車に搭載されている内燃機関は完璧ではありません。どんなに一生懸命働いても、100パーセント効率的ではありません。私たちはまだそこにいませんし、排気ガスには常に未燃燃料があります。車のテールパイプからの有害な排出物を減らすために、二次空気点火システムが作られました。車のEGRまたは排気ガス再循環および触媒コンバーターとうまく連携して、排出システムを完成させます。その主なタスクは、コールドスタート濃縮で注入された余分な燃料を触媒コンバーターに到達する前に使い果たし、テールパイプの排出量を大幅に改善することです。
しかし、二次空気注入とは何ですか、そしてそれはどのように機能しますか？私たちの車は本当にそれを必要としていますか？調べてみましょう！
100パーセントの効率で実行できる完璧なエンジンはありません。それは不可能です。未燃燃料または炭化水素は、誘導チャンバーで発生する燃焼プロセスですべてがエンジン出力に変換されるわけではないため、常に排気ガスに含まれています。
未燃燃料は残りの排気ガスと一緒に排出されます。未燃燃料または炭化水素は、エンジンの欠陥、燃料品質の違い、車両の全体的な状態、運転状態、および環境要因が原因で発生します。
車は燃料なしでは走行できず、燃料には必要な電力を生み出す炭化水素が含まれています。しかし、これらの炭化水素は、車の排出レベルを知るために測定される毒素の1つです。そのため、これらの炭化水素を完全に燃焼させることが重要ですが、そうではありません。燃やされた燃料は燃やされていない燃料よりも環境への害が少ないので、車両ができる限り多くの炭化水素を燃やすことは私たちができるすべてです。そこで、二次空気注入システムが登場します。これは、触媒コンバーターの残り物をクリーンアップするのに役立ちます。
現代の自動車の触媒コンバーターは、変換率の90％以上を達成できますが、摂氏300〜350度の温度に達した場合にのみ達成できます。そのため、自動車のコールドスタート時にガソリンエンジンが始動すると、排出量の80％以上が走行サイクルで発生します。これは、過剰な一酸化炭素と炭化水素につながる豊富なコールドスタート混合気と、排気ガス洗浄力を発揮するのに十分なほど暖かくないコールド触媒コンバーターが原因で発生します。
これは、二次空気注入システムがその魔法を行う部分です。エキゾーストマニホールドに二次空気を注入することで、未燃燃料または炭化水素の発熱酸化を開始し、コールドスタート段階での一酸化炭素と炭化水素の排出を削減します。
二次エアインジェクションシステムは、必要に応じてオンとオフを切り替えることができる電動エアポンプを使用しています。触媒コンバーターの上流に噴射することにより、車両の排気システムに新鮮な空気を供給し、エンジンのシリンダーからの高温の残りガスと混合します。
高温の排気ガスに酸素を含む空気が存在するため、残りの燃料は燃焼し続けることができます。このプロセスは、炭化水素と一酸化炭素を酸化させて毒性の低い二酸化炭素に変える可能性があるため、炭化水素と一酸化炭素の排出を削減するのに役立ちます。
燃焼に伴うプロセスにより排気ガスの温度が上昇するため、ガスが高温になると、触媒コンバーターのウォームアップが速くなります。触媒コンバーターがすでに効率的に稼働しているとすぐに、システムの動作に応じて二次空気噴射システムがシャットダウンされます。
これは、二次空気注入システムが能動的または受動的に機能できるためです。パッシブシステムは、排気システム内の圧力の変動を利用して機能し、排気管内の流速によって真空が発生するため、タイミングバルブを介して余分な空気が引き込まれます。一方、アクティブシステムは、ポンプを使用して二次空気を吹き込み、より適切な制御を可能にします。
二次エアインジェクションシステムは、エアフィルター、二次エアポンプ、二次エアバルブ、エンジンコントロールユニット、コントロールリレー、切り替えバルブ、およびコンビネーションバルブを使用します。二次エアポンプは周囲の空気を引き込み、それを下流の排気バルブの排気マニホールドに注入します。空気が吸気システムからではなくエンジンコンパートメントから抽出される場合、セカンダリエアポンプには別の統合エアフィルターが取り付けられます。
二次エアバルブは、二次エアポンプとエキゾーストマニホールドの中央に配置されています。これらの二次空気弁は、二次空気逆止弁と二次空気遮断弁の2つの設計で利用できます。二次空気逆止弁は、二次空気遮断弁が二次空気が排気ガスマニホールドにのみ送られるようにする一方で、二次空気ポンプの損傷につながる可能性のある排気ガス、凝縮、または排気管内の圧力ピークを防ぐことができますコールドスタートフェーズで。
二次エアバルブの動作にはさまざまな方法があります。それは、電気切り替えバルブによって制御される負圧によって、または二次エアポンプによって作られる圧力のために開くことによって動作することができます。
後世代の二次エアバルブでは、シャットオフ機能と逆止機能の両方が統合されているため、シャットオフ逆止バルブが作成されます。しかし、今日、新しい二次エアバルブは電気式です。それらは、空気圧で制御されるバルブよりも短い開閉時間で設計および製造されています。新しい二次空気噴射システムはより高い操作力を備えているため、汚れの蓄積やすすによって引き起こされる粘着に対してより耐性があります。
空気を送り出すための電気モーターを備えた二次空気噴射システムは、トヨタV8、カリフォルニアのエミッションフォード3.8 V6、2.0 4シリンダー、ゼネラルモーターズLSシリーズなどの多くの最新車に搭載されています。これらの車のシステムは通常、エンジンの動作の最初の20〜120秒で使用されています。これは、排気マニフォールドの下流に空気を注入することによって行われるため、コールドスタートでリッチに実行することによって生成される炭化水素と一酸化炭素が酸化されます。酸素センサー、気温、または冷却水温度によって提供されるデータの助けを借りて、システムは適切な量の空気を注入することができます。
酸素センサーには内部ヒーターが装備されており、より速い速度で動作温度に到達することができます。触媒コンバーターがライトオフ温度に達すると、車のコンピューターは下流の酸素含有量信号の取得を開始し、エアポンプリレーをアクティブにしてポンプへの電力を切り替えます。また、スイッチングバルブを開いて、ポンプで送った空気を排気ストリームに入れるように要求します。
車のコンピューターまたはPCMが下流の酸素含有量信号の取得を開始し、エアポンプをアクティブにすると、スイッチングバルブが開き、ポンプされた空気が排気ストリームに入ることができます。プロセスが開始すると、PCMはタイマーもアクティブにします。タイマーが始動すると、酸素センサーは、排気流に余分な空気があるためにリーン状態を示す読み取り値を持っている必要があり、特定の時間枠内でその状態を維持する必要があります。
酸素センサーがリーン状態を示さない場合は、エアリレー、エアポンプ、または二次エアインジェクションシステムのスイッチングバルブに問題があることを意味します。これが発生すると、車のコンピューターはP0411トラブルコードまたは二次空気噴射システムの流れの誤動作と照明チェックエンジンライトをオフにします。
車のコンピューターがエアリレーを作動させると、エアリレーの制御コイルが接地されます。これを行うことにより、ほぼゼロの電圧降下が必要になります。車のコンピューターが必要な出力を取得しない場合、P0412トラブルコードまたは空気回路の誤動作を引き起こします。この問題は、ヒューズの溶断、開回路、またはリレーの不良が原因である可能性があります。
二次空気注入システムで発生する可能性のあるもう1つの問題は、腐食です。これは、ガスが圧縮されると、外気であっても熱くなる傾向があるために発生する可能性があります。湿度の高い状態で発生する圧縮により、空気中の湿度がコールドメタルポンプ構造に対して液体になり、内部腐食を引き起こす可能性があります。液体はまた、エアスイッチングバルブの動作を腐食および妨害する可能性があります。問題を無視して修正しないと、エアポンプとスイッチングバルブが焼き付く可能性があります。コンポーネントの焼き付きは、コンポーネントを交換することによってのみ修正できます。
全体として、二次空気注入システムが故障する最大の理由は、ポンプの故障によるものです。これは、腐食またはアースと電圧の供給不良が原因で発生します。二次空気注入システムの故障は、ラインの詰まりまたは漏れによる制御バルブまたはコンビネーションバルブの誤動作によっても発生する可能性があります。
車に、チェックエンジンライトの点灯、加速の遅さ、エンジンのエンスト、出力性能の低下、アイドル状態の低下、排出ガステストの失敗など、二次空気噴射システムの故障の兆候が見られる場合は、チェックしてもらう必要があります。すぐに修理しました。
二次空気注入システムの修理費用は変動する可能性があります。どのコンポーネントが問題を引き起こしているかによって異なります。問題が二次噴射ポンプである場合、修理または交換するのに約250ドルから400ドルかかる可能性があります。二次エアポンプチェックバルブの場合、230ドルから430ドルの費用がかかる可能性があります。しかし、全体として、二次空気注入システムの修理費用は、車のメーカーとモデル、および修理を行う自動車店に応じて、78ドルから650ドルの間のどこかになります。ただし、二次空気注入システムの修理に最大2,000ドルを支払ったと報告した車の所有者もいます。
お金を節約したい場合は、自分で交換することができます。交換部品は約200ドルから300ドルで購入できます。プロセスはかなり簡単ですが、何時間も作業する必要があるかもしれません。自信がなく、時間がない場合は、さまざまな修理店から見積もりを入手して、価格を比較してみてください。このように、あなたはあなたのお金のために最高の価値を提供する店を比較して選ぶことができます。しかしもちろん、非常に低価格の店には注意してください。
二次空気注入システムをチェックしてトラブルシューティングしたい場合は、いくつかの視覚的チェックと音響チェックを行うことでそれを行うことができます。エンジンがまだ冷たくてアイドル状態のときは、電動ポンプの音がはっきりと聞こえ、エンジンを切ると音が止まるはずです。
目視チェックに関しては、すべての二次エアインジェクションシステムコンポーネントに損傷がないか検査する必要があります。ケーブルとホースフィッティングを徹底的にチェックする必要があります。コンポーネントにしっかりと取り付けられており、目に見える摩耗の兆候がないことを確認してください。それらが曲がったり、詰まったりしていないことを確認してください。また、ヒューズに損傷がないか確認する必要があります。
音響チェックと視覚チェックの結果は良好であるが、二次空気注入システムに問題があると思われる場合は、いくつかの診断ツールを使用して問題を特定できます。マルチメーターを使用してコントロールバルブのトリガーをチェックするか、診断スキャナーを使用してトラブルコードがある場合はそれを読み取ることができます。
二次空気注入システムはあなたの車が持っているべきものです。あなたの車が現在の排出基準を達成するのを助けることに加えて、それはまた、環境への害が少ないコールドスタートでの高濃度の炭化水素と一酸化炭素を減らします。