二次空气系统.ppt

现代电子汽车 发动机电子控制 汽车发动机二次空气系统 前言 汽车排气是城市空气的主要污染源，严重危害者人体健康，，研究并解决汽车排气对环境的污染问题已成为国际汽车科技产业界员重要的研究课题之一。催化转化器又尚未达到它的工作温度300～350℃，三效催化转化没有达到其效果致使汽车发动机产生大量的HC和CO对环境污染严重。可以采用二次空气法达到很好的效果。 一、二次空气及作用原理 （一）、净化的必要性 1、温度对热反应净化效果影响很大，当排气温度为800℃~900℃时，若排气中有足够的二次空气及氧化反应时间，CO和HC的净化可达如90％以上。可见有必要再次除去有害的CO和HC. 2、暖机阶段发动机的温度低，80％以上的HC和CO排放于大气而且城市经常受阻而且路程又短也会产生大量的HC和CO. (二)、二次空气原理 它通过向废气中吹进额外的空气(又称二次空气)，增加其中氧气的含量。这样可使废气中未燃烧的有毒物质一氧化碳CO和碳氢化合物HC在高温下再次燃烧 . 二、二次空气电子控制系统图 (一)、二次空气系统元件  发动机二次空气系统的构成及相关元件：空气滤清器、二次空气泵继电器、二次空气泵、二次空气控制阀、止回阀、真空度贮存器、发动机控制单元与组合阀门。 （二）、二次空气电子控制机制 暖机阶段电控单元发出令使电动二次空气泵旋转鼓风，使二位三通电磁换向阀将真空度贮存器和气动截止阀的真空接头连通，真空度贮存器从进气歧管或真空泵获得真空度，温度达到300℃时，电控单元发出指令使电磁换向阀将气动截止阀的真空接头改成与大气相通，气动截止阀立即将二次空气通路截断，二次空气泵便停止转动。该系统的工作时间根据负荷、转速、催化转化器温度、二次空气压力和氧传感器信息确定，通过电磁换向阀传到气动截止阀并将它打开，二次空气使从二次空气泵经气动截止阀和止回阀进入排气系统 . 三、空气泵具体工作过程  （a)发动机冷态和开环状态工作 1、空气泵；2、开关电磁阀；3、空气流；4、分流电磁阀 在发动机冷态和开环状态工作时，如图a所示，由于催化式排气净化器不够热，不能使用额外空气，因此电控单元控制分流电磁阀和开关电磁阀，使空气经分流电磁阀被送往开关电磁阀，而开关电磁阀将空气引向排气管. ( b)、发动机在正常工作或闭环状 态工作 1、空气泵；2、开关电磁阀；3、空气流；4、分流电磁阀 发动机在正常工作或闭环状态工作时，如图b所示，电控单元控制分流电磁阀和开关电磁阀，使空气经分流电磁阀被送往开关电磁阀，再由开关电磁阀将空气送往催化式排气净化器中的氧化剂与还原剂之间，从而提高氧化剂的工作效率。 (c)催化净化器不能过热工作 1、空气泵；2、开关电磁阀；3、空气流；4、分流电磁阀 当催化净化器过热时，加入的空气对催化式排气净化器中的催化剂会造成污染，在这种情况下．如图c所示，电控单元控制分流电磁阀，将空气送往空气滤清器。 ??四、 采用二次系统与没有二次空气系统比较 随着二次空气量的增大，废气中的HC和CO补氧燃烧的比例不断上升，HC可下降达20％，CO可下降达40％。但是NOx会升高约5％，二次空气对燃油毫无影响。 二次空气对HC和CO排放的净化效果受混合过量空气系数的影响 二次空气对HC和CO排放的净化效果在很大的程度上受混合过量空气系数的影响。混合气越浓，净化效果越大。过量空气系数超过1.0时，二次空气对HC净化效果很小，对CO则无净化效果。 五、二次空气及相关参数的控制策略 （一）、二次空气系统只在启动后的暖机阶段运行。一旦三效催化剂转化器达到工作温度，二次空气的系统便推出运行系统。 （二）、二次空气系统在工作过程并不是控制二次空气流量。只是在组成二次空气系统时根据发动机的结构参数选定二次空气泵和止回阀阀板上的通孔直径和数量，借此调节二次空气的流量，达到与发动机匹配的目的。 （三）、二次空气输入排气系统时，混合气要适当加浓，以便使废气中较多的HC和CO与二次空气进行燃烧，使三效催化剂转化迅速加热。 （四）、二次空气输入排气系统时，点火要适当推迟，以便提高排气温度，确保废气中的HC和CO能与二次空气进行燃烧。 六、存在的问题 （一）、 开始启动时由于排气温度低使得废气中的HC和CO难于和二次空气进行燃烧，仍然还是有大量的HC和CO排到大气。 （二）、 鉴于汽车多数时间在中等负荷和中等转速下行驶，特别是停车怠速时，排气温度更低，要使热反应净化器对汽车各种运行工况均具有较高的净化效