发动机冷起动阶段混合气较浓,未燃烧的碳氢化合物及一氧化碳等有害物质排放相对较高,并且此时,三元催化转化器尚未达到正常工作温度(300 ℃以上),为了降低发动机冷起动阶段有害物质的排放,同时再次燃烧的热量也使三元催化转化器很快能达到所需的工作温度,普遍采用二次空气喷射系统。该系统通过向废气中吹进额外的空气(二次空气),增加其中氧气的含量,从而使废气中未燃烧的有害物质一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)在高温环境下再次燃烧。
1二次空气喷射系统的组成
如图1所示,二次空气喷射系统主要由二次空气泵、二次空气组合阀、二次空气控制阀、二次空气继电器及和其他系统共用的氧传感器和发动机电控单元组成。
1.1二次空气泵
二次空气泵(图2)用来吸入新鲜空气并将其通过二次空气组合阀送入排气管道。二次空气泵一般为电动机驱动,其电动机由二次空气继电器供电。
1.2二次空气组合阀
二次空气组合阀用来控制二次空气泵到排气管路间气路的通断。二次空气组合阀的动作由二次空气控制阀来控制。当二次空气控制阀送来真空时,在真空作用下,组合阀的膜片下移,使阀门打开.这时从二次空气泵到排气管路的气路便被连通,如图3所示。
当二次空气控制阀切断真空气路而将二次空气组合阀膜片下方与大气连通时,在复位弹簧及排气压力作用下,二次空气组合阀关闭,切断二次空气泵到排气管路的气路,防止热的废气进入并损坏二次空气泵,如图4所示。
1.3二次空气控制阀
二次空气控制阀(图5)用于控制二次空气组合阀,是一种电控气动阀,该阀由发动机控制单元来控制其电路接通与否。当二次空气控制阀通电时。便将二次空气组合阀膜片下方与真空连通.二次组合阀处于打开状态;当二次空气控制阀断电时,便将二次空气组合阀膜片下方与大气连通,二次组合阀处于关闭状态。
1.4二次空气继电器
二次空气继电器为4端子常开型继电器,用来给二次空气泵供电,其接通与否由发动机电控单元控制。
2二次空气喷射系统的工作
二次空气喷射系统的控制是发动机管理系统的一部分,如图6所示,发动机控制单元根据空气流量传感器、发动机转速传感器、冷却液温度传感器等输入信息,通过控制二次空气喷射系统中的二次空气泵(通过二次空气继电器控制)和二次空气控制润来控制二次空气喷射系统的工作。
二次空气喷射系统只是在部分时间内起作用,具体在以下两种工况下工作:冷起动后和热起动后怠速。具体工作条件见表1所列(不同车型工作条件可能不同)。
当发动机控制单元根据相关传感器输入的信息判断具备二次空气喷射系统工作条件时,便通过二次空气继电器启动二次空气泵,与此同时给二次空气控制阀通电,使其接通二次空气组合阀与真空的连接,由真空驱动二次空气组合阀,连通二次空气泵与排气管,将新鲜空气送入排气管路。
二次空气喷射系统借助氧传感器反馈信息进行自诊断。在发动机控制单元控制二次空气喷射系统工作时,由于废气中所含氧气量的增加会导致氧传感器电压降低。
二次空气喷射系统在工作一定时间后便在发动机控制单元控制下关闭.具体运行时间会因车型不同而有所差异,一般冷起动后在100s左右.热起动后在10s左右,还有些车型在发动机因失火等原因造成排放废气中的CO和HC超标时,也会控制二次空气喷射系统再次启动工作,以提高三元催化转化器的工作效率。