Clasificación del sistema y principio de funcionamiento del sistema de inyección de aire secundario.
En la primera categoría, el aire fresco se inyecta en la parte inferior del colector de escape, es decir, la parte donde se conecta el colector de escape. al bloque de cilindros. Por lo tanto, el HC y el CO del escape sólo pueden oxidarse desde el colector de escape.
En segundo lugar, se inyecta aire fresco en el conducto de escape de la culata detrás de la válvula de escape a través de un tubo especial en la culata, de modo que la oxidación de HC y CO en los gases de escape se produce antes. Los sistemas de inyección de aire secundario se pueden dividir en dos tipos según sus estructuras y principios de funcionamiento: tipo bomba de aire y tipo aspirador.
Según las diferentes formas de control, se puede dividir en:
Sistema de inyección de aire secundario de la bomba de aire
El sistema de inyección de aire secundario de la bomba de aire consta principalmente de un bomba de aire y válvula de derivación, tubo de conexión y colector de inyección de aire.
El principio de funcionamiento es: cuando el motor está funcionando, la bomba de aire es accionada por la correa de transmisión del cigüeñal y el flujo de aire con alta capacidad de bombeo y baja presión ingresa a la válvula desviadora a través de la manguera. Normalmente, la válvula de la válvula desviadora se abre y el aire fluye hacia el colector de inyección de aire a través de la válvula desviadora y la válvula de retención. El colector de inyección de aire inyecta flujo de aire en el orificio de escape del motor o en el colector de escape, reacciona con HC y CO en los gases de escape y lo convierte aún más en CO2 y vapor de agua, reduciendo así la contaminación del escape. Una vez que la presión de aire bombeada por la bomba de aire es demasiado alta, la válvula reductora de presión funcionará y cortará instantáneamente el suministro de aire al colector de inyección de aire para evitar un retroceso del motor. Después de unos segundos, la válvula de doble acción baja, se restablece el suministro de aire al colector de inyección de aire y el sistema de inyección de aire secundario funciona normalmente.
Cuando un coche arranca en frío, necesitará una relación aire-combustible más alta de lo habitual para garantizar un funcionamiento suave. Por lo tanto, durante un arranque en frío, el módulo de control electrónico (ECU) le indicará al motor que funcione en modo de circuito abierto (relación aire-combustible fija) durante 20 a 120 segundos hasta que el sensor de oxígeno alcance la temperatura normal. Durante este proceso, se producirán en los gases de escape una gran cantidad de óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y otros contaminantes atmosféricos. Estos monóxido de carbono e hidrocarburos pueden seguir oxidándose para reducir la contaminación. Desafortunadamente, en este momento no hay suficiente oxígeno en el escape para la oxidación.
Análisis detallado del sistema de inyección de aire secundario de la bomba de aire
La estructura de la bomba de aire
La bomba de aire está instalada en el extremo delantero del motor y Consta de un filtro de aire centrífugo y un impulsor. Composición de bomba. La bomba de aire es impulsada por la polea del cigüeñal del motor a través de la correa de transmisión y proporciona una gran cantidad de aire a baja presión al sistema de inyección.
El filtro de aire centrífugo está montado en un extremo del eje del rotor de la bomba y gira a la misma velocidad que la bomba. La función del filtro de aire centrífugo es purificar el aire que ingresa a la bomba de aire. El principio de filtración del filtro de aire centrífugo es que cuando el impulsor gira a alta velocidad, las partículas de polvo en el aire son más pesadas que el aire y se separan del flujo de aire que ingresa a la bomba de aire bajo la acción de la fuerza centrífuga.
La bomba de paletas consta de una carcasa de bomba, un rotor, una pala, una ranura de sellado de la pala, una entrada de aire y una salida de aire. Para formar cavidades de diferentes tamaños entre las palas y el orificio interior de la carcasa de la bomba, la línea central de rotación del rotor no coincide con la línea central del orificio interior de la carcasa de la bomba. Impulsado por una polea, el rotor gira sobre un eje que no coincide con el orificio interior de la carcasa de la bomba. Las dos palas están dispuestas en un ángulo de 180° en la ranura del rotor y se deslizan en la ranura. Entre las palas y la ranura del rotor hay una ranura de obturación.
El principio de funcionamiento de la bomba de aire
A. Cuando la bomba gira, la primera pala barre la entrada de aire, provocando el rotor, las palas y el orificio interior de la carcasa de la bomba. que se forme en el lado de la entrada de aire. El volumen de la cámara de entrada de aire aumenta gradualmente, generando así un cierto vacío. Bajo la acción de este vacío, el aire filtrado por el filtro de aire centrífugo ingresa a la cámara de entrada de aire.
B. El rotor continúa girando y la segunda pala vuelve a barrer la entrada de aire. En este momento, la rotación de la primera pala hace que el aire inhalado quede restringido en un espacio mayor rodeado por las dos palas, el rotor y el orificio interior de la carcasa de la bomba. A medida que el rotor continúa girando, este aire es arrastrado a un espacio más pequeño y comprimido.
C. El rotor continúa girando. Una vez que la primera paleta comienza a pasar por el orificio de escape de la bomba, esta parte del aire comprimido se extrae del orificio de escape hacia el sistema de inyección, completando así un ciclo de admisión-compresión-escape de la bomba de aire. El rotor completa los dos ciclos anteriores cada 1 revolución.
Cuando el rotor de la bomba está funcionando a alta velocidad, el ciclo anterior continúa proporcionando aire fresco al sistema de inyección.
Elemento tipo deflexión
La válvula desviadora generalmente está atornillada a la bomba de aire como un componente separado, con tubos conectados a la bomba de aire y al colector de inyección de aire mediante mangueras. El propósito de configurar la válvula desviadora es evitar que el sistema de escape "dispare" la bomba de aire cuando el motor desacelera repentinamente.
Cuando se cierra repentinamente el acelerador y el motor desacelera repentinamente, aparecerá un alto vacío en el tubo de admisión, lo que hará que la mezcla combustible que ingresa al cilindro se vuelva demasiado rica y no pueda quemarse por completo durante la carrera de potencia. . Durante el escape, se descarga más mezcla sin quemar al tubo de escape a través de la válvula de escape. Si el sistema de inyección de aire secundario inyecta aire fresco en el colector de escape o en el orificio de escape cerca de la válvula de escape en este momento, el aire fresco intensificará la combustión de la mezcla no quemada en el tubo de escape, provocando un "contrafuego". La función de configurar la válvula desviadora es descargar el aire bombeado a la atmósfera en el momento inicial de desaceleración repentina del motor, de modo que no se pueda rociar aire fresco en el tubo de escape, evitando así la aparición de "contrafuego".
Cuando la apertura del acelerador disminuye repentinamente y el motor desacelera repentinamente, se genera un gran vacío en el tubo de admisión, y este vacío se transmite a la superficie del diafragma de la válvula desviadora a través de la tubería. Bajo la acción de este grado de vacío, el diafragma se mueve hacia arriba contra la fuerza del resorte, impulsando la válvula inferior de la válvula de doble acción para abrir el puerto de la válvula inferior. El puerto de la válvula inferior se comunica con el orificio de liberación de aire (hecho de material silenciador). ) a través del puerto de la válvula inferior, de modo que el aire de la bomba de aire se expulse instantánea y silenciosamente a la atmósfera. El flujo de aire de la bomba de aire solo se puede descargar a la atmósfera instantáneamente a través de la válvula desviadora, porque hay orificios de flujo en el diafragma, que pueden equilibrar rápidamente la presión del aire en ambos lados del diafragma. Por lo tanto, bajo la acción de la fuerza del resorte, el diafragma y la válvula de doble efecto regresan a la posición inferior en unos pocos segundos. La válvula de doble acción cierra nuevamente el puerto inferior y la bomba de aire comienza nuevamente a suministrar aire fresco al colector de escape o al área de la válvula de escape.
La válvula reductora de presión (válvula limitadora de presión) se compone principalmente de cuerpo de válvula, resorte, válvula y asiento de válvula. Su función es que cuando el motor está funcionando a alta velocidad y la presión de aire bombeada por la bomba de aire excede la fuerza elástica preestablecida del resorte de la válvula reductora de presión, la presión del aire supera la fuerza elástica del resorte, lo que hace que la válvula salga. el asiento de la válvula, y el aire con presión excesiva pasa entre la válvula y el asiento de la válvula el orificio de ventilación se descarga a la atmósfera, de modo que la presión del aire que ingresa al colector de inyección de aire se mantiene básicamente constante cuando la presión del aire enviada por el; bomba de aire es inferior a la fuerza elástica preestablecida del resorte, el resorte presiona la válvula hacia atrás, cortando así el paso a la atmósfera. Se puede ver que la fuerza elástica preestablecida del resorte de la válvula reductora de presión determina la presión de aire bombeada por la bomba de aire a todo el sistema de inyección de aire secundario en diversas condiciones de trabajo.
Válvula unidireccional
Válvula unidireccional, instalada en el tubo de inyección de aire. Permite que el aire a una cierta presión de la bomba de aire ingrese al colector de inyección de aire, al tiempo que evita que los gases de escape del motor a alta temperatura ingresen a la manguera de conexión y la bomba de aire. Es decir, si la correa de la bomba de aire se rompe o la transmisión patina, la bomba de aire deja de funcionar o disminuye de velocidad, o la manguera de conexión de aire tiene fugas, la válvula unidireccional puede proteger el sistema de inyección de aire secundario contra daños causados por el escape a alta temperatura. gases.
Múltiple de inyección de aire
El colector de inyección aire-gas suele estar soldado a partir de tubos de acero inoxidable, y su forma y número de ramas dependen de la estructura del motor y del número de cilindros. . La función del colector de inyección de aire es inyectar el aire fresco extraído por la bomba de aire en el orificio de escape o colector de escape cerca de la válvula de escape del motor.
Sistema de inyección de aire secundario por pulsos
El sistema de inyección de aire secundario por pulsos también se denomina sistema de inyección de aire secundario por aspirador. Este sistema utiliza pulsos de presión de escape para aspirar aire fresco hacia el sistema de escape, en lugar de usar una bomba de aire para bombear aire al colector de inyección. Se descubrió que cada vez que se cierra la válvula de escape, habrá un corto período de tiempo durante el cual la presión del aire en el orificio de escape y el colector de escape es menor que la presión atmosférica, lo que significa que se genera un pulso de presión negativa (vacío). Usando este pulso de vacío, una cierta cantidad de aire es aspirada hacia el colector de escape a través del filtro de aire, y el oxígeno en esta parte del aire oxida los HC y CO en los gases de escape. Si el coche también está equipado con un catalizador, esta parte del aire también se puede utilizar para satisfacer la demanda de oxígeno del catalizador. Así funcionan los sistemas de inyección de aire secundario por pulsos o aspiradores.
El sistema de inyección de aire secundario por impulsos ordinario consta de tubería de acero, aspirador unidireccional y manguera. Un extremo del tubo de acero está conectado al aspirador y el otro extremo está conectado al colector de escape del motor a través de una placa de conexión, introduciendo así aire fresco que ha pasado a través del filtro de aire, la manguera y el aspirador al colector de escape.
El aspirador es en realidad una válvula unidireccional que permite que el aire del filtro de aire fluya hacia el colector de escape a través del tubo de acero, evitando que el tubo de acero de escape en el colector de escape regrese al aire. filtrar.
Cuando un motor equipado con un sistema de inyección secundaria por pulsos está funcionando al ralentí o a baja velocidad, el pulso de presión negativa en el colector de escape hace que se abra la válvula de succión. Es decir, bajo esta condición de trabajo, cada vez que se cierra la válvula de escape, habrá un pulso de presión negativa en el colector de escape, se abrirá la válvula unidireccional de la máquina de succión y se abrirá la válvula. Bajo la influencia de la presión atmosférica externa, el aire fresco ingresará al colector de escape a través del filtro de aire, la manguera, el aspirador y la tubería de acero, oxidando aún más los HC y CO en el escape y reduciendo la contaminación del escape. Cuando el motor funciona a alta velocidad, el período del pulso de presión negativa es particularmente corto debido al cierre frecuente de la válvula de escape. Debido a la inercia, la válvula unidireccional del aspirador no se puede abrir. Por lo tanto, la válvula unidireccional del aspirador está realmente cerrada. En este momento, solo funciona como válvula de cierre para evitar que los gases de escape se descarguen en el filtro de aire. En otras palabras, cuando el motor funciona a alta velocidad, el sistema de inyección de aire secundario por impulsos deja de funcionar.
Sistema de inyección de aire secundario controlado electrónicamente
Sistema de inyección de aire secundario de bomba de aire controlado electrónicamente
La unidad de control electrónico controla la válvula solenoide correspondiente según la señal de entrada. Dirija el aire desde el sistema al filtro de aire, al tubo de escape y al convertidor catalítico. El sistema tiene dos juegos de válvulas solenoides de control principal. El primer conjunto de válvulas solenoides son válvulas desviadoras que suministran aire al filtro de aire. El segundo conjunto de válvulas solenoides es una válvula solenoide de encendido y apagado que se utiliza para suministrar aire al tubo de escape o al purificador de escape catalítico. El sistema tiene los siguientes modos de trabajo.
A. Cuando el motor está funcionando en un estado de circuito abierto frío, dado que el purificador catalítico no está lo suficientemente caliente para usar el exceso de aire, la unidad de control electrónico controla la válvula solenoide desviadora y el solenoide de encendido y apagado. válvula para permitir el paso del aire La válvula solenoide desviadora lo envía a la válvula solenoide de encendido y apagado, que dirige el aire al tubo de escape.
B. Cuando el motor está funcionando en un estado normal o de circuito cerrado, la unidad de control electrónico controla la válvula solenoide desviadora y la válvula solenoide del interruptor, de modo que el aire se envía a la válvula solenoide del interruptor a través. La válvula solenoide desviadora y luego la válvula solenoide del interruptor envía el aire. Se introduce entre el oxidante y el agente reductor en el purificador de escape catalítico para mejorar la eficiencia de trabajo del oxidante.
C. Cuando el convertidor catalítico se sobrecalienta, el aire agregado contaminará el catalizador en el purificador de escape catalítico. En este caso, la unidad de control electrónico controla la válvula solenoide desviadora para enviar aire al filtro de aire.
Sistema de inyección de aire secundario por pulsos controlado electrónicamente
Este sistema está controlado por una unidad de control electrónico para abrir y cerrar la válvula solenoide, la cual está conectada a la válvula unidireccional (también conocida como válvula de retención). Debido a que la presión en el escape es una onda de presión de pulso alternante positiva y negativa, cuando la presión de escape es negativa, el aire del filtro de aire ingresa al tubo de escape. Cuando la presión es positiva, la válvula de retención se cierra y el aire no puede regresar.
El sistema de inyección de aire secundario también suele denominarse sistema de postcombustión o sistema de postcombustión. La razón es que después de la primera combustión de la mezcla combustible en el cilindro, esas partes de combustión incompleta se post-encenden durante el proceso de escape debido a la introducción artificial de aire fresco, por lo que hay poca o ninguna chispa en los gases de escape descargados en la atmósfera a través del silenciador. En presencia de gases inflamables, la presencia de chispas en los gases de escape es la principal causa de incendios. Por lo tanto, el sistema de inyección de aire secundario también es una tecnología e instalación importante para prevenir incendios provocados por los gases de escape de los motores de combustión interna. Además de utilizarse en automóviles, también es muy utilizado en locomotoras diésel y vehículos especiales con mayores requisitos de seguridad, como vehículos de transporte de gas licuado, vehículos de transporte de petróleo ligero, camiones de repostaje de aeropuertos, etc.