Benzin-Direkteinspritzer auf Gas?
Hi leute,
habe ja schon in vielen Artikeln gelesen, dass es nicht möglich ist Benzindirekteinspritzer (wie z.B. den GTI 😉 auf Gas umzurüsten.
Jetzt würde ich banalerweise gerne wissen:
1. Warum ist das so?
2. Wird das immer so bleiben, oder besteht Grund zur Hoffnung?
3.Trifft dies sowohl für CNG als auch für LPG zu?
Vielen Dank
64 Antworten
Die o.g. Diagramme gelten für homogenes Gemisch, nicht für Ladungsschichtung etc.
Die Abgaszyklen gehen nur bis 120 km/h, weil in den meisten Ländern nicht schneller gefahren werden darf.
Gruß
Stefan
@ FUBBEL
umrüsten darf ich, bestellt bei knoll und es ist mein erster direkteinspritzer
@kat2:
Das ist nicht so ganz richtig, denn die Diagramme gelten schon für Schichtlader, man muss nur jede Zone einzeln betrachten und dann die Summe rechnen und da sind die Bereiche mit 1,1 und höher halt nicht gerade Abgaszuträglich. z.B. in den Bereichen 1,1 haben wir dann mehr NOx, so dass im Gesamtabgas ein erhöhter NOx-Wert auftritt...
Daher brauchen die Schichtlader ja auch den DeNOx, und der braucht wieder schwefelfrei, so dass ROZ 98 Pflicht sind...
@Kramberg:
Das es geht, weiss ich ja, auch wenn Toyo "nein" sagt...
Die Frage war: Hat der Umrüster schon mehrere DI's gemacht? Sonst such dir lieber einen anderen, denn es ist kein Standard-Einbau. Auf der Webseite ist kein Hinweis wegen DI, da wäre ich vorsichtig.
Ich kenne zur 2 Spezis für Toyota, einer macht auch DI, der ist im Pott - auch nicht weit für dich.
Vor einem Jahr hab ich haufenweise Angebote bekommen. Das waren alles Standard-Angebote, hätte aber nie gefunzt.
Einige wenige hatten abgesagt, die haben sich wenigstens den Typ rausgesucht und dann Abstand gehalten.
@fubbel
Also für mich sieht es so aus als wäre "Kramberg" selbst der Umrüster, und hat die Anlage beim Hersteller bestellt um nun seinen ersten DI umzurüsten und somit neue Märkte zu erschließen.
Ciao, woisthorst.
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@Fubbel
Diese Kurven sind leider nicht zu verallgemeinern. Das Problem bei sauerstoffreichen Mischungen ist, daß die aktive Platinoberfläche mit Sauerstoff gesättigt wird. Wie stark sich die Sättigung und damit der Verlust an CO/H2/HC Sorptionsfähigkeit auf die Katalyse auswirkt, ist je nach Temperatur und Herstellunsmethode des Katalysators unterschiedlich. Katalyse ist die letzte schwarze Magie der Chemie und wird es sehr absehbar auch noch bleiben.
Die NOx Reduktion (meist mit absorbiertem Wasserstoff aus H2 und niederen CH Spaltgasen) kommt leider sehr schnell zum erliegen, da der für die Reduktion benötigte Wasserstoff vom absorbierten Sauerstoff aufgebraucht wird. Aus Waserstoff und Sauerstoff Wasser zu bilden ist zugegeben ne tolle und superschnelle Reaktion, da haben andere Spezies kaum Chancen...
Die einzige praktikable Methode ist wirklich ein NOx Speicherkatalysator. Moderne 3-Wege Kats haben solche NOx Speicherfunktionen bereits eingebaut. Als Sauerstoffspeicher dient Ceroxid, als Stickoxidspeicher Bariumcarbonat oder Bariumoxid.
Siehe hier http://www.icvt.uni-stuttgart.de/RESEARCH/EXHAUST/autoabgas_engl.html
Technisch gesehen ist der NOx Speicherkat kein Killer, mit hoher Stückzahl gibts wenig Gründe, wieso der teuer sein soll. Barium ist im Vergleich zu Platin spottbillig. Aber ohne Stückzahl kostet sowas halt, da die Entwicklungskosten solcher Katalysatoren auch enorm sind. Da stecken einige Mannjahre drin bis zum ersten Vorserienmodell...
/GaryK
@ FUBBEL
woisthorst hats erkannt. ich umrüster also der gelackmeierte 🙁 und ich muß dich enttäuschen AIC steht für aichach und das läge in Bayern, also ruhrpott fällt aus. kannst du mir mal detailfotos von deinem prius zukommen lassen?
Zitat:
Original geschrieben von Fubbel
@fsi-entwickler & Meik:
Lambda=1 ist also nicht technisch zwingend, der 3-Wege-Kat funktioniert auch bei Lambda=1,3. Er funktioniert auch bei allen anderen Werten, aber nur mit mäßigen Ergebnissen.
Ahh...natürlich konvertiert ein 3-Wege-Kat auch für nicht stöchiometrische Gemische. Defakto sind aber bei allen mageren Gemischen > 1,00, mehr oder weniger großer NOx-Durchbrüche zu verzeichnen. Weil das, weiter oben beschriebene, Verhältnis der drei wesentlichen Komponenten nicht mehr passt. Die von GaryK zitierte NOx-Speicherfähigkeit ist richtig, reicht aber aktuell gerade mal um mit Abgasmassenströmen im Leerlauf fertig zu werden.
Es spielt auch keine Rolle ob man statt Lambda=1.1..1,2..oder 1.6 fährt. Natürlich gehen die NOx-Rohmassenströme (vor KAT) in den Keller. Werden aber bei entsprechender Motorlast 1:1 durch den KAT geschleußt, weil eben die konv. 3-Wege-Konvertierung nicht mehr funktioniert.
Somit wäre kein Test dieser Erde zu schaffen, sei es EUIV, SULEV, LEV, JP10.15, etc. Und genau das ist der entscheidende Punkt warum man überhaupt KATs einsetzt!!!!
Ich hoffe, jetzt hast es auch Du geschnallt Fubbel!
M.
@Gary
Du hast vollkommen recht. Es ist aber nicht gerade so, das mit Lambda > 1,0 (z.B. 1,01) die gesamte NOx-Reduktion plötzlich ausfällt. Genau dieses Problem geben ja die Grafiken zur Schadstoffreduktion in Abhängigkeit von Lambda wieder. Verallgemeinert hab ich die Grafiken auch nicht - z.B. meine Ausführungen zum Schichtlader. Bei der allgemeinen Betrachtung von Lamba 1,3 war ein homogenes Gemisch in meinen Augen selbstverständlich 😉
Ein Lambda 1,3-Motor könnte auch nicht den gleichen 3-Wege-Kat des gleichen Motor mit Lambda 1 haben. Meine Abschätzung war nur eine grobe Richtung, effektiv muss man bei Lambda 1,3 eine grössere KAT-Oberfläche (~20%) zur Verfügung stellen, um diese (prozentuale) Sättigung auszugleichen. Das sind aber nur Details 😉 Es ging um die Möglichkeit mit Lambda 1,3 und 3-Wege-Kat zu arbeiten.
Mach es doch nicht noch komplizierter 😉 Temperatur und Herstellungsprozess kann man aussen vor lassen, wenn man vom KAT-Hersteller eine Kurve der Schadstoffreduktion in Abhängigkeit von Lambda vorliegen hat. Es erübrigt sich doch zu erwähnen, dass man die notwendige Arbeitstemperatur haben muss und dass auch die Durchflussmenge nicht überschritten werden darf. Ein anderer Hersteller bzw. Herstellungsprozess hat ene andere Kurve 😉
Es sollte auch klar sein, dass ein KAT für bestimmte Lambda noch optimiert werden könnte...
@fsi-entwickler:
Ich glaube, du hast was falsch verstanden...
Sorry, wenn ich mich immer sehr kurz halte
Natürlich muss man auch bei Lambda=1,3 einen KAT einsetzen, was anderes habe ich nie behauptet.
Der "Durchlass" von NOx des 3-Wege-Kat ist auch in meiner Abschätzung (siehe oben) drin, bei 1,3 gehen glatt 60% durch, bei 1,0 nur 10-15% 😉
Bei Lambda 1,1..1,15 (homogenes Gemisch) braucht man, wie oben schon erwähnt nicht nachdenken, da kommt nur "Mist" bei raus - man braucht den NOx-KAT. Dasgleiche gilt für Motoren, die durch nicht-homogenen Betrieb eine andere Kennlinie der Abgase vor dem KAT haben, denn hier sind gerade die NOx stark erhöht. Wenn dann noch ein (stöchiometrischer) O2-Überschuss vorhanden ist, dann ist es ganz Essig...
Egal, ob 3-Wege oder NOx, er muss immer für die maximelen Abgasströme ausgelegt werden, der Einwand Motorlast ist daher unsinnig.
Ich habe auch nichts dagegen, wenn ein Hersteller, bei Lambda=1,3 das mit einem 3-Wege-KAT nicht hinbekommt und daher einen NOx einsetzt, wichtig ist, was hinten rauskommt. Es gibt viele Wege nach Rom...
@woisthorst:
Habe die Bemerkung von Kramberg irgendwie so gelesen, als ob er seinen Avensis umrüsten will.
@Kramberg:
Habe nur eien Umrüster Knoll gefunden, daher Hessen...
Das Kennzeichen ist beim Umrüsten ja irrelevant, da fährt man auch von Bayern (meiner ist ja auch KU=Kulmbach in Bayern) auch in den Pott.
Klar kann ich Fotos schicken, aber was willst du da sehen? Radmuldentank, Rails am Luftfilterbehälter befestigt, Verdampfer im Kotflügel rechts (links ist schon der Wischwasserbehälter...), Einfüllstutzen in der Tankklappe, Steuergerät hinter dem Relaiskasten. Ist doch alles normal, oder?
Hier gibt es zwei Threads:
Suchbild Prius und
Trivalent: Prius und LPG
Das Geheimnis beim Prius ist das modifizierte Steuergerät - sieht von aussen aus, wie das Original. Da sich ein anderer Umrüster dahinter geklemmt hat, den Prius zum laufen zu kriegen, kannst du sicher verstehen, dass ich dir nur meinen Umrüster nennen werde.
Das Know-How sollte da bleiben. Da steckte viel Gehirnschmalz drin 😉 Und so viele Priusse sind wahrscheinlich noch nicht umgerüstet, dass alles wieder eingespielt ist...
@Fubbel
mich hats nur interesiert wo er das ganze gedöhns untergebracht hat nach dem da eh so wenig platz drin ist. und das mit dem know how ist verständlich, allerdings wenn ich um hilfe gebeten werde bin ich der letzte der sagt: "verrate ich nicht" in diesem sinne mehr vom avensis DI in ca. 9-10 wochen
Zitat:
Original geschrieben von Fubbel
@Gary
...Meine Abschätzung war nur eine grobe Richtung, effektiv muss man bei Lambda 1,3 eine grössere KAT-Oberfläche (~20%) zur Verfügung stellen, um diese (prozentuale) Sättigung auszugleichen. Das sind aber nur Details 😉 Es ging um die Möglichkeit mit Lambda 1,3 und 3-Wege-Kat zu arbeiten.
@
Sorry, Fubbel. Du hast es immer noch nicht verstanden: Magerer Motorbetrieb (l>1,0) und 3-Wage-Abgasnachbehandlung funktionieren nicht, auch wenn Du die aktive Kat-Fläche ver-x-fachst. Der 3-Wage Kat setzt aufgrund seines Arbeitsprinzip für optimalen Betrieb zwingend lambda=1,00 voraus. D.h. wenn man einen Otto-Motor mager betrieben will braucht man zur Einhaltung der Abgasnormen zwingend eine zusätzliche Abgas-Nachbeahndlungstechnik. Zum aktuellen Stand der Technik wären das z.B. sogenannte NO-Speicherkats.
Ein NOx-Speicherkat hat von seinem Wirkprinzip ein andere Chemie. Im gegensatz zum 3-Wege-Kat arbeitet er leider auch nicht kontinuierlich sondern leider nur diskontinuierlich (!). D.h. ist der NOx-Speicher voll, muss er unter Einsatz von Kraftstoff (fetter Betrieb, l {1,0) leer geräumt werden. Bei den VW-Schichtladern waren auch 2 Kats verbaut: 1 Drei-Wege-Kat und 1 NOx-Kat.
Deine von Dir beschriebene Umrüstung eines Prius auf LPG finde ich hoch-interessant. Damit erreichst Du wohl unschlagbar niedrige Kraftstoff-Kosten pro gefahrenen KM. Ich verstehe nicht ganz, warum Dich die Behörde mit einer EU3-Eintragung (wenn ich das richtige verstanden habe) quasi "bestraft". Der Prius hat doch EU4 und ich dachte immer, das auf LPG umgerüstete Fzg. immer die Abgasnorm des Basis-Benziners behalten? Aber da lasse ich mich gerne eines besseren belehren...
Gruß,
M.
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Dazu braucht man halt immer ein entsprechendes Gutachten. Gibts für das Auto vom Gasanlagenhersteller kein entsprechendes EURO 4 Gutachten, wird zurückgestuft.
Mein BMW erfüllt z.B. seit dem Einbau eines Kaltlaufreglers EURO 2. Ein Abgastest, der geprüft hätte, ob das Ergebnis auch stimmt, war dazu net notwenig, die ABE von Twintec hat gereicht. Dat ist nunmal deutsche Bürokratie 😉
Re: @Fubbel
Zitat:
Original geschrieben von Kramberg
mich hats nur interesiert wo er das ganze gedöhns untergebracht hat nach dem da eh so wenig platz drin ist.
Da passt noch einiges rein, z.B. Standheizung oder auch Marder...
Zitat:
Original geschrieben von Kramberg
"verrate ich nicht"
So war es nicht gemeint. Solltest dich aber mit dem "Entwickler" in Verbindung setzen, der kann dir auch genaueres sagen.
Zitat:
Original geschrieben von fsi-entwickler
Magerer Motorbetrieb (l>1,0) und 3-Wage-Abgasnachbehandlung funktionieren nicht, auch wenn Du die aktive Kat-Fläche ver-x-fachst.
Und genau das ist eher dein Denkfehler. Es gibt keine scharfe 1,0-Grenze, sie ist fliessend und die "Blockade" auch. Je mehr freier Sauerstoff im Abgas ist, desto niedriger ist sozusagen die effektive Oberfläche. Du musst - wie bei einer Erhöhung des Hubraumes (Eigentlich max. Abgas-Durchsatz...) die Oberfläche erhöhen. Das gleiche Problem bekommst du auch, wenn du einen KAT für den Smart in die E-Klasse baust - Nur um mal Hausnummern zu nennen.
Zitat:
Original geschrieben von fsi-entwickler
Der 3-Wage Kat setzt aufgrund seines Arbeitsprinzip für optimalen Betrieb zwingend lambda=1,00 voraus.
Wie du richtig schreibst: "optimal". Ich habe ja nur behauptet, dass der "nicht optimale" Arbeitspunkt des Kats für Lambda=1,3 - mit evtl. "kleineren" Änderungen (Oberflächenstruktur/-Grösse) - auch funktioniert.
Zitat:
Original geschrieben von fsi-entwickler
Ein NOx-Speicherkat hat ... Chemie. ... arbeitet er ... nicht kontinuierlich sondern ... diskontinuierlich (!). D.h. ist der NOx-Speicher voll, muss er unter Einsatz von Kraftstoff (fetter Betrieb, l {1,0) leer geräumt werden.
Ein sehr unangenehmes "Muss", oder?
Erst recht, wenn man sich die Zeitabläufe ansieht, nicht wahr...
Andersrum kann man das ganze gut im Normzyklus absolvieren und so die Tests bravurös bestehen 🙁🙁
Ist es nicht irgendwie unsinnig, erst mager zu fahren, um dann fett "meinen Müll zu verbrennen" 😉
Zitat:
Original geschrieben von fsi-entwickler
Bei den VW-Schichtladern waren auch 2 Kats verbaut: 1 Drei-Wege-Kat und 1 NOx-Kat.
Schichtlader sind kein Homogen-Betrieb, daher leider - wie ich schon andeutete - komplexer und in der Abgascharakteristik viel unangenehmer...
Zitat:
Original geschrieben von fsi-entwickler
Deine von Dir beschriebene Umrüstung eines Prius auf LPG finde ich hoch-interessant. Damit erreichst Du wohl unschlagbar niedrige Kraftstoff-Kosten pro gefahrenen KM.
Wenn man entsprechend fährt...
Zitat:
Original geschrieben von fsi-entwickler
Ich verstehe nicht ganz, warum Dich die Behörde mit einer EU3-Eintragung (wenn ich das richtige verstanden habe) quasi "bestraft". Der Prius hat doch EU4 und ich dachte immer, das auf LPG umgerüstete Fzg. immer die Abgasnorm des Basis-Benziners behalten? Aber da lasse ich mich gerne eines besseren belehren...
Das sind unsere "ach so tollen" Gesetze/Richtlinien etc.
Eine LPG-Abgasmessung ist keine Messung, sondern eine Rechnung...
Bei einigen Anlagen und Fahrzeugen gibt es nur E3, da z.B. der Vorgänger (war noch E3) ein Gutachten bekam. Die weiteren Fahrzeuge/Motoren wurde in ein Familien-Gutachten aufgenommen. So hat dann ein neuerer E4-Motor eben nur E3. Erst wenn sich wieder jemand das Geld ans Bein bindet und ein neues Gutachten macht, dann wird es E4. Da E3 und E4 steuerlich das gleiche kosten und eine "Familienaufnahme" nur ein Bruchteil des Gutachtens kostet, werden einige halt auf E3 runtergestuft.
Es gilt immer nur der schlechtere Wert von Benzin oder LPG.
Wie war es mit dem Prius? Tja, das Gutachten hat beim TÜV selber über 6 Wochen gebraucht - es war ein P2, der umgebaut wurde 😉 Der hat aber heute schon so gute Werte, dass sie mit herkömmlichen Mitteln eigentlich nicht messbar sind. In einigen Ländern ist er daher auch auf Jahre von Prüfungen/Messungen befreit. Meine AU-Messwerte sind witzig, überall 0,0...
Und dass man bei einem Abgasgutachten hier in D halt nicht 0,0 reinschreiben kann, dürfte dir wohl klar sein.
Also wird geschätzt und dann gerechnet....
Liegt vielleicht auch daran, dass die verwendete Gas-Anlage eben kein Standard mehr ist und daher auch keine Referenzen existieren...
In England hat man schon letztes Jahr einen umgebaut, aber das sind halt keine deutschen Messwerte....
Ich habe ja sogar den 5Liter-Eintrag (120gCO2/km-Regel) verloren, obwohl der CO2-Ausstoss - wie bei LPG üblich - 10% niedriger ist....
Aber auch dafür kann man sich nichts kaufen...
Dann gab es noch ein Problem: Es gibt keine Nummer für Otto/OBD/Elektro/FLG...
Mein P1 kam dann einfach in die Familie rein, also auch nur E3. Der E3-Eintrag hat effektiv ca. 40€ gekostet, da die Befreiung für den Rest 2005 wegfiel. Es ist einfach nur ärgerlich.
Viel ärgerlicher ist, dass ich schon letztes Jahr das hätte praktisch anpacken sollen, auch ohne(!) Gutachten, denn die Steuer-klasse 0 hätte ich in dem Jahr trotzdem wieder reingefahren - sowas rechnet man zu spät aus...
Ob E3 oder E4, momentan ist das Schnuppe, einen Streit nicht wert... Ich bin aber nicht der einzige, der nur noch E3 hat (z.B. Subaru...)
Da die OBD2 auch nach dem KAT misst, ist der ganze Gutachtenkram eigentlich sowieso bloss Papier, wenn man die Norm nicht mehr einhält, gibt es sowieso einen FehlerCode. Und mit FehlerCode keine AU...
@dom][bulldozer
Die Rückstufung ohne Gutachten ist brutaler, da geht es nicht nur eine Stufe runter....
Moin,
Fubbel ... ähäh ... die Größe des Kats steht in Relation zur Abgasmenge. Denn ein Autokat ist ein sogenannter Festbett-2-Phasen-Katalysator (Festbett ist das Katalysatormaterial, 1 Phase fest, die andere gasförmig). Klar hört die Konvertierung bei Lambda >1 nicht schlagartig auf. Aber wenn du NOx draufhaust, und zusätzlich noch O2 im Abgas vorhanden ist, dann reagiert aufgrund der Chemie des Katalysators noch vorhandenes CO und HC bevorzugt mit dem ebenfalls vorhandenen O2 ab. Der Grund ist, das sowohl CO, als auch HC mit dem Sauerstoff direkt exotherm (oxidativ) reagieren können, während die Reduktion des NOx einen Zwischenschritt benötigt. Im Fall der Reaktion zwischen NOx und HC (Kohlenwasserstoff) ist eine Polarisation der H-C-Bindung durch den Metallkat nötig. Einige Modelle sehen in diesem Fall sogar eine Bildung des sogenannten "naszierenden" Wasserstoffs vor. Das halte Ich zwar für recht weit hergeholt (Ich kann es aber auch nicht widerlegen *g*). Wenn also die Reaktion des NOx mit CO und HC kinetisch LANGSAMER ist, als die Konkurenzreaktion von O2 mit CO und HC ... dann wird sie auch entsprechend seltener durchgeführt.
Eine einfache Vergrößerung eines Platin/Rhodium Kats bringt da nichts, ausser das du die O2 Sättigung um einige Zeitintervalle nach hinten verschiebst. Entweder brauchst Du einen Kat, der die Beseitigung des NOx anders bewerkstelligt (z.B. durch zugabe eines Additivs) oder du brauchst eine Kombination von 2 Katalysatoren bzw. von einem Kat und einem Speichermedium. Wenn dem so einfach wäre 😉 Dann wäre dies sicherlich bereits seit einiger Zeit Mittel der Wahl.
MFG Kester