¿Principios y aplicaciones de la inyección de aire secundario en motores de automóviles? . FunciónLos sistemas de inyección de aire secundario se han utilizado ampliamente en automóviles desde la implementación de las primeras normas del mundo para el control de la contaminación por escape de automóviles. Reducir las emisiones de HC y CO en los gases de escape es en realidad una tecnología práctica de control de emisiones de escape. Y la práctica ha demostrado que el sistema de inyección de aire puede lograr buenos resultados ya sea en un vehículo de gasolina o diésel. Su principio de funcionamiento es que la bomba de aire envía aire fresco al tubo de escape del motor, de modo que los HC y CO en los gases de escape se oxidan y queman aún más, es decir, el oxígeno introducido en el aire se combina aún más con los HC y CO en el tubo de escape para formar vapor de agua y dióxido de carbono, reduciendo así las emisiones de HC y CO en los gases de escape. La clasificación y el principio de funcionamiento del sistema se pueden dividir en dos categorías según la ubicación de la inyección de aire: en la primera categoría, el aire fresco se inyecta en la base del colector de escape, que es donde el colector de escape está conectado al bloque de cilindros. , por lo que los HC en el escape y el CO solo se pueden oxidar desde el colector de escape; en segundo lugar, se inyecta aire fresco en el conducto de escape en la culata después de la válvula de escape a través de un tubo especial en la culata, y se oxida el HC y el CO. El CO en los gases de escape avanza con antelación. 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: bomba de aire, sistema de inyección de aire secundario. El sistema de inyección de aire secundario de la bomba de aire consta principalmente de una bomba de aire, una válvula desviadora, una tubería de conexión y un colector de inyección de aire. El principio de funcionamiento es: cuando el motor está funcionando, la bomba de aire es impulsada por la correa de transmisión del cigüeñal y el flujo de aire con gran 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. Análisis detallado del sistema de inyección de aire secundario con bomba de aire La estructura de la bomba de aire está instalada en la parte delantera del motor y consta de un filtro de aire centrífugo y una bomba de paletas. 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 paleta, una ranura de sellado de la paleta, una entrada 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 la ranura del rotor en un ángulo de 180° y se deslizan en la ranura. Entre las palas y la ranura del rotor hay una ranura de obturación. Principio de funcionamiento de la bomba de aire A Cuando la bomba gira, la primera paleta barre la entrada de aire, aumentando gradualmente el volumen de la cámara de entrada de aire formada por el rotor, las paletas y el orificio interior de la carcasa de la bomba, generando así un cierto grado de 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 pasar por 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 funciona a alta velocidad, el ciclo anterior continúa proporcionando aire fresco al sistema de inyección. Válvula desviadora La válvula desviadora generalmente está atornillada a la bomba de aire como un conjunto único 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 sea 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 escape (hecho de material silenciador). a través del puerto de la válvula inferior, de modo que el flujo de aire de la bomba de aire pueda descargarse a la atmósfera de forma silenciosa e instantánea. 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 nuevamente comienza 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 La válvula unidireccional está 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. Colector de inyección de aire El colector de inyección de aire suele estar soldado con 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 impulsos El sistema de inyección de aire secundario por impulsos también se denomina sistema de inyección de aire secundario getter. 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 filtro de aire. Cuando un motor equipado con un sistema de inyección secundaria por impulsos está funcionando al ralentí o a baja velocidad, el impulso 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.