Abgasnachbehandlung Funktion

Allgemeines

Das Abgasnachbehandlungssystem zur Erfüllung der Euro-VI-Norm basiert auf neuer Motortechnologie in Verbindung mit einer Reihe von Maßnahmen zur Verringerung der Schadstoffemissionen im Abgas.

Euro-VI-Norm

Abgasnormen sind gesetzliche Richtlinien, die zur Unterteilung von Fahrzeugen in bestimmte Schadstoffklassen dienen. Diesen Schadstoffklassen werden bestimmte Emissionsschlüsselnummern zugewiesen, die unter anderem der Berechnung der Kfz-Steuer und der Einteilung in Schadstoffgruppen für Umweltzonen dienen. Die Euro-VI-Norm für Nutzfahrzeuge legt strenge Grenzwerte für den Ausstoß von Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NOx), Kohlenwasserstoffe (HC) und Partikel (p. m.) fest.

Mercedes-Benz muss als Fahrzeughersteller die Einhaltung dieser Grenzwerte für eine festgelegte Zeitspanne und Kilometerleistung garantieren. Aus diesem Grund ist das Abgasnachbehandlungssystem ein zertifizierungspflichtiger Bestandteil der Motor-/Fahrzeughomologation.

Kurzinformation Abgasnachbehandlungssystem für Euro-VI-Norm

Neue Dieselmotorengeneration

Die neue Motorengeneration ist mit Common-Rail-Dieseleinspritzsystem, Abgasrückführung und Ladedruckregelung ausgerüstet. Die Motoren selbst sind auf maximale Effizienz und geringe Partikelemission eingestellt.

Abgasnachbehandlung durch:

 Selektive katalytische Reduktion (SCR) mit Ammoniak-Sperrkatalysator

 Dieseloxidationskatalysator (DOC)

 Dieselpartikelfilter (DPF)

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W14.40-1623-79

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Funktion des Abgasnachbehandlungssystems (Gesamtsystem)

Die Grundfunktionalitäten des gesamten Abgasnachbehandlungssystems werden über das Steuergerät Motormanagement (MCM) (A4) und das Steuergerät Abgasnachbehandlung (ACM) (A60) überwacht und geregelt. Nach dem Motorstart wird vom Steuergerät Motormanagement (MCM) (A4) automatisch im Hintergrund eine automatische Prüfroutine gestartet, die die Betriebsbereitschaft des Abgasnachbehandlungssystems prüft. Nach erfolgter Freigabe des Systems wird das im Pumpenmodul (2) integrierte Steuergerät SCR (A58) angesteuert. Dieses schaltet die im Pumpenmodul (2) enthaltene Förderpumpe SCR (M25) ein, die nun AdBlue® aus dem AdBlue® Behälter (3) ansaugt und über die AdBlue® Vorlaufleitung zum AdBlue® Dosiergerät (A67) fördert.

Da die AdBlue® Eindüsung in den Abgasstrom nicht ständig erfolgt, strömt das AdBlue® über die AdBlue® Rücklaufleitung wieder zurück in den AdBlue® Behälter (3). Diese Zirkulation findet ständig statt, unabhängig davon, ob AdBlue® eingedüst wird oder nicht. So wird eine Umlaufkühlung erreicht, die das direkt an der Abgasnachbehandlungseinheit (4) verbaute AdBlue® Dosiergerät (A67) vor Schäden durch Überhitzung bewahrt.

Phase 1: Umwandlung von CO und HC im Dieseloxidationskatalysator (7)

Das vom Abgaskrümmer kommende Abgas durchströmt in der Abgasnachbehandlungseinheit (4) zunächst den Dieseloxidationskatalysator (7). In diesem werden die vorhandenen Kohlenwasserstoffe (HC) und das Kohlenmonoxid (CO) zu Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) umgewandelt. Außerdem wird ein Teil des Stickstoffmonoxids (NO) zu Stickstoffdioxid (NO2) oxidiert.

Phase 2: Reduzierung der Partikelmasse im Dieselpartikelfilter (8)

In Reihe nach dem Dieseloxidationskatalysator (7) ist der Dieselpartikelfilter (8) angeordnet. In dessen poröser Filterstruktur werden die Partikel durch Adhäsion abgeschieden und gesammelt.

Phase 3: Reduzierung von NOx im SCR-Katalysator

Die AdBlue® Eindüsung in den Abgasstrom wird vom Steuergerät Motormanagement (MCM) (A4) berechnet. Wenn AdBlue® eingedüst werden soll, sendet dieses zunächst eine Botschaft an das Steuergerät Abgasnachbehandlung (ACM) (A60), das die Daten verarbeitet und danach an das im Pumpenmodul integrierte Steuergerät SCR (A58) sendet.

Hier werden nun der Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge berechnet und dementsprechend das AdBlue® Dosiergerät (A67) angesteuert. Wenn AdBlue® eingedüst wird, geschieht Folgendes: Das im Abgasweg nach Dieseloxidationskatalysator (7) und Dieselpartikelfilter (8) angeordnete AdBlue® Dosiergerät (A67) düst AdBlue® direkt in den Abgasstrom. Das AdBlue® vermischt sich hier mit dem schon vorgereinigten Abgas und zersetzt sich in einem ersten Prozessschritt zu Ammoniak (NH3). Zusammen mit dem bei der Verbrennung entstandenen Stickoxidmolekülen (NOx) strömt das entstandene Ammoniak (NH3) im Abgasstrom weiter zum SCR-Katalysator (6). Dessen Wabenkörper verfügt über eine spezielle Beschichtung, durch die eine Umwandlung von NH3 und NOx in unschädlichen Stickstoff (N2) und Wasserdampf (H2O) ermöglicht wird.

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AdBlue® Leitungssystem

Das AdBlue® Leitungssystem erstreckt sich zwischen AdBlue® Behälter (3), Pumpenmodul (2) und AdBlue® Dosiergerät (A67). Da das AdBlue® Dosiergerät (A67) direkt an der Abgasnachbehandlungseinheit verbaut und so hohen Temperaturen ausgesetzt ist, zirkuliert ab Motorstart und in einer bestimmten Nachlaufzeit nach Motorstopp ständig AdBlue® zur Umlaufkühlung.

AdBlue® Heizung

AdBlue® gefriert ab einer Temperatur von ca. -13 °C. Die AdBlue® Heizung sorgt dafür, dass während des Fahrzeugstillstandes zu Eis gefrorenes AdBlue® wieder verflüssigt wird und verhindert, dass es während der Fahrt bei kühlen Umgebungstemperaturen gefriert. Die AdBlue® Leitungen vom AdBlue® Behälter (3) zum Pumpenmodul (2) sind mit Kühlmittelleitung gebündelt und isoliert verlegt. Die AdBlue® Leitungen zwischen Pumpenmodul (2) und AdBlue® Dosiergerät (A67) werden nicht über Kühlmittel, sondern über in den Leitungsabschnitten integrierte Heizelemente elektrisch beheizt.

Funktion der AdBlue® Heizung durch Kühlmittel

Die AdBlue® Heizung besteht aus dem Magnetventil Kühlmittel AdBlue® Heizung (Y627), das sich an der rechten Seite des Motors befindet und einem Kühlmittelleitungssystem. Das Magnetventil Kühlmittel AdBlue® Heizung (Y627) wird vom Steuergerät Motormanagement (MCM) (A4) angesteuert. Über den im AdBlue® Behälter (3) integrierten Füllstandssensor/ Temperatursensor AdBlue® (B74) erkennt dieses, wenn sich die Temperatur des Behälterinhaltes dem definierten Grenzwert von ca. 8 °C nähert. Ist dies der Fall und hat die Kühlmitteltemperatur schon 65 °C erreicht, wird das Magnetventil Kühlmittel AdBlue® Heizung (Y627) angesteuert, das daraufhin öffnet, so dass Kühlmittel durch das Leitungssystem strömt.

Funktion der AdBlue® Heizung durch elektrische Heizung

Die Heizwendel der in den AdBlue® Leitungen integrierten Heizelemente werden vom Steuergerät Abgasnachbehandlung (ACM) (A60) ein- und ausgeschaltet. Ausschlaggebend sind auch hier die Werte, die der Füllstandssensor/Temperatursensor AdBlue® (B74) liefert.