CN1639453A - 除去往复式内燃发动机中发动机内沉积物的输送设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种通过入孔口将主要部分的清洗组合物送到发动机的内腔用于脱除往复式内燃发动机(图2)中的发动机沉积物的设备(20)和加入工具(60)，其中输送点(320)与入孔口无关，并可定位在发动机腔的内部(250)。

Description

除去往复式内燃发动机中发动机内沉积物的输送设备
发明背景
发明领域
本发明涉及一种将清洗组合物输送到往复式内燃发动机内腔中所需位置的设备。这样的设备在发动机腔内有至少一个C喷孔，以及用于将清洗组合物送到指定的内部位置，例如有问题的沉积物处；因此用于与燃料输送体系无关的流体输送点，没有仅依靠燃烧空气(或其他外部手段)作为载气将清洗组合物输送到需要除去的碳质沉积物处的限制。这一设备通过将主要部分清洗组合物送到发动机内的沉积物处或接近沉积物处，适用于除去往复式内燃发动机中的发动机沉积物。更具体地说，本发明涉及一种设备以及包含这种设备的加入工具，它用于控制清洗组合物输送到有至少一个要清洗内表面的往复式内燃发动机内腔中的一个或多个规定位置。
相关技术的描述
由于烃类燃料、废气循环(EGR)、汽车曲轴箱正压通风(PCV)气体的氧化和聚合，往复式内燃发动机常常在发动机部件例如汽化器口、风门主体、燃料喷射器、进气口和进气阀的表面上生成碳质沉积物是大家熟悉的。据认为，燃料中一些未燃烧的烃类可进行复杂的裂化、聚合和氧化反应，产生可与燃料、循环气体和润滑油相互作用的反应性部分；从而在燃烧室和燃烧通道中生成不溶物。这些沉积物甚至在相当少量的时候常常也会引起值得注意的操作性能问题，例如包括停转和加速性差在内的驱动性问题、发动机性能下降、燃料消耗增加和排放污染物增加。
已开发了许多种主要用于汽油燃料的燃料基清净剂和其他添加剂整套配方，以便防止生成这些不希望的沉积物。因此，包括喷射器沉积物问题在内的燃料输送体系中的一些问题得到显著缓解。但是，甚至使用这些清净剂添加剂以后，喷射器和其他部件仍需要不时进行额外的清洗，以便保持最佳的性能。现有的添加剂和输送设备还不能完全成功地消除沉积物，特别是除去早已存在的重质沉积物或燃料进口上游的沉积物。这些早已存在的和上游的沉积物常常需要将整个发动机拆除。已试图在燃料中使用更高浓度的清净剂和添加剂，但由于这些清净剂与燃料混合，它们通常在燃料体系中使用小于1％的浓度(主要是由于与弹性体、密封件、软管和其他部件的相容性)。而且，对于这些在燃料中用于从发动机的各种部件上除去沉积物的清净剂添加剂来说，需要它们与要清洗的部件接触。
具体的发动机结构由于进气系统不同而存在各种更明显的有问题的沉积物区域。例如，风门主体型式的燃料喷射器体系在空气流进入处将燃料喷入体系，它使用燃料添加剂使进气保持合理清洁程度，但进气口燃料喷射火花点燃式(PFI SI)发动机将燃料直接喷射到刚好在进气阀以前的空气流中，而直接喷射火花点燃式(DI SI)发动机和许多柴油发动机将燃料直接喷射到燃烧室。因此，PFI SI和DI SI发动机进气歧管从燃料进入计的上游部件从燃料油、从汽车曲轴箱正压通风(PCV)体系和从废气循环(EGR)体系生成更多的不希望的沉积物。这些发动机空气流上游部件可保留发动机沉积物，即使清净剂用于该燃料。而且，即使使用清净剂，一些发动机部件例如进气阀、燃料喷射嘴、空转空气旁路阀、风门板、EGR阀、PCV体系、燃烧室、氧气传感器等仍需要额外的清洗。
为了清洗常常集中在燃料体系的这些有问题的区域，已开发的几种通用的方法。一种常用的方法是将清洗溶液直接送到汽化器进入打开的空气风门或燃料喷射体系的进气歧管，在那里清洗剂与燃烧空气和燃料混合，组合混合物在燃烧过程中燃烧。这些汽化器清洗用气溶胶喷射清洗产品从外部位置送入运转的发动机。相对缓慢的输送速率以及汽化器/歧管体系的结构通常阻止清洗液在发动机进气中积累。但是，正如从进气歧管看出的，大多数清洗剂走最接近发动机燃烧室有最小阻力的路径，常常使分散性差以及某些汽缸的清洗程度很低。
也对这一技术进行了改进，以便通过真空装配将清洗溶液送入进气歧管。通常，正如在1999年1月12日公开的U.S.5858942中公开的，这些清洗溶液以非气溶胶形式提供，利用发动机的真空吸入产品以液体形式送入运转的发动机。虽然这些更新的产品通常在清洗发动机上比传统的气溶胶清洗剂更有效，但是它们由于清洗剂达到多进气流道、进气口、进气阀、燃烧室等时的分配问题而受损。通常，通过拆下歧管上现有的真空管线并将软管从真空点连接到装有清洗液的容器再利用发动机真空将清洗溶液输送到该单一口，清洗产品经单一点送入进气歧管。虽然可用计量设备来限制清洗溶液加到进气歧管中的速率，但是清洗溶液加入的位置被真空装配在进气歧管上的发动机设计固定。这样的配置常常有利清洗溶液送入某些汽缸，但另外一些汽缸得到较少的清洗溶液或未得到清洗溶液。更大的问题是，一些发动机设计有进气歧管底部、送气管底部或共振室，它们存在低于发动机燃烧室的部分。这类设计使清洗溶液在这些区域汇集。即使在发动机运转时，除了清洗溶液以太高的速率送入外，这种情况可使清洗溶液在歧管中积累和汇集。通常，在歧管中产生的真空不足以马上使这一汇集的液体转移或雾化送入燃烧室。但是，当发动机连续操作或在更高的发动机速率下，可将这一液柱送入燃烧室。如果足够数量的液体送入燃烧室，那么可产生液力阻塞和/或灾难性发动机损坏。当运转发动机的活塞达到完全伸向发动机头部的位置并基本上被不可压缩的液体阻塞时，可产生液力阻塞和发动机损坏。发动机操作停止，并常常造成发动机内部损坏。
因此，这里公开的是一种用于将清洗组合物送入操作中的往复式内燃发动机中的设备和加入工具，同时在发动机腔内为清洗溶液的送入提供分立的可变位置。这样的分立位置可在进气真空体系内和/或与发动机真空口结构无关。因此，这一设备可用来减少或消除清洗溶液汇集到进气歧管内的可能性，同时改进送到起作用区域的清洗溶液的分配。
这样的设备和加入工具用于迅速除去往复式发动机内的发动机沉积物，并适用于不同类型发动机。这种设备和加入工具可用于汽油、柴油和天然气内燃机，特别适用于安装在空气进气歧管内，用来将清洗组合物送到经暖机和操作的内燃机要清洗的分立的内表面，从而除去碳质沉积物。
发明概述
本发明涉及一种将清洗组合物送到往复式内燃发动机内腔中所需位置的设备。所述的设备有至少一个可定位于与发动机入孔口无关的规定内部位置的喷孔。
在一个实施方案中，公开的是一种将清洗溶液送入往复式发动机系统内表面的设备，所述的设备有一根与适合通过入孔口定位到往复式发动机腔的内部的处理歧管流体相连的细长导管和一密封元件，所述的处理歧管有一贯穿的内孔和至少一个装有将流体送到所述发动机需要清洗的内部的喷孔的灵活端部，其中处理歧管有足够的长度，以致喷孔可独立于入孔口的位置定位，所述密封元件围绕所述的处理歧管并与其一起构成与发动机入孔口的可拆连接。
在另一方面，处理歧管可有多个将清洗组合物输送到发动机内部分立位置的喷孔。因此，另一实施方案涉及这样一种将清洗组合物送到需要清洗的发动机系统的多个独立内表面的设备，所述的设备包含一根适合通过入孔口插入往复式发动机的内腔的并与处理歧管流体相通的细长导管，所述的处理歧管有一个与许多喷孔相通的中心内孔，所述的喷孔分布在所述的中心内孔上，并由它向外延伸，所述的喷孔可沿中心内孔定位，以便为清洗组基本上送入与入孔口位置无关的许多预选的发动机内表面提供许多分立的输送点，以及有一个密封元件，与所述的处理歧管一起构成与发动机入孔口的可拆连接。除了处理歧管有中心内孔外，处理歧管还可有许多管子。因此，另一方面包含这样一个处理歧管，它有许多有通道的可独立定向管子，以及在每一管子上有至少一个用于输送流体分立点的喷孔，所述的管子有近端和远端，其中近端与密封元件相通，而管子的至少一个远端可定位到要清洗的内表面。
本发明的另一方面涉及一种使用上述设备的加入工具。这样的加入工具可连接到内燃机的空气进气系统，用于输送和导向清洗组合物，以便除去发动机内碳质沉积物，所述的加入工具包含：
(a)一个有与压力调节器相通的入口以及排料出口的耐压储存容器，所述的容器装有发动机清洗组合物，
(b)一个与耐压储存容器的排料出口相连的调节阀，
(c)至少一根有近端和远端的细长导管，远端带有一个穿过延伸的内孔，近端可连接到调节阀，用于在阀门启动时接受从耐压储存容器排出的清洗组合物，
(d)一根与至少一根细长导管的远端部分相通的处理歧管，所述的处理歧管适合通过所述发动机的入孔口插入发动机内腔，所述的处理歧管有至少一根从入孔口延伸到发动机内腔的带喷孔的可定向的管子，有一个与定向管子部分同心的引导元件，用于将所述的喷孔定位到要清洗表面附近，
(e)一个与细长导管和处理歧管一起构成与入孔口可拆连接的密封元件，用于通过它输送流体。
在其他一些因素中，本发明基于这样的发现，即往复式内机中进气系统的沉积物，特别是进气阀沉积物、顶部沉积物、燃烧汽缸沉积物和燃烧室沉积物可通过使用清洗组合物和这里公开的独特设备和加入工具有效地除去。而且，本发明的设备还适用于除去包括传统进气口燃料喷射火花点燃式发动机(PFI SI)在内的传统汽油发动机和直接喷射火花点燃式发动机(DI SI)中特殊的内部沉积物。本设备特别适用于DISI汽油发动机除去有问题的进气沉积物。在另一方面，柴油发动机和替代燃料发动机例如包括CNG和LPG发动机在内的天然气发动机以及氢燃料发动机都可用本设备和加入工具清洗。
沉积物脱除不限于某类发动机，因为本设备和加入工具可将清洗组合物定位输送到靠近一个或多个有问题的沉积物并有效地从各种两冲程和四冲程内燃机例如PFI、DISI、柴油、船舶和天然气发动机及其辅助设备例如透平增压器、旋转泵和往复泵以及透平中除去沉积物。
附图简介
图1说明用于在清洗过程中将清洗组合物输送到内燃机需要清洗的分立位置的加入工具。
图2说明将清洗组合物送入发动机要处理内腔的多口设备。
图3说明多孔口的和内部多流道结构的设备和加压的加入工具。
图4为定位在往复式内燃机的进气系统内的多孔口设备的图示说明。
发明详述
在内燃机内产生的碳质沉积物为客户对制造商和维修中心投诉的主要原因。这些沉积物常常产生驱动问题、发动机性能下降和尾管废气排放增加。用于产生最大燃料效率的新型发动机工艺对产生的沉积物更加敏感。特别是，发动机例如直接喷射火花点燃式(DISI)发动机以及为达到较低NOx排放而使用高废气循环(EGR)比的现代柴油发动机产生大量的进气系统沉积物，而未从燃料基沉积物控制添加剂得到效益。主要的原因是在这些发动机环境中，燃料直接喷射到燃烧室内，燃料中的沉积物控制添加剂对除去进气系统重要的沉积物没有显著的作用。另外，在加气体燃料的发动机例如天然气发动机中，已知沉积物的生成维修十分昂贵。就这些市场机会而言，本发明涉及这样一种设备和加入工具，由专门技术人员用于将清洗组合物送到需要除去沉积物的往复式发动机规定的内部位置。清洗组合物的内部定向性在短时间内除去更大部分的不希望的沉积物，从而减少大部分与拆卸发动机以便物理除去这些沉积物所需的费用。
最近，已采用直接喷射火花点燃式(DISI)发动机作为传统的进气口燃料喷射火花点燃式(PFI SI)发动机的替代品。在过去几年内，至少三类DISI发动机(来自三菱、丰田和尼桑)已商业用于日本市场，而现在欧洲和部分亚洲市场可提供更多型号的发动机。对这些发动机的兴趣归因于在燃料效率和废气排放方面的好处。火花点燃式发动机的直接喷射策略已使制造商显著减少发动机的燃料消耗，而同时保持发动机的性能特性和废气排放水平。在这样的发动机中，燃料/空气混合物常常是贫的并是分层的(与传统的PFI SI发动机中的化学计量的和均相的相反)，从而使燃料的经济性提高。
虽然这两种发动机工艺之间有许多差别，但主要的差别仍然是燃料注入策略。在传统的PFI SI发动机中，将燃料注入到进气口内，与进气阀直接接触，而在DISI发动机中，将燃料直接送入燃烧室。最近的研究表明，DISI发动机易于产生沉积物，而在大多数情况下，这些沉积物难以用传统的沉积物控制添加剂除去。已知DISI发动机工艺相对较新，很关注随着沉积物在这些发动机的不同内表面上形成，累积应用时间、性能和燃料经济效益是否会下降。所以，研制用于将有效燃料清净剂或“沉积物控制”添加剂及其清洗组合物内部准确输送到这些有不良影响的内部区域的设备具有相当大的重要性。
另外，在柴油发动机方面取得的一些进展，例如低含硫燃料的应用、废气循环(EGR)的应用和其他发动机处理体系常常生成更粘附的且难除去的沉积物，而同时这些体系的操作需要更高的发动机清洁程度。在阀门重叠过程中，EGR和PCV气体以及化油器回火气体使进气系统生成沉积物；特别是进气口沉积物和顶部沉积物。这些沉积物不能用燃料基沉积物控制添加剂除去。因此，在这些发动机工艺中，需要一种不同的沉积物脱除方法。DISI发动机和加气体燃料的发动机(例如天然气发动机)也需要类似的沉积物脱除技术和设备。而且，对替代燃料例如氢、天然气和其他烃基燃料的依赖性增加也需要新的设备和清洗由于这些燃料燃烧生成的碳质沉积物的组合物。本发明涉及通过使用将清洗组合物有效送到与发动机上的入孔位置无关的内部沉积位置的设备来解决这些问题中的至少一部分。公开的还有使用这一设备的加入工具。
输送清洗组合物添加剂组分的加入工具包含：一个容器(或常压容器或加压容器)、一个控制添加剂组合物流速的计量阀或喷孔以及一根使产品在进气系统和孔口内均匀分布的管子。加入工具的主要部件为在这里称为处理歧管的输送管，它与发动机的几何形状有关，可由刚性材料或软性材料制成或含有这两种材料。也可改变添加剂组合物各组分通过该管的输送。例如，可标记管子，以便在不同的进气口之间来回移动，或可沿管长加工一个或多个孔口或喷孔，以便不需来回移动。所述的加入工具适合各种应用，并可用于从各种内燃机通道除去不希望的沉积物。特别适用的是这样的情况，在那里将加入工具连接到内燃机的空气进气系统，以便送入清洗组合物，除去发动机内部的碳质沉积物，所述的应用工具包含：一个有排料出口的装有发动机清洗组合物的耐压储存容器，一个与耐压储存容器的排料出口相连的调节阀，至少一根有内孔贯穿的有近端和远端的细长导管，近端可连接到调节阀，当阀门启动时用于接受从耐压储存容器排出的发动机清洗组合物，一个与至少一根细长导管的远端部分流体相通的处理歧管，处理歧管适合通过发动机内的入孔口插入发动机的内腔，所述的处理歧管有至少一根从入孔口延伸到发动机内腔的带流体输送喷孔的定向管子，一个用于将所述的孔板定位到要清洗表面附近的与一部分定向管子同心的引导元件，以及一个与细长导管和处理歧管一起构成对入孔口可拆连接的密封元件，以便通过它输送流体。
在DISI发动机的情况下，在发动机腔内一个适合的入孔口为与进气流道相通的滑轨；在这里，将管子插到PCV(汽车曲轴箱正压通风)滑轨内。然后可将添加剂组合物各组分加压进料或在发动机进气真空下输送。插入PCV滑轨内的管子使添加剂组合物在每一进气口上游准确和均匀地输送，使沉积物清洗效率最大。
在完全暖机发动机中进行清洗步骤，而发动机在制造商推荐的空转速度至约3000RPM的速度范围的速度下运转。可控制添加剂组合物的流速，到各种输送时间。虽然低于10毫升/分的较慢流速也可使用，但通常使用约10至140毫升/分的流速。
在传统的PFI SI发动机中，通过真空管线将管子插入到进气歧管或进气系统内。最优选的是，添加剂组合物体系用多孔设计在压力下输送，以达到最佳的添加剂组合物分配。其余的步骤类似上面对DISI应用描述的。
现参考图1来描述本发明实际配置的一个非限制性实施例，所述的实施例为本发明一个这样的设备和加入工具的描述，并用这里描述的方法来除去发动机内的碳质沉积物。虽然在这里以汽车发动机作为例子，但这些方法、设备和工具及其应用不限于这些，而可用于包括卡车、搬运车、汽船、静止发动机等在内的内燃机。一个实施方案涉及能产生进气歧管真空并在空转速度或稍高于空转速度下运转的发动机。如果发动机不能产生歧管真空，那么可将设备加压以便输送产品，从而不依赖发动机的真空。
图1说明将添加剂组合物输送到内燃机中各分立位置的加入工具。清洗设备(10)包括一个用于装清洗用流体的储存容器(20)。这些流体可为清洗组合物或依次加入的许多清洗组合物。储存容器可为方形的、圆柱形的或任何适合的形状，用任何化学上耐腐蚀的材料制成。一方面，优选透明的或半透明的材料，因为操作人员可很容易确定分散流体的数量和流速。另外，可使用带刻度的储存容器，以便控制流体加入。
储存容器(20)有一颈部(22)和任选的加固体系例如螺纹帽、栓、管塞、阀等，它们可去掉或不连接，以便取掉时提供再装料开口。这样的加固体系也可有整体出口，以便在操作时排出要除去的流体。当借助发动机抽气形成的真空来除去液体时，所述出口可为空气出口，并防止刚性容器塌陷。另一方面，可将出口连接到压力源。在这种情况下，优选储存容器(20)为耐压的。
在一种操作中，用发动机作为流体的动力，将流体从容器转移到所需的处理位置。当设备处于操作并与发动机的真空口相连时，用发动机抽气(也就是运转的发动机产生的真空)来分配储存容器中的流体。甚至可在超环境的进气歧管压力下在负荷下在高于空转速度下操作的透平增压发动机也可用发动机真空清洗，因为当发动机不处于负荷下时，这些发动机用歧管真空在接近空转的速度下操作。在另一实施方案中，可施加外部流体动力，在这里将作进一步描述。
储存容器(20)有一根柔软的或固定的虹吸管(24)，端部(26)向下伸向容器底部。另一方面，储存容器可倒置，适合尺寸的虹吸管固定到覆盖设备上用于流体输送，或在这样的情况下，虹吸管可不伸到容器内部。可借助重力形成倒置。可将虹吸管固定到储存容器的壁上，固定到加固体系上，或可从颈部(22)自由取除。当储存容器有虹吸管时，将它连接到各种连接件上，以及任选连接到调节阀(30)或其他流量计量设备上，用于按比例控制流量。调节阀可有另外一些元件，例如可用于中止调节阀前后物流的隔离阀、可包含分开的阀和丁字接头的物流切换设备、双向阀、多向阀；以及还与流量控制器、限制喷孔、计量阀等相连，以便根据产生的发动机真空、流体的物理性质、所需的流速等按比例调节流量。调节阀最终与连接虹吸管或调节阀相莲的近端部分的细长导或软管(40)相通或。柔软导管的远端与通过入孔口插在发动机内的处理歧管(60)相连。这样的入孔口可通过安装法兰产生，以及通过密封元件(50)产生的伴随结构或者通过真空口的进空气体系元件或者在操作过程中产生。通常，如果希望空气进气中的一个点工作，那么许多入孔点可很容易利用，它们对其他区域提供真空相通。例如，真空软管可源于PCV、制动增压器、歧管压力传感器、EGR、分配器、活性炭罐排气口等。在处理歧管(60)和柔软导管之间有带流体开口的密封元件(50)，以便为发动机提供真空密封，同时允许流体流到发动机。所需的密封程度与发动机控制体系有关。
在一些包括大型内孔柴油发动机和大型内孔天然气发动机在内的大型发动机中，可能优选改变发动机系统，以提供这样的入孔。在这些大型发动机中，现存的孔口例如空气进气歧管可能不适合提供易于接近要清洗部件。可将进气口钻孔或改变，以便为送入清洗组合物提供适合的通道。在清洗步骤完成以后，可堵塞这些新的入孔口，以便保持发动机的完整性。同样，也可在较小的发动机上进行这一改变，特别是未提供适合的入孔口时。
在所有情况下，处理歧管都用于将清洗组合物分配到发动机内腔例如进气系统、流道和孔口中各分立的点，从而除去有害的进气阀漏斗形沉积物、顶部沉积物等。处理歧管定位在有问题沉积物点或附近；将清洗作用集中在有问题的点，而不依赖某些其他携带清洗剂的分配体系。处理歧管可用于精确位置，并将清洗组合物送到发动机内腔中规定的位置，从而将清洗组合物的主要部分送到沉积的位置。这一处理位置与入孔口的位置无关，不利污染物从入孔口位置(下游)冲洗到沉积物位置；因此，实际上使希望的沉积物脱除变差。
根据发动机类型、几何形状和可提供的发动机入口(包括真空口和进气口以及接头)来设计处理歧管。因此，处理歧管可为刚性的或软质的，由与清洗用流体和发动机操作条件相适合的材料制成。但是，处理歧管的尺寸受到各种限制，即处理歧管的引入和在发动机内腔中的定位。插入的非限制性位置包括空气进气口、真空口例如PCV口、制动增压器口、空调真空口、钻孔的入口等。也可改变清洗组合物通过这一处理歧管的输送。例如，处理歧管可有单一的流体输送开口或喷孔，有任选的进气口位置的刻度标志，用于在不同的进气口之间来回移动：例如多阀门发动机上的A和B口或引向单一燃烧室的共用A/B口，或移动到导向不同燃烧室的进气口。这一灵活性使处理歧管可放置到很靠近发动机要清洗的内表面。处理歧管有足够的长度，与入孔口的位置无关，并有靠近喷孔的灵活的末端部分，用于将流体送到有问题的区域。另一方面，处理歧管可有多个沿其长度加工的孔或喷孔。这些多喷孔可有不同的尺寸，以便改进在一个或多个位置上的分配。多喷孔也可用来减缓或消除对这样的移动的需要。喷孔的位置可与进口流道关联，从而达到最佳的清洗组合物分配。另一方面，处理歧管可有许多装有喷孔的独立的定向管子，用于输送清洗组合物。
处理歧管靠近喷孔有灵活的末端部分，用于将流体送到有问题的区域。在最简单的方面，可通过处理歧管对密封元件的可拆连接和密封元件重新连接后将处理歧管人工定位到新的位置来实现这一灵活性和移动。例如，如果处理歧管延伸到发动机内最远的位置，那么通过拆下密封元件并除去一部分处理歧管可灵活定位发动机内的新位置，然后再连接密封件并如前通过现在可能更长的细长导管输送清洗溶液。另一方面，可除去处理歧管并改变到应有的尺寸。处理歧管的定位可操作人员通过抓住细长导管并旋转和/或转动使处理喷孔到所需位置来人工进行。
另一方面，这一定位可自动进行。处理歧管可相对发动机内腔伸缩移动。这可为刚性的，例如套装的同心分段部分，每一个与进一步伸向发动机内腔的相邻元件相通；或借助通过来回折叠过长的材料或类似手风琴样式的柔软结构；或通过使用与伸长的柔软末端部分相连的刚性引导元件。处理歧管的远端可用各种方法定位。一方面，可用外力例如强磁体使远端定位。在这样的应用中，末端部分由含铁的材料制成，并通过移动外部磁体使它沿所需路径定向。可用外部流体来扩大可伸缩的移动，这样的处理歧管通常有带圆柱形远端部分的圆柱形外壳，圆柱形远端部分固定到外壁上。外壁被来回折叠，形成可伸缩的远端，并形成内管壁，在圆柱形外壳内可伸缩，在密封元件附近形成近端。内壁形成内通道和可伸缩的外腔。连接气体或流体入口，并与外腔相通，当压力下送入时，可伸缩的远端向外伸出，可将形成的远端和喷孔通过伸缩移动定位到适合的位置。
另一方面，将处理歧管的远端部分与一个或多个与外部的手动控制设备相通的电缆连接。控制机构与操作电缆在操作上相连，以偏转带柔软部分和远端上至少一柔软顶部的处理歧管远端部分。控制机构适用于控制操作电缆内产生的拉力大小。优选的是，远端部分装有连接控制机构的组合四电缆体系，有至少两个用于控制左右移动和上下移动的节。任选的是，可将远端部分与带一个或多个伸向密封元件外部的发光纤维的纤维光学成象束相连。另外，它可配置微型视频相机，如CCD相机，它通过传输电缆或无线传输将图像传输到视频监视器。
处理歧管也可由连接到软导管的多管组成，在那里这些管子可通过发动机进气歧管的相同或不同真空点相关地或独立地指向所需的处理位置。这些多管沿其长度可有加工的孔或喷孔，以便将流体分配到单一的或多进气口。多管可有各种的内径，以便补偿在不同喷孔处变化的真空动力和流量分配。为了有助流体从开放喷孔的分布，管的远端部分可任选与喷嘴相连，以便产生液雾或改进喷射分配。
图2说明将清洗组合物送入要处理的发动机内腔的多孔口设备。所述的发动机(未示出)有用于将燃烧空气提供给燃烧室(未示出)的空气进气歧管(100)。对于多孔口发动机来说，空气进气歧管(100)可有许多从空气进气导向燃烧室的进气流道(110)。空气进气歧管也可有各种入孔点，例如风门、真空口、PCV口，以及有适合尺寸的其他连接，用于输送设备例如处理歧管(60)插入发动机内腔。一个这样的口为PCV滑道或PCV口(120)，它与至少一个进气流道(110)相通。正如在图2中说明的，通过打开的喷孔(130)从PCV滑道连接到进气流道。将带许多喷孔(62)的处理歧管(60)插入PCV滑道(120)，在那里任选处理歧管的喷孔与PCV滑道上的喷孔相关。如果需要，这一处理歧管可移动PCV滑道。处理歧管(60)与细长导管(40)流体相通，后者连接装有要输送的清洗用流体的储罐(未示出)。细长导管(40)和处理歧管(60)之间的连接为密封元件(50)，后者在PCV滑道内或在发动机的外部有至少一个表面，作为一个栓塞，在这种情况下，发动机真空从储存容器抽取清洗组合物。
在操作中，本发明的设备(10)可安装在靠近要处理的发动机的任何适合的位置。根据具体的发动机和具体的处理条件来选择空气进气歧管内送入处理组分的适合通道位置。例如，对于装有1.8升柴油发动机的1998 Mitsubishi Carisma来说，这种DISI发动机有通到进气阀B口的PCV流道。但是，带有与在空气进气歧管上连接PCV的发动机的曲轴箱内室相通的PCV阀的其他发动机也可用于这一目的。在这一特定的发动机中，确定的但不是优选的其他位置是风门和制动真空管线。但是，它们可能在其他发动机中是优选的。为了安装所述的设备，将连接PCV体系的发动机软管断开，并将处理歧管插入这一PCV滑道内，并用密封元件(50)密封其余的滑道开口。清洗步骤优选在完全暖机的发动机上进行，同时发动机在制造商推荐的空转速度至约3000转/分(RPM)的发动机速度下运转。然后通过处理歧管将清洗组合物送到需要处理的各分立发动机位置。某些应用可能需要移动歧管。如果使用依次的清洗组合物，那么用类似的方式将它们送入。可预先校正设备，以便达到所需的流速，或者在操作过程中现场校正。另外，这样的校正和移动可自动进行。在DISI发动机中，从PCV阀到燃烧室的进气口与燃料不接触，在进气阀上常常有更多的发动机沉积物。在这里作为例证，本发明的方法和设备旨在提供对这一问题的解决。
上述设备和加入方法规定用空气进气歧管内产生的发动机真空作为流体的动力。但是，在一个优选的方面，可用改进的设备来输送清洗组合物，所述的设备用外部的压力源将清洗溶液送入发动机。这种外部压力源可为加压的气溶胶容器、加压的气体(压缩空气、氮气等)，或另一方面可将泵连接在虹吸管(24)和软导管(40)之间。在现有技术中，适合用于输送和计量流体流的泵是已知的。适合的加压体系在现有技术中也可得到，例如在U.S.4807578和5097806中公开的；在这里两者的全部内容作为参考并入。通常，加压体系可构成有较小尺寸的部件，包括需要放置在发动机内的较薄导管(也就是处理歧管(60)或其他输送导管)。另外，加压体系常常为提高歧管喷孔(62)处的流体控制提供了机会。例如，这些喷孔可装有压力补偿阀、流量限制器和各种喷嘴，以便改进清洗用化合物的分配。
气溶胶加压体系用可由装有清洗组合物的与处理歧管(60)相通的气溶胶容器确定。加压气体体系使用与装有清洗组合物的压力容器接触的稳压气体，其中加压气体将流体置换到与处理歧管流体相通的排出端。正如上述设备中规定的，这两个体系都可任选包含有压力调节器、流量阀、过滤器和截止阀，使清洗组合物输送到所需的发动机处理区域。由空气供应源(200)通过供气软管(201)提供的压缩空气(通常为工业用压缩空气)来提供一种适合的加压气体体系(在图3部分中说明的)。加压空气邦助清洗组合物通过可拆连接到密封元件(250)并与处理歧管(260)流体相通的细长导管(240)在喷孔(262)处排出。加压气体体系包括一个与供气软管相通的调节器，更具体地说，可将供气软管的第一端连接空气提供源，而软管的第二端可与调节器相连，这样的连接可迅速拆开。调节器装有一个调节节，用于改变和控制送入耐压储罐的空气压力和空气流量，以及装有一个用于测量体系中空气压力的压力表。调节器通过储罐顶部的单向阀与储罐的主体相连。可利用互配螺纹和任选的垫圈例如O型圈将顶部固定到主体上。装有泄压阀的排气口帽固定到顶部，在主体部分内泄压阀可开启，以便泄掉压力。导向主体内腔并与要输送的清洗组合物接触的虹吸管也可固定到主体优选顶部上。虹吸管通过与接头连接并与单向阀相通的出口伸出主体。单向阀的下游为一个丁字接头，其中一个通道连接压力表，用来指示最终输送的清洗组合物的流体压力，而丁字接头的另一个通道连接隔离阀，它可防止清洗组合物流到细长导管和最终流到处理歧管和喷孔。
图3说明称为加压加入工具的多口的和内部多流道结构的设备。这种设备可用于将清洗组合物输送到发动机系统的内表面，所述的设备包含一根与处理歧管相通的适合通过入孔口插入往复式发动机内腔的细长导管，所述的处理歧管有许多其中有通道的独立导向管以及在每一根管上安装至少一个喷孔，以便将流体输送到备分立点，所述的管有近端和远端，其中近端与密封元件相通，而管子的至少一个远端可定位到要清洗的内表面。图3的几个部件以前已参考图1、2描述，但是为了简化起见，在这里使用新的参考数。图3用这样的加压气体体系说明，它用作将清洗组合物从储罐优选耐压储罐通过所述的设备送到需要清洗的往复式发动机的预选内腔的动力。但是，正如上述，也可用发动机的真空将清洗组合物从储罐送到发动机。
参考图3，用压力源(200)通过由调节器控制的供气管线(201)给耐压储罐(220)加压。供气管线可通过快速切断装置来连接，后者包含相互配合的凸形元件和凹形元件。通常，当快速断开元件相互连接时，单向阀开启，而当元件分开时，单向阀关闭，从而保持供气管线中的压力达到压力源的压力。耐压储罐(220)有一个与调节阀(225)相通的排料出口，常与压力表相连。调节阀可用来按比例调节流量或切断清洗组合物流。调节阀与细长导管(240)相通，后者能将清洗组合物从储罐通过密封元件(250)送到处理歧管(260)。更具体地说，正如图3说明的，从调节阀的连接为从这样一个连接优选快速连接到供气软管(241)，在那里供气软管的另一端与分流器(245)连接。当处理歧管(260)有许多独立的导向管并每一根独立的导向管按比例调节流量时，分流器特别适用。分流器有至少一个排料端以及优选有导向管数目一样的多排料口。但是，未使用的排料口可适当封闭，在使用单一口的情况下，分流器实际上为供气软管(241)和输送导管(242a-d)之间的接头，优选用快速连接。输送导管从分流器(245)通过密封元件上的连接即管密封(251)连接到密封元件(250)上。密封元件(250)与使用的发动机的入孔口为可拆连接，并用作送入发动机内腔的处理歧管(260)的通道。因此，密封元件常常区分从发动机内部到外部的过渡。因此，密封元件可有一个向着使用发动机的外表面(255)和一个内表面(256)，并可起法兰的作用，提供方便的入孔口。这种法兰特别优选的位置在空气进气歧管内，优选的是，法兰适合在风门板下游。在这种情况下，下游指燃烧空气通过发动机的运动方向。法兰可靠近风门板组件安装，优选模拟风门板的安装对策，例如螺栓孔(257a-d)与安装风门板的螺栓孔对准。在操作中，可取掉风门板组件，而密封元件用发动机内腔中的处理歧管适当定位，然后可再连接风门组件，与密封元件配合。管密封(251)可与密封元件成一体或固定到它上，在输送导管和发动机的入孔口之间提供密封。管密封连接输送导管，在发动机内腔和发动机外部之间提供基本上真空的紧配合。优选的是，管密封可拆，并可再连接到处理歧管上。
处理歧管(260)在发动机腔的内部，有带喷孔(262)的灵活端部，在这一发动机内腔内为清洗组合物的输送提供各分立的位置，其定位与发动机的入孔口无关。正如图3中说明的，处理歧管(260)还可包含一个与密封元件(250)相通的引导元件(265)，为带远端部分的软管(261)提供一个通道，最终通过喷孔(262)输送清洗组合物。引导元件有足够的刚性，有助于灵活末端部分定位在紧靠需要处理的位置，但存在允许处理歧管通过入孔口固定在发动机内部的尺寸限制。通常，优选更小的剖面。当刚性引导元件(265)使用时，它可预先制成，保持带有末端部分(267a-d)的弯管(266a-d)，用于根据发动机设计来改变管(261)的方向。例如根据发动机设计，引导元件可足够长和足够的弯曲，以致灵活末端部分可伸到各自进气流道中，并可靠近进气口。选择管(261)使之有足够的用引导元件穿引和导向的柔软性，并在化学上与要输送的清洗组合物相适应。在管子有太高柔软性以致它可被扭弯或不能充分定位的情况下，可用具有更高刚性的管(263)包覆管子。包覆物可为任何适合的材料，在一种情况下，选择有适合弹性常数的弹簧，以致它可在引导元件(265)内定向，而由于引导元件的弯管(266a-d)与弹簧的共同作用下，喷孔(262)可更紧靠发动机内腔中所需位置定位。任选的是，连接引导管(263)或管(261)的为牢固连接的定位元件(270)。定位元件使喷孔(262)在排料点与发动机内表面保持分离。视引导管子的通道的尺寸、形状和结构，常常希望在排料点在喷孔和内表面之间保持分离。在这一点与内壁的接触可对排出流的样式有不良影响，可增加毛细管作用的可能性和清洗组合物沿管的外部和沿外壁部分以不希望的方向回流。定位元件(270)可为用于空间定位的任何几何形状。适合的形状包括方形、椭圆形、平行四边形、三角形、三齿叶形等。定位元件(270)可收缩或改变尺寸以安装在引导元件(265)内；另一方面，定位元件可移动并与末端部分(267a-d)接触，用于插入和拔出处理歧管(260)。末端部分(267a-d)可用引导管(或管261)啮合，以便防止旋转和保持喷孔在发动机腔内的预先选定的位置。适合的键槽包括末端部分的狭槽、扁平端或其他几何形状限制，例如三角形元件、方形元件等。当定位元件(270)在通道的丁字接头(即分流器)处以及排料喷孔(262)也在丁字接头末端(多喷孔)时，键槽是特别适用的。在这样的情况下，键槽可确保适宜的取向，使流体得到最大控制。
图4说明处理歧管(260)在要处理的往复式发动机内腔中的定位，在这种情况下，处理歧管与空气进气歧管和风门板下游相通。因此，图4说明发动机(500)的一部分，主要集中在包括进气流道(110)和共振器(310)的空气进气系统。共振器朝向空气进气歧管，提供一个空腔，以缓冲燃烧空气性质引起的冲击。正如前述，共振器也可为处理组合物的汇集提供不希望的累积区域。本发明的一个方面是要通过使用处理歧管(260)来减少清洗组合物在歧管底部和/或共振器中汇集的可能和普遍发生。
正如在图4中说明的，将风门板组件(350)从进气歧管(100)中除去，在本情况下，这一点通过除去安装螺检和从进气歧管的入口除去风门板组件来实现。这一具体的风门板组件有可借助马达或其他致动器(352)开闭的风门板(353)，并用风门定位传感器(351)注明它的位置，其他风门板组件和控制体系在现有技术中也是已知的。风门板与发动机控制体系结合，并通过定位风门板(由开到闭)来调节送入燃烧室的空气数量。在风门板从使用的发动机除去以后，可将处理歧管通过打开的入孔区域插入发动机。优选的是，当插入发动机和优选在引导元件内时，处理歧管的喷孔(262)完全缩在处理歧管内。如果是这样装配，喷孔的缩进以及输送管、包覆元件和/或定位元件使处理歧管的最初定位更容易。在处理歧管在发动机腔中定位以后，密封元件与处理歧管和入孔口一起构成对发动机入孔口的可折连接。在图4中，密封元件(250)为法兰形，并夹在风门板组件和进气歧管的狭口之间。优选的是，风门板组件使用的安装设备也用于密封元件。在密封元件定位以后，风门板恢复与进气歧管相通，而发动机可在不进行另外的改变下操作。如果需要，处理歧管的可定位喷孔可在进气歧管中进一步定位。适合用于移动的设备已在上面描述。特别优选的喷孔定位区域紧靠希望清洗的区域；因此基本上可将清洗组合物输送到发动机内所需的位置。例如，一个这样的优选区域为空气进气入孔口。正如上述，为了控制处理歧管，有许多其他的入孔点。另一方面，为了独立的输送，带引导元件的处理歧管可与另外的歧管在不同的位置相连。图4中所示的适合位置为制动真空口(320)或PCV滑道(120)。单一的清洗组合物或多清洗溶液可通过例如顺序添加设备来控制。另一方面，多管甚至可在相同的进气流道内或如果装在相同的引导元件内区分清洗组合物。这样的组合物在化学上可为活性的，并在发动机内部预定的位置上反应。
本设备适用于输送不同粘度以及其他物理化学性质的清洗组合物。选择各种部件例如储罐、细长导管、处理歧管、管子、喷孔以及其他与清洗组合物流体接触的部件，使之在化学上相适应。与清洗组合物未发生流体接触的其他部件可由各种材料制成，包括金属、塑料、陶瓷和其他复合材料。
适合的清洗溶液
包括燃料基添加剂在内的各种汽化器清洗剂和发动机沉积物清洗剂在现有技术中是已知的，并适合用于本发明。优选的是，清洗组合物包含一种含氮清净添加剂以及一种包括醇类、酯类、脂族或芳族溶剂、环状碳酸酯或其混合物在内的载体。在这里描述特别优选的清洗组合物，它包含第一溶液混合物和第二溶液混合物(下面详述)，它已被研制并在各种内燃机中试验，以便从这些发动机的重要内表面快速和有效地除去沉积物。这样的沉积物脱除应用不限于某种类型的发动机，因为这种清洗组合物能从各种两冲程和四冲程内燃机例如PFI、DISI、柴油、船舶和天然气发动机及其辅助设备例如透平增压器、旋转和往复泵和透平中有效地除去沉积物。
在一个实施方案中，本发明的方法包括将清洗组合物送入预先暖机和空转的往复式内燃发动机的空气进气歧管，并用本发明的加入工具送入清洗组合物同时运转发动机。优选的清洗组合物包含第一溶液和第二溶液。第一溶液为(a)苯氧基单或聚(氧化亚烷基)醇、(b)至少一种选自(1)脂族醇和(2)脂族或芳族有机溶剂的溶剂以及(c)至少一种含氮清净添加剂的混合物。第二溶液为(d)苯氧基单或聚(氧化亚烷基)醇、(e)环状碳酸酯和(f)水的混合物。清洗组合物的组分进一步规定如下。
苯氧基单或聚(氧化亚烷基)醇
在本发明中使用的清洗组合物的苯氧基单或聚(氧化亚烷基)醇有以下通式：
式中R和R1独立为氢或甲基，而每一个R独立选自-CH2-CHR-O-单元；和x为0-4的一个整数；及其混合物。
在上述式I中，R和R1优选为氢，而x优选为0-2的一个整数。更优选的是，R和R1为氢，而x为0。
在本发明中使用的适合苯氧基单或聚(氧化亚烷基)醇例如包括2-苯氧基乙醇、1-苯氧基-2-丙醇、二乙二醇苯基醚、丙二醇乙二醇苯基醚、二丙二醇苯基醚等，包括它们的混合物。优选的苯氧基单或聚(氧化亚烷基)醇为2-苯氧基乙醇。商业2-苯氧基乙醇由Dow ChemicalCompany作为EPH Dowanol提供。
溶剂
本发明中使用的清洗组合物的溶剂组分为至少一种选自(1)脂族醇和(2)脂族和/或芳族有机溶剂的溶剂。在配方中可使用一种以上的溶剂，例如脂族醇的混合物、脂族有机溶剂的混合物、芳族溶剂的混合物。至少一种溶剂还包括脂族醇和脂族有机溶剂的混合物、脂族醇和芳族有机溶剂的混合物、脂族醇和脂族有机溶剂和芳族有机溶剂的混合物以及脂族有机溶剂和芳族有机溶剂的混合物。
1. 脂族醇
脂族醇选自C4-C30脂族醇或芳基取代的脂族醇。脂族醇包含直链或支链脂族基团，并可生成伯醇、仲醇和叔醇。优选的是，脂族醇含有6-20个碳原子、更优选7-15个碳原子。脂族醇可被C6-C9芳基取代，更优选为苯基取代。优选较低碳的醇，为辛醇、癸醇、十二碳醇、十四碳醇、十六碳醇以及支链醇等。特别优选的是乙基己醇，更特别优选的是2-乙基己醇。
醇可为不同分子量和不同支链的醇的混合物。商业提供的主要为直链醇的例子包括Alfol 810(基本直链的C8-C10伯醇的混合物)；Alfol1218(合成的C12-C18直链伯醇的混合物)；Alfol 20+alcohol(主要为C20醇的C18-C28伯醇的混合物，用气液色谱法测定)；和Alfol 22+alcohol(主要含C22醇的C18-C28伯醇)。Alfbl醇由Continental Oil Company提供。
适合的支链醇可选自以下各类：叔戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、新戊醇、3-甲基-2-丁醇、2-戊醇、3-戊醇、2，3-二甲基-2-丁醇、3，3-二甲基-1-丁醇、3，3-二甲基-2-丁醇、2-乙基-2-丁醇、2-己醇、3-己醇、2-甲基-1-戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-甲基-3-戊醇、3-甲基-1-戊醇、3-甲基-2-戊醇、3-甲基-3-戊醇、4-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-(2-己氧乙氧基)乙醇、叔丁醇、2，2-二甲基-3-戊醇、2，3-二甲基-3-戊醇、2，4-二甲基-3-戊醇、4，4-二甲基-3-戊醇、3-乙基-3-戊醇、2-庚醇、3-庚醇、2-甲基-2-己醇、2-甲基-3-己醇、5-甲基-2-己醇、2-乙基-1-己醇、4-甲基-3-庚醇、6-甲基-2-庚醇、2-辛醇、3-辛醇、2-丙基-1-戊醇、2，4，4-三甲基-1-戊醇、2，6-二甲基-4-庚醇、3-乙基-2，2-二甲基-3-戊醇、2-壬醇、3，5，5-三甲基-1-己醇、2-癸醇、4-癸醇、3，7-二甲基-1-辛醇、3，7-二甲基-3-辛醇、2-十二碳醇和2-十四碳醇。
商业提供的支链伯醇的实例可通过高碳烯烃进料的催化氢甲酰化或羰化来生产，作为例子，由ExxonMobile提供的“EXXAL 12”十二碳醇为C10-C14伯醇的混合物。适合的Exxal醇包括Exxal 7至Exxal13，以及包括异庚基、异辛基、异壬基、癸基、壬基、十二烷基和十三烷基的醇。这些商业支链醇的混合物例如以下醇为Exxal 7(支链庚醇的混合物)、Exxal 8(支链辛醇的混合物)、Exxal 9(支链壬醇的混合物)、Exxal 10(支链癸醇的混合物)、Exxal 11(支链壬醇的混合物)、Exxal12(支链十二碳醇的混合物)和Exxal 13(支链十三碳醇的混合物)。
商业提供的醇混合物的另一例子为Adol 60(约75％(重量)直链C22伯醇、约15％(重量)C20伯醇和约8％(重量)C18-C24醇)和Adol 320(油醇)。Adol醇由Ashland Chemical销售。另一类商业提供的混合物包括Shell Chemical Co.提供的“Neodol”产品。例如，Neodol 23为C12和C13醇的混合物；Neodol 25为C12和C15醇的混合物和Neodol45为C14-C15醇的混合物。Neodol 91为C9、C10和C11醇的混合物。由天然存在的和链长为约C8-C18的甘油三酸酯得到的一元脂肪酸的混合物由Procter&Gamble Company提供。这些混合物含有不同数量的主要含12、14、16或18个碳原子的脂肪酸。例如，CO-1214为含有0.5％C10醇、66.0％C12醇、26.0％C14醇和6.5％C16醇。
适合的芳基取代脂族醇选自C6-C9芳基，其中羟基连接到脂族部分上。优选的芳基取代的脂族醇为苄醇、α和β苯基乙醇、二苯基甲醇和三苯基甲醇。最优选的是苄醇。
2. 脂族或芳族有机溶剂
在本发明中也可使用脂族或芳族有机溶剂。适合的脂族溶剂包括脱芳烃的溶剂，例如由ExxonMobil提供的Exxsol D40和D60，也由ExxonMobil提供的其他脂族溶剂例如D15-20Naphta、D115-145Naphta和D31-35Naphta，以及非芳族矿物精等。
适合的芳族溶剂包括苯、甲苯、二甲苯或较高沸点的芳烃或芳烃稀释剂，例如C9芳烃溶剂。优选用于本发明的溶剂为C9芳烃溶剂。它包括C9芳烃例如三甲苯和乙基甲苯或丙基苯的混合物，它们有良好的溶解性和与燃料的相容性。也可使用其他芳族石油馏分，优选的是，不将它们归类为挥发性有机化合物。优选的芳族石油馏分为贫萘的(也就是含有小于约1％(重量)的萘)，因为萘可归类为有害空气的污染物。适合的石油馏分在商业上由ExxonMobil作为AROMATIC 100、150、200提供。
优选的是，使用的溶剂为脂族醇和脂族或芳族有机溶剂的混合物。在特别优选的实施方案中，溶剂为2-乙基己醇和C9芳烃溶剂的混合物。
含氮清净添加剂
本发明使用的清洗组合物还含有至少一种含氮清净添加剂。适合用于本发明的清净添加剂例如包括脂族烃基胺类、烃基取代的聚(氧化亚烷基)胺类、烃基取代的琥珀酰亚胺类、曼尼期反应产物、聚烷基苯氧基链烷醇的硝基和氨基芳族酯、聚烷基苯氧基氨基烷及其混合物。
可用于本发明的脂族烃基取代的胺类通常为有至少一个碱性氮原子的直链或支链烃基取代的胺，其中烃基的数均分子量为约700至3000。优选的脂族烃基取代的胺包括聚异丁烯基和聚异丁基单胺和多胺。
用于本发明的脂族烃基胺类用现有技术中已知的传统方法来制备。这样的脂族烃基胺类及其制备方法在U.S.3438757、3565804、3574576、3848056、3960515、4832702和6203584中详细公开，在这里其公开内容作为参考并入。
另一类适用于本发明的清净添加剂为烃基取代的聚(氧化亚烷基)胺类，也称为聚醚胺类。典型的烃基取代的聚(氧化亚烷基)胺类包括烃基聚(氧化亚烷基)单胺和多胺，其中烃基含有1至约30个碳原子，氧化亚烷基单元的数目为约5至100，而胺部分由氨、伯烷基单胺或仲二烷基单胺或有末端氨基氮原子的多胺得到。优选的是，氧化亚烷基部分为氧化亚丙基或氧化亚丁基或其混合物。这样的烃基取代的聚(氧化亚烷基)胺类例如在U.S.6217624(Morris等)和U.S.5112364(Rath等)中公开，在这里其公开内容作为参考并入。
烃基取代的聚(氧化亚烷基)单胺的优选类型为烷基苯基聚(氧化亚烷基)单胺，其中聚(氧化亚烷基)部分含有氧化亚丙基单元或氧化亚丁基单元或其混合物。优选的是，烷基苯基部分上的烷基为C1-C24直链或支链烷基。特别优选的烷基苯基部分为四丙烯基苯基、也就是其中烷基为丙烯四聚物得到的C12支链烷基。
用于本发明的另外类型的烃基取代的聚(氧化亚烷基)胺为例如在U.S.4288612、4236020、4160648、4191537、4270930、4233168、4197409、4243798和4881945中公开的烃基取代的聚(氧化亚烷基)氨基氨基甲酸酯，在这里其每一专利的公开内容都作为参考并入。
这些烃基聚(氧化亚烷基)氨基氨基甲酸酯含有至少一个碱性氮原子，其平均分子量为约500至10000、优选约500至5000、更优选约1000至3000。优选的氨基氨基甲酸酯为烷基苯基聚(氧化亚丁基)氨基氨基甲酸酯，其中胺部分由乙二胺或二乙三胺得到。
适用于本发明的另一类清净添加剂为烃基取代的琥珀酰亚胺类。典型的烃基取代的琥珀酰亚胺包括聚烷基琥珀酰亚胺或聚链烯基琥珀酰亚胺，其中聚烷基或聚链烯基的平均分子量为约500至5000、优选约700至3000。烃基取代的琥珀酰亚胺通常通过烃基取代的琥珀酸酐与有至少一个活性氢连接在胺的氮原子上的胺或多胺反应来制备。优选的烃基取代的琥珀酰亚胺包括聚异丁烯基琥珀酰亚胺和聚异丁基琥珀酰亚胺及其衍生物。
用于本发明的烃基取代的琥珀酰亚胺例如在U.S.5393309、5588973、5620486、5916825、5954843、5993497和6114542以及B.P.1486144中公开，在这里其每一专利的公开内容作为参考并入。
可用于本发明的另一类清净添加剂为曼尼期反应产物，它们通常由高分子量烷基取代的羟化芳烃化合物、含有至少一个活性氢的胺和醛的曼尼期缩合来制得。高分子量烷基取代的羟化芳烃化合物优选为聚烷基苯酚，例如聚丙基苯酚和聚丁基苯酚，特别是聚异丁基苯酚，其中聚烷基的平均分子量为约600至3000。胺反应物通常为多胺，例如亚烷基多胺，特别是亚乙基多胺或聚亚乙基多胺，例如乙二胺、二乙三胺、三乙四胺等。醛反应物通常为脂族醛，例如包括仲甲醛和福尔马林在内的甲醛和乙醛。优选的曼尼期反应产物通过聚异丁基苯酚与甲醛和二乙三胺缩合来制得，其中聚异丁基的平均分子量为约1000。
适合用于本发明的曼尼期反应产物例如在U.S.4231759和5697988中公开，在这里其每一专利的公开内容作为参考并入。
适用于本发明的另一类清净添加剂为聚烷基苯氧基氨基烷类。优选的聚烷基苯氧基氨基烷包括那些有以下分子式的：
Figure A0380489600281
式中R5为平均分子量为约600至5000的聚烷基；
R6和R7独立为氢或C1-C6低碳烷基；以及
A为氨基、烷基中有约1至约20个碳原子的N-氨基、在每一烷基中有约1至约20个碳原子的N，N-二烷基氨基，或有约2至约12个胺氮原子和约2至约40个碳原子的多胺部分。
上述式III的聚烷基苯氧基氨基烷及其制备方法在U.S.5669939中详细公开，在这里其公开内容作为参考并入。
聚烷基苯氧基氨基烷和聚(氧化亚烷基)胺的混合物也适合用于本发明。这些混合物在U.S.5851242中详细公开，在这里其公开内容作为参考并入。
用于本发明的一类优选的清净添加剂为聚烷基苯氧基链烷醇的硝基或氨基芳族酯。优选的聚烷基苯氧基链烷醇的硝基或氨基芳族酯包括那些有下式的：
Figure A0380489600291
式中：R8为硝基或-(CH2)n-NR13R14，其中R13和R14独立为氢或C1-C6低碳烷基，而n为0或1；R9为氢、羟基、硝基或-NR15R16，其中R15和R16独立为氢或C1-C6低碳烷基；R10和R11独立为氢或C1-C6低碳烷基；以及R12为平均分子量为约450至5000的聚烷基。
上述式IV所示的聚烷基苯氧基链烷醇的芳族酯及其制备方法在U.S.5618320中详细公开，在这里其公开内容作为参考并入。
聚烷基苯氧基链烷醇的硝基或氨基芳族酯和烃基取代的聚(氧化亚烷基)胺的混合物也优选用于本发明。这些混合物在U.S.5749929中详细公开，在这里其公开内容作为参考并入。
可能在本发明中用作清净添加剂的优选烃基取代的聚(氧化亚烷基)胺包括那些有下式的：
Figure A0380489600292
式中：R17为有约1至约30个碳原子的烃基；
R18和R19独立为氢或C1-C6低碳烷基，在每一个-O-CHR18-CHR19单元中独立选择每一个R18和R19；
B为氨基、在烷基中有约1至约20个碳原子的N-烷基氨基、在每一烷基中有约1至约20个碳原子的N，N-二烷基氨基或有约2至约12个胺氮原子和约2至约40个碳原子的多胺部分；以及
m为约5至约100的一个整数。
上述式V的烃基取代的聚(氧化亚烷基)胺及其制备方法在U.S.6217624中详细公开，在这里其公开内容作为参考并入。
式V的烃基取代的聚(氧化亚烷基)胺优选单独使用或与其他清净添加剂组合使用，特别是与式III的聚烷基苯氧基氨基烷或式IV所示的聚烷基苯氧基链烷醇的硝基或氨基芳族酯组合使用。更优选的是，用于本发明的清净添加剂为式V的烃基取代的聚(氧化亚烷基)胺和式IV所示的聚烷基苯氧基链烷醇的硝基或氨基芳族酯的组合物。特别优选的烃基取代的聚(氧化亚烷基)胺清净添加剂为十二碳烷基苯氧基聚(氧化亚烷基)胺，而特别优选的清净添加剂的组合物为十二碳烷基苯氧基聚(氧化亚烷基)胺和4-聚异丁基苯氧基乙基对氨基苯甲酸酯的组合物。
另一类适用于本发明的清净添加剂为含氮的汽化器/喷射器清净剂。汽化器/喷射器清净剂通常为相对低分子量的化合物，其数均分子量为约100至约600，并有至少一个极性部分和至少一个非极性部分。非极性部分通常为有约6至约40个碳原子的直链或支链烷基或链烯基。极性部分通常为含氮的。典型的含氮极性部分包括胺(例如在U.S.5139534和WO 90/10051中公开的)、醚胺(例如在U.S.3849083和WO90/10051中公开的)、酰胺、聚酰胺和酰胺-酯(例如在U.S.2622018、4729769和5139534以及EP 149486中公开的)、咪唑啉(例如在U.S.4518782中公开的)、氧化胺(例如在U.S.4810263和4836829中公开的)、羟胺(例如在U.S.4409000中公开的)和琥珀酰亚胺(例如在U.S.4292046中公开的)。
环状碳酸酯
优选的环状碳酸酯包括那些有下式的：
式中：R20、R21、R22、R23、R24和R25独立选自氢、羟基、羟甲基、羟乙基、约1至6个碳原子的烃基；n为0-1的一个整数。优选的是，R20、R21、R22、R23、R24和R25为氢或C1-C2低碳烷基、更优选氢或甲基。
用于本发明的优选环状碳酸酯为上述式1的那些，其中n为0和R20、R21、R22为氢和R23为甲基、乙基或羟甲基。优选的是，当n为1时，R21、R22、R23、R24和R25为氢。最优选的是下面规定的碳酸亚乙基酯、碳酸亚丙基酯和碳酸亚丁基酯。
以下为适合用于本发明的环状碳酸酯及其混合物的例子：1，3-二氧杂环戊-2-酮(也称为碳酸亚乙基酯)；4-甲基-1，3-二氧杂环戊-2-酮(也称为碳酸亚丙基酯)；4-羟甲基-1，3-二氧杂环戊-2-酮；4，5-二甲基-1，3-二氧杂环戊-2-酮；4-乙基-1，3-二氧杂环戊-2-酮；4，4-二甲基-1，3-二氧杂环戊-2-酮(上述三个也称为碳酸亚丁基酯)；4-甲基-5-乙基-1，3-二氧杂环戊-2-酮；4，5-二乙基-1，3-二氧杂环戊-2-酮；4，4-二乙基-1，3-二氧杂环戊-2-酮；1，3-二噁烷-2-酮；4，4-二甲基-1，3-二噁烷-2-酮；5，5-二甲基-1，3-二噁烷-2-酮；5，5-二羟甲基-1，3-二噁烷-2-酮；5-甲基-1，3-二噁烷-2-酮；4-甲基-1，3-二噁烷-2-酮；5-羟基-1，3-二噁烷-2-酮；5-羟甲基-5-甲基-1，3-二噁烷-2-酮；5，5-二乙基-1，3-二噁烷-2-酮；5-甲基-5-丙基-1，3-二噁烷-2-酮；4，6-二甲基-1，3-二噁烷-2-酮和4，4，6-三甲基-1，3-二噁烷-2-酮。其他适合的环状碳酸酯可用现有技术已知的方法由C1-C30烯烃制备的visconal二醇来制备。
这些环状碳酸酯中有几种可商业提供，例如由Lyondell ChemicalCompany以商品名ARCONATE销售的1，3-二氧杂环戊-2-酮或4-甲基-1，3-二氧杂环戊-2-酮。另一方面，Huntsman Performance Chemicals还以商品名JEFFSOL销售碳酸亚乙基酯、碳酸亚丙基酯、碳酸-1，2-亚丁基酯及其混合物。环状碳酸酯可很容易通过已知的反应来制备。例如，虽然不是优选的，光气与适合的α烷二醇或烷-1，3-二醇的反应生成用于本发明范围内的碳酸酯，例如U.S.4115206中公开的，在这里它作为参考并入。
同样，适用于本发明的环状碳酸酯也可通过在酯转移的条件下适合α烷二醇或烷-1，3-二醇与例如碳酸二乙酯的酯转移来制备。例如参见U.S.4384115和4423205有关环状碳酸酯制备的描述，它们在这里作为参考并入。使用Cr(III)和Co(III)为基础的催化剂体系的催化方法也可用于由CO2和末端环氧化物在缓和条件下合成环状碳酸酯。例如，环氧丙烷与CO2在这些配合物存在下反应，定量生成碳酸亚丙基酯。可使用溶剂在中等温度(25-100℃)、CO2压力(1-5大气压)和低催化剂浓度(0.075％(摩尔))下进行反应或不使用溶剂。
正如这里使用的，术语“α烷二醇”指有两个羟基取代基的烷烃，其中羟基取代基在彼此相邻的碳上。α烷二醇的例子包括1，2-丙二醇、2，3-丁二醇等。同样，术语“烷-1，3-二醇”指有两个羟基取代基的烷烃，其中羟基取代基为β取代的。也就是，在羟基取代的碳之间有亚甲基或取代的亚甲基部分。烷-1，3-二醇的例子包括丙-1，3-二醇、戊-2，4-二醇等。
用于制备用于本发明的1，3-二氧杂环戊-2-酮的α烷二醇可商业提供或可用现有技术已知的方法由相应的烯烃来制备。例如，烯烃可首先与过酸例如过氧乙酸或过氧化氢反应，生成相应的环氧化合物，后者很容易在酸或碱催化作用下水解，生成α烷二醇。在另一方法中，烯烃首先卤化生成二卤代衍生物，然后通过首先与乙酸钠然后与氢氧化钠反应水解成α烷二醇。如此使用的烯烃在现有技术中是已知的。
用于制备本发明中使用的1，3-二氧杂环戊-2-酮的烷-1，3-二醇可商业提供或可用标准技术例如丙二酸衍生来制备。
4-羟甲基-1，3-二氧杂环戊-2-酮衍生物和5-羟基-1，3-二氧杂环戊-2-酮衍生物可通过在U.S.4115206的方法中使用的甘油或取代的甘油来制备。如果需要，如此制备的混合物可用传统的技术分离。优选的是，所述的混合物照原样使用。
5，5-二羟甲基-1，3-二氧杂环戊-2-酮可通过等当量季戊四醇与光气或碳酸二乙酯(等)在酯转移条件下反应来制备。
5-羟甲基-5-甲基-1，3-二氧杂环戊-2-酮可通过等当量三羟甲基乙烷与光气或碳酸二乙酯(等)在酯转移条件下反应来制备。
配方
正如上述，优选的是，用于本发明的清洗组合物包含第一清洗溶液和第二清洗溶液。第一溶液为(a)苯氧基单或聚(氧化亚烷基)醇、(b)至少一种选自(1)脂族醇和(2)脂族或芳族有机溶剂的溶剂以及(c)至少一种含氮清净添加剂的混合物。第一清洗溶剂通常含有(a)约10至70％(重量)、优选约10至50％(重量)、更优选约15至45％(重量)苯氧基单或聚(氧化亚烷基)醇，(b)约5至50％(重量)、优选10-30％(重量)、更优选约15至25％(重量)溶剂或溶剂混合物，以及(c)约1至60％(重量)、优选10至50％(重量)、更优选约15至45％(重量)清净添加剂或添加剂混合物。当溶剂组分为脂族醇和脂族或芳族有机溶剂的混合物时，清洗组合物通常含有约5至30％(重量)、优选约5至15％(重量)脂族醇和约5至30％(重量)、优选5-15％(重量)脂族或芳族有机溶剂。当清净剂组分含有优选的聚(氧化亚烷基)胺和聚烷基苯氧基链烷醇的芳香酯的组合物时，清洗组合物通常含有约0.5至45％(重量)、优选8-40％(重量)聚(氧化亚烷基)胺和约0.5至15％(重量)、优选1-10％(重量)聚烷基苯氧基链烷醇的芳香酯。
正如上述，第二清洗溶液为(a)苯氧基单或聚(氧化亚烷基)醇、(b)环状碳酸酯和(c)水的均匀混合物。
第二清洗溶液的苯氧基单或聚(氧化亚烷基)醇组分为上述式I的一种化合物或化合物的混合物，可与初始清洗组合物的苯氧基单或聚(氧化亚烷基)醇组分相同或不同。第二清洗溶液通常含有(a)约5至95％(重量)、优选约20至85％(重量)苯氧基单或聚(氧化亚烷基)醇、(b)约5至95％(重量)、优选约5至50％(重量)环状碳酸酯和(c)约5至25％(重量)、优选约5至20％(重量)水。
配方A：制备了用于实施例的两份清洗组合物：第一清洗溶液加入2-苯氧基乙醇、2-乙基己醇、C9芳烃溶剂和清净添加剂混合物。更具体地说，第一清洗溶液加入大约：35.5％(重量)十二烷基苯氧基聚(氧化亚丁基)胺、2.6％(重量)对氨基苯甲酸4-聚异丁基苯氧基乙基酯、13.7％(重量)C9芳烃溶剂、42.2％(重量)2-苯氧基乙醇和6.0％(重量)2-乙基己醇。其中，十二烷基苯氧基聚(氧化亚丁基)胺和对氨基苯甲酸4-聚异丁基苯氧基乙基酯按U.S.57499296中公开的制备。2-苯氧基乙醇由Dow Chemical Company以EPH Dowanol提供。第二清洗组合物使用含有大约：47.5％(重量)2-苯氧基乙醇、47.5％(重量)碳酸亚丙基酯和水的水溶液。
配方B含有加入大约：33％(重量)十二烷基苯氧基聚(氧化亚丁基)胺、5％(重量)对氨基苯甲酸4-聚异丁基苯氧基乙基酯、10％(重量)C9芳烃溶剂、42％(重量)2-乙基己醇和10％(重量)2-丁氧基乙醇的第一清洗溶液。第二清洗组合物使用含有大约：80％(重量)2-苯氧基乙醇、10％(重量)2-丁氧基乙醇和水的水溶液。
实施例
在下列非限制性实施例中可进一步说明本发明。
对比例A
PFI发动机实施例：说明使用商业设备的进气沉积物。使用上述的清洗溶液，用下述的方法来脱除进气口燃料喷射(PFI)内燃机中的沉积物。在1996 GM LD9，2.3L发动机功率计试验台中说明步骤。
用以下步骤进行沉积物生成和脱除实验：
用全部清洁的部件组装LD9发动机。
将发动机运转100小时，以便积累足够的沉积物。
沉积物生成阶段完成后，将发动机拆卸，测量并纪录进气系统和燃烧室沉积物的厚度和重量。然后将测量过的发动机重新组装，以便进行清洗阶段。
在发动机完全暖机后进行沉积物脱除，同时在快空转(1500RPM)下运转。总计650毫升两部分配方A的清洗溶液(每一溶液350毫升，分开加入或一起加入)用商业提供的设备(使风门板组件上游的配方雾化)通过进气歧管输送。总的加入时间约25至35分钟。商业提供的设备由一个加压容器、一个调节器、一个流量控制阀和一个喷嘴组成，以便得到喷射流。在部分1和2组合的情况下，喷射压力设定在30-60psig。在某些实验中，分开提供部分1和部分2，因为两种配方有不同的粘度，使用压力调节器来改变提供的压力，以便使每一产品得到适宜的流速。在这种情况下，第一清洗溶液在40-60psig下提供，而第二清洗溶液在15-30psig下提供。
步骤完成时，在停机以前，将发动机空转3-5分钟。为了测定清洗性能，将发动机再次拆卸，并测量进气系统和燃烧室沉积物的厚度和重量。当清洗溶液顺次加入时，进气阀清洗率为25.8％(结垢时进气阀沉积物平均重231毫克，清洗后171毫克)，而当清洗溶液1和2在加入以前混合时，进气阀清洗率为20.7％(结垢时进气阀沉积物平均重239毫克，清洗后190毫克)。
对比例B
DISI发动机实施例：基本上重复对比例A中描述的商业设备和方法，以便脱除直接喷射火花点燃式(DISI)内燃机中的沉积物。具体的发动机为1998，2.4L Mitsubishi DISI发动机。
用以下步骤进行沉积物生成和脱除实验：
用全部清洁的部件组装DISI发动机。将发动机运转200小时，它构成实验的沉积物生成阶段。沉积物生成阶段完成后，将发动机拆卸，测量并纪录进气系统和燃烧室沉积物的厚度和重量。然后将测量过的发动机组装，以便进行清洗阶段。
在发动机完全暖机后进行沉积物脱除，同时在快空转(2000-2500RPM)下运转，但是这一步骤可在制造商推荐的空转速度至约3500RPM下进行。
在这一实验中，总计1150毫升两部分清洗溶液(配方B)用商业提供的设备(使风门板组件上游的配方雾化)通过进气歧管输送。总的加入时间约40分。商业提供的设备由一个加压容器、一个调节器、一个流量控制阀和一个喷嘴组成，以便得到喷射流。在这一实验中，部分1和2分开提供，因为两种配方有不同的粘度，使用压力调节器来改变提供的压力，以便使每一产品得到适宜的流速(第一清洗溶液在40-60psig下提供，而第二清洗溶液在15-30psig下提供)。步骤完成时，在停机以前，将发动机空转3-5分钟。值得注意的是，实验完成并将发动机拆卸后，观测到大约39％的清洗溶液在进气系统共振器中积累。这是一件主要关心的事情，因为有可能在更高的发动机速度下，积累的流体不可控地再次抽入燃烧室，从而通过所谓的液力阻塞引起发动机灾难性损坏。为了测定清洗性能，将发动机再次拆卸，并测量进气系统沉积物的重量。当清洗溶液顺次加入时，进气阀清洗率为20.9％(结垢时进气阀沉积物平均重355.6毫克，清洗后305毫克)。
实施例1
DISI发动机实施例：使用本发明的设备和加入工具脱除直接喷射火花点燃式(DISI)内燃机进气系统的沉积物。具体的发动机为1998，2.4L Mitsubishi DISI发动机，清洗组合物为配方A。
用以下步骤进行沉积物生成和脱除实验：
用全部清洁的部件组装DISI发动机。将发动机运转200小时，它构成实验的沉积物生成阶段。沉积物生成阶段完成后，将发动机拆卸，测量并纪录进气系统沉积物的重量。然后将测量过的发动机组装，以便进行清洗阶段。
发动机的真空为清洗组合物输送到发动机内腔的动力。用于分立输送清洗组合物的方便入孔点为进气歧管；更具体地说，为汽车曲轴箱正压通风(PCV)滑道。这一滑道与进气阀相通并靠近它；使清洗组合物在每一起作用的进气口上游更集中并使沉积物脱除增加。将输送设备通过PCV孔插入PCV滑道内，达到所需的位置，从而将清洗组合物输送到每一进气口。这一方面使用插入发动机内部并有将流体输送到所述位置的出口的柔软处理歧管。与处理歧管的连接为一个密封件，用于密封其余的PCV口。标记处理歧管，以便示出所需的插入深度。使处理歧管在PCV滑道内来回移动，以便使处理歧管的出口可对应到每一进气流道，使处理组合物在汽缸之中均匀分配。设定并调节流量控制阀与输送设备相通，达到很宽的即约10至约140毫升/分的清洗流体输送速度。
在本实施例中，调节流量控制阀，以便在进气真空下达到约30毫升/分的流速。将流速调节以后，用清洗组合物的相称数量，将清洗组合物依次分配到入口。在连续加入清洗组合物的情况下，进行与上述类似的操作。总计1150毫升两部分配方B的清洗溶液被输送(顺序加入的每一溶液为575毫升)到发动机中，总的加入时间为大约40分钟。步骤完成时，在停机以前将发动机空转3-5分钟。为了测定清洗性能，将发动机再次拆卸，并测量进气系统沉积物的重量。当清洗溶液顺次加入时，进气阀清洗率为34.6％(结垢时进气阀沉积物平均重529毫克，清洗后346.2毫克)。
实施例2
DISI发动机实施例：使用实施例1中公开的相同类型发动机和沉积物生成。这一实施例用不同的设备和加入工具来输送清洗组合物。所述的加入工具由一个加压容器、一个控制加入组合物压力和流速的压力调节器和计量阀、一根与连接四根内径0.76毫米软管的分流器相连的细长导管组成，这些管子与密封元件和发动机腔内的处理歧管相通。清洗组合物通过处理歧管的刚性元件引导的软管进行输送。这些管子在法兰组件处密封，为了在单个发动机进气系统流道内准确输送清洗组合物，它们装在套管组件内(图3)。将法兰和套管组件放在风门板组件和发动机进气歧管之间(图4)。适当调节软管远端部分上的喷孔，使产品沿各个进气口均匀分配。通过将中空的圆形体附在软管的远端部分来使喷孔与内壁分开。做到这一点以确保清洗溶液在边界层外排放并远离进气系统表面。
在这一实验中，分开提供两部分配方，因为两种配方有不同的粘度，使用压力调节器来改变提供的压力，以便使每一产品得到适宜的流速(第一清洗溶液在40-60psig下提供，而第二清洗溶液在15-30psig下提供)。在大约40分钟内提供总计1150毫升配方B的清洗溶液。
步骤完成时，在停机以前，将发动机空转3-5分钟。为了测定清洗性能，将发动机再次拆卸，并测量进气系统沉积物的重量。当清洗溶液顺次加入时，进气阀清洗率为50.9％(结垢时进气阀沉积物平均重510.9毫克，清洗后251毫克)。
实施例3
DISI发动机实施例：使用下述方法，用实施例1的设备脱除装有1.8L DISI发动机的1998 Mitsubishi Carisma车辆中的沉积物。
用以下步骤进行沉积物生成和脱除实验：
用全部清洁的部件组装DISI发动机。将所述的车辆里程累积车道上行驶8000公里，以便积累足够的沉积物。
沉积物生成阶段完成后，将发动机拆卸，测量并纪录进气系统和燃烧室沉积物的厚度和重量。然后将测量过的发动机组装以便进行清洗阶段。
在发动机完全暖机后进行沉积物脱除，同时在快空转(2000RPM)下运转，但是这一步骤也可在制造商推荐的空转速度至约3500RPM下进行。在这种DISI发动机的情况下，用于分立送入清洗组合物的方便入孔点为进气歧管；更具体地说，为汽车曲轴箱正压通风(PCV)滑道。这一滑道与进气阀相通并靠近它；使清洗组合物在每一起作用的进气口上游更集中，并使沉积物脱除增加。将输送设备通过PCV孔插入PCV滑道内，达到所需的位置，从而将清洗组合物输送到每一进气口。这一方面使用插入发动机内部并有将流体输送到所述位置的出口的柔软处理歧管。与处理歧管的连接为一密封件，用于密封其余的PCV口。标记处理歧管，以便示出所需的插入深度。使处理歧管在PCV滑道内来回移动，以便使处理歧管的出口可对应到每一进气流道，使处理组合物在汽缸之中均匀分配。设定并调节与输送设备相通的流量控制阀，达到很宽的即约10至约140毫升/分的清洗流体输送速度。
在本实施例中，调节流量控制阀，以便在进气真空下达到约30毫升/分的流速。将流速调节以后，用清洗组合物的相称数量，将清洗组合物依次分配到入口。在连续加入清洗组合物的情况下，进行与上述类似的操作。总计1150毫升两部分配方A的清洗溶液被输送(顺序加入的每一溶液为575毫升)到发动机中，总的加入时间为大约40分钟。
步骤完成时，在停机以前，将发动机空转3-5分钟。为了测定清洗性能，将发动机再次拆卸，并测量进气系统和燃烧室沉积物的厚度和重量。当清洗溶液顺次加入时，进气阀清洗率为51.1％(结垢时进气阀沉积物平均重269毫克，清洗后131毫克)。
实施例4-5
DISI发动机实施例：用配方B重复实施例3的步骤。实施例4使用大约335毫升第一清洗溶液，随后使用415毫升第二清洗溶液。实施例5使用大约575毫升第一清洗溶液，随后使用575毫升第二清洗溶液。测定清洗性能。对于实施例4，当清洗溶液顺次加入时，进气阀清洗率为51.0％(结垢时进气阀沉积物平均重196毫克，清洗后96毫克)，而对于实施例5为53％(结垢时进气阀沉积物平均重294.2毫克，清洗后138毫克)。
表1 实验结果
实施例 试验条件(前和后) AVG进气阀沉积物重量(毫克) 进气阀清洗AVG％
对比例A* (生成污垢)     235     23.3％
(清洗后)     181
对比例B (生成污垢)     356     20.9％
(清洗后)     305
实施例1 (生成污垢)     529     34.6％
(清洗后)     346
实施例2 (生成污垢)     511     50.9％
(清洗后)     251
实施例3 (生成污垢)     269     51.1％
(清洗后)     131
实施例4 (生成污垢)     196     51.0％
(清洗后)     96
实施例5 (生成污垢)     294     53％
(清洗后)     138
*两次运转的平均值
表1中的实验数据为用这一实施例举例说明的在前后结果的基础上计算的清洗率表示的发动机清洁度。清洗率在(污垢组分-清洗的组分)/污垢组分×100得到组分清洗率的基础上计算。正如可看出的，在PFI和DISI发动机中，本发明使用的设备和加入工具在进气系统和燃烧室沉积物方面提供了比传统技术显著的下降。
实施例6
性能实施例—柴油发动机：实施例1公开的清洗组合物也用于2001，Ford HSDI 2.0柴油发动机中进行沉积物脱除。将所述的发动机安装在功率计发动机台上。在清洗试验以前，将发动机汽缸盖取下，测量并纪录进气阀、活塞顶和汽缸盖的沉积物。用部分1和部分2配方顺序进行清洗步骤。在实验以前，将发动机完全暖机，同时在2500RPM运转。在这些实验中，使用两种不同的发动机速度(850和2400RPM)，但是，2400RPM比850RPM得到更稳定的发动机操作。为了产品更好的分配，使用加热泵输送，利用带8个喷嘴的滑道，将两种配方送到进气歧管体系内。通过主空气进气系统开口将加入器的滑道插入空气进气歧管。预先按这样的方式确定加入器上喷嘴间距，以致一旦加入器滑道在空气进气歧管内，喷嘴就与进气歧管流道对准。
步骤完成时，在停机以前，将发动机空转大约10分钟。通过拆下发动机的汽缸盖并测量沉积物的重量和厚度，来测定沉积物脱除的效率。正如表1中所示，测量并计算了发动机的清洗性能。其结果如下：进气阀沉积物清洗率提高24.7％(结垢时进气阀沉积物平均重量为240毫克与清洗后178毫克)，活塞顶部清洗率提高41.5％(结垢时活塞顶部沉积物平均厚度8.2微米与清洗后4.8微米)以及汽缸盖清洗率提高70.6％(结垢时汽缸盖沉积物平均厚度108微米与清洗后10.2微米)。如此的清洁度表明清洗组合物从柴油发动机中除去进气系统和燃烧室沉积物是有效的。
实施例7
性能实施例—天然气发动机：实施例1的清洗组合物用于清洗大型内孔的天然气发动机。在总排量为115升的12缸Waukesha静止发动机中进行沉积物脱除实验。用连接装配方的容器的刚性管，将发动机歧管稍作改变，以便产品在进气口内输送并紧靠漏斗形阀。将刚性输送管通过以前形成的入孔口插入进气系统，所述的入孔口给进气口区域提供了无阻碍的通路。针形阀用于控制产品的流量，得到适当的发动机操作。在清洗实验以前，用视频显示器通过肉眼观察来检验，发动机在天然气现场操作数小时，已在进气系统和燃烧室内积累了大量沉积物。然后在空转下将发动机暖机。将清洗溶液顺序送入进气系统内，同时使发动机空转。试验完成时，在不拆开发动机的条件下，用相同的视频显示器评价沉积物的脱除。训练有术的技术人员的肉眼观察表明大量的沉积物从进气系统和燃烧室表面脱除(一直到100％)。

Claims (20)

1.一种将清洗溶液送到往复式发动机系统的内表面的设备，所述的设备包含一根与适合通过入孔口放入往复式发动机腔内部的处理歧管流体相通的细长导管和一个密封元件，所述的处理歧管有一个贯穿的内孔和有至少一个用于将流体输送到所述发动机需要清洗的内表面的喷孔的灵活末端部分，其中处理歧管有足够的长度，以致所述的喷孔可独立于入孔口的位置定位，所述密封元件围绕所述的处理歧管并与其一起构成对发动机入孔口的可拆连接。
2.根据权利要求1的设备，其中处理歧管适合定位在内燃机的进气系统内。
3.根据权利要求2的设备，其中内燃机的进气系统还包含一个风门板，以及其中处理歧管适合定位在所述的风门板的下游。
4.根据权利要求3的设备，其中发动机还含有PCV口以及密封元件连接PCV口。
5.根据权利要求3的设备，其中密封元件与风门板连接。
6.根据权利要求1的设备，其中处理歧管有一个与细长导管和密封元件相通的第一末端部分和一个有许多喷孔的第二末端部分。
7.根据权利要求1的设备，其中处理歧管还包含一个用于灵活末端部分定位的引导设备。
8.一种将清洗溶液送到需要清洗的发动机系统多个独立的内表面的设备，所述的设备包含一根与适合通过入孔口插入往复式发动机腔内部的处理歧管流体相通的细长导管以及一个密封元件，所述的处理歧管有一个与中央内孔上的许多喷孔相通的中央内孔并沿它径向向外延伸，所述的喷孔可沿中央内孔定位，以便提供许多分立的输送点，以便将清洗组合物基本上送到与入孔口位置无关的许多预选的发动机内表面，所述密封元件围绕所述的处理歧管并与其一起构成对发动机入孔口的可拆连接。
9.根据权利要求8的设备，其中喷孔有不同的内径。
10.根据权利要求8的设备，其中密封元件与处理歧管相结合，以便使处理歧管可选择定位在发动机腔内。
11.一种将清洗溶液送到发动机系统的内表面的设备，所述的设备包含一根与适合通过入孔口插入往复式发动机腔内部的处理歧管流体相通的细长导管，所述的处理歧管有许多其中有通道的独立的可定向管以及在每一管上有至少一个喷孔，作为流体输送的分立点，所述的可定向管有近末端和远末端，其中近末端与密封元件相通，而可定向管的至少一个远末端可定位到要清洗的内表面。
12.根据权利要求10的设备，其中还包含一个用于将至少一个远末端定位到基本上邻近发动机需要清洗的内表面位置的引导设备。
13.根据权利要求10的设备，其中还包含一个与密封元件相通的引导元件，所述的引导元件围绕可定向管，使灵活末端部分定位在所述发动机的内腔中。
14.根据权利要求13的设备，其中引导元件是刚性的。
15.根据权利要求14的设备，其中引导元件有一键槽，并用于锁定可定向管，以便保持可定向管的取向。
16.根据权利要求13的设备，其中还包含一个包装至少一个喷孔的定位元件，以便使所述喷孔与发动机内表面保持预选距离。
17.根据权利要求10的设备，其中细长导管还包含一个分流器，它有单一的入口和多个与处理歧管的许多独立的可定向管流体相通的出口。
18.一种可连接到内燃机的进气系统的加入工具，用于送入和导向清洗组合物，以便除去发动机内碳质沉积物，所述的加入工具包含：
(a)一个有一个与压力调节器相通的入口和一个排出口的耐压储存容器，所述的容器装有发动机清洗组合物，
(b)一个与耐压储存容器的排出口连接的调节阀，
(c)至少一根带有近末端和远末端的细长导管，远末端带有一个穿过延伸的内孔，近末端可连接到调节阀上，以便在阀门启动时接受从耐压储存容器排出的发动机清洗组合物，
(d)一个与至少一根细长导管的远末端部分流体相通的处理歧管，处理歧管适合通过所述发动机内的入孔口插入发动机内腔，所述的处理歧管有至少一根带流体输送喷孔的从入孔口延伸到发动机内腔的可定向管，一个与一部分可定向管同心的引导元件，以便使所述的喷孔定位在要清洗的表面附近，以及
(e)一个与细长导管和处理歧管一起构成对发动机入孔口的可拆连接的密封元件，使流体通过它输送。
19.根据权利要求18的设备，其中还包含一个与耐压储存容器的排出口串联的压力表。
20.根据权利要求18的设备，其中细长导管还包含一个有单一入口和多个与处理歧管的许多可定向管流体相通的出口的分流器。
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