Abgasreinigung Funktion

GF14.00-P-3000MIE

Abgasreinigung Funktion

27.02.2014

MOTOR	272.982 im TYP 204.0
MOTOR	272.983 im TYP 212.0/2
MOTOR	272.984 im TYP 207.3/4

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 NOx­Speicherkatalysatoren

 Funktionsablauf Getriebeschaltpunktanhebung

 Funktionsablauf Überwachung der Katalysatorwirkung

Funktionsablauf Stirnwandkatalysatoren

Die vom Motor ausgestoßenen Schadstoffe in den Abgasen werden von den motornahen Stirnwandkatalysatoren (Dreiwege-Katalysatoren) 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.

Funktionsablauf NOx­Speicherkatalysatoren

Im Homogenbetrieb mit λ=1 werden zusätzlich zu den Stirnwandkatalysatoren die Schadstoffe Kohlenwasserstoff, KohlenmoNOxid und Stickoxid umgewandelt.

Im Homogenbetrieb werden die Grenzwerte der Stickoxide durch die Stirnwandkatalysatoren und die Lambdaregelung eingehalten.

Im Schichtbetrieb mit λ > 1 werden die Stickoxide durch eine chemische Bindung in den NOx­Speicherkatalysatoren gespeichert. Ist die Speicherfähigkeit erschöpft, müssen durch eine Regenerierung der NOx­Speicherkatalysatoren die gespeicherten Stickoxide in Stickstoff und Kohlendioxid umgewandelt werden.

Regenerierung der NOSX-Speicherkatalysatoren

Der Kraftstoff sparende Schichtbetrieb kann nur frei gegeben werden, wenn die vermehrt entstehenden Stickoxide in den NOx­Speicherkatalysatoren umgewandelt sind.

Das Steuergerät ME (N3/10) liest für die Regenerierung der NOx­Speicherkatalysatoren folgende Sensoren und Signale ein:

– Temperatursensoren vor NOx­Speicherkatalysator rechts und links (B16, B16/1), Abgastemperaturen

– NOx­Sensoren rechts und links (N37/6b1, N37/5b1), Stickoxid- und Sauerstoffanteile im Abgas über die Steuergeräte NOx­Sensor rechts und links (N37/6, N37/5) und den Antriebssensor-CAN (CAN I)

Das Steuergerät ME erkennt durch die NOx­Sensoren rechts und links an einem sprunghaften NOx­Anstieg, dass die NOx­Speicherkatalysatoren befüllt sind. Als Reaktion darauf wird der Homogenbetrieb aktiviert und das Gemisch angefettet, damit die NOx­Speicherkatalysatoren regenerieren.

Danach wird der Schichtbetrieb wieder frei gegeben.

Für die NOx­Konvertierung ist ein Temperaturbereich von 250 bis 500 °C in den NOx­Speicherkatalysatoren optimal.

Bei Schichtbetrieb oder Volllast dürfen sie nicht heißer als ca. 800 °C werden.

Die Abgastemperatur wird durch einen Temperatursensor vor jedem NOx­Speicherkatalysator überwacht. Die Temperatursensoren ermitteln die aktuellen Abgastemperaturen und leiten sie in Form von Spannungssignalen zur Auswertung zum Steuergerät ME.

Über die Gemischbildung wird die Temperatur der NOx­Speicherkatalysatoren geregelt.

Anhand von gespeicherten Temperaturmodellen wird die Gemischbildung angepasst, um die NOx­Speicherkatalysatoren vor zu hohen Temperaturen zu schützen.

 Zur Umsetzung aller Schadstoffe im Abgas ist schwefelfreier Kraftstoff erforderlich. Schwefel blockiert in den NOx­Speicherkatalysatoren die Plätze für die Stickoxide, sodass weniger Stickoxide gespeichert werden können. Der Schichtbetrieb wird dadurch verkürzt und es muss häufiger regeneriert werden.

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 (B11/4)

– 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 frei gegeben

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:

– Lambdasonden links und rechts vor Katalysator (G3/3, G3/4)

– Lambdasonden links und rechts nach Katalysator (G3/5, G3/6)

– Hallsensor Kurbelwelle (B70), Motordrehzahl

 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 frei gegebener 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 Diagnose-Assistenz-System (DAS) ausgelesen und gelöscht werden.

	Funktionsschema Elektrik Abgasreinigung	TYP 204.0 mit MOTOR 272.982	PE14.00-P-2051-97FAC
		TYP 207.3/4 mit MOTOR 272.984	PE14.00-P-2051-97EAC
		TYP 212.0/2 mit MOTOR 272.983	PE14.00-P-2051-97DAC
	Kombiinstrument Bauteilbeschreibung	TYP 204.0 mit MOTOR 272.982 ab Modell-J. 2009 A1	GF54.30-P-6000CE
		TYP 207.3/4 mit MOTOR 272.984 A1	GF54.30-P-6000CA
		TYP 212.0/2 mit MOTOR 272.983 A1	GF54.30-P-6000FL
	Steuergerät ME Bauteilbeschreibung	N3/10	GF07.61-P-6000MIE
	Steuergerät Elektronisches Stabilitäts-Programm Bauteilbeschreibung	TYP 204.0 mit MOTOR 272.982 ab Modell-J. 2009 bis Modell-J. 2012 /AEJ 08TYP 204.0 mit MOTOR 272.982 ab Modell-J. 2012/AEJ 11 MOPF N30/4	GF42.45-P-5119CE
	Steuergerät Elektronisches Stabilitäts-Programm Bauteilbeschreibung	TYP 207.3/4 mit MOTOR 272.984 bis Modell-J. 2014 N30/4 ohne Code (233) DISTRONIC PLUS N30/7 mit Code (233) DISTRONIC PLUS	GF42.45-P-5119CA
		TYP 212.0 (außer 212.095/098) mit MOTOR 272.983 bis Modell-J. 2014 TYP 212.2 (außer 212.298) mit MOTOR 272.983 bis Modell-J. 2014 N30/4 ohne Code (233) DISTRONIC PLUS N30/7 mit Code (233) DISTRONIC PLUS	GF42.45-P-5119FL
	Steuergerät Stickoxide Bauteilbeschreibung	TYP 204.065 mit MOTOR 272.982 TYP 207.357/457 mit MOTOR 272.984 TYP 212.057/257 mit MOTOR 272.983 N37/5, N37/6	GF07.70-P-6000MIE
	Steuergerät Vollintegrierte Getriebesteuerung Bauteilbeschreibung	TYP 204.0 mit MOTOR 272.982 mit GETRIEBE 722.9 (außer 722.930) ab Modell-J. 2009/AEJ 08 Y3/8n4	GF27.60-P-5165AHW
		TYP 207.3/4 mit MOTOR 272.984 mit GETRIEBE 722.9 Y3/8n4	GF27.60-P-5165AHC
		TYP 212.0/2 mit MOTOR 272.983 mit GETRIEBE 722.9 (außer 722.930/931) Y3/8n4 Typ 212.0/2	GF27.60-P-5165AHL