發表於 2019-08-10 10:24:52
二次空氣噴射技術是降低汽油車冷啟動暖機過程的汙染物排放主要手段之一，是新近出臺的國六法規徵求意見稿中新增的的主要監測對象，法規明確規定了其故障的監測要求、故障標準和監測條件。
條件苛刻，困難重重，小君莫怕，國六哥帶您從二次空氣系統工作原理出發，撥開層層迷霧，深入解讀國六法規需求。
二次空氣系統零部件和工作原理
二次空氣噴射系統如下Fig1所示，主要由二次空氣泵（見Fig2）、二次空氣閥（見Fig3）和電磁閥（見Fig4）三部分組成。
二次空氣經過空氣濾清器後進入到二次空氣泵中，進行加壓後傳送到二次空氣閥，電子控制單元通過控制電磁閥，來控制二次空氣閥的導通，當二次空氣閥導通時，壓縮空氣進入到排氣歧管中，與汽缸排出的廢氣進行氧化燃燒。
Fig1車用二次空氣系統示意圖
二次空氣泵（見Fig2）
二次空氣泵通過壓縮空氣，提供一定壓力和一定流量的二次空氣。
Fig 2 二次空氣泵
二次空氣閥（真空度工作閥，見Fig3）
二次空氣閥受真空作用打開氣閥，將空氣泵泵送的空氣輸送到排氣歧管中，同時保證排氣廢氣不會回流，避免廢氣回流損壞二次空氣系統。
Fig 3 二次空氣閥（真空度工作閥）
二次空氣電磁閥（見Fig4）
該電磁閥由ECU控制，從進氣歧管中取真空，通過真空度來控制二次空氣單向閥的開啟和關閉。（1通大氣，2接真空（進氣歧管），3接執行器（二次空氣閥））
Fig 4 二次空氣電磁閥
二次空氣系統監測法規要求
二次空氣系統主要作用是提供二次空氣，氧化排氣系統中的未燃燃料，通過氧化放熱，快速提升催化器的溫度，縮短催化器起燃時間，達到降低排放的目的。如果由於二次空氣系統故障導致二次空氣流量減小，則無法有效氧化排氣系統中的未燃燃料，氧化放熱效果下降，從而使得催化器加熱的設計效果不能實現，導致其減排功能的失效和排放的惡化，故法規對二次空氣系統提出了監測要求。
國五法規對二次空氣系統診斷沒有單獨定義，適用I.3.3.2的要求，是否需要診斷取決於其失效是否會導致排放超OBD閥值，且只要求在NEDC中完成診斷和滿足在用監測頻率IUPR的要求。
國六法規參考美國加州法規（OBDII），對二次空氣系統監測提出更加嚴格的要求：
要求在正常工作時（催化器加熱過程中）診斷出故障（新增要求）；
需要監測導致排放超OBD閥值的低流量故障，如果低流量故障不會導致排放超OBD閥值，則至少需要監測零流量故障（國五可不監測）；
單獨電子部件適用綜合部件的監測要求。
排放循環為WLTC循環（國五為NEDC循環）。
要求 國六 OBDII-2015 國五 二次空氣流量監測要求 正常工作下診斷 正常工作下診斷 取決於其失效是否會導致排放超OBD閥值，不要求在正常工作下診斷 單獨部件監測要求 綜合部件監測要求 綜合部件監測要求 如果部件失效會導致排放超OBD閥值，則電路連續性診斷。
Table1二次空氣系統流量監測要求法規對比
滿足國六二次空氣系統監測診斷方案
國六法規要求二次空氣系統流量診斷需要在正常工作（催化器加熱過程）時完成，基於國六法規苛刻要求，聯合電子EMS系統有兩種解決方案：壓力傳感器方案、快速起燃氧傳感器方案。壓力傳感器診斷就緒快，響應快，可集成在二次空氣閥中；快速起燃氧傳感器直接安裝在排氣系統中，精確計算進入排氣系統中的空氣流量，但診斷就緒慢，受混合氣偏稀和冷啟動油品影響大。
診斷方案 國五 國六
Table2二次空氣系統監測診斷方案（UAES）
*註：√能夠滿足，×無法滿足，-可不需要
二次空氣系統的可能失效形式主要有泵老化、泵和閥之間的管路（A點）堵塞或洩露、閥和排氣系統之間的管路（B點）堵塞或洩露（見Fig5），這些失效形式都會導致進入排氣系統中的二次空氣流量減小，因此需要監測這些失效形式。
Fig 5 二次空氣系統診斷方案示意圖
壓力傳感器的診斷方案
二次空氣閥和排氣系統之間的管路堵塞會導致壓力傳感器管路測量壓力值增大，而其它失效形式都會導致管路壓力傳感器壓力值減小，通過壓力傳感器所測量壓力的偏差來判定是否有失效故障（見Table 3）。
快速起燃氧傳感器的診斷方案
快速起燃氧傳感器能夠直接計算進入排氣系統的空氣流量，所有失效形式都會導致二次空氣流量減小，因此通過氧傳感器計算的二次空氣流量來判定是否有失效故障（見Table 3）。
可能失效形式
Table 3 二次空氣系統可能失效形式及其壓力和流量變化
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