减少汽车缸内积碳与净化尾气排放的除碳装置及其方法
技术领域
本发明属于汽车尾气净化领域,具体涉及一种减少汽车缸内积碳与净化尾气排放的除碳装置及其方法。
背景技术
汽车设计与生产正在发生巨大变化,新能源、新技术的应用层出不穷,不断推出新的品种,但对社会上已经运行一定里程的汽车,如何根据新的环保要求,提高动力,改善排放,已成为社会的严重关切,汽车尾气的排放已经造成不少城市的雾霾。但是目前的现有技术中,尚没有一款装置能够有效地对汽车缸内积碳与尾气排放同时进行处理,因此如何利用载波技术,无线处理技术和物联网云计算理论对目前现有的汽车进行净化处理,具有重大意义,是一项利国利民之举。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题,并提供一种减少汽车缸内积碳与净化尾气排放的除碳装置,具体技术方案如下:
除碳装置包括单片机、脉冲控制电路和蓝牙模块;脉冲控制电路与点火器一起并联接在车载直流源两端进行供电;脉冲控制电路为H桥脉冲控制电路,其两个输入端分别连接单片机,两个输出端分别连接点火器的点火线圈;单片机与用于收发控制信号的蓝牙模块相连。
作为优选,所述的脉冲控制电路包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5和三极管Q6,其中三极管Q3的基极通过电阻R14后与单片机相连;三极管Q3的集电极通过电阻R12后一路与三极管Q5的基极相连,另一路与电阻R8一端相连;三极管Q3的发射极与三极管Q4的发射极相连;三极管Q4的基极通过电阻R15后与单片机相连;三极管Q4的集电极通过电阻R13后,一路与电阻R9的一端相连,另一路与三极管Q6的基极相连;电阻R8的另一端、电阻R9的另一端、三极管Q5的发射极和三极管Q6的发射极均相连并与电源相接;三极管Q1的基极分别与电阻R10的一端、电阻R11的一端以及三极管Q2的基极相连;电阻R10的另一端、电阻R11的另一端、三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极均相连并接地;三极管Q5的集电极和三极管Q1的集电极相连形成第一输出端OUT_A,三极管Q6的集电极和三极管Q2的集电极相连形成第二输出端OUT_B;点火器的点火线圈与两个输出端相连。
进一步的,所述的三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4为NPN型三极管,所述的三极管Q5和三极管Q6为PNP型三极管。
作为优选,所述的车载直流源在脉冲控制电路工作时,其输出电流应在0.6A以上。
作为优选,所述的蓝牙模块与移动设备通过蓝牙连接,用于向移动设备发送状态信息并接收指令。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述装置减少汽车缸内积碳与净化尾气排放的方法,步骤为:首先,移动设备蓝牙发出相应控制指令,由蓝牙模块接收并转化为串行数据送入单片机,单片机产生两个可编程PWM信号:PWM A及PWM B,两个PWM信号通过三极管Q3和三极管Q4控制脉冲控制电路H桥的左右两端,使在第一输出端OUT_A和第二输出端OUT_B两端产生频率和幅度可控的脉冲电流,在点火器次级线圈导通点火时,该交变电流进入点火线圈并产生和交变电流同频率的交变磁场,利用交谈磁场产生的电磁波进一步使汽油雾化以提高燃烧效率;同时利用交变磁场在油缸内壁产生涡流,利用涡流的趋肤效应,在油缸内壁的趋肤表层上清除和燃烧内壁所附的积碳。
作为优选,移动设备根据蓝牙模块发送的信号数据,检测到汽车发动且车载直流源电压升到预设值时,向所述的蓝牙模块发送相应控制指令,使除碳装置开始工作;当检测到汽车熄火且车载直流源电压降到预设值时、发送指令使除碳装置停止工作。
进一步的,所述的使除碳装置开始工作的车载直流源电压预设值为13.7v~13.9v,所述的使除碳装置停止工作的车载直流源电压预设值为13v。
作为优选,装置运行过程中还可以通过移动设备对除碳装置进行数据采集和控制,并将数据上传云服务器端存储,记载行车轨迹、速度、里程、耗油数据,根据不同的数据对除碳装置的运行参数进行配置,提高工作效率;运行参数包括脉冲控制电路的波形、频率、幅值及运行时间、运行次数。
本发明中脉冲控制电路是本系统中关键单元,脉冲控制电路与单片机和蓝牙连接、负责整个系统的运行与控制,设定激励源频率,累计净化次数,还备有通讯模块,用来沟通信息,使用户借助手机,可以很容易地观察系统工作情况,並可连接外网上传数据。具体来说,本发明的有益效果主要有以下几点:
1.可以减少气缸内积碳;
2.减少尾气排放;
3.提高抗电气干扰能力,使汽车平稳运行;
4.提高发动机燃烧效率;
5.降低发动机转速,提升动力;
6.延长电瓶寿命。
本发明的装置已经在多辆已运行了一定里程的汽车进行净化处理,结果表明应用本装置后提高燃烧效率,减少气缸内积碳,减少了尾气排放中有害份量,使汽车运行平衡,既省油又安全。
附图说明
图1基于装置和单片机驱动的H桥脉冲控制电路的结构示意图;
图2为本发明的脉冲控制电路的一种实现方式。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明,因便于更好地理解。本发明中的技术特征在不相互冲突的前提下,均可进行相互组合,不构成限制。
如图1所示,一种减少汽车缸内积碳与净化尾气排放的除碳装置,其特征在于包括单片机1、脉冲控制电路2和蓝牙模块3;脉冲控制电路2与点火器一起并联接在车载直流源两端进行供电;脉冲控制电路2为H桥脉冲控制电路,其两个输入端分别连接单片机1,两个输出端分别连接点火器的点火线圈;单片机1与用于收发控制信号的蓝牙模块3相连。蓝牙模块3可与外界的移动设备通过蓝牙相连,实现通过手机等移动设备控制除碳装置的运行。
如图2所示,脉冲控制电路2的一种实现方式为如下:电路由电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5和三极管Q6组成。其中各元件的连接具体为:三极管Q3的基极通过电阻R14后与单片机1相连;三极管Q3的集电极通过电阻R12后一路与三极管Q5的基极相连,另一路与电阻R8一端相连;三极管Q3的发射极与三极管Q4的发射极相连;三极管Q4的基极通过电阻R15后与单片机1相连;三极管Q4的集电极通过电阻R13后,一路与电阻R9的一端相连,另一路与三极管Q6的基极相连;电阻R8的另一端、电阻R9的另一端、三极管Q5的发射极和三极管Q6的发射极均相连并与14V电源相接;三极管Q1的基极分别与电阻R10的一端、电阻R11的一端以及三极管Q2的基极相连;电阻R10的另一端、电阻R11的另一端、三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极均相连并接地;三极管Q5的集电极和三极管Q1的集电极相连形成第一输出端OUT_A,三极管Q6的集电极和三极管Q2的集电极相连形成第二输出端OUT_B;点火器的点火线圈与两个输出端相连。
上述6个三极管中:三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4为NPN型三极管,三极管Q5和三极管Q6为PNP型三极管。
为达到在短时间内(一般一个小时)有明显的除碳净化效果,应使交变磁场有足够的功率,因此车载直流源在脉冲控制电路2工作时,其输出电流应在0.6A以上。
本装置的工作过程如下:
一种减少缸内积碳与净化尾气排放的除碳装置装置,本装置的工作过程如下:车载直流源为本系统提供电源,脉冲控制电路产生5KHz~20KHz的正弦波、方波、锯齿波脉冲电流,其频率与幅值根据车况、由手机设定通过蓝牙传输、控制,脉冲控制电路2通过单片机1和蓝牙模块3连接、负责整个系统的运行与控制,脉冲控制电路2並联接入车载电源。
基于上述装置,本发明还提供了一种减少汽车缸内积碳与净化尾气排放的方法,具体方法为:首先,移动设备蓝牙发出相应控制指令,由蓝牙模块3接收并转化为串行数据送入单片机1,单片机1产生两个可编程PWM信号:PWM A及PWM B,两个PWM信号通过三极管Q3和三极管Q4控制脉冲控制电路2H桥的左右两端,使在第一输出端OUT_A和第二输出端OUT_B两端产生频率和幅度可控的脉冲电流,在点火器次级线圈导通点火时,该交变电流进入点火线圈并产生和交变电流同频率的交变磁场,利用交谈磁场产生的电磁波进一步使汽油雾化以提高燃烧效率;同时利用交变磁场在油缸内壁产生涡流,利用涡流的趋肤效应,在油缸内壁的趋肤表层上清除和燃烧内壁所附的积碳。
上述方法还可以设计成不消耗车载蓄电池的自动节电功能,即只在车载发电机启动后工作,具体实现方式为:移动设备根据蓝牙模块3发送的信号数据,检测到汽车发动后,汽车发电机输出电压使车载直流源电压升到13.7v~13.9v时,手机蓝牙发出相应控制指令,由蓝牙模块3接收并转化为串行数据送入单片机1,除碳装置开始工作;当汽车熄火后直流电降到13v以下时,再控制除碳装置停止工作。
为了实现自动控制和行为记录,上述方法还可以通过移动设备对除碳装置进行数据采集和控制,并将数据上传云服务器端存储,记载行车轨迹、速度、里程、耗油等数据,根据不同的数据对除碳装置的脉冲控制电路2的波形、频率、幅值及运行时间、运行次数等参数进行配置,提高工作效率。本除碳装置还具有设定与控制净化的工作时间、激励源频率、累计净化次数、记录净化过程前后尾气中有害成份的减少情况。
将上述装置及方法应用于一辆运行多年的汽车,经本模块净化处理后,提高抗干扰能力,车辆运行平稳,提高了燃烧效率,使缸内积碳与尾气排放中有害气体成份显著减少。具体测试数据如下表所示。
成份 |
测试前 |
单位 |
净化后 |
单位 |
HC |
0072 |
ppm |
0014 |
ppm |
CO |
00.03 |
% |
00.02 |
% |
CO2 |
15.15 |
% |
15.13 |
% |
O2 |
00.21 |
% |
00.00 |
% |
λ |
01.01 |
|
00.99 |
|
从数据中可以看到,有害有害成份HC净化后下降了80%效果特别明显,O2的减少说明了燃烧很充分。