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1、(10)申请公布号 CN 103422985 A(43)申请公布日 2013.12.04CN103422985A*CN103422985A*(21)申请号 201310389860.4(22)申请日 2013.09.02F02B 77/04(2006.01)(71)申请人刘新羽地址 100040 北京市丰台区兆丰园3区11号楼104室(72)发明人刘新羽(74)专利代理机构北京国林贸知识产权代理有限公司 11001代理人李桂玲 杜国庆(54) 发明名称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(57) 摘要本发明公开了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，包括洗剂罐、清洗。
2、剂输入管路和控制电路，控制电路中含有一个清洗工作程序，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。本发明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。实现了清洗剂流入量与真空压力的闭环自动控制；清洗过程安全、可靠，提高了发动机排放的环保性。(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书6页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(。
3、12)发明专利申请权利要求书2页 说明书6页 附图3页(10)申请公布号 CN 103422985 ACN 103422985 A1/2页21.一种发动机进气阀与燃烧室积碳在线清洗系统，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；其特征在于，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。。
4、2.根据权利要求1所述的一种发动机进气阀与燃烧室积碳在线清洗系统，其特征在于：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。 3.根据权利要求1所述的一种发动机进气阀与燃烧室积碳在线清洗系统，其特征在于：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。4.根据权利要求1所述的一种发动机进气阀与燃烧室积碳在线清洗系统，其特征在于：所述控制信号是一个按钮开。
5、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。5.根据权利要求1所述的一种发动机进气阀与燃烧室积碳在线清洗系统，其特征在于：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。6.一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，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。
6、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；其特征在于，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。
7、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机进气阀与燃烧室进行清洗；清洗的时间是15至25分钟。7.根据权利要求6所述的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权 利 要 求 书CN 103422985 A2/2页3方法，其特征在于：所述预置里程数是2000千米。8.根据权利要求6所述的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，其特征在于：所述清洗工作程序是：发动机运行状态下，在真空压力值为50。
8、千帕到40千帕区间内输入60.3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。 9.根据权利要求6所述的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，其特征在于：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。权 利 要 求 书CN 103422985 A1/6页4一种发动机进气阀与燃烧室积碳在线清洗系统与控制方法技术领域0001 本发明涉及汽车发动机外围设备，。
9、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。
10、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。
11、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。
12、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说 明 书CN 103422985 A2/6页5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。
13、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。00。
14、14 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。
15、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。
16、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机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60.3克/分钟流量的清洗剂进入清洗剂输入管对发动机进气说 明 书CN 103422985 A3/6页6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。
17、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。
18、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。。
19、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。
20、 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说 明 书CN 103422985 A4/6页7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/脉频输出口（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。
21、-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/脉频输出口。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24K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/脉频输出口连接的两极晶体管驱动3-8。0028 实施例中启动。
22、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。
23、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，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。
24、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；说 明 书CN 103422985 A5/6页8d.当里程数据与预置里程数相等时，启。
25、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机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60.3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。
26、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=0.053P0.56，（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。
27、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。
28、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。
29、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。说 明 书CN 103422985 A6/6页90042 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。 说 明 书CN 103422985 A1/3页10图1说 明 书 附 图CN 103422985 A10。