CN104989528A - 一种抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置，上述进气管路设有节气门，包括控制装置、装有汽油添加剂的储液罐；上述储液罐通过输送管路依次连接泵送装置、流量控制器和雾化装置，上述泵送装置、流量控制器和雾化装置分别连接上述控制装置；上述雾化装置设有喷头，该喷头设于进气管路内部且固定于进气管路内壁，上述喷头位于节气门前端。本发明能大量减少进气门及进气管路积碳的生成。

Description

一种抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置。

背景技术

发动机在工作中不可避免的会产生积碳。产生积碳的原因大概有以下几个方面：

1、在发动机正常工作中，汽油和正常进入燃烧室的发动机机油，在供氧不足的条件下，不能在气缸内完全燃烧，产生油烟和润滑油烧焦的微粒。当发动机继续运转时，进一步受到氧化变成胶质，牢固地粘在活塞顶、活塞环、节气门背面、进气管路内面、进气门体和燃烧室内等，在高温的反复作用下，又将胶质变成沥青质、树脂质及碳质，从而形成积碳。

2、为防止污染空气，汽车设计工程师们把发动机内部的废气直接引入进气歧管，随着新鲜空气一起进入燃烧室进行燃烧。高温的机油蒸气随新鲜空气一起充满进气歧管，一部分附着在管壁及进气门背部，另一部分随进气流在进气门处与喷入的燃油混合形成混合汽，进入燃烧室燃烧后被排出车外。

3、汽油容易和空气发生氧化反应，生成胶状物质，这些胶质随汽油通过车辆的燃油供给系统进入燃烧室内部，然后和汽油一同燃烧后，就会使燃油供给系统中的喷油器、发动机的燃烧室、活塞环槽、火花塞、进气门背部、进气管路等部位产生积碳及油污等。

4、走走停停的状态时，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的燃烧，未燃烧的部分油料在高温和氧的作用下形成胶质，粘附在发动机内部的零件表面上，再经过高温作用形成积碳。

5、较差的汽油本身带有大量胶质，会在不完全燃烧后，形成积碳。

综上可知，积碳主要分为进气管路、进气门积碳，燃烧室积碳。

发动机汽油喷射方法有普通电喷技术和缸内直喷技术等。

普通电喷技术（歧管喷射技术），喷油嘴安装在进气歧管上，将燃油喷射在进气歧管内跟空气进行混合，然后进入燃烧室燃烧。

这种喷射方式，汽油本身是可以冲刷进气管路和进气门的背面，有一定的自清洁作用。燃油中再加入汽油添加剂，则可以抑制胶装积碳在进气管路和进气门的背面产生，同时也可以减少燃烧室的积碳产生。长期小剂量使用汽油添加剂，则可以大幅度延长积碳清理的时间，同时可以减少污染物的排放。

现在很多的汽车厂家为了提高燃油的效率和增加相同排量的发动机功率，大都采用涡轮增压和缸内直喷技术。

缸内直喷技术，是近几年发展的燃油喷射技术。他是将喷油嘴安装在汽缸内，直接将高压燃油喷入燃烧室燃烧。

缸内直喷技术，可以更好的控制喷油的时间和喷油的量，因为是高压喷油，可以使燃油更好的雾化，提高燃油的效率，同时提高发动机的功率。

通过对喷油量的精确控制以及发动机工况的管理，带有缸内直喷技术的汽油发动机在燃油经济性方面相比歧管喷射发动机具有一定优势，为了更进一步提高发动机效率，与增压技术的结合在当下已成为黄金组合。

不论是涡轮增压还是缸内直喷技术都会增加燃烧室的温度和压力（正是这更高的温度和压力提高了发动机的功率），同时，更高的温度和压力，会增加曲轴箱的废气产生，这也正是进气管路和进气门积碳产生的元凶（当然燃油本身的质量也是产生积碳的一个因素）。

缸内直喷技术相对于以前的歧管喷射技术可以更加省油和提高发动机的功率。喷油系统结构的变化也导致了两种发动机在积碳形成部位方面有所不同。例如进气门。事实上，汽油也是很好的积碳清洗剂（有机溶剂），歧管喷射发动机在运转的情况下，喷油嘴喷出的汽油通过进气管路、进气门进入气缸，在这个过程中，汽油可顺带对这些部位起到清洗作用，而缸内直喷发动机由于喷油嘴直接探入气缸，因此，也就没有这项“自清洁”功能。因此，除一般情况下生成的积碳外，对于缸内直喷发动机而言，进气门背部的积碳确实比较棘手，几乎不可避免，只能依靠有针对的清洗才能将其清除了。通常情况下，可以采用向油箱加注汽油添加剂对油路以及气缸内起到清洁作用，或者采用进气管路免拆清洗的方式对进气管路以及进气门进行清洗。相比普通电喷（歧管喷射）发动机，直喷发动机积碳的清洗周期可能要视具体使用状况缩短，并且对于缸内直喷发动机而言，向油箱加注汽油添加剂只能对油路以及气缸内起到清洁作用，但对于进气门背部的清洁作用微乎其微。

进气门、进气管路产生积碳达到一定的量后，发动机就会出现发抖、无法打火、燃烧不充分、尾气排放超标等症状。这时传统的方式就是去维修店打吊瓶清洗，或者拆发动机清洗。

吊瓶清洗的缺点：吊瓶清洗加入的是清洗剂，是化工产品，对环境污染很大，并且效果不是很明显。如果积碳特别严重，吊瓶清洗基本没用。

发动机拆洗的缺点：发动机拆洗时需要拆除气门室罩盖，缸盖，正时系统等，是一个很庞大的工程，费工费时，价格昂贵，动辄上千上万。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置。该装置能大量减少进气门及进气管路积碳的生成。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置，上述进气管路设有节气门，包括控制装置、装有汽油添加剂的储液罐；

上述储液罐通过输送管路依次连接泵送装置、流量控制器和雾化装置，上述泵送装置、流量控制器和雾化装置分别连接上述控制装置；

上述雾化装置设有喷头，该喷头设于进气管路内部且固定于进气管路内壁，上述喷头位于节气门前端。

优选地，上述雾化装置为小孔雾化装置或文氏管雾化装置。

优选地，上述雾化装置为超声波雾化装置。

优选地，上述喷头包括一环形管，该环形管周向均布若干用于向进气管路内部喷雾的通孔。

优选地，上述环形管与进气管路的进气方向垂直。

优选地，上述环形管为圆环管，上述通孔朝向圆环管的中心。

优选地，储液罐、输送管路的管体、泵送装置、流量控制器与雾化装置由耐高温材料制成。

优选地，上述储液罐设有液位传感器，该液位传感器连接上述控制装置。

优选地，上述控制装置包括用于控制上述泵送装置工作的第一控制模块、用于控制上述流量控制器工作的第二控制模块、用于控制上述雾化装置工作的第三控制模块、用于接收上述液位传感器发出信号的第一信号接收模块和用于接收发动机启闭信号的第二信号接收模块。

优选地，上述控制装置还设有处理器，该处理器分别连接上述控制模块和信号接收模块，上述处理器用于分析上述信号接收模块接收的信号，并根据接收到的信号对上述控制模块发出工作指令。

与现有技术相比，本发明包括控制装置、装有汽油添加剂的储液罐；储液罐通过输送管路依次连接用于将输液罐中的汽油添加剂输出的泵送装置、用于控制输液罐中汽油添加剂输出量的流量控制器和用于将液态的汽油添加剂变成雾化的汽油添加剂的雾化装置，泵送装置、流量控制器和雾化装置分别连接控制装置；雾化装置设有喷头，该喷头设于进气管路内部且固定于进气管路内壁，上述喷头位于节气门前端。此处喷头与节气门的位置关系是指进气管路中的气流先经过喷头再经过节气门。汽油添加剂经过雾化装置雾化，通过设置在进气管路内部的喷头喷到进气管路内，可大量减少进气门及进气管路积碳的生成。

本发明采用了雾化装置，该雾化装置设有喷头，喷头置于节气门前，与现有技术相比，雾化前的汽油添加剂为液态，汽油添加剂流量便于控制，汽油添加剂输入到雾化装置的量控制的更为精准。雾化后的汽油添加剂能够与空气充分混合，能够均匀的进入燃烧室，可顺利清除节气门、进气管路、燃烧室内的积碳。

本发明可采用超声雾化装置，超声雾化装置雾化效果更好，能够满足高温、空间不足、稳定性要求高的工作环境。

本发明雾化装置喷头包括一环形管，环形管置于进气管路内且固定于进气管路内壁，环形管均布若干用于喷雾的通孔。雾化装置喷头的环形管设置满足了进气管路内喷雾对于均匀、高利用效率的要求。可使得汽油添加剂与进气管路的空气均匀混合，使得清洗效果大大改善。

本发明可在储液罐设置液位传感器，当储液罐中液位过低时，传感器发出信号给控制装置，控制装置发出控制指令，整个装置停止工作。增加了装置的可靠性、安全性。

控制装置可以包括用于发出控制上述泵送装置指令的第一控制模块、用于发出控制上述流量控制器指令的第二控制模块、用于发出控制上述雾化装置指令的第三控制模块、用于接收上述低液位传感器信号的第一信号接收模块和用于接收发动机启闭信号的第二信号接收模块。控制装置接收到发动机启动信号后，立即驱动泵送装置、流量控制器、雾化装置持续工作；可有效抑制进气管路、节气门积碳的生成。当控制装置接收到发动机停止信号后，立即驱动泵送装置、流量控制器、雾化装置停止工作。增强了装置的智能控制效果。

本发明的有益效果为：

1、可以大幅度抑制进气管路，进气门和汽缸积碳，在发动机的寿命内基本可以不用拆洗。

2、加入的汽油清洗剂是可以燃烧的，不会对环境造成污染。

3、使用本产品后，可以降低尾气污染物的排放。

4、本产品使用方便，调试好后，只需要每次汽车保养时加入汽油添加剂即可。

5、本产品安装简单，不需要与行车电脑通信，也不需要对车子本身做大的改动。

6、使用本产品后，由于积碳长期处于很少的水平，则发动机工况长期处于最佳的工作状态，可以大幅度提高发动机的寿命。

7、同时，因为积碳长期处于很少的水平，对发动机三元、凸轮轴，曲轴，活塞等也是很好的保护，大幅度降低发动机后期使用成本。

附图说明

图1是本发明抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体实施的技术方案是：

一种抑制直喷发动机进气管路5积碳生成的装置，上述进气管路5设有节气门6，包括控制装置8、装有汽油添加剂的储液罐1；

发动机7设有进气管路5，进气管路5设有节气门6，节气门6位于进气歧管前端；

上述储液罐1通过输送管路依次连接泵送装置2、流量控制器3和雾化装置4，上述泵送装置2、流量控制器3和雾化装置4分别连接上述控制装置8；

上述雾化装置4设有喷头，该喷头设于进气管路5内部且固定于进气管路5内壁，上述喷头位于节气门6前端。

上述雾化装置4为小孔雾化装置4或文氏管雾化装置4。

在另一个具体的实施例中，上述雾化装置4为超声波雾化装置4。

上述喷头包括一环形管9，该环形管9周向均布若干用于向进气管路5内部喷雾的通孔。

上述环形管9与进气管路5的进气方向垂直。

上述环形管9为圆环管，上述通孔朝向圆环管的中心。

储液罐1、输送管路的管体、泵送装置2、流量控制器3与雾化装置4由耐高温材料制成。此处的耐高温材料是指能耐发动机舱工作时温度的材料。

上述储液罐1设有液位传感器，该液位传感器连接上述控制装置8。

上述控制装置8包括用于控制上述泵送装置2工作的第一控制模块、用于控制上述流量控制器3工作的第二控制模块、用于控制上述雾化装置4工作的第三控制模块、用于接收上述液位传感器发出信号的第一信号接收模块和用于接收发动机启闭信号的第二信号接收模块。

上述控制装置8还设有处理器，该处理器分别连接上述控制模块和信号接收模块，上述处理器用于分析上述信号接收模块接收的信号，并根据接收到的信号对上述控制模块发出工作指令。

当汽车发动机7发动时，控制装置8驱动泵送装置2，输送汽油添加剂；同时，控制装置8驱动流量控制器3，控制汽油添加剂量的输送速率在0.66-3.3ml/h；同时，控制装置8驱动雾化装置4，汽油添加剂以雾化的方式向进气管路5持续喷入汽油添加剂，直至发动机关闭，停止喷雾。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置，上述进气管路设有节气门，其特征在于，包括控制装置、装有汽油添加剂的储液罐；

上述储液罐通过输送管路依次连接泵送装置、流量控制器和雾化装置，上述泵送装置、流量控制器和雾化装置分别连接上述控制装置；

上述雾化装置设有喷头，该喷头设于进气管路内部且固定于进气管路内壁，上述喷头位于节气门前端。

2.根据权利要求1所述的抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置，其特征在于，上述雾化装置为小孔雾化装置或文氏管雾化装置。

3.根据权利要求1所述的抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置，其特征在于，上述雾化装置为超声波雾化装置。

4.根据权利要求3所述的抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置，其特征在于，上述喷头包括一环形管，该环形管周向均布若干用于向进气管路内部喷雾的通孔。

5.根据权利要求4所述的抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置，其特征在于，上述环形管与进气管路的进气方向垂直。

6.根据权利要求5所述的抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置，其特征在于，上述环形管为圆环管，上述通孔朝向圆环管的中心。

7.根据权利要求6所述的抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置，其特征在于，储液罐、输送管路的管体、泵送装置、流量控制器与雾化装置由耐高温材料制成。

8.根据权利要求7所述的抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置，其特征在于，上述储液罐设有液位传感器，该液位传感器连接上述控制装置。

9.根据权利要求8所述的抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置，其特征在于，上述控制装置包括用于控制上述泵送装置工作的第一控制模块、用于控制上述流量控制器工作的第二控制模块、用于控制上述雾化装置工作的第三控制模块、用于接收上述液位传感器发出信号的第一信号接收模块和用于接收发动机启闭信号的第二信号接收模块。

10.根据权利要求9所述的抑制直喷发动机进气管路积碳生成的装置，其特征在于，上述控制装置还设有处理器，该处理器分别连接上述控制模块和信号接收模块，上述处理器用于分析上述信号接收模块接收的信号，并根据接收到的信号对上述控制模块发出工作指令。