GF49.10-P-3003T | NOX-Katalysator Bauteilbeschreibung | 29.8.07 |
MOTOR 642.920 im TYP 211.022 mit CODE (494) USA-Ausführung
MOTOR 642.920 im TYP 211.024
P07.04-2539-06
120/2 NOX-Katalysator
Anordnung
Der NOX-Katalysator ist motornah nach dem Abgasturbolader angeordnet.
Aufgabe
Die NOX-Katalysatoren stellen eine Möglichkeit zur Stickoxide (NOX)-Reduzierung dar.
P49.10-0339-75
Aufbau
Schematische Darstellung des NOX-Katalysators
111/1 Edelstahlgehäuse
111/3 Keramischer Monolith
120/2 NOX-Katalysator
120/3 Quellmatte
P14.40-2047-01
111/3 Keramischer Monolith
111/4 Trägerschicht (Washcoat)
183 Abgas
Der NOX-Katalysator enthält neben den Edelmetallen Platin, Palladium und Rhodium eine basische NOX-Speicherkomponente, wie z. B. Bariumoxid. Zur Stabilisierung des Bariumoxids werden z. B. zusätzlich Zirkon-Oxide beigegeben.
Aufgrund der Edelmetallbeschichtung übernimmt der NOX-Katalysator auch die Funktion eines Oxidationskatalysators.
Funktion
Speicherbetrieb
Als Speicherbetrieb wird der Normalbetrieb des Motors bezeichnet. Im Normalbetrieb wird der Motor mit Luftüberschuss betrieben. Dies ist notwendig, da das Verbrennungsluftverhältnis nach unten, vor allem bei hohen Lasten, durch Schwarzrauch in Form von Russpartikeln begrenzt ist. Im Normalbetrieb wird Stickstoffmonoxid mit dem zur Verfügung stehenden Sauerstoff (O2) zu Stickstoffdioxid (NO2) oxidiert, das nachfolgend an der Speicherkomponente des NOX-Katalysators als Nitrat (NO3) gespeichert wird. Neben den NOX werden auch Restschwefelanteile aus dem Kraftstoff und dem Motoröl im NOX-Katalysator gespeichert.
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Durch die Sulfat (SO4)-Speicherung verliert der NOX-Katalysator an NO3-Speicherfähigkeit.
Regeneration des NOX-Katalysators
Die Regeneration des NOX-Katalysators von Nitraten (NO3) und Sulfaten (SO4) findet bei Drehzahlen zwischen 1000 und 2700/min im Teillastbereich statt. Randbedingungen wie z. B. die Ansauglufttemperatur schränken den Betriebsbereich ein.
Die Regeneration des NOX-Katalysators von Nitraten (NO3) findet ca. alle 2 bis 5 min bei einer NOX-Katalysator-Innentemperatur von 200 bis 450 °C statt, falls die Regenerationsfreigabe nicht durch Randbedingungen, wie z. B. Betriebsbereich oder Temperaturen, eingeschränkt wird.
Die Regeneration des NOX-Katalysators von Sulfaten (SO4) findet immer in Kombination mit einer DPF-Regeneration statt, jedoch nur ca. alle 800 bis 1600 km. Wird eine DPF-Regeneration bei einem geringeren Kilometerintervall notwendig, dann erfolgt nicht zwangsweise eine Regeneration des NOX-Katalysators von Sulfaten (SO4).
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Die O2-Sonde nach KAT (G3/1) misst die Sauerstoffkonzentration im Abgas und zeigt mit der Sondenspannungsänderung von mager auf fett, dass die Regeneration beendet ist.
Die Regeneration des NOX-Katalysators von Sulfaten (SO4) findet bei Temperaturen innerhalb des NOX-Katalysators von ca. 650 °C statt.
Die Temperatur bei der Regeneration des NOX-Katalysators wird über den Temperaturfühler vor Abgasturbolader (B19/11) und den Temperaturfühler KAT (B19) überwacht.
Die unterbrochene Regeneration wird bei Kurzstreckenfahrten auf mehrere Fahrzyklen verteilt. Die Aufheizphasen bis zum Erreichen der notwendigen Regenerationstemperatur sind dadurch häufiger. Der Regenerationsvorgang läuft für den Kunden unbemerkt ab.