Funktionsvoraussetzungen Abgasreinigung allgemein
Klemme 87M EIN (Motorsteuerung EIN)
Motor läuft
Abgasreinigung allgemein
Die Aufgabe der Abgasreinigung ist die Reduzierung der Abgasemissionen:
– Stickoxide (NOx)
– Kohlenwasserstoff (HC)
– Kohlenmonoxid (CO)
Dazu müssen u. a. die Stirnwandkatalysatoren schnell auf Betriebstemperatur gebracht werden, um beim Kaltstart die Abgasemissionen zu reduzieren.
Abgasreinigung Funktionsablauf
Folgende Teilsysteme sind an der Abgasreinigung beteiligt:
Funktionsablauf Stirnwandkatalysatoren
Funktionsablauf Lufteinblasung
Funktionsablauf Getriebeschaltpunktanhebung
Funktionsablauf Überwachung der Katalysatorwirkung
Funktionsablauf Stirnwandkatalysatoren
Die vom Motor ausgestoßenen Schadstoffe in den Abgasen werden von den motornahen Stirnwandkatalysatoren (Dreiwegekatalysatoren) bei λ=1 chemisch umgewandelt (konvertiert).
Durch Oxidation werden Kohlenmonoxid in Kohlendioxid (CO2) und Kohlenwasserstoff in Wasser (H2O)+ Kohlendioxid umgewandelt.
Durch Reduktion werden die Stickoxide in Stickstoff (N2)+ Kohlendioxid umgewandelt.
Zusätzliche Funktionsvoraussetzungen Lufteinblasung
Kühlmitteltemperatur >–10 °C und <35 °C
Kühlmitteltemperatur >7 °C und <35 °C
(bei Code (494) USA-Ausführung)
Motordrehzahl <2500/min
Motor im Leerlauf oder Teillastbetrieb
Funktionsablauf Lufteinblasung
Die Lufteinblasung bringt die Stirnwandkatalysatoren nach dem Start schneller auf Betriebstemperatur und verbessert dadurch die Abgaswerte im Warmlauf.
Das Steuergerät ME (N3/10) steuert die Lufteinblasung auf Basis folgender Sensoren:
– Heißfilm-Luftmassenmesser (B2/5), Motorlast
– Kühlmittel-Temperatursensor (B11/4)
– Hallsensor Kurbelwelle (B70), Motordrehzahl
Die Einblaseluft wird von der Elektrischen Luftpumpe (M33) bereitgestellt, die über das Relais Sekundärlufteinblasung (N10/1kP) vom Steuergerät ME angesteuert wird.
Wird das Umschaltventil Luftpumpe (Y32) vom Steuergerät ME masseseitig angesteuert, schaltet es den Unterdruck aus dem Schaltsaugrohr zu den Luftabschaltventilen durch. Diese öffnen und die Einblaseluft von der Elektrischen Luftpumpe wird in die Auslasskanäle der Zylinderköpfe geblasen.
Die eingeblasene Luft reagiert mit den heißen Abgasen in den Auslasskanälen und Stirnwandkatalysatoren. Eine Oxidation von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff findet statt (Nachverbrennung).
Diese Nachverbrennung führt zu einer Erhöhung der Abgastemperatur (exotherme Reaktion), die die Stirnwandkatalysatoren zusätzlich aufheizt.
Zur Lufteinblasung werden vom Steuergerät ME für max. 40 s nach dem Motorstart gleichzeitig das Umschaltventil Luftpumpe und die Elektrische Luftpumpe angesteuert.
Nach der Ansteuerung bleibt die Lufteinblasung gesperrt. Eine erneute Freigabe der Lufteinblasung erfolgt erst, wenn die Stirnwandkatalysatoren aufgrund einer ausreichend langen Stillstandszeit des Motors wieder abgekühlt sind. Die Elektrische Luftpumpe hat so genügend Zeit, um ebenfalls abzukühlen.
Diagnose
Die Lufteinblasung darf zur Diagnose mit dem Diagnose-Assistenz-System (DAS) für max. 120 s (bei warmem Motor kürzer) freigegeben werden.
Vor der nächsten Ansteuerung ist eine Abkühlzeit von 30 min unbedingt einzuhalten, da sonst die Elektrische Luftpumpe beschädigt (überhitzt) wird.
Zusätzliche Funktionsvoraussetzungen Getriebeschaltpunktanhebung
Kühlmitteltemperatur beim Start <35 °C
Fahrzeuggeschwindigkeit <40 km/h
Funktionsablauf Getriebeschaltpunktanhebung
Die Getriebeschaltpunktanhebung bringt die Stirnwandkatalysatoren nach dem Motorstart schneller auf Betriebstemperatur. Das Steuergerät ME steuert die Getriebeschaltpunktanhebung in Abhängigkeit von folgendem Sensor und Signal:
– Kühlmittel-Temperatursensor
– Steuergerät Elektronisches Stabilitäts-Programm (N30/4) oder Steuergerät Elektronisches Stabilitäts-Programm Premium (N30/7) (bei DISTRONIC PLUS), Fahrzeuggeschwindigkeit über Fahrwerk-CAN (CAN E)
Die Getriebeschaltpunktanhebung ist für maximal 60 s aktiv und erfolgt ausschließlich elektronisch.
Das Steuergerät ME fordert über den Antriebs-CAN (CAN C) die Steuereinheit Vollintegrierte Getriebesteuerung (Y3/8) auf, die Schaltlinien zu verschieben.
Die Teillastschaltungen (1-2-1, 2-3-2) erfolgen dann bei höherer Motordrehzahl bzw. höherer Fahrzeuggeschwindigkeit.
Zusätzliche Funktionsvoraussetzungen Überwachung der Katalysatorwirkung
Betriebswarme Stirnwandkatalysatoren
Lambda-Regelung freigegeben
Funktionsablauf Überwachung der Katalysatorwirkung
Nach den gesetzlichen Anforderungen darf die Kohlenwasserstoff-Emission (HC-Emission) eine vorgegebene Grenze nicht überschreiten.
Die Aufgabe der Überwachung der Katalysatorwirkung ist es, aus der Sauerstoffspeicherfähigkeit der Stirnwandkatalysatoren eine Aussage über deren Alterung und somit über die HC-Konvertierung (Umwandlung) zu treffen.
Das Steuergerät ME liest zur Überwachung der Katalysatorwirkung folgende Sensoren ein:
– Hallsensor Kurbelwelle, Motordrehzahl
– Lambdasonden links und rechts vor Katalysator (G3/3, G3/4)
– Lambdasonden links und rechts nach Katalysator (G3/5, G3/6)
Der in einer mageren Betriebsphase gespeicherte Sauerstoff wird in einer fetten Betriebsphase ganz oder teilweise abgebaut. Durch Alterung verringern sich Sauerstoffspeicherfähigkeit und HC-Konvertierung der Stirnwandkatalysatoren.
Durch die hohe Sauerstoffspeicherfähigkeit der Stirnwandkatalysatoren wird die Änderung des Sauerstoffgehalts nach den Stirnwandkatalysatoren fast vollständig gedämpft.
Dies hat zur Folge, dass die Lambdasondensignale nach den Stirnwandkatalysatoren eine kleine Amplitude besitzen und nahezu konstant sind.
Bei betriebswarmen Stirnwandkatalysatoren und freigegebener Lambda-Regelung werden die Amplitudengrößen der Lambdasondensignale nach und vor den Stirnwandkatalysatoren verglichen.
Sind die Stirnwandkatalysatoren nicht mehr funktionsbereit, dann sind die Lambdasondensignale der Lambdasonden vor Katalysator und die Lambdasondensignale der Lambdasonden nach Katalysator gleich groß.
Im vorgegebenen Motordrehzahlbereich erfolgen im unteren Teillastbereich mehrere Messungen. Die Ergebnisse werden mit einem Kennfeld im Steuergerät ME verglichen.
Bei Fehlererkennung wird vom Steuergerät ME die Kontrollleuchte Motordiagnose (A1e58) im Kombiinstrument (A1) über den Fahrwerk-CAN angesteuert.
Im Fehlerspeicher vom Steuergerät ME werden erkannte Fehler abgelegt. Diese können mit dem DAS ausgelesen und gelöscht werden.
Referenzierte Dokumente
- gf0761p9997mi Übersicht Systembauteile Benzin-Einspritz- und Zündsystem Motor-Elektronik (ME)
- gf0761p9997mif Übersicht Systembauteile Benzin-Einspritz- und Zündsystem Motor-Elektronik (ME)
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