二次空氣噴射(Air Injection,即AI)系統(tǒng)的實質(zhì)是將一定量的新鮮空氣引入排氣管或三元催化轉(zhuǎn)換器中，使廢氣中的有害氣體與空氣進一步燃燒，以進一步減少有害物的排放。
a.發(fā)動機處于正常工作溫度時，二次空氣噴射系統(tǒng)可降低HC和CO的排放量。
b.發(fā)動機剛起動時二次空氣噴射系統(tǒng)不但能降低HC的排放量，而且會縮短氧傳感器的加熱時間，使發(fā)動機控制模塊盡快進入空燃比閉環(huán)控制過程。
一、系統(tǒng)的工作原理
二次空氣噴射系統(tǒng)簡圖
二次空氣又分為上游氣流及下游氣流。上游氣流進入排氣歧管，下游氣流流進轉(zhuǎn)換器中的空氣室中，空氣進入排氣歧管及三元催化轉(zhuǎn)換器的時機由發(fā)動機控制模塊(ECU)進行控制。
目前所用的二次空氣供給方法有兩種：
1、空氣泵系統(tǒng)。
利用空氣泵將壓縮空氣導(dǎo)入排氣系統(tǒng)；
2、脈沖空氣系統(tǒng)。
利用排氣壓力將空氣導(dǎo)人排氣系統(tǒng)。
一、空氣泵系統(tǒng)
空氣泵系統(tǒng)
許多二次空氣噴射系統(tǒng)都是用空氣泵將空氣泵入排氣口或催化轉(zhuǎn)換器?？諝獗孟到y(tǒng)，由真空控制空氣旁通閥和空氣分流閥，它們又控制從空氣泵到排氣口或催化轉(zhuǎn)換器的空氣量?？諝夥至鏖y到排氣口和催化轉(zhuǎn)換器之間各有一個單向閥，以防止在減速等情況時，排氣管中的廢氣倒流至二次空氣噴射系統(tǒng)。發(fā)動機控制模塊控制兩個電磁線圈，分別給旁通閥和分流閥供應(yīng)真空(電磁閥在圖中未畫出)。當(dāng)點火開關(guān)打開，就向電磁閥加了電壓，發(fā)動機控制模塊通過控制電磁閥接地而使其通電。
空氣泵
空氣泵如圖所示，其原理是利用離心方式將干凈的空氣泵入系統(tǒng)中。
空氣泵工作原理
圖上所示為空氣泵的工作過程。由圖可見，由于轉(zhuǎn)子帶動翼板旋轉(zhuǎn)，使空氣泵內(nèi)的壓力低于進氣口外的壓力，所以空氣被吸入空氣泵。轉(zhuǎn)子繼續(xù)帶動翼板旋轉(zhuǎn)，使空氣被壓縮并流動到排氣口，此時由于排氣口外的壓力比排氣口內(nèi)的小，而且還有．冀板的推動作用，最終使空氣從排氣口排出。空氣泵工作時，這一過程周而復(fù)始，將空氣連續(xù)不斷地泵入排氣系統(tǒng)。
空氣泵系統(tǒng)有以下幾種工作方式：
1)在發(fā)動機剛起動后，發(fā)動機控制模塊控制電磁閥在斷電狀態(tài)，電磁閥切斷旁通閥和分流閥的真空。這樣，從空氣泵來的空氣通過旁通閥旁通到大氣。這種工作狀態(tài)持續(xù)的時間取決于發(fā)動機的溫度，溫度越低，持續(xù)時間越長。
2)發(fā)動機暖車時，發(fā)動機控制模塊給旁通電磁閥和分流電磁閥通電，空氣從空氣泵經(jīng)旁通閥流到分流閥，分流閥再將空氣導(dǎo)入排氣口。進入排氣口的空氣使HC排放物在排氣歧管中燃燒，這種燃燒同時使氧傳感器快速加熱。這種工作模式下，發(fā)動機控制模塊以空燃比開環(huán)方式工作。
3)發(fā)動機在正常工作溫度下運行時，發(fā)動機控制模塊以空燃比閉環(huán)方式工作。發(fā)動機控制模塊只給旁通電磁閥通電，而使分流電磁閥斷電，切斷供到分流閥的真空。這樣，從空氣泵來的空氣經(jīng)旁通閥流至分流閥后被導(dǎo)入催化轉(zhuǎn)換器，并與HC和CO燃燒，減少HC和CO的排放量。旁通閥和分流閥都有一個卸壓閥，如果系統(tǒng)堵塞或阻力過大時，卸壓閥可釋放壓力以防止空氣泵壓力過高。在發(fā)動機處于正常工作溫度時，二次空氣噴射系統(tǒng)不可向排氣口泵入空氣，否則排氣流中的附加空氣使來自氧傳感器的信號變?nèi)酢?br />
發(fā)動機控制模塊對這些弱信號的響應(yīng)是，增加燃油噴射脈沖，因而會增加燃油消耗和CO的排放量。
二 、脈沖空氣系統(tǒng)
同空氣泵系統(tǒng)相比，脈沖空氣系統(tǒng)不需動力源注入空氣，而是依靠大氣壓力與廢氣真空脈沖之間的壓力差使空氣進入排氣歧管，因此減少了成本及功率消耗。其工作原理如圖所示。
脈沖空氣系統(tǒng)原理圖
空氣來自空氣濾清器，發(fā)動機控制模塊(ECU)控制電磁閥的打開及關(guān)閉，電磁閥與單向閥相連。由于排氣中壓力是正負交替的脈沖壓力波，當(dāng)發(fā)動機以較低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，排氣壓力為負，空氣由濾清器通過電磁閥和單向閥進入排氣口，與排出的HC進一步燃燒，故可降低HC的排放量；當(dāng)排氣壓力為正時，固有單向閥，所以空氣不能反向流動，但此時也沒有新鮮空氣進入排氣口，即不能降低HC的排放量。脈沖空氣系統(tǒng)的上、下游空氣道各有一個電磁閥和一個單向閥。因為排氣口的低壓脈沖持續(xù)時間隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高而縮短，所以脈沖式二次空氣噴射系統(tǒng)在發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時，降低HC排放的效果更好。如下圖所示為日本豐田公司采用的脈沖空氣噴射系統(tǒng)。
豐田脈沖空氣系統(tǒng)
三、二次空氣噴射系統(tǒng)的診斷
系統(tǒng)測試
如果二次空氣噴射系統(tǒng)發(fā)生故障，則發(fā)動機溫度升高時，它不向排氣口泵人空氣，HC的排放量也會升高。進行測試時，應(yīng)注意以下幾點：
1）診斷二次空氣噴射系統(tǒng)，首先要檢查該系統(tǒng)上所有真空軟管和電路連接。
2）此外空氣泵在皮帶輪的后面有一個離心式濾清器，空氣通過濾清器將灰塵過濾后流入氣泵。皮帶輪與濾清器用螺栓連接在泵軸上，可分別檢修它們，如下圖所示。如果皮帶輪或濾清器彎曲、磨損或損壞，應(yīng)將其更換。
空氣泵帶輪與離心式濾清器
3)空氣泵的皮帶必須有特定的張力。帶輪松動或二次空氣噴射系統(tǒng)有故障，會導(dǎo)致二次噴射系統(tǒng)不能正常工作，最終導(dǎo)致廢氣成分升高或燃油消耗過量。
4)二次空氣噴射系統(tǒng)的泄壓閥(其作用是當(dāng)系統(tǒng)堵塞或阻力過大時，釋放壓力以防止空氣泵壓力過高)有的連在旁通閥和分流閥上，也有的連在空氣泵上。如果泄壓閥卡在開啟位置，來自空氣泵的空氣流將通過該閥連續(xù)排出，導(dǎo)致有害氣體的排放量增加。
5)如果二次空氣噴射系統(tǒng)中的軟管有燒壞的跡象，這表明單向閥有泄漏，使排氣進入該系統(tǒng)。
6)空氣歧管和管道的泄漏會導(dǎo)致廢氣漏出和產(chǎn)生大量噪聲。
7)如果在旁通閥電磁閥或分流閥電磁閥中或相應(yīng)的導(dǎo)線內(nèi)有故障，或者是來自空氣泵的氣流連續(xù)逆流(從空氣泵流至排氣口)或順流(從空氣泵至催化轉(zhuǎn)換器)，二次空氣噴射系統(tǒng)可能會在發(fā)動機控制模塊內(nèi)設(shè)置故障碼。應(yīng)使用故障診斷儀檢查與二次空氣噴射系統(tǒng)有關(guān)的所有故障代碼。在對系統(tǒng)進行進一步診斷之前，應(yīng)查明這些代碼的原因。
旁通閥和分流閥的診斷
1)旁通閥的診斷。
在起動發(fā)動機時，聽一聽短時間內(nèi)是否有空氣從旁通閥排出。如果沒有空氣排出，則從旁通閥拆下真空軟管，再起動發(fā)動機。如果現(xiàn)在從旁通閥排出了空氣，應(yīng)檢查旁通電磁閥和連接導(dǎo)線。當(dāng)旁通閥仍無排出空氣時，應(yīng)檢查從氣泵至該閥的空氣輸送情況，如果有空氣輸送，需更換旁通閥。
2)分流閥的診斷。
在發(fā)動機溫度升高時，從分流閥處拆下至空氣泵排氣口的軟管，檢查是否有來自該軟管的氣流，如下圖所示。如果有氣流，表明系統(tǒng)工作正常。如果沒有空氣流動，應(yīng)從分流閥上拆下真空軟管，再將真空計連接到該軟管上。如果真空度高于3．38kPa，則應(yīng)更換分流閥。如果真空度為零，應(yīng)檢查至分流電磁閥的真空軟管、旁通電磁閥和連接導(dǎo)線。
當(dāng)發(fā)動機處于正常工作溫度時，將分流閥至催化轉(zhuǎn)換器間的空氣軟管拆下，檢查是否有來自于該軟管的氣流。如果有氣流，表明在順流模式下系統(tǒng)工作是正常的。如果沒有氣流，則從分流閥上拆下真空軟管，再將真空表連接到該軟管上。如果真空表指示真空度為零，應(yīng)更換分流閥。如果在真空表上指示有一定的真空度，應(yīng)檢查至分流電磁閥的軟管管路、旁通電磁閥和連接導(dǎo)線。