D49.20-0028-79
Blockschaltbild |
A1 | Kombiinstrument | N37/8b1 | NOx-Sensor nach SCR-Katalysator | |
A68 | Fahrpedalmodul | N73/8 | Steuergerät Elektronisches Zündschloss (EZS) | |
B40/9 | Motoröltemperatur-Sensor | N74 | Steuergerät Rußpartikelsensor | |
B16/14 | Temperatursensor vor Abgasturbolader | N74b1 | Rußpartikelsensor | |
B16/21 | Temperatursensor vor SCR-Katalysator | N118/5 | Steuergerät AdBlue® | |
B16/22 | Temperatursensor vor Katalysator | N127 | Steuergerät Antriebsstrang | |
B16/23 | Temperatursensor vor Dieselpartikelfilter | R9 | Glühkerzen | |
B28/12 | Differenzdrucksensor Dieselpartikelfilter | Y76 | Kraftstoffinjektoren | |
L5/11 | Positionssensor Kurbelwelle | Y129/1 | Dosierventil AdBlue® | |
M72/1 | Steller Einlasskanalabschaltung | CAN B | Innenraum-CAN | |
N3/31 | Steuergerät CDI | CAN C | Motor-CAN | |
N10 | Steuergerät SAM | CAN C1 | Antriebs-CAN | |
N14/8 | Glühendstufe | CAN HMI | Benutzerschnittstelle-CAN | |
N15/3 | Steuergerät elektronische Getriebesteuerung (EGS) (mit Getriebe 700.750) | CAN I | Antriebssensor-CAN | |
N15/11 | Elektrische Steuereinheit vollintegrierte Getriebesteuerung (VGS) mit Code G42 (7G-TRONIC PLUS) | Flex E | Fahrwerk-FlexRay | |
N37/7 | Steuergerät NOx-Sensor vor SCR-Katalysator | LIN C1 | Antriebs-LIN | |
N37/7b1 | NOx-Sensor vor SCR-Katalysator | O | Option | |
N37/8 | Steuergerät NOx-Sensor nach SCR-Katalysator | S | Standard |
Funktionsvoraussetzungen Abgasreinigung allgemein
Klemme 87M (Motormanagement EIN)
Motor läuft
Abgasreinigung allgemein
Die Aufgabe der Abgasreinigung ist die Reduzierung der Abgasemissionen:
Stickoxide (NOx)
Kohlenwasserstoffe (HC)
Kohlenmonoxid (CO)
Rußpartikel
Durch folgende Teilfunktionen wird die Schadstoffreduzierung unterstützt:
Einlasskanalabschaltung (EKAS)
Dieselpartikelfilter (DPF)
Abgasrückführung (AGR)
Einspritzung des Reduktionsmittels AdBlue®
Das Steuergerät CDI liest folgende Signale ein:
Temperatursensor vor SCR-Katalysator
Temperatursensor vor Katalysator
Temperatursensor vor Dieselpartikelfilter
Temperatursensor vor Abgasturbolader
Differenzdrucksensor DPF
Steuergerät SAM, Außentemperatur über Innenraum-CAN, Steuergerät Elektronisches Zündschloss (EZS), Fahrwerk-FlexRay, Steuergerät Antriebsstrang und Antriebs-CAN
Steuergerät NOx-Sensor nach Dieselpartikelfilter, Signal NOx-Sensor nach Dieselpartikelfilter über den Antriebssensor-CAN
Steuergerät NOx-Sensor nach SCR-Katalysator, Signal NOx-Sensor nach SCR-Katalysator über Antriebssensor-CAN
Abgasreinigung Funktionsablauf
Folgende Teilsysteme sind an der Abgasreinigung beteiligt:
Funktionsablauf Oxidationskatalysator
Funktionsablauf Dieselpartikelfilter (DPF)
Funktionsablauf SCR-Katalysator
Funktionsablauf Einlasskanalabschaltung
Funktionsablauf Oxidationskatalysator
Der Oxidationskatalysator sorgt für die Verringerung von Kohlenwasserstoff (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxiden (NOx) und erzeugt bei Fahrzeugen mit Dieselpartikelfilter durch eine Nachverbrennung die erforderliche thermische Energie für die DPF-Regenerationsphase.
Funktionsablauf Dieselpartikelfilter (DPF)
Der DPF besteht aus einem keramischen Wabenfilterkörper aus Siliziumkarbid, der mit dem Edelmetall Platin beschichtet ist.
Die Kanäle des DPF sind wechselnd vorn und hinten geöffnet und durch die porösen Filterwände des Wabenfilterkörpers voneinander getrennt.
Das durch den Oxidationskatalysator vorgereinigte Abgas strömt in die nach vorn offenen Kanäle des DPF ein und gelangt durch die porösen Filterwände des Wabenfilterkörpers in die nach hinten offenen Kanäle. Danach wird das gereinigte und gefilterte Abgas durch die Abgasanlage abgeführt. Die Rußpartikel werden im Wabenfilterkörper des DPF zurückgehalten.
Überschreitet der Rußgehalt einen kennfeldabhängigen Wert, leitet das Steuergerät CDI, bei gegebenen Regenerationsvoraussetzungen, die Regenerationsphase ein. Den Rußgehalt im DPF erhält das Steuergerät CDI über den Differenzdrucksensor DPF.
Die Regeneration erfolgt über eine periodische Erhöhung der Abgastemperatur. Dazu werden folgende Funktionen vom Steuergerät CDI eingeleitet:
Eine zusätzliche Nacheinspritzung über die Kraftstoffinjektoren
DPF-Glühen über Antriebs-LIN und die Glühendstufe zu den Glühkerzen
Schaltlinienverschiebung über den Antriebs-CAN durch die Elektrische Steuereinheit vollintegrierte Getriebesteuerung (VGS) (mit Code G42 (7G-TRONIC PLUS))
Durch die Erhöhung der Abgastemperatur werden die im DPF eingelagerten Rußpartikel überwiegend zu Kohlendioxid (CO2) verbrannt. Die entstehende Asche bleibt im DPF zurück.
Vom Temperatursensor vor Abgasturbolader und vom Temperatursensor vor Dieselpartikelfilter wird die Abgastemperatur während der Regeneration überwacht.
Der Differenzdrucksensor DPF ermittelt über die Abgasdruckleitungen vor DPF und nach DPF die Druckdifferenz zwischen dem Abgasdruck vor und nach dem DPF. Anhand der Druckdifferenz und der vom Steuergerät CDI errechneten Abgasmasse wird über ein Kennfeld der Rußpartikelgehalt im DPF ermittelt. Eine notwendige Wartung des DPF wird über Antriebs-CAN, Steuergerät Antriebsstrang, Fahrwerk-FlexRay, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Benutzerschnittstelle-CAN durch das Symbol Kontrollleuchte Motordiagnose im Kombiinstrument signalisiert.
Eine unterbrochene Regeneration wird bei Kurzstreckenfahrten auf mehrere Fahrzyklen verteilt. Die Vorheizphase bis zum Erreichen der notwendigen Regenerationstemperatur sind dadurch häufiger. Der Regenerationsvorgang läuft für den Kunden unbemerkbar ab.
Funktionsablauf SCR-Katalysator
Die vom Motor ausgestoßenen Abgase werden in einem Oxidationskatalysator, einem Dieselpartikelfilter (DPF) und einem SCR-Katalysator (selektive katalytische Reduktion) gereinigt.
Durch Oxidation werden im Oxidationskatalysator CO und HC zu CO2 und Wasser (H2O) umgewandelt. Der DPF besteht aus einem keramischen Wabenfilterkörper aus Siliziumkarbid, der mit dem Edelmetall Platin beschichtet ist.
Vor dem SCR-Katalysator wird das Reduktionsmittel AdBlue® eingespritzt, welches sich durch Thermolyse (wärmebedingte chemische Reaktion) und Hydrolyse (wasserbedingte chemische Reaktion) in Ammoniak (NH3) umwandelt.
Zwischen dem Dosierventil AdBlue® und dem SCR-Katalysator befindet sich ein Mischelement. Es sorgt für eine verbesserte Hydrolyse des Reduktionsmittels AdBlue® und für eine gleichmäßigere Verteilung des AdBlue® vor dem SCR-Katalysator.
Das im Abgas enthaltene NOx wird im SCR-Katalysator zusammen mit dem NH3 in molekularen Stickstoff (N2) und H2O umgewandelt.
Die erforderliche Reduktionsmittelmenge wird vom Steuergerät CDI kennfeldabhängig berechnet und über den Antriebssensor-CAN an das Steuergerät AdBlue® (N118/5) übermittelt. Dies veranlasst dann die kennfeldabhängige Einspritzung der berechneten Reduktionsmittelmenge AdBlue® durch das Dosierventil AdBlue®.
Die Umwandlungsrate des NOx-Anteils im Abgas ist temperaturabhängig und beträgt bis zu 80 %. Die Reduzierung des Rußanteils beträgt ca. 99 %.
Ist der Füllstand "Reserve" im AdBlue® Behälter erreicht, wird dem Fahrer parallel zu einem akustischen Signal über das Kombiinstrument mitgeteilt, dass dieser die Werkstatt aufsuchen soll und eine entsprechende Wartung durchgeführt werden muss.
Ist der Füllstand "Leer" im AdBlue® Behälter erreicht, erfolgt über ein Rechnermodel eine Plausibilitätsprüfung des Füllstands "Leer". Ergibt die Plausibilitätsprüfung ebenfalls den Füllstand "Leer", erfolgt parallel zu einem akustischen Signal ein Eintrag im Fehlerspeicher des Steuergeräts CDI und die Ansteuerung des Symbols Kontrollleuchte Motordiagnose im Kombiinstrument. Ab diesem Zeitpunkt stehen max. 20 Starts mit einer angenommenen Fahrtstrecke von jeweils 32 km zur Verfügung. Die Anzahl der noch zur Verfügung stehenden Starts wird im Kombiinstrument angezeigt. Nach dem letzten verbliebenen "Start" kann das Fahrzeug nicht mehr in Betrieb genommen werden.
Funktionsablauf Einlasskanalabschaltung
Die Einlasskanalabschaltung (EKAS) bewirkt in allen Lastzuständen des Motors das bestmögliche Verhältnis zwischen Luftverwirbelung und Luftmasse.
Das Steuergerät CDI liest zur EKAS zusätzlich folgende Signale ein:
Motorölsensor
Atmosphärendrucksensor (im Steuergerät CDI integriert), für den Atmosphärendruck.
Fahrpedalmodul, für die Lasterkennung
Positionssensor Kurbelwelle, für die Motordrehzahl
Nach Auswertung der Eingangssignale steuert das Steuergerät CDI den Steller Einlasskanalabschaltung mit einem pulsweitenmodulierten Signal an. Im unteren Motordrehzahl- und Motorlastbereich wird die Hälfte der Einlasskanäle (2 Einlasskanäle pro Zylinder vorhanden) über Klappen der EKAS verschlossen.
In den offenen Einlasskanälen erhöht sich somit die Strömungsgeschwindigkeit. Dies führt zu einem höheren Drall, der eine bessere Verwirbelung bewirkt. Dies verbessert die Verbrennung und hat unter anderem eine Verminderung der Rußpartikel im Abgas zur Folge.
Mit steigender Motordrehzahl und Motorlast werden die verschlossenen Einlasskanäle kontinuierlich geöffnet, sodass für jede Betriebsphase des Motors das bestmögliche Verhältnis zwischen Luftverwirbelung und Luftmasse zur Verfügung steht. Das Abgasverhalten und die Motorleistung werden somit optimiert.
Bei einem Fehler oder bei Unterbrechung der Versorgungsspannung werden die Klappen durch Federkraft geöffnet.
Referenzierte Dokumente
- gf0716d9997tsa Übersicht Systembauteile Common-Rail Diesel Injection (CDI)