少一个刮削器单元配置成清洁空腔的至少一个表面，并且其中所述纵向载体优选地为杆或管、将所述至少一个刮削器单元与所述激活装置连接，其中所述至少一个刮削器单元以可旋转方式安装在所述纵向载体上，并且所述至少一个刮削器单元可以从将所述至少一个刮削器单元引入所述空腔中的第一位置旋转到清洁所述空腔的至少一个表面的第二位置，其中在所述第一位置中，所述至少一个刮削器单元设置成大体上平行于所述纵向载体，并且其中在所述第二位置中，所述至少一个刮削器单元以相对于所述纵向载体的10°到170°之间，优选地70°到110°之间，并且更优选地，约90°的角度设置。
借助于根据本发明的所述刮削工具，可以清洁只能通过小开口进入的空腔(例如燃烧室)，而无需非常耗时地拆卸附件以便良好地进入。借助根据本发明的刮削工具，所述至少一个刮削单元可以被引入第一位置，可以旋转到第二位置并且可以在此第二位置清洁所述空腔。
可以提供的是，所述激活装置包括手柄，其中至少一个刮削器单元的运动可以手动地驱动。但是也可以提供，所述激活装置包括旋转式驱动器的连接接口，其中所述至少一个刮削器单元的运动可以用所述旋转式驱动器驱动。
优选地提供，所述刮削工具配置用于旋转运动和/或纵向运动以进行刮削。
预期可以提供，所述至少一个刮削器单元具有刮削表面和/或研磨表面并且/或者所述至少一个刮削器单元包括钢丝刷。还可以提供的是，所述至少一个刮削器单元是可更换的。为此可以提供的是，所述空腔在第一步骤中通过刮削表面清洁从而去除粗糙沉积物；在第二步骤中，所述刮削器单元可以更换成包括钢丝刷或研磨表面的刮削器单元，以去除细小沉积物。
可以进一步优选地提供，金属丝连接到所述至少一个刮削器单元，穿过所述纵向载体或在所述纵向载体上通到所述激活装置，其中所述金属丝配置成使所述至少一个刮削器单元在所述第一位置与所述第二位置之间移动。当然，也可以使用其他装置将所述刮削器单元从所述第一位置移动到所述第二位置，例如机械联动设备或者电动驱动器、液压驱动器和气动驱动器。
在本发明的优选实施例中，所述刮削器工具内可以设有孔，以去除所述空腔中的燃烧残余物。可以提供的是，设有连接所述孔的导管，所述导管可以用于使用抽吸设备去除所述空腔中的燃烧残余物。借助于本发明的所述优选实施例，能够以简单快速的方式去除所述空腔中的燃烧残余物。
在本发明的实施例中，设有固定到所述纵向载体的止动件，所述止动件用于确定所述至少一个刮削器单元在所述空腔内的位置。所述止动件确保仅去除所述空腔中的沉积物并且所述空腔的表面不受所述刮削器单元的影响。
根据本发明的一种用于清洁内燃机的燃烧室的方法包括以下步骤中的一个步骤：
-从所述燃烧室的气缸盖拆除安装在中央的元件，优选地为预燃室(pre-chamber)以及火花塞套管或火花塞，以开放穿过所述气缸盖通到所述燃烧室的通孔；
-经由所述气缸盖的所述孔将刮削工具的至少一个刮削器单元引入所述燃烧室中，以此使得所述至少一个刮削器单元处于第一位置；
-将所述刮削器单元移动到第二位置；
-使所述至少一个刮削器单元与必须被清洁的表面连接；
-通过设定所述至少一个刮削器单元进入运动状态来清洁所述必须被清洁的表面。
可以提供的是，借助所述至少一个刮削器单元，可以清洁位于所述燃烧室内的气缸盖和/或所述燃烧室的壁和/或活塞的上表面。
还可以提供的是，在清洁之后，将活塞从所述气缸盖移开，然后再去除所述清洁过程所产生的燃烧残余物。所述将所述气缸从所述气缸盖移开可以将任何碎屑残留在活塞环与气缸壁之间的风险降至最低。
本发明可以与具有6、8、10、12、20或24个燃烧室的所有内燃机结合使用，特别是与固定往复式内燃机结合使用。
除了上述内容之外，本发明还提供以下技术方案：
技术方案1.一种用于清洁内燃机的燃烧室(9)的刮削工具(1)，所述刮削工具包括至少一个刮削器单元(2)、纵向载体(3)和激活装置(4)，其中所述至少一个刮削器单元(2)配置成清洁空腔的至少一个表面，并且其中所述纵向载体(3)优选地为杆或管、将所述至少一个刮削器单元(2)与所述激活装置(4)连接，所述至少一个刮削器单元(2)以可旋转方式安装在所述纵向载体(3)上，并且所述至少一个刮削器单元(2)能够从将所述至少一个刮削器单元(2)引入所述空腔中的第一位置旋转到清洁所述空腔的至少一个表面的第二位置，其中在所述第一位置中，所述至少一个刮削器单元(2)设置成大体上平行于所述纵向载体(3)，并且其中在所述第二位置中，所述至少一个刮削器单元(2)以相对于所述纵向载体(3)的10°到170°之间，优选地70°到110°之间，并且更优选地，大体上90°的角度设置。
技术方案2.根据技术方案1所述的刮削工具，所述激活装置(4)包括手柄(5)，其中所述至少一个刮削器单元(2)的运动可以手动地驱动。
技术方案3.根据前述技术方案中的至少一个技术方案所述的刮削工具，所述激活装置(4)包括旋转式驱动器的连接接口，其中所述至少一个刮削器单元(2)的运动可以由所述旋转式驱动器驱动。
技术方案4.根据前述技术方案中的至少一个技术方案所述的刮削工具，所述刮削工具(1)配置用于旋转运动和/或纵向运动以进行刮削。
技术方案5.根据前述技术方案中的至少一个技术方案所述的刮削工具，所述至少一个刮削器单元(2)具有刮削表面。
技术方案6.根据前述技术方案中的至少一个技术方案所述的刮削工具，所述至少一个刮削器单元(2)具有研磨表面。
技术方案7.根据前述技术方案中的至少一个技术方案所述的刮削工具，所述至少一个刮削器单元(2)包括钢丝刷。
技术方案8.根据前述技术方案中的至少一个技术方案所述的刮削工具，所述至少一个刮削器单元(2)是可更换的。
技术方案9.根据前述技术方案中的至少一个技术方案所述的刮削工具，金属丝(7)连接到所述至少一个刮削器单元(2)，穿过所述纵向载体(3)或在所述纵向载体上通到所述激活装置(4)，其中所述金属丝(7)配置成使所述至少一个刮削器单元(2)在所述第一位置与所述第二位置之间移动。
技术方案10.根据前述技术方案中的至少一个技术方案所述的刮削工具，所述刮削器工具(1)内设有孔，以去除所述空腔中的燃烧残余物。
技术方案11.根据技术方案9所述的刮削工具，设有连接到所述孔的导管，所述导管可以用于使用抽吸设备去除所述空腔中的所述燃烧残余物。
技术方案12.根据前述技术方案中的至少一个技术方案所述的刮削工具，设有固定到所述纵向载体(3)的止动件(8)，所述止动件用于确定所述至少一个刮削器单元(2)在所述空腔内的位置。
技术方案13.一种清洁内燃机的燃烧室(9)的表面的方法，所述方法包括至少以下步骤：
从所述燃烧室(9)的气缸盖(11)拆除安装在中央的元件，优选地为预燃室以及火花塞套管或火花塞，以开放穿过所述气缸盖(11)通到所述燃烧室(9)的通孔(15)；
经由所述气缸盖(11)的所述孔(15)将根据技术方案1到技术方案12中的至少一个技术方案所述的刮削工具(1)的所述至少一个刮削器单元(2)引入所述燃烧室(9)中，以此使得所述至少一个刮削器单元(2)处于第一位置；
将所述刮削器单元(2)移动到第二位置；
使所述至少一个刮削器单元(2)与必须被清洁的表面连接；
通过设定所述至少一个刮削器单元(2)进入运动状态来清洁所述必须被清洁的表面。
技术方案14.根据技术方案13所述的用于清洁内燃机的燃烧室(9)的方法，借助所述至少一个刮削器单元(2)，可以清洁位于所述燃烧室(9)内的气缸盖(11)和/或所述燃烧室(9)的壁和/或所述活塞(10)的上表面。
技术方案15.根据技术方案13或技术方案14所述的用于清洁内燃机的燃烧室(9)的方法，在清洁之后，将活塞(10)从所述气缸盖(11)移开，然后去除所述清洁过程所产生的燃烧残余物。
附图说明
从附图以及与之相关的具体描述中可以显而易见地了解到其他优势和细节。在附图中：
图1示出根据本发明实施例的刮削工具的等距视图；
图2示出图1所示实施例的侧视图；
图3示出位于燃烧室内的刮削工具的截面图；
图4示出主要清洁过程。
具体实施方式
图1示出根据本发明实施例的刮削工具1的等距视图。所述刮削工具1包括纵向载体3，所述纵向载体可以设置(如此图中所示)成具有用于改变纵向载体3的长度的伸缩部分。此外，所述纵向载体3包括止动件8，所述止动件将在图3中更详细地描述。刮削器单元2借助螺栓6以可旋转方式安装在纵向载体3上。所述刮削器单元3的旋转运动可以由金属丝7引起。金属丝7固定到刮削器单元2。刮削器单元2的旋转或纵向运动可以通过以适当方式移动手柄5来实现，所述手柄起到激活装置4的作用。
可以在图2中查看图1的侧视图。可以从此图中看出，金属丝7以偏心方式安装在所述刮削单元2上。所述金属丝7穿过纵向载体3通到激活装置4。通过金属丝7的纵向运动，以可旋转方式安装的刮削器单元2可以围绕螺栓6旋转。通过这种方式，刮削器单元3可以从第一位置(用于将刮削器单元2引入空腔中)旋转到第二位置(用于清洁所述空腔的至少一个表面)，其中在所述第一位置中，刮削器单元2设置成平行于纵向载体3，并且在所述第二位置中，刮削单元2以90°的角度大体横向于纵向载体3设置。
此外，图2中还示出位于以可旋转方式安装的刮削器单元2旁边的第二示例性刮削器单元2。它示出可通过松开螺栓6来更换的刮削器单元2的另一实施例。所述额外刮削器单元2具有与必须被清洁的表面相对应的不同刮削表面。
图3示出位于燃烧室9内的刮削工具1的截面图。所述刮削工具1沿纵向方向X通过气缸盖11(穿过孔15)延伸到燃烧室9中。气缸盖11中的所述通孔15的用途是承载预燃室和火花塞，所述预燃室和火花塞已经拆除以执行清洁过程(在其他发动机中，可以使用火花塞等的通孔15)。
通过借助金属丝7将刮削器单元2旋转到上述第二位置，所述刮削工具1可以通过孔15进入燃烧室9中。在将刮削器单元2引入燃烧室9之后，所述刮削器单元2可以借助于所述金属丝7旋转回第一位置。在此实施例中，燃烧室9由气缸衬里12、活塞10的上表面以及气缸盖11的内表面形成。为清洁活塞10的上表面，刮削工具1向下移动直到刮削器单元2与其刮削表面一起接触活塞10的上表面。要开始清洁过程，通过手柄5来旋转所述刮削工具。所述旋转运动也可以通过将激活装置4连接到旋转式驱动器例如钻机来产生。
止动件8用于确保仅去除活塞10的上表面中的沉积物并且活塞10的上表面不受刮削器单元2的影响。
图4示出主要清洁过程。所述刮削单元2在必须被清洁的表面上移动。所述必须被清洁的表面是受污染表面14。此受污染表面14上的沉积物通过刮削单元2在所述受污染表面14上的运动去除。所述沉积物可以由燃烧产物13形成。
附图标记
1 刮削工具
2 刮削单元
3 纵向载体
4 激活装置
5 手柄
6 螺栓
7 金属丝
8 止动件
9 燃烧室
10 活塞
11 气缸盖
12 气缸衬里
13 燃烧产物
14 受污染表面
15 孔
16 角度
X 纵向方向
Claims (10)
1.一种用于清洁内燃机的燃烧室(9)的刮削工具(1)，所述刮削工具包括至少一个刮削器单元(2)、纵向载体(3)和激活装置(4)，其中所述至少一个刮削器单元(2)配置成清洁空腔的至少一个表面，并且其中所述纵向载体(3)优选地为杆或管、将所述至少一个刮削器单元(2)与所述激活装置(4)连接，其特征在于，所述至少一个刮削器单元(2)以可旋转方式安装在所述纵向载体(3)上，并且所述至少一个刮削器单元(2)能够从将所述至少一个刮削器单元(2)引入所述空腔中的第一位置旋转到清洁所述空腔的至少一个表面的第二位置，其中在所述第一位置中，所述至少一个刮削器单元(2)设置成大体上平行于所述纵向载体(3)，并且其中在所述第二位置中，所述至少一个刮削器单元(2)以相对于所述纵向载体(3)的10°到170°之间，优选地70°到110°之间，并且更优选地，大体上90°的角度设置。
2.根据权利要求1所述的刮削工具，其特征在于，所述激活装置(4)包括手柄(5)，其中所述至少一个刮削器单元(2)的运动可以手动地驱动。
3.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的刮削工具，其特征在于，所述激活装置(4)包括旋转式驱动器的连接接口，其中所述至少一个刮削器单元(2)的运动可以由所述旋转式驱动器驱动。
4.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的刮削工具，其特征在于，所述刮削工具(1)配置用于旋转运动和/或纵向运动以进行刮削。
5.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的刮削工具，其特征在于，所述至少一个刮削器单元(2)具有刮削表面。
6.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的刮削工具，其特征在于，所述至少一个刮削器单元(2)是可更换的。
7.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的刮削工具，其特征在于，金属丝(7)连接到所述至少一个刮削器单元(2)，穿过所述纵向载体(3)或在所述纵向载体上通到所述激活装置(4)，其中所述金属丝(7)配置成使所述至少一个刮削器单元(2)在所述第一位置与所述第二位置之间移动。
8.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的刮削工具，其特征在于，所述刮削器工具(1)内设有孔，以去除所述空腔中的燃烧残余物。
9.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的刮削工具，其特征在于，设有固定到所述纵向载体(3)的止动件(8)，所述止动件用于确定所述至少一个刮削器单元(2)在所述空腔内的位置。
10.一种清洁内燃机的燃烧室(9)的表面的方法，所述方法包括至少以下步骤：
-从所述燃烧室(9)的气缸盖(11)拆除安装在中央的元件，优选地为预燃室以及火花塞套管或火花塞，以开放穿过所述气缸盖(11)通到所述燃烧室(9)的通孔(15)；
-经由所述气缸盖(11)的所述孔(15)将根据权利要求1到权利要求12中的至少一个权利要求所述的刮削工具(1)的所述至少一个刮削器单元(2)引入所述燃烧室(9)中，以此使得所述至少一个刮削器单元(2)处于第一位置；
-将所述刮削器单元(2)移动到第二位置；
-使所述至少一个刮削器单元(2)与必须被清洁的表面连接；
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