配备原因
发动机冷起动阶段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工作温度(350°C以上)。所以排放标准要达到欧Ⅲ或欧Ⅳ要求时,必须装备二次空气喷射系统。二次空气喷射系统可以改善催化转化器内的氧化过程,从而降低发动机冷起动阶段有害物质的排放。
优点
发动机中装备了二次空气喷射系统可缩短排气管的预热时间,使汽车冷起动后,催化转化器提前进入工作状态。通过二次空气喷射系统还可改善催化转化器内的氧化过程并减少废气中的有害物质。氧化过程所产生的热量可大大缩短催化转化器的起动时间,这样也就大大改善了冷起动阶段的排放状况。
1.二次空气喷射系统的结构原理
功用
二次空气喷射系统在一定工况下,将新鲜空气送入排气管,促使废气中的一氧化碳和碳氢化合物进一步氧化,从而降低一氧化碳和HC的排放量,同时加快三元催化转化器的升温。在冷起动和预热阶段,由于混合气浓度较高,所以这时废气中的未燃烧碳氢化合物相应增多。将空气送入到排气门后部可以增大废气中的氧气浓度,这样就可以使得碳氢化合物和一氧化碳继续氧化(继续燃烧)。燃烧所释放出的热量又加热了催化转化器,使之很快达到工作温度。
结构
二次空气喷射系统
1—空气滤清器 2—二次空气泵 3—发动机控制单元 4—二次空气继电器 5—二次空气控制阀 6—二次空气机械阀
原理
二次空气喷射系统原理
点火开关接通后,蓄电池向二次空气控制阀供电,ECU控制二次空气控制阀接地回路。控制阀不通电时,关闭通向二次空气机械阀(属于膜片阀)真空室的真空通道,二次空气机械阀弹簧推动膜片下移,关闭二次空气供给通道;ECU给二次空气控制阀通电,进气管真空度将膜片阀吸起,使二次空气进入排气管。
二次空气机械阀和二次空气控制阀
发动机起动后,经过滤清器的空气通过二次空气泵直接被吹到排气门后,二次空气泵的电源通过继电器得到。二次空气泵的作用是在很短时间内将空气压进排气门后面的废气中。二次空气喷射系统未工作时,热的废气停留在二次空气机械阀门处,阻止空气进入二次空气泵。在控制过程中,自诊断系统同时进行监测。由于废气中所含氧气量的增加会导致氧传感器电压降低,所以氧传感器必须处于工作状态。二次空气喷射系统正常工作时,氧传感器将检测到极稀的混合气。
原理
二次空气泵及电动机
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、热起动后怠速。
二次空气喷射系统工作时间表
2.二次空气喷射系统的故障及检修
对二次空气喷射系统检修之前应先检查故障存储器,进行执行元件自诊断。检测时真空管路及软管密封应良好,不可阻塞或弯折真空管。用专用工具检查组合阀,用常规方法检查导线连接是否完好。
(1)检查二次空气机械阀
拔下二次空气机械阀上的真空管1,将其接到手动真空泵上,拆下二次空气电动机上的压力软管3,按箭头方向向内吹气,二次空气机械阀应关闭;操纵手动真空泵,二次空气机械阀应打开。否则,要维修或更换二次空气阀。检查过程中不可使用压缩空气。
检查二次空气机械阀
1—真空管 2—手动真空泵阀 3—压力软管
(2)二次空气控制阀的检查
连接V.A.G1551,选择“01发动机电控单元”。打开点火开关,进行执行元件诊断并触发二次空气控制阀,二次空气控制阀应“咔嗒”响。如果二次空气控制阀没有“咔嗒”响,拔下二次控制阀的两针连接插头,将二极管电笔接到拔下的插头上,发光二极管应闪亮。进行执行元件诊断并触发二次空气阀,二极管电笔应闪亮。如果发光二极管不闪亮,关闭点火开关,检查二次空气控制阀的供电情况。如果供电正常,检查二次空气控制阀与控制单元之间的线束导通情况。如果导线没有发现故障,则更换二次空气控制阀。
二次空气控制阀
(3)二次空气泵继电器的检查
拆下二次空气泵上的压力软管。进行执行元件自诊断。起动二次空气继电器,二次空气泵应间歇工作,出风口出风。
如果电动机工作,不出风要更换二次空气泵。
如果电动机不间歇工作,检查二次空气泵继电器功用。
二次空气泵继电器检查步骤如下:
连接V.A.G1551,选择“01发动机电控单元”。(www.daowen.com)
打开点火开关,进行执行元件诊断并触发二次空气泵继电器,屏幕显示:
继电器控制二次空气泵电动机。该电动机间歇运转,直到按→键中止执行元件诊断。如果电动机没有间歇运转,从二次空气泵电动机上拔下两针插头,用连接线将二极管电笔接到拔下的插头上,进行执行元件诊断并选择二次空气泵继电器。
二次空气继电器
(3)二次空气泵继电器的检查
出现的情况有三种可能,区别如下:
第一种可能:二极管电笔闪亮。这说明继电器供电(负荷电路及控制电路)正常,发动机控制单元在正常工作。继电器正常接通,故障在二次空气泵上,应更换二次空气泵电动机。注意:约1min后,执行元件诊断被中止。如果再次进行执行元件的诊断,必须起动发动机,然后关闭,但同时打开点火开关。
第二种可能:二极管电笔不闪亮,但二次空气泵继电器有“咔嗒”响。这说明继电器控制电路供电及发动机控制单元的控制功用正常,故障可能在熔丝和二次空气泵之间的负载电路(熔丝)断路、二次空气泵接地连接及继电器本身。此时应检查二次空气泵继电器的熔丝。如果熔丝无故障,从继电器盘上拔下二次空气泵继电器,按电路图检查继电器供电(30号线),如需要,更换二次空气泵继电器。如果从继电器盘上拔下继电器或控制单元时需使用专用工具,那么事先应断开蓄电池地线。如果车上的收录机有防盗密码,那么断开蓄电池前,应读取收录机的防盗密码。
第三种可能:二极管电笔不闪亮,二次空气泵继电器也不“咔嗒”响。这说明继电器控制电路供电或发动机控制单元的控制功用失常,故障可能在继电器本身(继电器线圈断路)。此时应关闭点火开关,将检测仪接到发动机控制单元线束上,不接发动机控制单元,按电路图检查检测盒端子到二次空气泵继电器盘间导线是否断路。如导线无故障,则更换发动机控制单元。
(4)维修案例
奥迪A6在冷起动阶段(冷却液温度为8~65℃),二次空气喷射系统可将空气吹到排气门后面,吹入空气持续的时间由温度决定。控制过程是由多点喷射控制单元J192经由二次空气泵J299到二次空气阀N112和两个组合阀。在“基本设定”状态下可执行二次空气喷射系统诊断,自诊断包括通过性及密封性检查:
①通过性自诊断。检查通过性时氧传感器控制关闭(在此期间发动机在浓混合气下运转),同时二次空气泵被接通。于是新鲜空气被送入排气歧管,从而提高了废气中的氧含量。这时氧传感器测量到较稀的混合气。检测时,在一定时间内氧传感器都应测量到较稀的混合气。这意味着二次空气喷射系统正在送入足量的空气,即二次空气喷射系统正常。
②密封性自诊断。密封性也是通过性检测的前提条件。发动机在正常温度怠速时,二次空气泵被接通。但组合阀不由二次空气阀控制,也就是说组合阀仍处于关闭状态。二次空气泵一接通,发动机控制单元就开始监测氧传感器控制。
如系统密封性好,新鲜空气就不能到达排气歧管,氧传感器控制应无反应(加浓或变稀)。如果系统漏气,那么由于二次空气而变稀的混合气,氧传感器调节会使之明显变浓。控制单元可识别出明显过浓。
3.二次空气喷射系统部件的拆装
(1)左侧组合阀的拆卸
从支承上拧下冷却液膨胀罐螺栓。拔下真空管1,从组合阀上拆下连接管2(10N·m),从缸体上拧下组合阀3的螺栓(10N·m),拆下组合阀。
拆卸左侧组合阀
1—真空管 2—连接管 3—组合阀
(2)拆卸右侧组合阀
拆下空气流量传感器和导风管之间的空气导管,从节气门支承上拔下空气导管护罩,拔下活性炭罐电磁阀插头,从支架上拔下活性炭罐电磁阀。拔下空气流量传感器的插头。
向右将空气滤清器上的二次空气泵连接管转45°并向前拔出,拧下空气滤清器上的螺栓(20N·m)并取下空气滤清器。
拆卸空气流量传感器和导风管间的空气导管
拔下真空管1,从组合阀上拧下连接管螺栓2,从缸体上拧下组合阀3的螺栓(10N·m),如需要,从缸体上拧下连接管4的支架螺栓(20N·m)。
拆卸右侧组合阀
1—真空管 2—螺栓 3—组合阀 4—连接管
(3)拆卸二次空气泵
拆下隔音罩,拆下前保险杠。
拧下风扇边缘前面通向发电机的空气导管并将其拆下,拔下二次空气泵通向组合阀连接管的卡箍,打开扎带,松开二次空气泵的三个螺栓(螺母不拆下),从支架上向后拽下二次空气泵,拔下二次空气泵上的空气滤清器连接管。将空气滤清器上的连接管向右转45°并向前拔下,拆下二次空气泵。
拆卸二次空气泵
1—卡箍 2—空气泵固定螺栓
(4)组合阀和二次空气泵的安装
组合阀和二次空气泵的装配按与拆卸相反的顺序进行。
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