Diesel Partikelfilter Abbrennvorgang
Hallo Leute
Habe seit kurzem einen 530dA mit DPF und Kennfeldoptimierung. Nun hatte sich gestern zum ersten Mal der DPF regeneriert.
Als erstes dachte ich mein Aufpuff fällt ab (Klang wie ein 550i). Es war auch ein deutlicher Leistungsverlust zu spüren.
Meine Fragen.:
Besitzt das Steuergerät für den Abbrennvorgang ein eigenes Kennfeld ? (würde den Leistungsverlust erklären, da dieses nicht getunt ist).
Hat jemand eine Ahnung wie der Vorgang genau ausgelöst wird ? (Zeit, KM, Druckdifferenzmessung, ...)
Ist es möglich den Vorgang selber anzustoßen ? (zb. Druckanstieg durch Manipulation des Sensors vortäuschen)
Danke
MFG
Beste Antwort im Thema
Die DPF Regeneration kann durch verschiedene Kriterien ausgelöst werden:
- gefahrene km
- verbrauchte Diesel-Menge
- simulierte Rußmasse (hierbei wird permanent berechnet wieviel Ruß im Filter gelandet und ist wieviel selbständig z.B. bei Vollast abgebrannt ist)
- Differenzdruck im Filter (ziemlich ungenau, da stark schwankend)
Während der Regeneration wird die komplette Betriebsstrategie des Motors verändert:
- Verminderung Luftdurchsatz (über Drosselklappe und niedrigeren Ladedruck)
- Einspritzzeitpunkt verschieben, Einspritzmenge erhöhen
- Nacheinspritzungen ausführen
Ziel dieser Maßnahmen ist einer Erhöhung der Abgastemperatur, so daß der DPF über die Temperaturschwelle für den Rußabbrand kommt.
Die Kunst besteht darin, die Temperatur in einem schmalen Fenster zu halten (600 - 750°C) und das Ganze geräusch- und drehmomentneutral auszuführen - der Fahrer sollte im Idealfall nichts von dem Vorgang merken.
Das sich ein Tuner die Mühe macht, auch die Regenerationskennfelder (nicht nur eins sondern einige Dutzend) anzupassen, halte ich für unwahrscheinlich. Insofern ist es plausibel, daß sich das Fahrzeug "anders" anfühlt. Die Geräusche sollten aber einem ungetunten Fahrzeug entsprechen.
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74 Antworten
Zitat:
Original geschrieben von matzelpapa
Ich bin kein Verbrennungsfachmann, aber ich versuche mal mein Weltbild zu erklären:
Die Verbrennungstemperatur des Diesels mag relativ konstant sein. Entscheidend ist aber, wieviel Wärme im Zylinder entsteht und auf wieviel Gas (Luft + Abgas) sich diese Wärme verteilt. Bei hoher Drehzahl und wenig Leistungsabgabe ist die Wärmemenge klein und wird auf viel Luft verteilt (großes Lambda). Beim Fahren an der Vollast ist die Luftmasse vielleicht doppelt so hoch, aber ich habe (bezogen auf die Beispielzahlen oben) die 4 fache Wärmemenge. Also ist in diesem Fall die Abgastemperatur deutlich höher. Die Reibung hat auf die Abgastemperatur praktisch keinen Einfluß: Wenn ich im Schubbetrieb mit 4000 1/min einen Paß runterrolle, bleibt die Abgastemperatur trotzdem unter 100 °C.
Bei der aktiven Regeneration wird genau aus diesem Grund die Drosselklappe ziemlich weit geschlossen und der Ladedruck abgesenkt: Der Diesel läuft dann mit Lambda ~ 1 und das Abgas wird relativ heiß.
Bei Interesse kann ich in der nächsten Woche mal eine Messung reinstellen, wie die Abgastemperatur bei einer typischen Autobahnfahrt aussieht. Da wird relativ schnell klar, daß die Abgastemperatur weniger von der Drehzahl als vom abgegebenen Moment bestimmt wird.
Ums mal kurz darzustellen:
Der Dieselmotor unterscheidet sich vom (homogenen) Ottomotor dadurch, daß die Lastregelung nicht durch die Zylinderladung, sondern durch die Brennstoffmenge geregelt wird. Der angesaugte Massenstrom an Luft ist in jedem Betriebspunkt gleich (wenn man die Abgasrückführung erst mal außer Acht läßt). Die Abgastemperatur des Diesels hängt somit sehr stark von der eingespritzten Menge an Brennstoff ab.
Beim Verbrennungsprozeß wird die chemisch gespeicherte Energie umgesetzt. Die Enthalpie teilt sich auf in den Anteil an innerer Energie und die geleistete Volumenarbeit (also das, was an der Kurbelwelle ankommt - und mit ein paar weiteren Verlusten am Rad).
In welchem Verhältnis die freiwerdende Energie thermisch im Abgastrakt "verpufft" oder an der Kurbelwelle genutzt werden kann, hängt vom Verbrennungsverlauf auf. Wenn bei Teillast gegen Ende des Verbrennungsprozesses eine Nacheinspritzung stattfindet, kann die freiwerdende Energie nicht mehr vollends mechanisch genutzt werden (Auslaßventil ist bereits geöffnet, Kolben fast im unteren Totpunkt) und trägt somit zu einer Erhöhung der Abgastemperatur bei.
Im Hinblick auf den Verbrauch wäre hierfür früher jeder Ingenieur an den Marterpfahl gefesselt worden. Um die Mikropartikel zu beseitigen, heißen wir diese Prozeßsteuerung nun gut. :)
Merke: Es geht bei dieser Strategie nur darum, die Selbstzündungstemperatur des DPF zu erreichen. Danach läuft der Prozeß exothermisch weiter.
p.s.: Beim Diesel gibt es keine Drosselklappe (zumindest kenne ich bislang keinen derartigen Aufbau - ich lasse mich aber gern vom Gegenteil unterrichten).
Zitat:
Original geschrieben von Ing81
Merke: Es geht bei dieser Strategie nur darum, die Selbstzündungstemperatur des DPF zu erreichen. Danach läuft der Prozeß exothermisch weiter.
p.s.: Beim Diesel gibt es keine Drosselklappe (zumindest kenne ich bislang keinen derartigen Aufbau - ich lasse mich aber gern vom Gegenteil unterrichten).
Das mit der Selbstzündung ist so eine Sache. Meines Wissens nach versucht man das ganze immer so zu steuern, daß der Abbrand nicht allein weiterläuft sondern stoppt, wenn die innermotorischen Maßnahmen beendet werden. Ein nach dem Start unkontrolliert weiterbrennender DPF wäre nicht lustig, insbesondere wenn man den Motor dann einfach mal abstellt. Aus diesem Grund führt das Motorsteuergerät permanent Nacheinspritzungen aus wenn der DPF regeneriert wird und hält den Rußabbrand so am laufen.
Eine Drosselklappe ist beim Diesel spätestens seit der DPF Einführung Pflicht. Siehe auch Zitat aus dem BMW Techniklexikon im Beitrag von 61driver.
Zitat:
Original geschrieben von matzelpapa
Zitat:
Original geschrieben von Ing81
p.s.: Beim Diesel gibt es keine Drosselklappe (zumindest kenne ich bislang keinen derartigen Aufbau - ich lasse mich aber gern vom Gegenteil unterrichten).
Eine Drosselklappe ist beim Diesel spätestens seit der DPF Einführung Pflicht. Siehe auch Zitat aus dem BMW Techniklexikon im Beitrag von 61driver.
Korrekt. Damit dieser Exkurs noch etwas unterfüttert wird, habe ich im Anhang einige BMW spezifische Informationen über die Funktion der Drosselklappe (speziell beim Dieselmotor) zusammengetragen. ;)
Gruß
also mir hat mal ein mechaniker bei uns aus der karosserie erzählt das es dpf gibt die alle 120.000 km gewechselt werden müssen. is das wirklich so? gab es so einen filter mal? weil der kostet ja ohne einbau schon schlappe 900 euro.
mfg nemi
Zitat:
Original geschrieben von nemesis1000
also mir hat mal ein mechaniker bei uns aus der karosserie erzählt das es dpf gibt die alle 120.000 km gewechselt werden müssen. is das wirklich so? gab es so einen filter mal? weil der kostet ja ohne einbau schon schlappe 900 euro.
mfg nemi
Nun wollte ich hier gerade schon die hohe Ingenieurkunst loben, weil ich diesen Thread mit großem Interesse verfolge ... dann das o.g. :rolleyes:
Irgendwann muss wohl jeder DPF mal gewechselt werden, meist nicht bereits nach 120.000km, aber irgendwann danach ganz sicher.
Ich wäre übrigens auch gespannt auf Temperaturmessergebnisse.
Danke an alle Interessierten, tolles Thema!!
Gruss John
Vielen Dank für die Drosselklappen-Info. Ich kenn mich mit Dieselmotoren nicht so besonders aus. :D
Die Aussage vieler Politiker und Umweltaktivisten, daß die Automobilindustrie in Deutschland den Trend zum sauberen Diesel verschlafen habe, liegt wohl im Wesentlichen daran, daß man versucht hat dem Problem durch innermotorische Maßnahmen auf den Leib zu rücken, anstatt einen Filter mit all seinen Nachteilen "dranzubasteln". Nun haben sich die, die am lautesten Schreien durchgesetzt und der Kunde muß mit den Folgen der Filter leben.
@DIMA 2.5 TD
Danke für die Infos zur Drosselklappe. Besser kann man es nicht erklären.
@johnny111
Die Messungen kommen nächste Woche, wenn ich wieder am Schreibtisch sitze ;-)
Zitat:
Original geschrieben von nemesis1000
also mir hat mal ein mechaniker bei uns aus der karosserie erzählt das es dpf gibt die alle 120.000 km gewechselt werden müssen. is das wirklich so? gab es so einen filter mal? weil der kostet ja ohne einbau schon schlappe 900 euro.
mfg nemi
Das mit dem Wechsel des DPF ist nur die halbe Wahrheit: Diese Information bezieht sich auf System die mit einem Additiv arbeiten um die Abbrandschwelle zu reduzieren. Solche Systeme wurden von französischen OEMs und in der letzten Passat Generation verbaut.
Das Problem ist die bei diesen Lösungen deutlich größere Aschemenge, die irgendwann den Filter zusetzt. Aus diesem Grund benötigen alle DPF Diesel spezielle "Low Ash" Motoröle. Eine normaler Partikelfilter soll die normale Lebensdauer des Fahrzeugs überstehen, d.h. > 200000 km.
Zitat:
Original geschrieben von Ing81
Vielen Dank für die Drosselklappen-Info. Ich kenn mich mit Dieselmotoren nicht so besonders aus. :D
Die Aussage vieler Politiker und Umweltaktivisten, daß die Automobilindustrie in Deutschland den Trend zum sauberen Diesel verschlafen habe, liegt wohl im Wesentlichen daran, daß man versucht hat dem Problem durch innermotorische Maßnahmen auf den Leib zu rücken, anstatt einen Filter mit all seinen Nachteilen "dranzubasteln". Nun haben sich die, die am lautesten Schreien durchgesetzt und der Kunde muß mit den Folgen der Filter leben.
Meines Wissens hindert niemand die Automobilindustrie daran weiterhin an der Entwicklung und Einführung von innermotorischen Techniken zur Emissionsvermeidung zu arbeiten. U.a. haben ja auch die Verbrauch senkenden Maßnahmen einen solchen Effekt. Was die Nachteile des Filters angeht: Wenn ich nicht wüsste das einer eingebaut ist würde ich es nicht bemerken. Das Teil funktioniert perfekt. Keine Geräusche, keine merkbaren Leistungseinbussen, kein merkbarer Kraftstoffmehrverbrauch.
Nochmals vielen Dank für die vielen guten und informativen Beiträge (Dokumente).
Gruß 61driver
Eine Frage ist ja nun noch offengeblieben: Welche Funktion erfüllt die Drosselklappe?
Ich kann mir nicht vorstellen, daß der einströmende Volumenstrom verändert wird, da ja über die Verdichtung der Selbstzündungsprozeß gestartet wird. Somit wäre meine Theorie, daß durch die DK ein höherer AGR-Anteil gefahren werden kann, um den überschüssigen Sauerstoff im Abgastrakt zu beherrschen und einen thermischen Schock im DPF zu verhindern.
Kann dies jemand bestätigen oder widerlegen?
Das lobe ich mir.
Endlich mal interessante Artikel.
Im Service Menü des Idrive wird die verbleibende Rest KM Anzahl bis zum DPF Tausch angezeigt.
Dieser Tausch steht bei 200000KM an. Ob er dann wirklich hinüber ist, ist eine andere Frage.
Ich hoffe bei Überschreitung dieser KM Schwelle steht nicht dauernd eine Fehlermelung an !!
Übrigens wird mein Wagen auch extrem laut beim Abbrennen (Wie ein prolliger Golf)
Frage an die Sprzialisten unter Euch.
Ist es möglich den Abbrennvorgang selber auszulösen ?
Zum Beispiel durch Korrektur des Drucksensorsignals ?
Hätte den Vorteil, daß ich das bei Autobahnfahrten erledigen könnte und nicht im Kurzstreckenbetrieb.
Was für ein Signal kommt vom Drucksensor (Spannung, ...) ?
Danke
MFG
naja mich hatte nur der preis geschockt denn unser mechanniker gennannt hat bzw ich auf der verpackung gelesen habe. und es ist ein absoluter scheiß das ding zu wechseln. aber nicht weil es schwer ist es ist eigentlich sehr simpel nur der platz ist sehr beengt.
mfg nemi
Zitat:
Original geschrieben von Ing81
Eine Frage ist ja nun noch offengeblieben: Welche Funktion erfüllt die Drosselklappe?
Ich kann mir nicht vorstellen, daß der einströmende Volumenstrom verändert wird, da ja über die Verdichtung der Selbstzündungsprozeß gestartet wird. Somit wäre meine Theorie, daß durch die DK ein höherer AGR-Anteil gefahren werden kann, um den überschüssigen Sauerstoff im Abgastrakt zu beherrschen und einen thermischen Schock im DPF zu verhindern.
Kann dies jemand bestätigen oder widerlegen?
Doch, über die Drosselklappe wird der Volumenstrom verändert: Während der Diesel im Normalfall mit deutlichem Luftüberschuß fährt wird dies bei Regeneration deutlich reduziert, so daß man fast mit Lamda = 1 fährt. Mit der AGR Rate hat das nichts zu tun. Es kann sogar sein, daß die AGR während der Regeneration ganz deaktiviert wird. Für Details bitte auf die Messungen in der nächsten Woche warten ...
Eine zweite Funktion der Drosselklappe ist ein sanftes Abschalten des Motors: Dabei werden dann nicht schlagartig die Einspritzungen abgeschaltet sondern der Motor wird quasi heruntergefahren: Die Einspritzmenge wird immer kleiner und parallel wird die Drosselklappe geschlossen.
Zitat:
Original geschrieben von BMW-Power-MAN
Ist es möglich den Abbrennvorgang selber auszulösen ?
Nach dem was ich kenne: Praktisch nein. Ich habe mal eine Funktion gesehen, bei der die Regeneration etwas vorgezogen wurde, wenn die Abgastemperatur (z.B. auf der Autobahn) schon im passenden Fenster war. Aber dann mußte der Filter trotzdem schon bei 90% Beladung stehen und es wurde nicht bis zum Erreichen der 100% gewartet.
Von außen triggern kann man die Regeneration nur in der Werkstatt per Service Tester. Dort könnte man auch am Beladungsfaktor "drehen" und ihn passend für die nächste Langstreckenfahrt einstellen.
Am Drucksignal würde ich nicht manipulieren: Das Risiko sich dabei einen Fehlereintrag im Steuergerät einzuhandeln ist relativ hoch. Wenn es dumm läuft, geht das Steuergerät von einem überladenen Filter aus und man rollt im Notlauf in die Werkstatt.
Hallo Zusammen,
zu diesem interessantem Thema hab ich auch ein paar Fragen:
Hat schon jemand Erfahrung mit dem Zyklusende (also 200.000 km oder mehr) eines DPF?
Kann es dann sein, daß sich die Leistung des des Autos langsam verringert, da sich der DPF immer mehr "verschließt"?
Kann man bei einem ausgebauten DPF den "Füllgrad" oder den "Verschleiß" erkennen, oder bestimmen?
Denke schon mal für die Antworten.
Hier nun die versprochenen Temperaturmesungen. Einmal von einer normalen Autobahfahrt und einmal von einer Regenerationsphase. Man erkennt recht gut, daß die Abgastemperatur im Normalfall vor allem vom Drehmoment (entspricht der verbrannten Dieselmenge) abhängt.
Während der Regeneration wird die Abgastemperatur dann geregelt, damit sie in einem Fenster zwischen 600 und 700°C bleibt. Dies ist dann weitgehend unabhängig vom abgegebenen Drehmoment.
Dargestellt sind die Drehzahl (schwarz, rechte Skale) sowie Drehmoment (grün), Geschwindigkeit (schwarz) und die Temperatur vor dem DPF (rot). Die Temperatur, die der Turbolader abbekommt, ist vor allem beim Normalbetrieb noch ein bißchen höher. Am DPF kommt das Abgas ein wenig kälter und "geglättet" an, da noch der Oxikat dazwischenliegt und puffernd wirkt.
Ich hoffe die Diagramme sind verständlich. Drosselklappe und Abgasrückführung habe ich der Übersicht halber weggelassen. Die AGR ist bei Regeneration normalerweise geschlossen, nur in Schubphasen wird sie geöffnet. Die Drosselklappe hat ein "wildes" Eigenleben.
Der "Füllungsgrad" eines DPF läßt sich nur schwer messen. Am sichersten wäre noch ausbauen und auf die Wage legen. Allerdings ist die eingespeicherte Rußmenge nicht sehr hoch (<10 g).
Vielen Dank für die Mühe. Noch eine Nachfrage: Hast Du die Regeneration initiiert oder wurde sie (incl. Regenerationszeit) automatisch vom Bordsystem gestartet und beendet?
Gruß
61driver