Abgasreinigung Funktion

Abgasreinigung allgemein

Die Aufgabe der Abgasreinigung ist die Einhaltung der vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Grenzwerte für Abgasemissionen, indem folgende Schadstoffe im Abgas reduziert werden:

- Stickoxide (NOX)

- Kohlenwasserstoffe

- Kohlenmonoxid (CO)

Die Abgasreinigung umfasst folgende Teilfunktionen:

 Thermische Nachbehandlung

 Katalytische Abgasreinigung

 Überwachung der Lambdasonden- und Katalysatorfunktion

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Thermische Nachbehandlung

Die thermische Nachbehandlung verringert die Kohlenwasserstoff- und die CO-Emission bei kaltem Motor und in der Warmlaufphase. Die thermische Nachbehandlung erfolgt zum einen durch die Optimierung der Einspritzzeit und des Zündzeitpunkts und zum anderen durch die Sekundärlufteinblasung.

Unter folgenden Bedingungen ist die Sekundärlufteinblasung aktiv:

- Kühlmitteltemperatur beträgt zwischen 10 °C und 60 °C

- Motordrehzahl < 3000/min

- Motor im Leerlauf oder Teillastbetrieb

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Das Steuergerät ME (N3/29) steuert die Sekundärlufteinblasung auf Basis folgender Sensoren:

- Heißfilm-Luftmassenmesser (B2/13), Motorlast

- Temperaturfühler Kühlmittel (B11/18), Kühlmitteltemperatur

- Kurbelwellensensor (L5/12), Motordrehzahl

- Lambdasonde vor KAT (G8/5), Erfassung Sekundärlufteinblasung aktiv

Bei der Sekundärlufteinblasung steuert das Steuergerät ME kennfeldabhängig für maximal 150 s nach dem Motorstart das Ventil Lufteinblasung (Y59/6) an, über das das Luftabschaltventil pneumatisch öffnet, sodass ein Teil der Ladeluft direkt in die Auslasskanäle im Zylinderkopf geblasen wird und eine Nachverbrennung erfolgt. Dadurch wird ein schnelles Erreichen der Umwandlungstemperatur (ca. 300 °C) des Dreiwegekatalysators ermöglicht.

Gleichzeitig wird über das Stellglied Umluftklappe (M16/46) die Umluftklappe geschlossen, um genügend Ladedruck in der Ladeluftleitung aufzubauen.

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Katalytische Abgasreinigung

Die Betriebstemperatur des Dreiwegekatalysators liegt zwischen 400 °C und 800 °C.

Zusätzlich zur Sekundärlufteinblasung wird ein schnelles Erreichen der Umwandlungstemperatur durch folgende Maßnahmen unterstützt:

- Später Zündzeitpunkt und großer Abgasstrom

- Motornaher Dreiwegekatalysator

Die Betriebstemperatur der Lambdasonde vor KAT liegt bei ca. 600 °C und die der Lambdasonde nach KAT (G3/19) bei ca. 300 °C.

Durch ein in der jeweiligen Lambdasonde integriertes Heizelement wird die Betriebstemperatur schnell erreicht und sichergestellt.

Für die katalytische Abgasreinigung ist eine homogene Gemischzusammensetzung (Lambda (λ) = 1) notwendig. Über die Lambdasonde vor KAT (Regelsonde) wird der Restsauerstoffgehalt im Abgas erfasst.

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Zusammen mit den Signalen folgender Sensoren wird das Lambdasondensignal an das Steuergerät ME übermittelt:

- Heißfilm-Luftmassenmesser

- Temperaturfühler Kühlmittel

- Atmosphärendrucksensor (B18/4)

Das Steuergerät ME ändert kontinuierlich entsprechend der Regelsondeninformation die eingespritzte Kraftstoffmenge, sodass die homogene Gemischzusammensetzung gewährleistet ist. Die chemische Umwandlung der Schadstoffe erfolgt in 2 Phasen, die durch die Edelmetallbeschichtung des Dreiwegekatalysators unterstützt werden.

 Durch den Einsatz einer Breitband-Lambdasonde als Regelsonde ist eine schnelle Gemischregelung möglich.

 Um Ruckelerscheinungen zu vermeiden, verändert das Steuergerät ME die Gemischzusammensetzung langsam.

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 Bei abgasrelevanten Fehlern wird parallel zum Eintrag in den Fehlerspeicher des Steuergeräts ME die Kontrollleuchte EOBD (A1e17) im Kombiinstrument (A1) angesteuert.

Überwachung der Lambdasonden- und Katalysatorfunktion

Durch die Lambdasonde nach KAT wird die Funktion der Lambdasonde vor KAT und des Dreiwegekatalysators überwacht.

Zur Überwachung der Lambdasondenfunktion erfasst das Steuergerät ME mehrfach das Signal der Lambdasonde vor KAT sowie das Signal der Lambdasonde nach KAT und ermittelt einen Lambda-Mittelwert, der wiederum mit den im Kennfeld gespeicherten Werten verglichen wird.

Liegen die ermittelten Abweichungen innerhalb eines vom Kennfeld vorgegebenen Wertebereichs, so kann das Steuergerät ME dies durch die Anpassung der Einspritzzeit der Kraftstoff-Einspritzventile ausgleichen. Wird der Bereich überschritten oder wird die Plausibilitätsprüfung der Lambdasondensignale nicht erfüllt, erfolgt ein Eintrag im Fehlerspeicher des Steuergeräts ME.

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Zur Überwachung der Katalysatorfunktion werden mehrfach im unteren Teillastbereich die Signale der Lambdasonde vor KAT und der Lambdasonde nach KAT vom Steuergerät ME erfasst und ausgewertet. Ist beispielsweise der ermittelte Restsauerstoffgehalt vor und nach dem Dreiwegekatalysator gleich, so ist der Dreiwegekatalysator defekt und es erfolgt ein Eintrag im Fehlerspeicher des Steuergeräts ME.