Моющее средство для очистки двигателей внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к области химии, в частности к композициям моющих средств для очистки поверхностей различных материалов от маслянисто-грязевых отложений, например деталей цилиндропоршневой группы и картеров автомобильных, тепловозных и других двигателей внутреннего сгорания. Указанное средство содержит следующие компоненты, мас.%: этоксилаты C₈- или С₉-алкилфенолов, содержащих 10-12 этоксильных групп 25-50; ди- и/или триэтиленгликоль 30-65; C₂-C₄-алкиловые эфиры ди- и/или триэтиленгликоля до 100. Технический результат - высокая степень очистки и низкая коррозионная активность моющего средства. 1 табл.

Настоящее изобретение относится к области химии, в частности к композициям моющих средств, используемых для очистки поверхностей различных материалов от маслянисто-грязевых отложений физико-химическим способом, например для очистки поверхности деталей цилиндропоршневой группы и картеров автомобильных, тепловозных и других двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Как известно, к моющим средствам, предназначенным для очистки двигателей внутреннего сгорания, особенно в процессе работы, предъявляются специфические требования: высокая эффективность действия в отношении маслянисто-грязевых отложений, низкая токсичность продуктов сгорания, удовлетворительные взрыво-пожаробезопасные характеристики и отсутствие отрицательного влияния продуктов сгорания топлива.

Из уровня техники известно сравнительно небольшое число композиций, удовлетворяющих таким требованиям.

В частности, известно моющее средство для очистки ДВС, содержащее триполифосфат натрия, хромовокислый калий, ПАВ анионного и неионогенного типа, карбамид, изопропиловый спирт и воду (а.с. СССР № 806754, МПК С 11 D 1/83, 1978).

К недостаткам известной композиции следует отнести:

невысокую моющую способность по отношению к маслянисто-грязевым отложениям;

неудовлетворительные взрыво-пожаробезопасные (наличие в составе изопропилового спирта, имеющего температуру вспышки ниже 56°С) и токсикологические (наличие в составе хромовокислого калия) характеристики;

отрицательное коррозионное воздействие на детали цилиндропоршневой группы двигателя (из-за наличия воды и хромовокислого калия).

Известна также моющая композиция “Чистра” для очистки ДВС. Указанная композиция используется для очистки ДВС в процессе его работы. Она содержит неионогенное ПАВ, талловое масло, триполифосфат натрия, бутиловый или смесь изопропилового и бутилового спиртов, а также воду (а.с. СССР № 910759, МПК С 11 D 1/66, 1980).

К основным недостаткам композиции следует отнести:

недостаточно эффективную моющую способность по отношению к маслянисто-грязевым отложениям в ДВС;

неудовлетворительные антикоррозионные свойства в отношении деталей цилиндропоршневой группы ДВС;

повышенную токсичность и аллергическое воздействие на обслуживающий персонал (III класс опасности).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является использование в качестве моющего средства для ДВС водосмешиваемой моющей композиции, содержащей, мас.%:

Талловое масло 15-17

Неионогенный эмульгатор 15-25

Полигликоль(побочный продукт

производства гликолей

и целлозольвов) 20-40

Триэтаноламин 5-20

Ингибитор коррозии 0,4-3,0

Вода До 100.

(патент РФ № 2062296, кл. С 11 D 1/66, 1966).

К основным недостаткам этой композиции следует отнести недостаточно эффективную моющую способность по отношению к маслянисто-грязевым отложениям на деталях цилиндропоршневой группы и в картере ДВС, неудовлетворительные антикоррозионные свойства в отношении деталей цилиндропоршневой группы ДВС, выполненных из углеродистых сталей.

Технической задачей является разработка композиции моющего средства, сочетающего высокую степень очистки деталей цилиндропоршневой группы и картера ДВС и низкую степень их коррозии непосредственно в процессе работы ДВС без его разборки.

Указанная задача решается безводной моющей композицией состава, мас.%:

Этоксилаты C₈- или С₉-алкилфенолов,

содержащих в среднем 10-12 этоксильных

групп 25-50

Ди- или/и триэтиленгликоль 30-65

С₂-С₄-алкиловые

эфиры ди- или/и триэтиленгликоля До 100.

В качестве оксиэтилированных алкилфенолов могут использоваться промышленные продукты типа “Неонол АФ 9-10”, “АФ-9-12”, в качестве ди- или триэтиленгликолей или их смесей и их С₂-С₄-алкиловых эфиров, выпускаемые промышленностью продукты. Все указанные компоненты композиции имеют температуру вспышки не менее 150°С (на уровне минерального моторного масла, используемого в ДВС), не токсичны и коррозионно не агрессивны в отношении деталей цилиндропоршневой группы, выполненных из углеродистых сталей. Предлагаемая моющая композиция имеет вязкость (4,2-6,0)10^-6 м²/с, близкую к автомобильным моторным маслам.

Технология приготовления моющей композиции состоит в смешении взаимно растворимых компонентов и не требует специального оборудования и высокой квалификации персонала. Моющая композиция добавляется непосредственно в картер ДВС, содержащий работавшее моторное масло, смешивается с этим маслом и осуществляет свое назначение в процессе работы ДВС, после чего отработанное масло выгружается и заменяется свежим без проведения каких-либо дополнительных операций.

Примеры 1-10.

Эффективность действия моющей композиции в лабораторных условиях оценивают следующим образом. Моторное смазочное масло “Лукойл 10 w 30 API SF/CD” (или М-5₃/10Г, по классификации моторных масел СССР) помещают в количестве около 0,1 г в чашечку из нержавеющей стали и выдерживают при температуре 240°С в течение 1 ч в приборе, описанном в ГОСТ 5726. В ходе испытания часть масла преобразуется в лаковую пленку, количество которой оценивают взвешиванием на аналитических весах. Затем чашечку с лаковой пленкой помещают в сосуд, содержащий моющую композицию и снабженный нагревателем и перемешивающим устройством. Обработку моющей композицией продолжают при температуре 100°С в течение 1 ч, затем чашечку извлекают из сосуда и взвешиванием определяют остаток в ней лаковой пленки. Моющую способность испытуемых средств оценивают в процентах как разность между массой лаковой пленки, образовавшейся при термической обработке (240°С) и оставшейся после ее смывания.

Измерена также коррозионная активность испытанных моющих средств по отношению к углеродистой стали (Ст3) при температуре 140°С в течение 25 ч. в приборе ДК-НАМИ (ГОСТ 20502).

Результаты испытаний приведены в таблице.

Из данных таблицы следует, что моющие композиции по примерам 1-4 обладают неудовлетворительным моющим действием, а композиции по примерам 5-8, 10 показывают значительно более высокую моющую способность. Моющая композиция по примеру 9, содержащая воду, имеет сниженную моющую способность. Кроме того, добавление воды в последнюю увеличивает ее коррозионную активность. Композиции по примерам 5-8,10 обладают минимальной коррозионной активностью.

Пример 11.

В двигатель автомобиля ВАЗ-2110 (бензиновый четырехтактный с непосредственным впрыском мощностью 75 л.с.), имеющий емкость масляной системы 4 л, заливают масло Лукойл 10 w 30 API SF/CD (или М-5₃/10Г, по классификации моторных масел СССР). После пробега 100 тыс. км двигатель разбирают. Визуальный осмотр показал, что на днище поршней имеется нагар, на боковой их поверхности - лаковые отложения (на уровне 5 баллов по ГОСТ 5726). В 2 поршнях верхние поршневые кольца закоксованы до полной неподвижности. На днище картера, на сетке маслоприемника имеются липкие осадки (общим объемом около 200 мл), крышка клапанной коробки также имеет отложения по всей поверхности.

В двигатель заливают свежее масло. После пробега 10 тыс. км в работавшее масло добавляют 1 л (20% от объема масла) моющего средства из примера 8. Через 20 ч работы в обычном режиме эксплуатации смазочное масло сливают из картера. Двигатель и масляный фильтр разбирают. Визуальный осмотр показал, что степень загрязненности фильтра увеличилась в 2 раза по сравнению с предыдущей заменой масла, величина нагара на днище поршней уменьшилась незначительно, а количество лаковых отложений снизилось в 5-6 раз (до уровня 0,5-1 балл по ГОСТ 5726). Липкие осадки с днища картера и сетки маслоприемника удалены полностью.

Проведен анализ отработанного масла по оптической плотности, который показал, что в масле резко увеличилось количество диспергированных загрязнений: смол, частиц сажи и т.п.

Моющее средство для очистки двигателей внутреннего сгорания в соответствии с изобретением превосходят известные моющие средства, представленные в уровне технике, по степени очистки, имеет меньшую по сравнению с ними коррозионную активность. Предлагаемое моющее средство по вязкости, смазывающему действию, температуре застывания и температуре вспышки близка к стандартному моторному маслу, что позволяет осуществлять промывку ДВС на номинальном режиме работы.

Формула изобретения

Моющее средство для очистки двигателя внутреннего сгорания, на основе этоксилатов C₈- или С₉-алкилфенолов, содержащих 10-12 этоксильных групп и производные гликолей, отличающееся тем, что в качестве производных гликолей используют ди- и/или триэтиленгликоль и их С₂-С₄ - алкиловые эфиры при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Этоксилаты C₈- или С₉-алкилфенолов,

Содержащих 10-12 этоксильных групп 25-50

Ди- и/или триэтиленгликоль 30-65

С₂-С₄ - алкиловые эфиры ди-

и/или триэтиленгликоля До 100