Ce système permet de faire baisser encore plus les valeurs de HC et de CO pendant le démarrage à froid, lorsque le catalyseur n'est pas encore actif.
Dans le cas des moteurs essence à fonctionnement stœchiométrique, les catalyseurs à trois voies permettent d'atteindre un taux de conversion de plus de 90 %. Jusqu'à 80 % des émissions d'un cycle de conduite sont en moyenne produites lors du démarrage à froid. Comme le catalyseur ne commence à fonctionner efficacement qu'à partir d'une température de 300 – 350 °C, d'autres mesures efficaces doivent prendre le relais pendant ce temps-là pour faire baisser les émissions. C'est ici que le système d'air secondaire entre en action.
Lorsque le
système d'échappement
contient suffisamment d'oxygène résiduel et que la température est suffisamment élevée, HC et CO réagissent pour donner CO2 et H2O.
Pour qu'il y ait suffisamment d'oxygène pour la réaction pendant le démarrage à froid, lorsque le mélange est très riche, de l'air supplémentaire est injecté dans le flux d'échappement. Pour les véhicules avec un catalyseur trois voies et une
régulation lambda
, le système d'air secondaire est désactivé au bout de 100 secondes environ. La chaleur qui résulte de cette réaction permet au catalyseur d'atteindre rapidement sa température de service.
L'air secondaire peut être amené de manière active ou passive. Sur le système passif, les variations de pression du système d'échappement sont utilisées. Grâce à la dépression qui résulte de la vitesse de circulation dans le tuyau d'échappement, l'air supplémentaire est aspiré par une soupape de distribution. Sur le système actif, l'air secondaire est injecté par une pompe. Ce système permet une meilleure commande.