[0001] 本发明涉及汽车发动机外围设备， 特别涉及一种发动机进气阀与燃烧室积碳在线 清 洗系统与控制方法。

背景技术

[0002] 由于油品质量问题， 道路交通状况与环境和不良的驾驶习惯， 导致汽车行使几千公 里后会在发动机燃油系统中进气阀， 燃烧室形成的积碳和胶质， 特别是 GDI发动机产生进 气阀和燃烧室积碳更为严重。

[0003] 发动机进气阀和燃烧室的积碳和胶质是导致发 动机性能下降， 动力不足， 油耗增 加， 排放超标准的主要因素， 一直困扰着汽车生产厂， 汽车使用者。

[0004] 传统清除进气阀和燃烧室积碳， 胶质的方法有两个： 一个是定期往油箱中添加燃油 添加剂， 清除上述部位的积碳和胶质， 这种方式给汽车使用者带来不方便， 另一个是到汽车 维修站对上述部位用设备进行专业的清洗， 这种方式主要问题是清洗周期长， 且费用昂贵。 实际的状况是许多汽车没有经常的清除进气阀 和燃烧室积碳和胶质， 浪费燃油与污染环境。

[0005] 近年来各国政府， 特别是欧美国家也包括中国越来越重视汽车对 环境的污染问题， 都在提高汽车的排放标准， 导致全球各大汽车制造公司在改进和完善传统 的汽车发动机， 推 出新型发动机， 这种新型发动机使用 GDI+TURBO 技术， GDI 是缸内直喷技术， 可让燃油 燃烧更充分， 提高燃油经济性， 降低尾气排放， TURBO 是涡轮增压技术， 使发动机体积小 化， 节省材料， 动力更强劲。

[0006] 然而， 新型发动机对燃油品质的要求与油品的现状存 在巨大的矛盾， 导致新型发动 机进气阀和燃烧室出现更为严重积碳， 特别是在进气阀的积碳限制了新型发动机先进 性能的 发挥， 不能如愿地提高动力， 节省燃油， 降低排放的优势。

[0007] 同时， 由于 GDI发动机是将喷油嘴直接安装在燃烧室内， 传统的往油箱加入清洗剂 的方法已无法洗到进气阀的积碳， TURBO 技术导致发动机润滑油温度高， 曲轴箱机油废气 更容易在进气阀杆上形成鼓型积碳， 严重影响进气效果， 影响空燃比， 甚至导致顶气门的现 象发生。

[0008] 清除 GDI发动机进气阀和燃烧室积碳和胶质， 充分发挥发动机的性能， 已是急待解 决的问题。

发明内容 [0009] 本发明的目的在于提供一种发动机进气阀与燃 烧室积碳在线清洗系统与控制方法， 系统与发动机电控系统形成闭环控制， 能在汽车每行驶一定公里后自动启动本清洗系 统， 实 现对进气阀积碳和燃烧室的经常性的清除。

[0010] 为了实现上述目的， 本发明的技术方案是：

一种发动机进气阀与燃烧室积碳在线清洗系 统， 该系统是一种可以在汽车行驶当中对进气阀 与燃烧室积碳清洗的系统， 包括洗剂罐、 清洗剂输入管路和控制电路， 洗剂罐中装有进气阀 清洗剂， 控制电路中含有一个清洗工作程序， 清洗工作程序控制清洗剂输入管路的导通与关 断； 其中， 所述控制电路中设置有清洗启动电路， 所述洗剂罐设置在汽车发动机罩内的车架 上， 所述清洗剂输入管路一端连接清洗剂罐， 清洗剂输入管路的另一端连接发动机真空管 道， 所述的真空管道是与汽车发动机进气阀连通的 真空管道， 一个汽车发动机运行状态下的 控制信号连接控制电路中的启动电路。

[0011] 方案进一步是： 所述清洗剂输入管路从发动机真空管道到清洗 剂罐分别顺序连接有真 空压力传感器和电磁流量控制器， 所述控制电路中设置有真空压力测量接口和电 磁流量控制 接口， 所述真空压力传感器电输出信号接至真空压力 测量接口， 所述电磁流量控制接口与电 磁流量控制器电信号控制输入端连接。

[0012] 方案进一步是： 所述与汽车发动机进气阀连通的真空管道是节 气门与发动机进气歧 管之间管路中设置的真空管道。

[0013] 方案进一步是： 所述控制信号是一个按钮开关信号， 所述启动电路是一个信号触发 器， 当发动机运行时按下按钮开关， 信号触发器触发控制电路进入清洗工作程序。

[0014] 方案进一步是： 所述控制信号是汽车的里程计数信号， 所述启动电路是一个里程计 数控制器， 里程计数控制器中设置有预置里程寄存器和一 个与里程寄存器进行数值比较的里 程计数器， 所述里程计数信号连接里程计数器的计数输入 ， 当里程计数器的里程数值达到预 置里程寄存器的预置值时， 里程计数控制器的输出触发控制电路进入清洗 工作程序。

[0015] 一种基于发动机进气阀与燃烧室积碳在线清洗 系统的控制方法， 是一种可以在汽车 行驶当中对进气阀与燃烧室积碳清洗的控制方 法， 所述系统包括洗剂罐、 清洗剂输入管路和 控制电路， 所述清洗剂输入管路一端连接清洗剂罐， 清洗剂输入管路的另一端连接发动机真 空管道， 所述的真空管道是节气门与发动机进气歧管之 间管路中设置的真空管道， 控制电路 中含有一个清洗工作程序， 清洗工作程序控制清洗剂输入管路的导通与关 断； 所述控制电路 中设置有清洗启动电路， 所述启动电路包括预置里程寄存器和一个与里 程寄存器进行数值比 较的里程计数器， 一个汽车行驶里程计数信号连接里程计数器； 所述控制方法步骤是： a.在预置里程寄存器中输入一个预置里程数， 所述预置里程数是汽车行驶到这个里程后需要 清洗进气阀与燃烧室积碳的里程；

b.启动汽车发动机；

c.读取里程计数器的里程数据， 将里程数据与预置里程数比较；

d.当里程数据与预置里程数相等时， 启动清洗工作程序， 并将里程计数器清零， 里程数据小 于预置里程数时返回步骤 c;

所述清洗工作程序是： 发动机运行状态下， 在真空压力值为 75千帕到 20千帕区间内输入 5 克 /分钟至 13.5克 /分钟流量的清洗剂进入清洗剂输入管对发动� �进气阀与燃烧室进行清洗； 清洗的时间是 15至 25分钟。

[0016] 方案进一步是： 所述预置里程数是 2000千米。

[0017] 方案进一步是： 所述清洗工作程序是： 在发动机运行状态下， 在真空压力值为 50 千 帕到 40千帕区间内输入 6 ± 0.3克 /分钟流量的清洗剂进入清洗剂输入管对发动� �进气阀与燃 烧室进行清洗， 清洗的时间是 20分钟。

[0018] 所述方法进一步是： 将所述真空压力值区间内的压力分成多个压力 区， 针对每一个 压力区分别设置不同的清洗剂导入时间， 不同导入时间的范围在 10微秒到 18.2微秒之间， 在设置的总导入时间内清洗剂总的吸入量是在 5克 /分钟至 13.5克 /分钟之间。

[0019] 本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.在不改变汽车的现有基本设计的前提下， 实现发动机进气阀与燃烧室积碳在线清洗， 控制 方法简单实用。

[0020] 2. 实现了清洗剂流入量与真空压力的闭环自动控 制； 保证了发动机进气阀和燃烧室 清洗质量， 避免了发动机抱缸事故发生， 发挥新型发动机的最大效能， 提高了发动机排放的 环保性能。

[0021] 下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述 。

附图说明

[0022] 图 1 本发明结构示意图；

图 2本发明电控原理示意图；

图 3本发明流量控制时间值与真空压力值关系表� �

图 4本发明实测流量控制值与真空压力值关系表� �

具体实施方式

[0023] 实施例 1 : 一种发动机进气阀与燃烧室积碳在线清洗系统 实施例， 该系统是一种可以在汽车行驶当中对 进气阀与燃烧室积碳清洗的系统， 包括洗剂罐 1、 清洗剂输入管路 2和控制电路 3， 洗剂罐 中装有进气阀清洗剂， 控制电路中含有一个清洗工作程序， 清洗工作程序控制清洗剂输入管 路的导通与关断； 其中， 所述控制电路中设置有清洗启动电路 3-1， 所述洗剂罐设置在汽车 发动机罩内的车架上， 所述清洗剂输入管路一端连接清洗剂罐， 清洗剂输入管路的另一端连 接发动机 4真空管道， 所述的真空管道是与汽车发动机进气阀连通的 真空管道， 一个汽车发 动机运行状态下的控制信号 5连接控制电路中的启动电路。

[0024] 实施例中： 所述清洗剂输入管路从发动机真空管道到清洗 剂罐分别顺序连接有真空 压力传感器 7和电磁流量控制器 8， 所述控制电路中设置有真空压力测量接口 3-1和电磁流 量控制接口 3-2， 所述真空压力传感器电输出信号接至真空压力 测量接口， 所述电磁流量控 制接口与电磁流量控制器电信号控制输入端连 接。 实施例中真空压力传感器通过在清洗剂输 入管路中设置的一个三通 2-1 与 清洗剂输入管路连接。 实施例中所述真空压力传感器是市 场上出售的型号为 AT80系列真空压力传感器， 本实施例使用的型号是 AT8013 的真空压力 传感器； 所述的电磁流量控制器是汽车电控喷油嘴， 型号为 STN99, 电控喷油嘴串接在清洗 剂输入管路中。

[0025] 实施例中： 如图 1 所示， 所述与汽车发动机进气阀连通的真空管道是节 气门 6 与发 动机进气歧管 4-1 之间管路中设置的真空管道 5。 通常汽车在此处都设置有一个真空管道接 口并连接有管路， 本实施例在此接口处增加一个三通 9， 在保证原有管路畅通的情况下， 通 过设置的三通将清洗剂输入管路接入， 利用汽车发动机运行状态下此管路的真空压力 将清洗 剂吸入清洗进气阀与燃烧室积碳。

[0026] 上述实施例中的控制电路可以有多种方案， 本实施例中的控制电路包括一个单片机 3-4， 单片机含有可调脉宽 Ϊ (频输出口 （PWM) 和多个数据输入输出口 （D0-D7, P1-P3 ), 围绕单片机设置有液晶显示器 3-5、 参数设定键 3-6、 真空压力测量接口 3-2和电磁流量控制 接口 3-3; 其中所述液晶显示器是通过液晶显示驱动器 3-7 与单片机的数据输出口连接， 所 述的参数设定键与单片机的数据输入口连接， 所述真空压力测量接口是单片机的数据输入 口， 所述电磁流量控制接口是单片机的可调脉宽 ϊ(频输出口。

[0027] 实施例中所述单片机是市场上销售的 8 位带有内存的单片机， 本实施例使用的是型 号为 STC125624的 8位带 24Κ闪存的单片机， 所述的液晶显示驱动器是市场上销售的型号 是 HT1621 , 所述的电磁流量控制接口包括单片机的可调脉 宽、 脉频输出口和与单片机的可 调脉宽 ϊ(频输出口连接的两极晶体管驱动 3-8。 [0028] 实施例中启动系统工作有两种方案：

其一是： 所述控制信号是一个按钮开关信号， 所述启动电路是一个信号触发器， 当发动机运 行时按下按钮开关， 信号触发器触发控制电路进入清洗工作程序。 此种方案是根据发动机状 况人为来控制系统的运行清洗。

[0029] 其二是： 所述控制信号是汽车的里程计数信号， 所述启动电路是一个里程计数控制 器， 里程计数控制器中设置有预置里程寄存器和一 个与里程寄存器进行数值比较的里程计数 器， 所述里程计数信号连接里程计数器的计数输入 ， 当里程计数器的里程数值达到预置里程 寄存器的预置值时， 里程计数控制器的输出触发控制电路进入清洗 工作程序。 此种方案是一 种自动清洗的方案， 通过在预置里程寄存器输入里程数， 当汽车行驶到设置的里程数时便会 自动启动系统。 本实施例将里程计数控制器设置在上述的单片 机中， 里程计数信号连接至单 片机的 I/O口。

[0030] 实施例 2:

一种发动机进气阀与燃烧室积碳在线清洗的 控制方法， 本实施例是基于实

施例 1发动机进气阀与燃烧室积碳在线清洗系统的� �制方法， 是一种可以在汽车行驶当中对 进气阀与燃烧室积碳清洗的控制方法， 本实施例中与实施例 1相同的部分， 请参照实施例 1 中公开的内容进行理解， 实施例 1公开的内容也应当作为本实施例的内容， 此处不作重复描 述。

[0031] 本实施例所述系统是实施例 1 中启动系统工作的第二种方案系统， 包括洗剂罐、 清 洗剂输入管路和控制电路， 所述清洗剂输入管路一端连接清洗剂罐， 清洗剂输入管路的另一 端连接发动机真空管道， 所述的真空管道是节气门与发动机进气歧管之 间管路中设置的真空 管道， 控制电路中含有一个清洗工作程序， 清洗工作程序控制清洗剂输入管路的导通与关 断； 所述控制电路中设置有清洗启动电路， 所述启动电路包括预置里程寄存器和一个与里 程 寄存器进行数值比较的里程计数器， 一个汽车行驶里程计数信号连接里程计数器； 所述控制 方法步骤是：

a.在预置里程寄存器中输入一个预置里程数� �� 所述预置里程数是汽车行驶到这个里程后需要 清洗进气阀与燃烧室积碳的里程；

b.启动汽车发动机；

c.读取里程计数器的里程数据， 将里程数据与预置里程数比较；

d.当里程数据与预置里程数相等时， 启动清洗工作程序， 并将里程计数器清零， 里程数据小 于预置里程数时返回步骤 c; 所述清洗工作程序是： 在发动机运行状态下， 在真空压力值为 75千帕到 20千帕区间内输入 5 克 /分钟至 13.5 克 /分钟流量的清洗剂进入清洗剂输入管对发动� �进气阀与燃烧室进行清 洗； 清洗的时间是 15至 25分钟。

[0032] 实施例中关于预置里程的优选数据是： 所述预置里程数是 2000千米。

[0033] 实施例中其余的优选数据是： 所述清洗工作程序是： 在发动机运行状态下， 在真空 压力值为 50千帕到 40千帕区间内输入 6 ± 0.3克 /分钟流量的清洗剂进入清洗剂输入管对发 动机进气阀与燃烧室进行清洗， 清洗的时间是 20分钟。

[0034] 其中， 所述方法进一步是： 所述输入清洗剂进入清洗剂输入管的方式是将 真空压力 值区间内的压力分成多个压力区， 针对每一个压力区分别设置不同的清洗剂导入 时间， 不同 导入时间的范围在 10微秒到 18.2微秒之间， 在设置的总导入时间内清洗剂总的吸入量是在 5克 /分钟至 13.5克 /分钟之间。

[0035] 实施例中真空压力传感器是将真空压力信号转 换成电压信号传递给清洗剂流量控制 电路； 其真空压力 （P) 与电压 （V) 的关系式为： V=0.053P— 0.56， （该关系式是公知的， 压力 P单位为千帕,电压单位为伏）；

实施例中电磁流量控制器开通流量是通过电 磁阀的开通时间确定。

[0036] 所述的真空压力最大压力值和最小压力值区间 分为多个压力区， 对应多个压力区设 置有多个电磁流量控制器开通时间。

[0037] 所述的多个压力区为 5个或 6个或 7个或 8个或 9的一种， 分得越多控制的越精 确。

[0038] 本实施例型号为 STN99 的电控喷油嘴电磁流量控制器开通时间与真空 压力关系表如 图 3所示。

[0039] 实施例中所述真空压力最大压力值为 75千帕 （KPa)， 真空压力最小压力值为 20千 帕 （KPa)。

[0040] 汽车引擎不同， 进气道真空压力不同； 引擎的转速不同， 进气道真空压力也不同； 这些因素均会影响引擎吸入清洗剂的流量， 因此在所述 75千帕真空压力和 20千帕压力值区 间包含有 9个压力区间， 9个压力区间分别是 75千帕至 61千帕、 61千帕至 56千帕、 56千 帕至 51千帕、 51千帕至 46千帕、 46千帕至 41千帕、 41千帕至 36千帕、 36千帕至 31千 帕、 31千帕至 26千帕， 26千帕至 21千帕； 对应 75千帕至 61千帕区间设置电磁流量控制 器开通时间为 18.2毫秒， 对应 61千帕至 56千帕区间设置电磁流量控制器开通时间为 17.2 毫秒， 对应 56千帕至 51千帕区间设置电磁流量控制器开通时间为 16.4毫秒， 对应 51千帕 至 46千帕区间设置电磁流量控制器开通时间为 14.7毫秒， 对应 46千帕至 41千帕区间设置 电磁流量控制器开通时间为 14毫秒， 对应 41千帕至 36千帕区间设置电磁流量控制器开通 时间为 13.4毫秒， 对应 36千帕至 31千帕区间设置电磁流量控制器开通时间为 12.4毫秒， 对应 31千帕至 26千帕区间设置电磁流量控制器开通时间为 11毫秒， 对应 26千帕至 21千 帕区间设置电磁流量控制器开通时间为 10毫秒。

[0041] 图 4 是对应 9 个区间具体某一点真空压力的清洗剂流量实测 表。 表中的电压值是根 据真空压力 （P) 与电压 （V) 的关系式得出的也是实测的电压值。

[0042] 具体的工作过程是： 当真空度传感器测到的电压信号 （V测） 大于 3.40 伏时， 电磁 流量控制器关断， 当真空度传感器测到的电压信号 （V测） 大于等于 2.67伏且小于 3.40伏 时， 电磁流量计开通的时间 （T) =18.2毫秒， 实测对应的流量 （L) =13.6 克 /分钟， 依此类 推， 当真空度传感器测到的电压信号 （V测） 小于 0.55伏时， 电磁流量控制器关断。