CN202916096U - 一种发动机积碳检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机积碳检测技术，具体为一种发动机积碳检测装置，其通过比较氧传感器的数字电压频率与预设频率来得出发动机的积碳情况及是否需要清除积碳，所述检测装置包括：氧传感器、A/D转换器、频率比较器，其中，氧传感器用于测量所述排气管内外的氧浓度差，并将所述氧浓度差表示为模拟电压。A/D转换器将所述模拟电压转化为数字电压。频率比较器，接收数字电压，计算出数字电压频率并与预设频率相比较。本实用新型利用氧传感器测量排气管内外的氧浓度差，通过比较氧传感器数字电压频率与预设频率来得出发动机的积碳情况及是否需要清除积碳，从而达到不用对发动机拆卸即可得知积碳情况的目的。

Description

一种发动机积碳检测装置

技术领域

本实用新型涉及发动机积碳检测技术，特别是涉及一种通过比较氧传感器数字电压频率与预设频率来得出发动机的积碳情况及是否需要清除积碳的技术。

背景技术

发动机积碳是目前汽车发动机的常见问题之一。其形成原因有几种：一种是汽车本身含有杂质、灰尘等长期在发动机气缸、进气管、节气门等部位形成的沉积物；另一种是由于汽油中的烯烃等不稳定成分在一定温度下，发生氧化反应，形成的粘稠物。另外，由于城市交通拥堵，汽车经常处于低速和怠速状态，燃料不完全燃烧更会产生大量的附着物。这些杂质在喷嘴、进气阀、燃烧室（气缸盖和活塞顶之间）等部位日积月累，被反复加热就会变成坚硬的积碳。积碳到达一定数量，就会导致发动机启动困难，怠速不稳，加速不良，油耗增多等问题。

现有技术是将发动机拆开进行观察发动机是否积碳，但是拆开发动机，一方面造成用户等待拆卸及装配的时间过长，另一方面频繁的拆装也会影响发动机的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种发动机积碳检测装置，达到不用拆卸发动机即可得知积碳情况的目的。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种发动机积碳检测装置，所述检测装置包括：

氧传感器，连接于发动机排气管，且其一端伸入大气中，另一端伸入所述排气管中，所述氧传感器用于测量所述排气管内外的氧浓度差，并将所述氧浓度差表示为模拟电压；

A/D转换器，连接于所述氧传感器，所述A/D转换器接收氧传感器输出的模拟电压，并将所述模拟电压转化为数字电压；

频率比较器，连接于所述A/D转换器，所述频率比较器接收所述数字电压，计算出所述数字电压频率并与预设频率相比较，并将结果信号输出。

优选地，所述检测装置还包括：

视频警报器，连接于所述频率比较器，所述视频警报器接收所述频率比较器输出的结果信号，若数字电压变化频率小于预设频率则视频警报器发出视频警报以提示用户消除积碳。

优选地，所述检测装置还包括：

音频警报器，连接于所述频率比较器，所述音频警报器接收所述频率比较器输出的结果信号，若数字电压变化频率小于预设频率则音频警报器发出音频警报以提示用户消除积碳。

优选地，所述视频/音频警报器设有开关，以使得用户能够启动/关闭所述视频/音频警报器。

优选地，所述氧传感器为氧化锆管，所述氧化锆管的所述两端分别烧结有多孔铂电极。

本实用新型基于如下构思：

大气中的氧气含量为21%，浓混合气体完全燃烧后的废气中，氧气含量应该为0，稀混合气体或不完全燃烧后的废气中含氧较多，但仍然远低于大气中的氧含量。氧传感器的工作原理与干电池相似，氧化锆起到类似电解液的作用，基本工作原理是：在高温和铂（Pt）催化条件下，利用氧化锆（ZrO₂）多孔铂电极内外两侧（大气和燃烧室）的氧浓度差，产生电位差。氧浓度差越大，电位差越大，即模拟电压越大。当积碳过多时，积碳会不断地吸收和释放燃油从而影响混合气体的调整周期，混合气体向最稀和最浓的两个方向变化，调整周期长了，模拟电压的幅度就会增加，频率就会降低。

假设正常情况下，氧传感器模拟电压在0.3-0.7V区间变化，而且在10秒钟之内有8次峰谷值的交替变化。随着积碳的产生，假设模拟电压在0.2-0.8V区间变化，这时已经产生积碳了，但不很严重；假设模拟电压在0.1-0.9V区间变化时，积碳就很严重了。

由于数字信号便于存储、处理和交换，所以使用A/D转换器将模拟电压转化为数字电压来进行后续的频率比较工作。

本实用新型实施例至少存在以下技术效果：

本实用新型利用氧传感器测量排气管内外的氧浓度差，通过比较数字电压频率与预设频率来得出发动机的积碳情况及是否需要清除积碳，从而达到不用对发动机拆卸即可得知积碳情况的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例的步骤流程图；

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

假设汽车在没有积碳的情况下，10秒钟之内氧传感器100模拟电压有8次峰谷值的交替变化，即频率为0.8/s；将预设频率设为10秒钟之内氧传感器100模拟电压有6次峰谷值的交替变化，即频率为0.6/s。

图1为本实用新型实施例的步骤流程图，在图1中：

条件一：数字电压频率大于预设频率；

条件二：数字电压频率小于或等于预设频率。

在本实施例中，氧传感器100为氧化锆管，且其两端分别烧结有多孔铂电极，氧化锆管连接于汽车发动机排气管，用于测量排气管内外的氧浓度差，其一端伸入大气中，另一端伸入所述排气管中，并且伸入所述排气管中的一端应尽量靠近燃烧室，通过比较排气管和大气的氧浓度差来近似得到燃烧室和大气的氧浓度差从而了解发动机积碳情况。

排气管内外的氧浓度差表示为模拟电压，假设在10秒钟之内氧传感器100模拟电压有7次峰谷值的交替变化。

A/D转换器200，接收氧传感器100输出的模拟电压，并将所述模拟电压转化为数字电压。

频率比较器300，接收所述数字电压，计算出所述数字电压频率为0.7/s，将0.7/s与所述预设频率0.6/s比较可知，数字电压频率大于预设频率，满足条件一。频率比较器300将数字电压频率大于预设频率的结果信号输出。

视频警报器400，接收数字电压频率大于预设频率的结果信号，并将所述结果信号以图像形式显示给用户，如显示为“有积碳，但不严重”的提醒图形。

音频警报器500，接收数字电压频率大于预设频率的结果信号，但不发出警报声音。

假设在10秒钟之内模拟电压有5次峰谷值的交替变化，再以图1所示的步骤流程图来说明积碳严重时本检测装置的工作过程：

氧传感器100，排气管内外的氧浓度差表示为模拟电压，模拟电压在10秒钟之内有5次峰谷值的交替变化。

A/D转换器200，接收氧传感器100输出的模拟电压，并将所述模拟电压转化为数字电压。

频率比较器300，接收所述数字电压，计算出所述数字电压频率为0.5/s，将0.5/s与所述预设频率0.6/s比较可知，数字电压频率小于预设频率，满足条件二，频率比较器300将数字电压频率小于预设频率的结果输出。

视频警报器400，接收数字电压频率小于预设频率的结果信号，并将所述结果信号以图像形式显示给用户，如显示为“积碳严重，需要清理”的视频警报。所述视频警报器400可以设有开关，在用户看到所述视频警报后，可以将所述视频警报器400关闭，直到积碳清理完毕后再打开。

音频警报器500，接收数字电压频率小于预设频率的结果信号，并发出需要消除积碳的音频警报，所述音频警报器500可以设有开关，在用户听到所述警报声音后，可以将所述音频警报器500关闭，直到积碳清理完毕后再打开。

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

Claims (5)

1.一种发动机积碳检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：

氧传感器（100），连接于发动机排气管，且其一端伸入大气中，另一端伸入所述排气管中，所述氧传感器（100）用于测量所述排气管内外的氧浓度差，并将所述氧浓度差表示为模拟电压；

A/D转换器（200），连接于所述氧传感器（100），所述A/D转换器（200）接收氧传感器（100）输出的模拟电压，并将所述模拟电压转化为数字电压；

频率比较器（300），连接于所述A/D转换器（200），所述频率比较器（300）接收所述数字电压，计算出所述数字电压频率并与预设频率相比较，并将结果信号输出。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括：

视频警报器（400），连接于所述频率比较器（300），所述视频警报器（400）接收所述频率比较器（300）输出的结果信号，若数字电压变化频率小于预设频率则视频警报器（400）发出视频警报以提示用户消除积碳。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括：

音频警报器（500），连接于所述频率比较器（300），所述音频警报器（500）接收所述频率比较器（300）输出的结果信号，若数字电压变化频率小于预设频率则音频警报器（500）发出音频警报以提示用户消除积碳。

4.根据权利要求2或3所述的检测装置，其特征在于，

所述视频/音频警报器（400，500）设有开关，以使得用户能够启动/关闭所述视频/音频警报器。

5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，

所述氧传感器（100）为氧化锆管，所述氧化锆管的所述两端分别烧结有多孔铂电极。