gf4920d3000tsc

Abgasreinigung Funktion

Typ gf · Thema 49.20 · Version 0100 · 2018-04-23

Gültig für: Motor 642.8 im Typ 907

Einordnung

Funktionsgruppe 1 Motor › 49 Abgasanlage, Abgasreinigung › 49.20 Abgasnachbehandlung — Baureihe 907

Gilt auch für Motoren/Getriebe: 642 8**

GF49.20-D-3000TSC

Abgasreinigung Funktion

23.04.2018

Motor

642.8 im Typ 907

Abgasreinigung Funktion

D49.20-0027-79

Blockschaltbild

A1

Kombiinstrument

N73/8

Steuergerät Elektronisches Zündschloss (EZS)

A68

Fahrpedalmodul

N74

Steuergerät Rußpartikelsensor

B11/19

Temperatursensor Kühlmittel

N74b1

Rußpartikelsensor

B16/11

Temperatursensor vor Abgasturbolader

N118/5

Steuergerät AdBlue® mit Code KP6 (Abgasreinigung SCR Generation 3)

B16/21

Temperatursensor vor SCR-Katalysator

N127

Steuergerät Antriebsstrang

B19/18

Temperatursensor vor Katalysator

R9

Glühkerzen

B19/21

Temperatursensor Abgasrückführkühler

Y76

Kraftstoffinjektoren

B40/8

Motorölsensor

Y129/1

Dosierventil AdBlue® mit Code KP6 (Abgasreinigung SCR Generation 3)

B70/1

Positionsgeber Kurbelwelle

CAN B

Innenraum-CAN

M72/2

Steller Einlasskanalabschaltung

CAN C

Antriebs-CAN

N3/28

Steuergerät CDI

CAN C1

Motor-CAN

N10

Steuergerät SAM

CAN HMI

Benutzerschnittstelle-CAN

N14/8

Glühendstufe

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

N37/8b1

NOx-Sensor nach SCR-Katalysator

Funktionsvoraussetzungen Abgasreinigung allgemein

Klemme 87M (Motormanagement EIN)

Motor läuft.

Abgasreinigung allgemein

Die Aufgabe der Abgasreinigung ist die Reduzierung der Abgasemissionen:

Stickoxide (NOx)

Kohlenwasserstoffe

Kohlenmonoxid (CO)

Rußpartikel

Durch folgende Teilfunktionen wird die Schadstoffreduzierung unterstützt:

Einlasskanalabschaltung (EKAS)

Dieselpartikelfilter (DPF)

Abgasrückführung (AGR)

Einspritzung des Reduktionsmittels AdBlue® (mit Code KP6 (Abgasreinigung SCR Generation 3))

Das Steuergerät CDI liest folgende Signale ein:

Temperatursensor vor SCR-Katalysator

Temperatursensor vor Katalysator

Temperatursensor vor Dieselpartikelfilter

Temperatursensor vor Abgasturbolader

Temperatursensor vor SCR-Katalysator

Differenzdrucksensor DPF (B28/16)

Steuergerät SAM, Außentemperatur über Innenraum-CAN, Steuergerät Elektronisches Zündschloss (EZS), Fahrwerk-FlexRay, Steuergerät Antriebsstrang und Antriebs-CAN (CAN C)

Steuergerät NOx-Sensor vor SCR-Katalysator über den Antriebssensor-CAN (CAN I)

Steuergerät NOx-Sensor nach SCR-Katalysator über den Antriebssensor-CAN

Abgasreinigung Funktionsablauf

Folgende Teilsysteme sind an der Abgasreinigung beteiligt:

Funktionsablauf Oxidationskatalysator

Funktionsablauf Dieselpartikelfilter

Funktionsablauf SCR-Katalysator

Funktionsablauf Einlasskanalabschaltung

Funktionsablauf Oxidationskatalysator

Der Oxidationskatalysator sorgt für die Verringerung von Kohlenwasserstoff (CH), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxiden (NOx) und erzeugt bei Fahrzeugen mit Dieselpartikelfilter durch eine Nachverbrennung die erforderliche thermische Energie für die DPF-Regenerationsphase.

Funktionsablauf Dieselpartikelfilter

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 EZS und Benutzerschnittstelle-CAN durch die Kontrollleuchte Motordiagnose (A1e58) im Kombiinstrument signalisiert.

Eine unterbrochene Regeneration wird bei Kurzstreckenfahrten auf mehrere Fahrzyklen verteilt. Die Vorheizphasen 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 Kohlenwasserstoff (CH) 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 Wasser (H2O) umgewandelt.

Die erforderliche Reduktionsmittelmenge wird vom Steuergerät CDI kennfeldabhängig berechnet und über den Antriebssensor-CAN an das Steuergerät AdBlue® 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 die Warnleuchte AdBlue® Reserve (A1e42) im 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 der Kontrollleuchte Motordiagnose im Kombiinstrument. Ab diesem Zeitpunkt stehen maximal 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

Den Positionsgeber 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.

Funktionsschema Elektrik Abgasreinigung

PE49.20-D-2051-97TSC

Übersicht Systembauteile Common-Rail Diesel Injection (CDI)

GF07.16-D-9997TSC

Referenzierte Dokumente