國六關于二次空氣系統(tǒng)檢測解決方案

二次空氣噴射技術是降低汽油車冷啟動暖機過程的污染物排放主要手段之一，是新近出臺的國六法規(guī)征求意見稿中新增的的主要監(jiān)測對象，法規(guī)明確規(guī)定了其故障的監(jiān)測要求、故障標準和監(jiān)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(tǒng)工作原理出發(fā)，撥開層層迷霧，深入解讀國六法規(guī)需求。

二次空氣系統(tǒng)零部件和工作原理

二次空氣噴射系統(tǒng)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后進入到二次空氣泵中，進行加壓后傳送到二次空氣閥，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(tǒng)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(tǒng)。

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(zhí)行器（二次空氣閥））

Fig 4 二次空氣電磁閥

二次空氣系統(tǒng)監(jiān)測法規(guī)要求

二次空氣系統(tǒng)主要作用是提供二次空氣，氧化排氣系統(tǒng)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。如果由于二次空氣系統(tǒng)故障導致二次空氣流量減小，則無法有效氧化排氣系統(tǒng)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(xiàn)，導致其減排功能的失效和排放的惡化，故法規(guī)對二次空氣系統(tǒng)提出了監(jiān)測要求。

國五法規(guī)對二次空氣系統(tǒng)診斷沒有單獨定義，適用I.3.3.2的要求，是否需要診斷取決于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(jiān)測頻率IUPR的要求。

國六法規(guī)參考美國加州法規(guī)（OBDII），對二次空氣系統(tǒng)監(jiān)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(jiān)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(jiān)測零流量故障（國五可不監(jiān)測）；

單獨電子部件適用綜合部件的監(jiān)測要求。

排放循環(huán)為WLTC循環(huán)（國五為NEDC循環(huán)）。

Table1二次空氣系統(tǒng)流量監(jiān)測要求法規(guī)對比

滿足國六二次空氣系統(tǒng)監(jiān)測診斷方案

國六法規(guī)要求二次空氣系統(tǒng)流量診斷需要在正常工作（催化器加熱過程）時完成，基于國六法規(guī)苛刻要求，聯(lián)合電子EMS系統(tǒng)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(tǒng)中，精確計算進入排氣系統(tǒng)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。

Table2二次空氣系統(tǒng)監(jiān)測診斷方案（UAES）

*注：√能夠滿足，×無法滿足，-可不需要

二次空氣系統(tǒng)的可能失效形式主要有泵老化、泵和閥之間的管路（A點）堵塞或泄露、閥和排氣系統(tǒng)之間的管路（B點）堵塞或泄露（見Fig5），這些失效形式都會導致進入排氣系統(tǒng)中的二次空氣流量減小，因此需要監(jiān)測這些失效形式。

Fig 5 二次空氣系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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）。

Table 3 二次空氣系統(tǒng)可能失效形式及其壓力和流量變化