CN102808693A - 一种汽车发动机积碳清除方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种汽车发动机积碳清除方法及装置，包括传感器、控制器、脉冲发生器，其特征在于所述控制器由电源电路和依次相连的信号输入电路、处理器和信号输出接口组成，所述脉冲发生器由工况指示器以及相连接的脉冲电路、信号输出电路组成，其中传感器与控制器内的信号输入电路相连接，脉冲发生器与控制器中的信号输出接口相连接，本发明根据发动机运行工况，适时发出脉冲信号，能够清除发动机原有积碳，并且防止新积碳的生成，确保各工况下燃烧状况都达到最佳，提高整车综合性能。

Description

一种汽车发动机积碳清除方法及装置

技术领域：

本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种汽车发动机积碳清除方法及装置。

背景技术

众所周知，积碳是燃油中的胶质经反复受热凝成沥青质和油焦质的混合物，其形成主要有以下两大原因：

一是燃油挥发或氧化。现行发动机燃料，汽油、柴油等都是复杂烃类的混合物，其中汽油主要成分是C 4～C 12烃类(以C5到C9为主)，柴油主要成分是C10～C22烃类(以C15到C18为主)，燃油在储存、运输过程中，容易和空气发生氧化反应，生成胶状物质，或者燃油本身胶质的含量就很高(燃油品质差)，这些胶质和燃油一同燃烧后，就会产生积碳。受电喷发动机控制特点的决定，汽缸每次工作的时候都是先喷油再点火，当熄灭发动机的一瞬间燃油无法被回收，只能贴附在进气门和燃烧室壁上，燃油很容易挥发，但燃油中的蜡和胶质物却留了下来，反复受热后变硬就形成了积碳。

二是燃油未完全燃烧。在拥堵的城市路况，发动机不能高转速运转，燃油或窜入燃烧室的润滑油不可能百分之百燃烧，未燃烧的部分油料在高温和氧的催化作用下形成盐酸和树脂状的胶质，再经过高温作用进一步浓缩成沥青质和油焦质等复杂的混合物，形成积碳。再者，发动机出现窜气时，窜入曲轴箱的气体中携带的各种杂质在润滑油中不断累积形成“油泥”，沉积于活塞环槽内，在燃烧室高温作用下未能燃烧也导致形成积碳。

通过以上分析可知，在发动机工作过程中，会无法避免的产生积碳。而积碳会直接影响发动机的动力性、经济性和排放性，造成起动困难、怠速不稳、加速不良、急加速回火、尾气超标、油耗增多等异常现象，甚至损坏发动机，因此清除积碳是亟待解决的问题。

现在清洗积碳通常采取两种方式：一是物理法，将发动机的各个组件一一拆卸，清洗后再组装，此方法要求具备精湛的技术及原厂的无尘工作环境，实施难度大，成本高。二是采用化学清除法，通过添加化学添加剂，但是添加剂很难与燃料达到最佳混合比，会影响整车动力，且每隔几千公里需不时添加，运行成本高。除此之外，以上两种方案最大不足是均无法彻底杜绝积碳的再次生成，采用现有方法清除原有积碳后，由于燃油易挥发或氧化形成胶质，再反复受热凝成积碳，随着发动机运转，喷出的燃油中未燃烧成份沉积在活塞和燃烧室表面，又加速积碳形成。因此，目前急需一种能够清除发动机原有积碳，并且能防止新积碳生成的装置。

众所周知，每种物质皆有特定的脉动(亦即其固有频率)，因微观粒子的差异性，其固有频率不同，如正常人体的固有频率应为7.5Hz左右，铅的频率为8860HZ左右。在某些特定情况下，当某种能量接近他们的固有频率，它们将更容易释放能量，E＝mc2(E是能量，m是质量，c是光速)就印证了能量和物质间的关系，在电学中，振荡电路的共振现象称为“谐振”。

发明内容：

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提供一种汽车发动机积碳清除方法及装置，根据发动机运行工况，适时发出脉冲信号，当此脉冲信号与积碳(沥青质和油焦质)自身固有频率相接近或者基本相同时，产生的谐振能量不间断地催化分解发动机原有积碳，并减少或防止新积碳生成；当此脉冲信号与燃油(汽油C4～C12、柴油C10～C22)固有频率相接近或基本相同时，产生的谐振能量可以大幅提高燃油的雾化程度，使喷出的燃油雾化更细密，燃烧更完全，防止新积碳生成，确保各工况下燃烧状况都达到最佳，提高整车综合性能。

本发明可以通过以下措施达到：

一种汽车发动机积碳清除装置，包括传感器、控制器、脉冲发生器，其特征在于所述控制器由电源电路和依次相连的信号输入电路、处理器和信号输出接口组成，所述脉冲发生器由工况指示器以及相连接的脉冲电路、信号输出电路组成，其中传感器与控制器内的信号输入电路相连接，脉冲发生器与控制器中的信号输出接口相连接。

本发明中传感器包括发动机转速传感器、空气流量计、节气门位置传感器、冷却液温度传感器以及起动开关和档位开关。

本发明中所述脉冲发生器中的工况指示器可以由8组LED指示灯组成，LED指示灯与脉冲电路相连接，用于分别指示发动机的八种工作状态：起动、起动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、过渡负荷和拖动，其中起动工况是指从带动发动机运转到发动机超过一定转速后的工作过程，此时节气门全闭，起动开关接通，空气流量低，且发动机转速小于某一转速(如300转/分)，冷却液温度较低，通过起动开关、节气门位置传感器、转速传感器、空气流量计和冷却液温度传感器采集相关信息，并送入处理器内进行判断识别；

起动后工况是指发动机刚一起动后到起动稳定过渡到暖机工况比较短暂的一段时间，此时节气门全闭，冷却液温度较低，转速超过起动转速。通过安装在发动机上的节气门位置传感器、转速传感器以及冷却液温度传感器，采集相关信息，并送入处理器内进行判断；

暖机工况紧接发动机起动后工况，此时节气门全闭，发动机转速开始较高(大于怠速转速)，随着冷却液温度趋于正常温度，转速也随之过渡到发动机的怠速转速，通过节气门位置传感器、转速传感器以及冷却液温度传感器，采集相关信息，并送入处理器内进行判断；

怠速工况是指当节气门全闭、档位开关处于空档，发动机转速约为800-900r/min，空气流量信号变得稳定且有规律，冷却液温度正常时的状态，通过节气门位置传感器、空气流量计，档位开关和冷却液温度传感器采集相关信息，并送入处理器内进行判断；

部分负荷工况是节气门半开或部分开启，通过节气门位置传感器采集相关信息进行判断；

全负荷工况，指节气门接近或达到全开(开度大于85％)，该工况的判断和控制可以根据节气门位置传感器所采集的信息作出；

过渡负荷工况，包括加速工况和减速工况，通过节气门位置信号变化方向和速率作出判断和控制；

拖动工况，是指在车辆行驶中，驾驶员突然松开油门踏板而使节气门完全关闭，发动机靠汽车行驶惯性动能拖动的工作状态，此时节气门全闭，档位开关不在空档，且转速高(一般高于1200转/分以上)，该工况可以通过节气门位置传感器、转速传感器和档位开关采集的信息进行判断和控制。

本发明中所述脉冲发生器中脉冲电路所产生的脉冲信号为9KHz～20KHz，与积碳发生谐振的脉冲频率为18KHz～20KHz，与燃油发生谐振的脉冲频率为9KHz～11KHz。

一种汽车发动机积碳清除方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：采集发动机工作信息，具体为与控制器相连接的传感器采集发动机的工作信息，并将经控制器中的信号输入电路送至控制器，控制器内的信号输入电路对所采集信号进行初步处理，使其转换为数字信号后，将处理后的信息送至控制器中的处理器内，

步骤二：判断工况，具体为控制器内的处理器收到传感器采集的信号后，根据预存程序判断发动机所处工况，并根据判断结果做出控制指令，处理器将工况判断结果和控制指令经控制器内的信号输出接口向与其相连接的脉冲发生器输出，

步骤三：产生并输出脉冲信号，具体为当脉冲发生器接收到控制器发出的信息后，脉冲发生器内的工况显示器接收、读取并输出工况判断结果，脉冲发生器内的脉冲电路根据控制器发出的控制指令，产生脉冲信号，并将该信号经脉冲发生器内的信号输出电路加至整车电路中。

本发明中步骤二工况判断结果可以根据传感器采集的信息判别发动机八种运行工况，分别为起动、起动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、过渡负荷以及拖动，当步骤二中工况判断结果为起动工况时，步骤三中脉冲电路所产生脉冲频率为10KHz～11KHz，当步骤二中工况判断结果为起动后工况时，步骤三中脉冲电路所产生脉冲频率为18KHz～19KHz，当步骤二中工况判断结果为暖机工况时，步骤三中脉冲电路所产生脉冲频率为19KHz～20KHz，当步骤二中工况判断结果为怠速工况时，步骤三中脉冲电路所产生脉冲频率为20KHz，当步骤二中工况判断结果为部分负荷工况时，步骤三中脉冲电路所产生脉冲频率为9KHz～10KHz，当步骤二中工况判断结果为全负荷工况时，步骤三中脉冲电路所产生脉冲频率为10KHz～11KHz，当步骤二中工况判断结果为过渡负荷工况时，步骤三中脉冲电路所产生脉冲频率为9KHz～11KHz，当步骤二中工况判断结果为拖动工况时，步骤三中脉冲电路所产生脉冲频率为19KHz～20KHz。

工作原理：当汽车点火开关打到ON档时，发动机开始运转，本发明装置经电源电路10进行上电，此时信号输入电路11与发动机传感器1相连接，经过输入处理后，信号传递给处理器12，处理器12根据识别的传感器信号，判别发动机运行工况，包括起动、起动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、过渡负荷、拖动八种运行工况，确定适应其工况的脉冲频率、脉冲能量参数，形成控制指令，通过信号输出接口13，经工况指示器14，脉冲电路15，信号输出电路16输出脉冲频率为9KHz～20KHz的脉冲信号，与积碳发生谐振的脉冲频率为18KHz～20KHz，与燃油发生谐振的脉冲频率为9KHz～11KHz，当发动机停止运转时，电路断开，本装置不工作，形成一个闭环的脉冲控制系统，本发明装置发出的脉冲信号不是恒定不变，而是根据发动机的运行工况，适时发出不同的脉冲频率，与积碳或燃油发生谐振，同一工作频率下的脉冲能量也不是恒定不变，而是随发动机转速或喷油量的不同而改变，确保各工况下的燃烧状况达到最佳，从而提升汽车动力，节省油耗，降低尾气。

本发明有益效果：

1、本发明装置发出的脉冲信号，当此信号频率与积碳自身固有频率相接近或者基本相同时，与积碳发生“谐振”，产生的谐振能量能够不间断地催化分解发动机原有积碳，并减少或防止新积碳生成；当此信号频率与燃油自身固有频率相接近或者基本相同时，与燃油发生“谐振”，产生的谐振能量可以提高燃油雾化程度，使喷出的燃油雾化更细密，燃烧更完全，不但减少了新积碳生成，并改善了发动机燃烧状况，主要体现在以下方面：

(1)发动机缸内积碳明显减少或清除，传感器、ECU和各执行器间建立更合理的点火时序图，减少无效喷油，并大幅提高燃油雾化程度，使其燃烧更完全，节省燃油10％以上。

(2)整车功率增加，起动迅速，加速效果明显，负载能力显著增加。

(3)降低尾气，CO、HC等数据明显降低，达到原车理论排放标准。

(4)保护火花塞，延长发动机、三元催化器使用寿命。

2、高频的脉冲信号，可稳定汽车工作电压，使传感器、ECU和各执行器件精确传输和接收各种信息，并可改善阻性负载(灯光、音响等)的供电特性及感性负载(应用电磁感应原理制作的大功率电器产品)的工作状况，如点火加强；雨刮器、电动车窗反应更平顺；方向助力、刹车助力加强；ABS的制动能量提高；大灯更亮；音响音质更清晰等。

3、可不断清除极板上的硫酸铅结晶，保护并延长蓄电池使用寿命。

4、终生使用，无须维护。

附图说明：

附图1为本发明的结构示意图。

附图2是本发明中控制器的结构示意图。

附图3是本发明中脉冲发生器的结构示意图。

附图4是本发明中脉冲电路的一种结构示意图。

附图5是本发明中脉冲电路所产生的未处理的方波波形图。

附图6是本发明中最佳波形示意图。

附图7为本发明总结构示意图。

附图8为本发明的一种工作流程图。

附图标记：传感器1、控制器2、脉冲发生器3、发动机转速传感器4、空气流量计5、节气门位置传感器6、冷却液温度传感器7、起动开关8、档位开关9、电源电路10、信号输入电路11、处理器12、信号输出接口13、工况指示器14、脉冲电路15、信号输出电路16。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

实施例一：

本发明公开一种汽车发动机积碳清除方法及装置，设有传感器1、控制器2、脉冲发生器3，传感器1与控制器2内的信号输入电路11相连接，脉冲发生器3与控制器2中的信号输出接口13相连接，传感器1为安装在发动机上的发动机转速传感器、空气流量计、节气门位置传感器、冷却液温度传感器以及起动开关和档位开关，控制器2由电源电路10和依次相连的信号输入电路11、处理器12和信号输出接口13组成，脉冲发生器3由工况指示器14以及相连接的脉冲电路15、信号输出电路16组成。

如附图2所示，本发明中控制器2的结构示意图中电源电路10在工作时与汽车电源相接，为本装置提供电源，信号输入电路11与发动机各传感器1相接，对各传感器1采集的信号进行输入处理后送至处理器12，处理器12根据识别的传感器信号，对比预存程序，运算判别后，确定适应发动机工况的脉冲频率、脉冲能量参数，形成控制指令，其中脉冲频率参数由发动机运行工况确定，包括起动、起动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、过渡负荷和拖动八种工况；脉冲能量参数由发动机转速确定，经信号输出接口13到脉冲发生器3，本发明装置可以与发动机共用传感器，也可以单设传感器。

附图3是本发明中脉冲发生器3的结构示意图，包括工况指示器14，脉冲电路15和信号输出电路16，工况指示器14可以接在脉冲电路15的输入端，或者接在脉冲电路15的输出端，下面以工况指示器14接在脉冲电路15的输入端为例继续说明，工况指示器14的输入端接控制器2，工况指示器14的输出端接脉冲电路15的输入端，脉冲电路15的输出端接信号输出电路16，脉冲发生器3经工况指示器14，脉冲电路15，信号输出电路16向整车电路适时输出脉冲调制信号。

本发明中所述的脉冲电路15包括信号产生电路，信号放大电路，稳压电路，整形电路，工况指示器14的输出端接信号产生电路的输入端，信号产生电路的输出端接信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端接稳压电路的输入端，稳压电路的输出端接整形电路的输入端，整形电路的输出端接信号输出电路，即由信号产生电路产生震荡，输出方波信号，经信号放大电路进行功率放大，稳压电路进行稳压处理，整形电路进行整形使方波信号产生岐变，然后通过信号输出电路输出脉冲调制信号，此时工况指示器14显示其相应工作状态。

如附图8所示，该积碳清除装置清除积碳方法如下：首先通过与控制器2相连接的传感器1采集发动机的工作信息，其中传感器1包括发动机转速传感器、空气流量计、节气门位置传感器、冷却液温度传感器以及起动开关和档位开关，并将经控制器2中的信号输入电路11送至控制器2，控制器2内的信号输入电路11对所采集信号进行初步处理，使其转换为数字信号后，将处理后的信息送至控制器2中的处理器12内，

其次，控制器2内的处理器12在收到传感器1采集的信号后，根据预存程序判断发动机所处工况，并根据判断结果做出控制指令，此时工况判断结果包括起动、起动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、过度负荷、拖动八种，对应输出的控制指令如下：

当步骤二中工况判断结果为起动工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为10KHz～11KHz，

当步骤二中工况判断结果为起动后工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为18KHz～19KHz，

当步骤二中工况判断结果为暖机工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为19KHz～20KHz，

当步骤二中工况判断结果为怠速工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为20KHz，

当步骤二中工况判断结果为部分负荷工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为9KHz～10KHz，

当步骤二中工况判断结果为全负荷工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为10KHz～11KHz，

当步骤二中工况判断结果为过渡负荷工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为9KHz～11KHz，当步骤二中工况判断结果为拖动工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生脉冲的频率为19KHz～20KHz。

上述工作完成后，处理器12将工况判断结果和控制指令经控制器内的信号输出接口13向与其相连接的脉冲发生器3输出，控制器2的信号输出接口13的输出端与工况指示器14输入端连接，工况指示器14输出端和脉冲电路15的输入端连接，脉冲电路15输出端接信号输出电路16。

当脉冲发生器3接收到控制器2发出的信息后，脉冲发生器3内的工况显示器14接收、读取并输出工况判断结果，工况指示器14即时显示工作情况，工况指示器14设置8种不同的显示方式，分别对应发动机的八种运行工况，包括起动、起动后、暖机、怠速工况、部分负荷、全负荷、过渡负荷和拖动工况，比如通过设置的数字面板，可相应显示“1”，“2”，“3”，“4”，“5”，“6”，“7”，“8”，或设置红蓝绿三色灯，相应显示八种不同光色组合，当发动机转速为零时，装置停止工作，LED灯灭，无显示，根据LED不同的显示，可知当下发动机不同的运行工况。

此时，脉冲发生器3内的脉冲电路15可以采用附图4中所示电路结构，其中电阻R1连接在IC的2脚和4脚之间，电阻R1和R2相连接，电阻R2连接IC的7脚和6脚之间，电容C1一端与IC的6脚、电阻R2并接，电容C1另一端接地；IC的5脚与电容C2相连后接地，IC的1脚接地，IC的4脚和8脚接三极管Q2的发射极，3脚与电阻R3的一端相连接，电阻R3的另一端与三极管Q1基极相连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与电阻R4、电阻R6的一端和三极管Q3的基极相接，R4的另一端接电阻R1的一端、三极管Q2的发射极，三极管Q2的基极接二极管D1的负极、电容C3的正极和电阻R5的一端，二极管D1正极和电容C3的负极分别接地，电阻R5的另一端分别与三极管Q2的集电极、电容C4的正极和二极管D2的负极相连接，电容C4负极接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极接电感L，电感L的另一端与二极管D3负极相连，二极管D2的正极、二极管D3正极接电源。

在工作时，通过信号产生电路(IC，电阻R1，R2和电容C1)输出方波信号如附图5所示，送入信号放大电路(三极管Q1、电阻R6，电阻R4，三极管Q3)进行移相放大和功率放大处理后，进入稳压电路(二极管D1，电容C3，三极管Q2，电阻R5)削峰稳压，整形电路(电感L)，整形岐变后转换成脉冲信号，其中IC可采用NE555，由f≈1.43/((R1+2R2)C)可知，通过调节电阻R1，R2及电容C的大小，可调整其工作频率，如R1＝4.7K，R2＝2K，C为822脉冲频率为20000Hz，或R1＝12K，R2＝1.2K，脉冲频率则为12000Hz，以此类推。

本发明装置同一频率下，脉冲能量随发动机转速的升高而加大，可通过对电感L的调整，电感值越小，脉冲能量越高，即L(i)＝K/F(RPM)，其中L(i)为电感值，K为能量匹配系数，RPM为发动机转速，通过调节电感值大小来确定适应发动机转速的脉冲能量，同一脉冲频率下，脉冲能量能够随发动机转速的不同而改变，确保各工况下燃油的雾化程度达到最佳，当发动机停止运转时，本发明装置电路断开，不工作。

如图6所示，图中为信号产生电路产生的方波，经上述脉冲电路中的放大、稳压、整形岐变后，由信号输出电路输出的波形，根据实验结果表明，该波形是本发明装置输出的最佳脉冲波形。

在实际使用过程中，本发明没有改变原车电控设置，本发明可以单独接在汽车电路中，也可以与电子控制器ECU集成，即新ECU是集清除积碳控制的发动机电子控制器，进而有效降低成本。

实施例二：

本发明装置为节约成本，可以简化，只接部分传感器，如仅与节气门位置传感器，发动机转速传感器和档位开关连接，简易识别发动机基本运行工况。

本发明公开一种汽车发动机积碳清除方法及装置，设有传感器1、控制器2、脉冲发生器3，传感器1与控制器2内的信号输入电路11相连接，脉冲发生器3与控制器2中的信号输出接口13相连接，传感器1为安装在发动机上的节气门位置传感器，发动机转速传感器和档位开关，控制器由电源电路10和依次相连的信号输入电路11、处理器12和信号输出接口13组成，脉冲发生器3由工况指示器14以及相连接的脉冲电路15、信号输出电路16组成。

该积碳清除装置清除积碳方法如下：首先通过与控制器2相连接的节气门位置传感器，发动机转速传感器和档位开关采集发动机的工作信息，并将经控制器中的信号输入电路11送至控制器2，控制器2内的信号输入电路11对所采集信号进行初步处理，使其转换为数字信号后，将处理后的信息送至控制器2中的处理器12内，

其次，控制器2内的处理器12在收到传感器1采集的信号后，根据预存程序，判断发动机所处工况，并根据判断结果做出控制指令，具体判断方法如下：

当节气门关闭，档位开关在空档时，步骤二中工况判断结果为怠速工况，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为20KHz；当节气门半开或部分开启时，步骤二中工况判断结果为部分负荷工况，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为9KHz～10KHz，当节气门全开时，步骤二中工况判断结果为全负荷工况，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为10KHz～11KHz，当节气门关闭，档位不在空档时，步骤二中工况判断结果为拖动工况，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为19KHz～20KHz；上述工作完成后，处理器将工况判断结果和控制指令经控制器内的信号输出接口向与其相连接的脉冲发生器输出。

当脉冲发生器接收到控制器发出的信息后，脉冲发生器3内的工况显示器12接收、读取并输出工况判断结果，此时脉冲发生器3内的工况显示器12可以采用LED显示输出或者红绿两色指示灯，用于显示控制器输出的四种不同的工况判断结果(一红灯为怠速工况、一绿灯为部分负荷工况、两绿灯为全负荷工况、两红灯为拖动工况)，脉冲发生器3内的脉冲电路15根据控制器2发出的控制指令，产生相应的脉冲信号，并将该信号经脉冲发生器3内的信号输出电路16加至整车电路中。

此时，脉冲发生器3内的脉冲电路15可以采用附图4中所示电路结构，其中电阻R1连接在IC的2脚和4脚之间，电阻R1和R2相连接，电阻R2连接IC的7脚和6脚之间，电容C1一端与IC的6脚、电阻R2并接，电容C1另一端接地；IC的5脚与电容C2相连后接地，IC的1脚接地，IC的4脚和8脚接三极管Q2的发射极，3脚与电阻R3的一端相连接，电阻R3的另一端与三极管Q1基极相连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与电阻R4、电阻R6的一端和三极管Q3的基极相接，R4的另一端接电阻R1的一端、三极管Q2的发射极，三极管Q2的基极接二极管D1的负极、电容C3的正极和电阻R5的一端，二极管D1正极和电容C3的负极分别接地，电阻R5的另一端分别与三极管Q2的集电极、电容C4的正极和二极管D2的负极相连接，电容C4负极接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极接电感L，电感L的另一端与二极管D3负极相连，二极管D2的正极、二极管D3正极接电源。

在工作时，通过信号产生电路(IC，电阻R1，R2和电容C1)输出方波信号如附图5所示，送入放大电路(三极管Q1、电阻R6，电阻R4，三极管Q3)进行移相放大和功率放大处理后，进入稳压电路(二极管D1，电容C3，三极管Q2，电阻R5)削峰稳压，整形电路(电感L)，整形岐变后转换成脉冲信号，最佳脉冲波形如附图6。信号产生电路中的IC可采用NE555，由f≈1.43/((R1+2R2)C)可知，通过调节电阻R1，R2及电容C的大小，可调整其工作频率，如R1＝4.7K，R2＝2K，C为822脉冲频率为20000Hz，或R1＝12K，R2＝1.2K，脉冲频率则为12000Hz，以此类推。

本发明装置同一频率下，脉冲能量随发动机转速的升高而加大，可通过对电感L的调整，电感值越小，脉冲能量越高，即L(i)＝K/F(RPM)，其中L(i)为电感值，K为能量匹配系数，RPM为发动机转速，通过调节电感值大小来确定适应发动机转速的脉冲能量。

实施例三：

本发明公开一种汽车发动机积碳清除方法及装置，设有传感器1、控制器2、脉冲发生器3，传感器1与控制器2内的信号输入电路11相连接，脉冲发生器3与控制器2中的信号输出接口13相连接，传感器1为安装在发动机的发动机转速传感器，控制器2由电源电路10和依次相连的信号输入电路11、处理器12和信号输出接口13组成，脉冲发生器3由工况指示器14以及相连接的脉冲电路15、信号输出电路16组成。

该积碳清除装置清除积碳方法如下：首先通过与控制器2相连接的发动机转速传感器采集发动机的工作信息，并将经控制器2中的信号输入电路11送至控制器2，控制器2内的信号输入电路11对所采集信号进行初步处理，使其转换为数字信号后，将处理后的信息送至控制器2中的处理器12内，

其次，控制器2内的处理器12在收到传感器1采集的信号后，根据预存程序，判断发动机所处工况，并根据判断结果做出控制指令，具体判断方法如下：当发动机转速为小于900转/分时，步骤二中工况判断结果为低速工况，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为19KHz～20KHz；当发动机转速为900转/分～3000转/分时，步骤二中工况判断结果为中速工况，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为9KHz～10KHz；当发动机转速大于3000转/分时，步骤二中工况判断结果为高速工况，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为10KHz～11KHz；上述工作完成后，处理器将工况判断结果和控制指令经控制器内的信号输出接口向与其相连接的脉冲发生器输出。

当脉冲发生器3接收到控制器2发出的信息后，脉冲发生器3内的工况显示器14接收、读取并输出工况判断结果，此时脉冲发生器3内的工况显示器14可以采用LED显示输出或者红蓝绿三色指示灯，用于显示控制器输出的三种不同的工况判断结果(低速、中速、高速)，脉冲发生器3内的脉冲电路根据控制器发出的控制指令，产生相应的脉冲信号，并将该信号经脉冲发生器内的信号输出电路加至整车电路中。

此时，脉冲发生器3内的脉冲电路15可以采用附图4中所示电路结构，其中电阻R1连接在IC的2脚和4脚之间，电阻R1和R2相连接，电阻R2连接IC的7脚和6脚之间，电容C1一端与IC的6脚、电阻R2并接，电容C1另一端接地；IC的5脚与电容C2相连后接地，IC的1脚接地，IC的4脚和8脚接三极管Q2的发射极，3脚与电阻R3的一端相连接，电阻R3的另一端与三极管Q1基极相连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与电阻R4、电阻R6的一端和三极管Q3的基极相接，R4的另一端接电阻R1的一端、三极管Q2的发射极，三极管Q2的基极接二极管D1的负极、电容C3的正极和电阻R5的一端，二极管D1正极和电容C3的负极分别接地，电阻R5的另一端分别与三极管Q2的集电极、电容C4的正极和二极管D2的负极相连接，电容C4负极接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极接电感L，电感L的另一端与二极管D3负极相连，二极管D2的正极、二极管D3正极接电源。

在工作时，通过信号产生电路(IC，电阻R1，R2和电容C1)输出方波信号如附图5所示，送入放大电路(三极管Q1、电阻R6，电阻R4，三极管Q3)进行移相放大和功率放大处理后，进入稳压电路(二极管D1，电容C3，三极管Q2，电阻R5)削峰稳压，整形电路(电感L)，整形岐变后转换成脉冲信号，其中IC可采用NE555，由f≈1.43/((R1+2R2)C)可知，通过调节电阻R1，R2及电容C的大小，可调整其工作频率，如R1＝4.7K，R2＝2K，C为822脉冲频率为20000Hz，或R1＝12K，R2＝1.2K，脉冲频率则为12000Hz，以此类推。

本发明装置同一频率下，脉冲能量随发动机转速的升高而加大，可通过对电感L的调整，电感值越小，脉冲能量越高，即L(i)＝K/F(RPM)，其中L(i)为电感值，K为能量匹配系数，RPM为发动机转速，通过调节电感值大小来确定适应发动机转速的脉冲能量。

若对于24V柴油车，需对本发明装置中的电源电路进行相应调整，以上实施例只是对本发明的说明，不是对本发明的限制，依据本发明的构思还可以有多种简单变换，凡不脱离本发明构思的简单变换均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车发动机积碳清除装置，包括传感器、控制器、脉冲发生器，其特征在于所述控制器由电源电路和依次相连的信号输入电路、处理器和信号输出接口组成，所述脉冲发生器由工况指示器以及相连接的脉冲电路、信号输出电路组成，其中传感器与控制器内的信号输入电路相连接，脉冲发生器与控制器中的信号输出接口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机积碳清除装置，其特征在于所述传感器包括发动机转速传感器、空气流量计、节气门位置传感器、冷却液温度传感器以及起动开关和档位开关。

3.根据权利要求1所述的一种汽车发动机积碳清除装置，其特征在于所述脉冲发生器中的工况指示器由8组LED指示灯组成，LED指示灯与脉冲电路相连接，分别用于指示发动机的起动、起动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、过渡负荷、拖动八种工作状态。

4.根据权利要求1所述的一种汽车发动机积碳清除装置，其特征在于所述脉冲发生器中脉冲电路所产生的脉冲信号，与积碳发生谐振的脉冲频率为18KHz～20KHz，与燃油发生谐振的脉冲频率为9KHz～11KHz。

5.一种应用权利要求1所述汽车发动机积碳清除装置的汽车发动机积碳清除方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：采集发动机工作信息，具体为与控制器相连接的传感器采集发动机的工作信息，并将经控制器中的信号输入电路送至控制器，控制器内的信号输入电路对所采集信号进行初步处理，使其转换为数字信号后，将处理后的信息送至控制器中的处理器内，

步骤二：判断工况，具体为控制器内的处理器收到传感器采集的信号后，根据预存程序判断发动机所处工况，并根据判断结果做出控制指令，处理器将工况判断结果和控制指令经控制器内的信号输出接口向与其相连接的脉冲发生器输出，

步骤三：产生并输出脉冲信号，具体为当脉冲发生器接收到控制器发出的信息后，脉冲发生器内的工况显示器接收、读取并输出工况判断结果，脉冲发生器内的脉冲电路根据控制器发出的控制指令，产生脉冲信号，并将该信号经脉冲发生器内的信号输出电路加至整车电路中。

6.根据权利要求5所述的一种应用权利要求1所述汽车发动机积碳清除装置的汽车发动机积碳清除方法，其特征在于当步骤一中传感器所采集发动机的工作信息包括发动机转速信息、空气流量信息、节气门位置信息、冷却液温度信息以及起动开关和档位开关的开关状态信息时，步骤二中工况判断结果包括起动、起动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、过渡负荷、拖动八种，并对应输出控制指令如下：

当步骤二中工况判断结果为起动工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为10KHz～11KHz，

当步骤二中工况判断结果为起动后工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为18KHz～19KHz，

当步骤二中工况判断结果为暖机工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为19KHz～20KHz，

当步骤二中工况判断结果为怠速工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为20KHz，

当步骤二中工况判断结果为部分负荷工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为9KHz～10KHz，

当步骤二中工况判断结果为全负荷工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为10KHz～11KHz，

当步骤二中工况判断结果为过渡负荷工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为9KHz～11KHz，

当步骤二中工况判断结果为拖动工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生脉冲的频率为19KHz～20KHz。

7.根据权利要求5所述的一种应用权利要求1所述汽车发动机积碳清除装置的汽车发动机积碳清除方法，其特征在于当步骤一中传感器所采集发动机的工作信息包括节气门位置信息，发动机转速信息和档位信息时，步骤二中工况判断结果包括怠速、部分负荷、全负荷和拖动四种工况，并对应输出控制指令如下：

当步骤二中工况判断结果为怠速工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为20KHz，

当步骤二中工况判断结果为部分负荷工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为9KHz～10KHz，

当步骤二中工况判断结果为全负荷工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为10KHz～11KHz，

当步骤二中工况判断结果为拖动工况时，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为19KHz～20KHz。

8.根据权利要求5所述的一种应用权利要求1所述汽车发动机积碳清除装置的汽车发动机积碳清除方法，其特征在于当步骤一中传感器所采集发动机的工作信息仅为发动机转速信息时，步骤二中的工况判断结果包括低速、中速以及高速工况，具体方法如下：

当步骤二中工况判断结果为低速工况，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路所产生的脉冲频率为19KHz～20KHz，

当步骤二中工况判断结果为中速工况，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路产生的脉冲频率为9KHz～10KHz，

当步骤二中工况判断结果为高速工况，输出控制指令为步骤三中脉冲发生器内的脉冲电路产生的脉冲频率为10KHz～11KHz。

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