二次空氣噴射系統(tǒng)

1、二次空氣噴射系統(tǒng)實(shí)踐也已證明，空氣噴射系統(tǒng)在汽、柴油汽車上都能取得良好的效果。它的工作原理是空氣泵將新鮮空氣送入發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管內(nèi)，從而使排氣的HC和CO進(jìn)一步氧化和燃燒，即把導(dǎo)入的空氣中的氧在排氣管內(nèi)與排氣中的HC和CO進(jìn)一步化合形成水蒸氣和二氧化碳，從而降低了排氣中的HC和CO的排放量。系統(tǒng)分類及工作原理按其空氣噴入的部位可分為兩類：二次空氣噴射系統(tǒng)示意圖第一類，新鮮空氣被噴入排氣歧管的基部，即排氣歧管與汽缸體相連接的部位，因此，排氣中的HC、CO只能從排氣歧管開始被氧化；第二類，新鮮空氣通過汽缸蓋上的專設(shè)管道噴入排氣門后汽缸蓋內(nèi)的排氣通道內(nèi)，排氣中HC、CO的氧化更早進(jìn)行。二次空氣噴射系統(tǒng)按

2、照結(jié)構(gòu)和工作原理的不同可以分為空氣泵型和吸氣器型兩種結(jié)構(gòu)類型。按控制形式不同可分為：空氣泵型二次空氣噴射系統(tǒng)空氣泵型二次空氣噴射系統(tǒng)主要由空氣泵、分流閥、連接管道、空氣噴射歧管等組成。工作原理是：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，通過曲軸傳動(dòng)帶帶動(dòng)空氣泵運(yùn)轉(zhuǎn)，泵送量大而壓力較低的空氣流通過軟管進(jìn)入分流閥。正常情況下，分流閥上閥門開啟，空氣流經(jīng)分流閥、單向閥進(jìn)入空氣噴射歧管。空氣噴射歧管將空氣流噴入發(fā)動(dòng)機(jī)排氣孔或排氣歧管，與排氣中的HC、CO反應(yīng)，使其進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成CO2和水蒸氣，以減少排氣污染。一旦空氣泵泵送的空氣壓力太高，釋壓閥起作用，瞬間切斷向空氣噴射歧管供應(yīng)的空氣，防止發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生回火，經(jīng)過幾秒后，雙向作用閥

3、下落，又恢復(fù)向空氣噴射歧管供應(yīng)空氣，二次空氣噴射系統(tǒng)正常工作。當(dāng)汽車?yán)鋯?dòng)時(shí)會(huì)要求比平常高的空燃比才能保證運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。由于這個(gè)原因，電子控制模塊（ECU）在冷啟動(dòng)時(shí)會(huì)命令發(fā)動(dòng)機(jī)在開路循環(huán)模式（固定空燃比）運(yùn)轉(zhuǎn)20到120秒，直到氧傳感器達(dá)到正常溫度。而在這個(gè)過程中，尾氣中會(huì)生成大量一氧化氮和碳?xì)浠衔锏却髿馕廴疚铩＿@些一氧化碳和碳?xì)浠衔锸强梢岳^續(xù)被氧化而減小污染的。只可惜此時(shí)的尾氣中沒有足夠的氧氣來進(jìn)行氧化。針對(duì)空氣泵型二次空氣噴射系統(tǒng)的詳細(xì)分析空氣泵的結(jié)構(gòu)空氣泵裝在發(fā)動(dòng)機(jī)前端，由一個(gè)離心式空氣濾清器和一個(gè)葉片泵組成?？諝獗糜砂l(fā)動(dòng)機(jī)曲軸帶輪經(jīng)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)，向噴射系統(tǒng)供應(yīng)量大而壓力底的空氣。離心式

4、空氣濾清器裝在泵的轉(zhuǎn)子軸的一端與泵以同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。離心式空氣濾清器的作用是清潔進(jìn)入空氣泵的空氣。離心式空氣濾清器的濾清原理是，當(dāng)葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣中的塵粒與空氣相比，質(zhì)量較大，在離心力的作用下從進(jìn)入到空氣泵里的空氣流中分離出去。葉片泵由泵殼、轉(zhuǎn)子、葉片、葉片密封槽、進(jìn)氣道和出氣道等組成。為了使葉片能與泵殼內(nèi)孔間形成大小不同的空腔，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心線與泵殼內(nèi)孔中心線并不重合。在帶輪帶動(dòng)下，轉(zhuǎn)子在一條與泵殼內(nèi)孔不重合的軸線上旋轉(zhuǎn)。兩片葉片在轉(zhuǎn)子的槽中一夾角180°布置，并在槽中滑動(dòng)，葉片與轉(zhuǎn)子槽間有密封槽?？諝獗玫墓ぷ髟韆. 當(dāng)泵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第1個(gè)葉片從進(jìn)氣孔上掃過，這一掃過逐漸增大了進(jìn)氣孔一

5、邊由轉(zhuǎn)子、葉片和泵殼內(nèi)孔形成的進(jìn)氣室的容積，從而產(chǎn)生一定的真空度，在該真空的作用下，經(jīng)離心式空氣濾清器濾清的空氣則進(jìn)入進(jìn)氣室。b. 轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，第2個(gè)葉片又掃過進(jìn)氣孔，此時(shí)，上述第1個(gè)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)使吸入的空氣被限制在由兩個(gè)葉片、轉(zhuǎn)子和泵殼內(nèi)孔所密閉的較大的空間里，當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這部分空氣便被掃到一個(gè)較小的空間里，使其受到壓縮。c. 轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，一旦第1個(gè)葉片開始掃過泵的排氣孔，則該部分已被壓縮的空氣就從排氣孔泵送進(jìn)噴射系統(tǒng)中去，從而完成空氣泵的一個(gè)進(jìn)氣-壓縮-排氣循環(huán)。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)1圈，完成上述2個(gè)循環(huán)。當(dāng)泵的轉(zhuǎn)子以高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，上述循環(huán)則不間斷地進(jìn)行，源源不斷地為噴射系統(tǒng)提供新鮮空氣。分流閥分

6、流閥常作為一個(gè)單獨(dú)的總成用螺栓裝在空氣泵上，而管路則用軟管與空氣泵和空氣噴射歧管相連。設(shè)置分流閥的目的是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)突然減速時(shí)，防止排氣系統(tǒng)“回火”到空氣泵。當(dāng)節(jié)氣門突然關(guān)閉、發(fā)動(dòng)機(jī)突然減速時(shí)，會(huì)在進(jìn)氣管里 很高的真空度，從而導(dǎo)致進(jìn)入汽缸的可燃混合氣變的太濃，在作功行程里無法完全燃燒。排氣時(shí)，就有較多的沒有充分燃燒的混合氣經(jīng)排氣門排往排氣管。如果在這時(shí)，二次空氣噴射系統(tǒng)把新鮮空氣噴入排氣歧管或噴入*近排氣門的排氣孔，則新鮮空氣便加劇了未充分燃燒的混合氣在排氣管內(nèi)的燃燒，從而產(chǎn)生“回火”。而設(shè)置分流閥的作用在于發(fā)動(dòng)機(jī)突然減速的最初時(shí)間里，瞬間把空氣泵送來的空氣排如大氣，使新鮮空氣不能噴入排氣管，從而

7、防止了“回火”的發(fā)生。當(dāng)節(jié)氣門開度突然減小、發(fā)動(dòng)機(jī)突然減速時(shí)，在進(jìn)氣管產(chǎn)生了較大的真空度，該真空度通過管道傳到分流閥膜片表面，在該真空度的作用下，膜片克服彈簧力向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)雙向作用閥的下閥打開了下閥口，經(jīng)下閥口與釋氣孔（由消聲材料制作）相通，使從空氣泵來的空氣流無聲地瞬間排往大氣。但是，空氣泵來的空氣流被分流閥排往大氣的時(shí)間僅僅能進(jìn)行一瞬間，其原因是在膜片上加工有孔板流量孔，該孔能很快平衡膜片兩邊的氣壓。因此在彈簧力的作用下，膜片和雙向作用閥在幾秒內(nèi)又回到下面位置。雙向作用閥又關(guān)閉了下閥口，空氣泵便又開始向排氣歧管或排氣門區(qū)供應(yīng)新鮮空氣。釋壓閥（限壓閥）主要由閥體、彈簧、閥門和閥座等組成，其

8、作用是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，空氣泵泵送的空氣流氣壓超過釋壓閥彈簧預(yù)調(diào)彈力時(shí)，空氣壓力克服彈簧彈力，促使閥門離開閥座，壓力過大的空氣則通過閥門與閥座間的通道經(jīng)釋氣孔排入大氣，從而使進(jìn)入空氣噴射歧管的空氣壓力基本上保持恒定；當(dāng)空氣泵送來的空氣其壓力低于彈簧預(yù)調(diào)彈力時(shí)，彈簧壓閥門回位，從而切斷了排往大氣的通路。由此可見，釋壓閥彈簧的預(yù)調(diào)彈力決定了各種工況下，空氣泵泵送到整個(gè)二次空氣噴射系統(tǒng)的空氣壓力。單向閥單向閥，裝在空氣噴射管上。它允許從空氣泵來的具有一定壓力的空氣進(jìn)入空氣噴射歧管，而防止高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣進(jìn)入連接軟管和空氣泵。也就是說，若空氣泵皮帶斷裂或傳動(dòng) 打滑等原因造成空氣泵停轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速下降，空氣連

9、接軟管漏氣等不能向噴射系統(tǒng)正常供應(yīng)空氣時(shí)，單向閥可以保護(hù)二次空氣噴射系統(tǒng)免受高溫的廢氣損害?？諝鈬娚淦绻芸諝鈿鈬娚淦绻芡ǔＪ怯刹讳P剛管焊接而成，其形狀和分支數(shù)目由發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和汽缸數(shù)目而定?？諝鈬娚淦绻艿淖饔檬前芽諝獗帽盟偷男迈r空氣分別噴射進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門附近的排氣孔里或噴入排氣歧管。脈沖型二次空氣噴射系統(tǒng)脈沖型二次空氣噴射系統(tǒng)也稱吸氣器型二次空氣噴射系統(tǒng)。該系統(tǒng)不是應(yīng)用空氣泵泵送空氣進(jìn)入噴射歧管，而是應(yīng)用排氣壓力的脈沖將新鮮空氣吸入排氣系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn)，每次排氣門關(guān)閉時(shí)，都會(huì)有這么一個(gè)很短的時(shí)間周期，在該時(shí)間周期內(nèi)，排氣孔和排氣歧管內(nèi)的氣壓都低于大氣壓力，也就是說產(chǎn)生了一個(gè)負(fù)壓（真空）脈沖。利用

10、這個(gè)真空脈沖，經(jīng)空氣濾清器吸入一定量空氣進(jìn)入排氣歧管，用這部分空氣中的氧去氧化排氣中的HC和CO。如果該車還裝有催化式排氣凈化器，也可以用這部分空氣去供應(yīng)催化式排氣凈化器對(duì)氧的需要。這就是脈沖型或稱吸氣器型二次空氣噴射系統(tǒng)的工作原理。常見的脈沖型二次空氣噴射系統(tǒng)由鋼管、單向吸氣器、軟管等組成。鋼管的一端接吸氣器，另一端用連接盤與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管相連通，把經(jīng)空氣濾清器、軟管、吸氣器的新鮮空氣導(dǎo)入排氣歧管。吸氣器實(shí)際上是一個(gè)單向閥，它允許從空氣濾清器來的空氣經(jīng)鋼管流向排氣歧管，并防止排氣歧管中的廢氣鋼管回流到空氣濾清器。裝有脈沖型二次噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速或低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于排氣歧管內(nèi)的負(fù)壓脈沖使吸氣

11、器閥門開啟。也就是說，在這種工況下，排氣閥門每關(guān)閉一次，在排氣歧管內(nèi)則出現(xiàn)一次負(fù)壓脈沖，吸氣器的單向閥就開啟一次，閥門開啟，在外界大氣壓力的作用下，新鮮空氣經(jīng)空氣濾清器、軟管、吸氣器、鋼管進(jìn)入排氣歧管，去進(jìn)一步氧化排氣中的HC、CO，減少排氣污染。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于排氣門的關(guān)閉頻繁，每次的負(fù)壓脈沖周期特別短，由于慣性作用，吸氣器的單向閥不可能開啟，因此，吸氣器的單向閥門實(shí)際是關(guān)閉的，此時(shí)它只起到一個(gè)阻止廢氣排入空氣濾清器的截止閥的作用。也就是說，在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，脈沖型二次空氣噴射系統(tǒng)實(shí)際上是停止工作的。電控二次空氣噴射系統(tǒng)電控空氣泵型二次空氣噴射系統(tǒng)系統(tǒng)中的空氣由電控單元根據(jù)輸入信號(hào)

12、通過控制相關(guān)電磁閥引往空氣濾清器、排氣管及催化式排氣凈化器中。該系統(tǒng)有兩套主控電磁閥，第一套電磁閥為分流閥，用于將空氣送往空氣濾清器；第二套電磁閥為開關(guān)電磁閥，用于將空氣送往排氣管或催化式排氣凈化器。該系統(tǒng)有以下幾種工作方式。a. 在發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)和開環(huán)狀態(tài)工作時(shí)，由于催化式排氣凈化器不夠熱，不能使用額外空氣，因此電控單元控制分流電磁閥和開關(guān)電磁閥，使空氣經(jīng)分流電磁閥被送往開關(guān)電磁閥，而開關(guān)電磁閥將空氣引向排氣管。b. 發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作或閉環(huán)狀態(tài)工作時(shí)，電控單元控制分流電磁閥和開關(guān)電磁閥，使空氣經(jīng)分流電磁閥被送往開關(guān)電磁閥，再由開關(guān)電磁閥將空氣送往催化式排氣凈化器中的氧化劑與還原劑之間，從而提高氧化劑的工作效率。c. 當(dāng)催化凈化器過熱時(shí)，加入的空氣對(duì)催化式排氣凈化器中的催化劑會(huì)造成污染，在這種情況下，電控單元控制分流電磁閥，將空氣送往空氣濾清器。電控脈沖型二次空氣噴射系統(tǒng)系統(tǒng)由電控單元控制電磁閥的打開及關(guān)閉，電磁閥與單向閥（也稱檢查閥）相連，由于排氣中的壓力是正負(fù)交替的脈沖壓力波，當(dāng)排氣壓力為負(fù)時(shí)，來自空氣濾清器的空氣進(jìn)入排氣管；當(dāng)壓力為正時(shí)，單向閥關(guān)閉，空氣不能返回。二次空氣噴射系統(tǒng)也常被稱為補(bǔ)燃系統(tǒng)或后燃系統(tǒng)。其原因是可燃混