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一、二次空气供给系统简介
汽车排放污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)等。这些污染物主要来源于发动机的尾气,以及曲轴箱和油箱中的燃油蒸气。窜入曲轴箱的混合气可以通过曲轴箱强制通风系统解决;油箱挥发的燃油蒸气会被炭罐吸附;而排气管只有三元催化器还是不够的,因为三元催化器工作最低温度都在250℃以上,发动机刚起起动时,废气还达不到这个温度,所以才有了二次空气供给系统。
1.二次空气供给系统的作用
(1)在车辆冷起动时工作,系统将一部分新鲜空气压进排气管中,与怠速时发动机排出的高温未燃气体混合后,在排气管中再次氧化,减少冷起动工况的有害物排放。
(2)加速三元催化器和氧传感器升温,使其迅速达到正常工作温度。
2.二次空气供给系统工作条件(见表1)。
3.一汽-大众宝来使用的二次空气供给系统属于电控空气泵型喷射系统, 空气喷入部位位于排气歧管基部(新鲜的空气被喷入排气歧管内靠近气缸体的位置)。其组成如图1所示:4.宝来二次空气供给系统工作原理
(1)发动机控制单元激活二次空气供给系统开始工作,发动机控制单元输出信号(图2 T121/9)控制二次空气喷射进气阀N112 工作,阀门打开,压力P经过阀体到达二次空气组合阀(见图1),在负压的作用下组合阀打开。
(2)同时发动机控制单元控制二次空气泵继电器J299 工作, 继电器工作后接通二次空气泵电机V101的电源,使二次空气泵电机V101 工作,二次空气泵电机V101 把经过空气滤清器的干净新鲜空气输送到二次空气组合阀,因为前面二次空气组合阀已打开,所以空气经过二次空气组合阀直接输送到排气歧管内。二次空气泵的作用是在短时间内将空气压进排气门后面的废气中。
(3)发动机控制单元接收冷却液温度传感器的输入信号来控制二次空气供给系统的工作时间。冷却液温度5 ~33℃时控制供给系统工作100s, 冷却液温度33~96℃时, 工作10s。
(4)发动机控制单元在二次空气供给系统工作的过程中检测氧传感器信号进行自诊断。由于喷入新鲜的空气,尾气中的氧含量会增加,氧传感器电压下降,正常工作情况下氧传感器应该检测到极稀的混合气。
(5)二次空气供给系统工作结束时,发动机控制单元控制二次空气喷射进气阀N112停止工作,阀门关闭。因为阀门关闭,二次空气组合阀没有压力P 驱动,也会停止工作,关闭阀门,发动机排出的废气会被阀门阻挡, 不会经过管路窜进发动机进气系统。同时发动机控制单元也断开对二次空气泵继电器J229 的控制,继电器不工作,二次空气喷射泵电机没有供电也将停止工作。
表1 二次空气供给系统工作条件
二、二次空气供给系统零部件检修
1.二次空气喷射阀(N112)二次空气喷射阀(如图3 所示)位于进气管下,主要作用是通过控制
1-空气滤清器2-二次空气泵3-发动机控制单元4-二
次空气泵继电器5-二次空气喷射阀6-二次空气组合阀
图1 宝来轿车二次空气供给系统组成
图2 二次空气供给系统控制电路图
图3 二次空气喷射阀
气压来驱动二次空气机械阀。出现故障时的检查方法如下:
(1)读取故障码:通过诊断仪检测喷射阀有无故障码;
(2)自诊断:通过诊断仪动作测试进行自诊断,如果无故障码,且动作测试正常,则可以判断二次空气喷射阀电路部分无故障;
(3)管路检查:需检查阀体连接的真空管、软管的密封性,需要良好不漏气,管路无堵塞及弯曲;
(4)线路检测:利用万用表测量二次空气喷射阀控制线路有无短路、断路。
2.二次空气组合阀
二次空气组合阀(如图4 所示)的常见故障是阀卡死,主要原因是因为排气侧积碳和进气侧含有水分致使阀体生锈。二次空气组合阀检测方法如下:
(1)密封性检查:在组合阀出气口处向阀体内吹气,正常的阀体为了隔绝废气窜入进气管, 应该是紧闭,密封良好,如果向内吹气阀体不能紧闭则有故障,需要更换。
(2)动作测试:利用真空枪在阀体与二次空气喷射阀相连的接口上抽真空,阀体应能顺利开启。正如前面工作原理中提及的,二次空气喷射阀通电工作之后会有1 个负压P 经过二次空气喷射阀控制,二次空气喷射阀打开,负压到达二次空气组合阀时,在压力的作用下二次空气组合阀的阀门会打开,不能打开或者打开缓慢有卡滞则需更换。
3.二次空气泵继电器J299(见图2)
二次空气泵继电器位于发动机舱继电器盒内,它的作用是为二次空气泵提供电源,控制二次空气泵工作。对于二次空气泵继电器的检修需要分成元件和线路2 部分进行,方法如下:
(1)元件检查:对继电器进行动作测试,给继电器85# 和86# 端子分别接上蓄电池正、负极,通电之后正常情况下能听到线圈吸合开关“嗒”的一声;再用万用表Ω 挡测量继电器30# 与87# 端子之间的通断,正常情况下电阻值应小于1Ω。如果开关测量电阻显示无穷大,则继电器需要更换。
(2)线路检查:继电器有4 条线路,接86# 端子的线路为继电器控制线路,与发动机控制单元(PCM)相连接,需要继电器工作时,发动机控制单元会输出1 个控制电压,所以我们可以在起动之后的10s 内(二次空气供给系统最短工作时间)检查这个端子有无电压,无电压则需要进一步检查线路通断; 另1 个85# 端子则搭铁,可以直接在85# 端子处测量与搭铁点之间的电阻值,5Ω 以下都是正常;继电器30# 端子则为电源,经过继电器开关之后输送到二次空气泵
图4 二次空气组合阀
图5 二次空气泵
电机V101,测量30# 端子有无电压,测量87# 端子至二次空气泵电机V101 2# 端子的线路通断。
4.二次空气泵
二次空气泵(见图5)是整个二次空气供给系统功劳最大的零部件,供给排气管的新鲜干净空气都是靠它供应。对于二次空气泵的故障,需要先读取故障码,诊断流程如下:
(1)线路检查:二次空气泵不工作先检查供电线路和搭铁线路,前面二次空气泵继电器的检查中已经说明了供电线路,这里不再赘述。
(2)还需检查二次空气泵相连的管路有无堵塞、弯折。
(3)自诊断:如果上述步骤检查都正常, 二次空气泵还是工作异常,则需要对二次空气泵本身做动作测试,拆下二次空气泵上的进、出气软管,利用诊断仪启动二次空气泵继电器工作,二次空气泵电机通电后应能工作,出风口出风,不出风则需要更换二次空气泵;不能间歇工作则需要进一步对二次空气泵进行检查。
三、二次空气供给系统故障分析
二次空气供给系统自诊断检测是依靠氧传感器的信号来识别的,二次空气泵工作时将空气压缩,当空气压力达到一定值的时候打开二次空气组合阀进入排气管,氧传感器测量进入排气管内的空气量,发动机根据
图6 二次空气系统故障码
氧传感器的反馈信号来确定二次空气供给系统是否工作正常。而引发二次空气供给系统故障的常见原因有以下2 种:
1.机械故障:组合阀卡死。
2.电气故障:相关联的熔断器和继电器的工作是否正常,二次空气泵是否正常。
发动机控制单元是通过继电器J299 来控制二次空气泵V101 工作的,继电器J299的电源端1/30是由位于蓄电池顶部的熔丝S130供电的(见图2)任一损坏都将导致系统失效。
四、案例分析
1.故障现象
1 辆2011 款1.6L 手动舒适款宝来,行驶里程4.6 万km,排气系统故障指示灯亮起,用解码仪检测到故障码16795“二次空气供给系统流量不正确”(见图6), 清除故障码后第5天故障指示等再次亮起, 再清,再亮......如此反复。故障指示灯亮起的周期基本在4~5天,并且每次都是在早晨刚起动2min 之内出现。
2.诊断思路
(1)用电脑检测仪对发动机做执行元件自诊断,检测二次空气泵起动及运行是否正常,如果正常,则建议更换二次空气组合阀;
(2)如二次空气泵能起动,但起动瞬间电流超出熔断范围,熔断器暂时没熔断,建议更换二次空气组合阀及二次空气泵;
(3)如二次空气泵不起动,则按照电路图对二次空气供给系统进行检测,主要对熔断器和继电器进行检查,维修完电路以后按照1 和2 步骤重新检测。
(4)一般我们常见的故障按照上述3 步骤即可解决, 如还不能解决,则建议检测氧传感器和发动机电脑。
3.诊断过程
通过诊断仪对发动机执行元件进行自诊断,发现二次空气泵可以起动并正常运转。推测故障很有可能是出现在二次空气组合阀上。拆下组合阀,使用压缩空气测试导通性,发现组合阀已经卡死,具体原因是因为排气侧积碳以及进气含有水分导致二次空气组合阀生锈。
4.故障排除
更换二次空气组合阀, 试车,故障码消失,故障排除。
五、总结
总结一句话———懂得原理是关键。汽车上有许多系统、机构、部件,当车辆发生故障时,我们可能做不到及时的排除故障, 特别是疑难杂症,而想要排除故障,了解部件及系统的工作原理十分必要,它会帮我们建立起一套完整思路, 找到故障的根源,更快、更有效的将故障排除。本文介绍了二次空气供给系统的工作原理和控制电路,相信汽修从业者将这了解清楚后,对二次空气供给系统的
故障检修会有很大的帮助。
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