حقن الهواء الثانوي

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

حقن الهواء الثانوي (المعروف باسم حقن الهواء ) هو استراتيجية للتحكم في انبعاثات المركبات تم تقديمها في عام 1966، حيث يتم حقن الهواء النقي في تيار العادم للسماح باحتراق ثانوي كامل لغازات العادم .

تطوير

تعتمد الآلية التي يتم من خلالها التحكم في انبعاثات العادم على طريقة الحقن والنقطة التي يدخل عندها الهواء إلى نظام العادم، وقد تباينت هذه الآلية خلال مسار تطوير التكنولوجيا.

كانت الأنظمة الأولى تحقن الهواء بالقرب من المحرك، إما في منافذ عادم رأس الأسطوانة أو في مشعب العادم . وقد وفرت هذه الأنظمة الأكسجين لأكسدة (حرق) الوقود غير المحترق والوقود المحترق جزئيًا في العادم قبل خروجه من أنبوب العادم. كان هناك كمية كبيرة من الوقود غير المحترق والوقود المحترق جزئيًا في عادم سيارات الستينيات وأوائل السبعينيات، ولذلك قلل حقن الهواء الثانوي بشكل ملحوظ من انبعاثات العادم. ومع ذلك، فإن الحرارة الزائدة الناتجة عن إعادة الاحتراق، وخاصة مع العادم الغني جدًا بسبب خلل في الاحتراق أو ضبط غير صحيح للمكربن ، كانت تميل إلى إتلاف صمامات العادم، بل وقد تتسبب في توهج مشعب العادم .

مع تطور استراتيجيات التحكم في الانبعاثات وازدياد فعاليتها، انخفضت كمية الوقود غير المحترق أو المحترق جزئيًا في غازات العادم، ولا سيما مع إدخال المحول الحفاز ، حيث تغيرت وظيفة حقن الهواء الثانوي. فبدلاً من أن يكون جهازًا أساسيًا للتحكم في الانبعاثات، تم تكييف نظام حقن الهواء الثانوي لدعم الأداء الفعال للمحول الحفاز. وأصبحت نقطة حقن الهواء الأصلية تُعرف بنقطة الحقن العلوية. عندما يكون المحول الحفاز باردًا، يحترق الهواء المحقون عند نقطة الحقن العلوية مع غازات العادم الغنية عمدًا لرفع درجة حرارة المحفز إلى درجة حرارة التشغيل بسرعة. وبمجرد أن يسخن المحفز، يُحقن الهواء في نقطة الحقن السفلية - أي المحول الحفاز نفسه - للمساعدة في تحفيز احتراق الهيدروكربونات غير المحترقة .

أساليب التنفيذ

حقن الهواء المضغوط

تستخدم أنظمة حقن الهواء بالضخ مضخة ريشية تُسمى مضخة الهواء ، أو مضخة AIR ، أو ما يُعرف شعبياً بـ"مضخة الضباب الدخاني"، وتُدار بواسطة المحرك عبر سير أو محرك كهربائي. يُرشح مدخل الهواء للمضخة بواسطة شبكة دوارة أو فلتر هواء السيارة لاستبعاد جزيئات الأوساخ الكبيرة التي قد تُلحق الضرر بالنظام. يُضخ الهواء بضغط خفيف إلى نقطة (نقاط) الحقن. ويمنع صمام عدم الرجوع عودة غازات العادم عبر نظام حقن الهواء، مما قد يُلحق الضرر بالمضخة والمكونات الأخرى.

يميل محتوى الوقود الخام في عادم المحركات المكربنة إلى الارتفاع بشكل حاد عند تحرير السائق المفاجئ لدواسة الوقود . ولمنع الآثار المفاجئة والضارة المحتملة للاحتراق الانفجاري لهذا الوقود الخام، يُستخدم صمام تحويل. يستشعر هذا الصمام الزيادة الحادة في فراغ مشعب السحب الناتجة عن الإغلاق المفاجئ لدواسة الوقود، ويُحوّل مخرج مضخة الهواء إلى الغلاف الجوي. عادةً ما يُوجّه هذا الهواء المُحوّل إلى مُنظّف هواء المحرك أو إلى كاتم صوت منفصل لكتم صوت المضخة المزعج.

حقن الهواء بالسحب

يمكن أيضًا تحقيق حقن الهواء بالاستفادة من نبضات الضغط السلبي في نظام العادم عند دوران المحرك في وضع الخمول . يتم وضع صمام ريشي حساس، يُسمى صمام السحب، في مضخة حقن الهواء، حيث يسحب الهواء مباشرةً من الجانب النظيف لفلتر الهواء . أثناء دوران المحرك في وضع الخمول، تسحب نبضات الضغط السلبي القصيرة ولكن الدورية في نظام العادم الهواء عبر صمام السحب إلى تيار العادم عند المحول الحفاز. هذا النظام، الذي يُسوّق باسم "نبض الهواء"، استخدمته شركات أمريكية مثل أمريكان موتورز وكرايسلر وغيرها من الشركات المصنعة بدءًا من سبعينيات القرن الماضي. وفّر صمام السحب مزايا من حيث التكلفة والوزن والتصميم والبساطة مقارنةً بالمضخة. كما أنه، نظرًا لعدم وجود مضخة تتطلب طاقة المحرك، يتم التخلص من الخسائر الطفيلية المرتبطة بالمضخة. مع ذلك، يعمل صمام السحب فقط عند وضع الخمول، وبالتالي يسمح بدخول كمية أقل بكثير من الهواء ضمن نطاق أضيق بكثير من سرعات المحرك مقارنةً بالمضخة. لا يزال هذا النظام يُستخدم في محركات الدراجات النارية الحديثة، مثل نظام حقن الهواء (AIS) من ياماها.

انظر أيضاً