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Diagnose eines defekten KAT mithilfe der Monitorsonde?

Themenstarteram 25. April 2014 um 23:14

Hallo,

ich hab nen Problem mit nem BMW E46 318ti mit N42 Motor.

Mit wird im Fehlerspeicher ständig der Fehler

P0420 - Antriebsstrang Catalyst System Efficiency Below Threshold

angezeigt.

Prinzipiell bedeutet dies ja, dass der Kat defekt sein sollte.

Bei der AU jedoch gibt es keine Probleme, die Werte stimmen.

Vor nicht allzulanger Zeit wurde schonmal der Kat getauscht, jetzt verrichtet ein Metallkat seinen Dienst in dem Auto.

Es kommen aber auch noch andere Fehler in Frage, wie z.B. defekte Lambdasonden oder Falschluft im Abgassystem. Ein neues Kat kostet für den Wagen auch mal schnell 500€.

Aus diesem Grund wollte ich mich mal näher mit der Diagnose an den Lambdasonden beschäftigen.

Wenn ich es richtig verstanden habe regelt die Vorkatsonde, in diesem Fall eine Breitbandsonde, in einem regelmässigen Intervall zwischen leicht fett und leicht mager.

Mithilfe der Onboard Diagnose konnte ich das leider nicht erkennen, mir wird für die Vorkatsonde nur ein errechneter Lambdawert ausgegeben, denke aber auch, dass ich mit dem Pumpstrom als Wert nicht anfangen könnte.

In welchem Bereich sollte die Motorsteuerung das Gemisch denn variieren?

Im Leerlauf liegen die Schwankungen deutlich unter 0,95-1,05.

An der Monitorsonde sollte von solch einer Schwankung nichtsmehr ankommen.

Optimalerweise sollte diese einen Lambdawert von genau 1 anzeigen.

Da es sich hierbei aber im eine Sprungsonde handelt ist es besser die Spannung zu prüfen.

Im Leerlaufbetrieb liegt diese nahezu konstant bei 0,8V. Für mein Verständnis bedeutet dies, dass das Gemisch leicht fett ist.

Theoretisch misst die Sonde aber auch nur den Sauerstoffgehalt, und Sauerstoff sollte nach dem Katalysator nichtmehr im Abgas sein, daher müsste diese ja eine hohe Spannung erreichen.

Die Lambdaregelung und Lambdasonden sind nicht so wirklich mein Fachgebiet. Ich will jetzt aber auch nicht anfangen wie wild Teile zu tauschen.

Könnt ihr mir da weiterhelfen, wie könnte ich herausfinden woran es nun wirklich liegt?

Grüße

Beste Antwort im Thema

Scheiss auf die lastarme AU. Kurze Erklärung wie der Kat funktioniert.

Ein Katalysator hat viel Oberfläche durch ein Aluminiumoxid mit Ce2O3 / Ce3O4 gedoped sowie etwas Platin/Palladium. Moderne haben zudem Bariumoxid zur Speicherung von Stickoxiden in Form von Bariumnitrat.

Im Mageren saugt sich das Cer mit Sauerstoff voll, am Aluminiumoxid absorbierte Kohlenwasserstoffe werden zugleich mit Hilfe des sehr sauerstoffaffinen und feinstverteilten Platins verbrannt. NOx wird am Platin/Palladium oder am Bariumoxid zwischengespeichert, umgesetzt wird es nicht. Denn zur Dissoziation in dessen Einzelteile fehlt der Platz, den der in riesigen Mengen vorhandene Sauerstoff auf dem Platin benötigt.

Im Fetten wird der Sauerstoff aus dem Ceroxid zum Verbrennen von CO und Kohlenwasserstoffen verwendet, zugleich holt es den Sauerstoff von der Platinoberfläche und das noch absorbierte Stickoxid kann sich auf dem Platin nun in Stickstoff und Sauerstoff spalten, wird damit unschädlich.

Die Lambdaregelung schwingt zwischen leicht fett und mager hin und her (erbe der alten Sprungsonden) und der Kat muss genug speichern, um diese Schwingung wegzupuffern. Deswegen ist die Monitorsonde nahezu konstant. Fängt diese an zu oszillieren, dann brechen entweder Kohlenwasserstoffe oder überschüssige Luft durch. Die Monitorsonde misst zwar Sauerstoff, aber durch deren Edelmetallbeschichtung am Sensor nur ÜBERSCHÜSSIGEN Sauerstoff.

Ein Metallkat ist eigentlich der bessere Kat, da er Temperatursprünge durch hohe Last und das starke Abkühlen im Schubbetrieb besser verträgt, ne Fehlzündung macht dem auch weniger aus. Wenn aber die Kapazität nicht reicht (Indiz sind die CPI) wars das für die Abgasmessung unter Last. Im Leerlauf mit wenigen Gramm je Sekunde Luftmasse reicht das, bei höherer Belastung wie im Fahrbetrieb nicht mehr.

Nun kommt der Eliminator ins Spiel: Distanzstück, mehr nicht. Du erzeugst in der Nähe der Sonde ein Totvolumen, in das sich eine durchbrechende Sauerstoff- oder HC Mischung erst mal "verirren" muss. Dieser leichte zeitliche Versatz reicht der Motorsteuerung zu glauben, dass alles OK ist. Und dem aufmerksamen TÜV Prüfer dir das Fahrzeug stillzulegen.

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Der Restsauerstoffgehalt vor dem Kat schwankt mit der Regelfreuquenz der Motorsteuerung. Nach dem Kat darf der Sauerstoffgehalt sich nur langsam ändern. Genau dies überprüft das Motorsteuergerät. Schwankt der Wert mit der gleichen Frequenz wie vor dem Kat, ist die Sauerstoffspeicherfähigkeit (Maß für die Wirksamkeit des Kats) nicht mehr gegeben. Es wird der Fehler P0420 gesetzt. Der Fehler ist einer der wenigen eindeutigen Fehler. Mit anderen Worten: Es wird dir nichts anderes übrigbleiben, als den Kat zu tauschen.

Die OBD-Schwellwerte sind relativ niedrig. Also dein Kat könnte z.B. noch 95 % Wirkungsgrad haben, und die MIL-Lampe geht an. Durch die AU in Bezug auf die Endrohrmessung kommt er aber auch noch mit einem Wirkungsgrad von z.B. 60 %.

am 26. April 2014 um 1:02

Es wäre nicht das erste Mal, dass ein Metallkatalysator bzw. generell ein nicht originaler Kat aus dem Zubehör für ein Aufleuchten der OBD - Leuchte gesorgt hätte. Das Bestehen der laschen AU sagt nichts aus, die besteht man auch mit stark verschlissenem Kat.

Themenstarteram 26. April 2014 um 9:49

Wie stark sollte denn der Regelkreis schwingen? Also über welche Lambdawerte?

Welche Spannung sollte sich dann bei der Monitorsonde einstellen?

Grüße

Setzt die Regelsonde auf eine Distanzhülse, auch landläufig als "Eliminatoren" bekannt.

Moin

Beschreib mal bitte genauer.

Moin

Björn

Zitat:

Original geschrieben von Destructor

An der Monitorsonde sollte von solch einer Schwankung nichtsmehr ankommen.

Optimalerweise sollte diese einen Lambdawert von genau 1 anzeigen.

Da es sich hierbei aber im eine Sprungsonde handelt ist es besser die Spannung zu prüfen.

Im Leerlaufbetrieb liegt diese nahezu konstant bei 0,8V. Für mein Verständnis bedeutet dies, dass das Gemisch leicht fett ist.

Theoretisch misst die Sonde aber auch nur den Sauerstoffgehalt, und Sauerstoff sollte nach dem Katalysator nichtmehr im Abgas sein, daher müsste diese ja eine hohe Spannung erreichen.

Der Meßwert ist aber eine Signalspannung und nicht der Lambdawert. S. Tabelle Spannung<->Lambda des entspr. Sondentyps.

Normalerweise ist die Signal-Schwingung an der Monitorsonde schon ein guter Indikator für eine mangelnde Kat-Effizienz. Diese kann aber auch durch überwiegenden Kaltlauf vorübergehend beeinträchtigt sein.

Zitat:

Original geschrieben von Friesel

Moin

Beschreib mal bitte genauer.

Moin

Björn

http://www.ebay.de/.../231182774698?...

http://www.ebay.de/.../131072756261?...

etc....

Zitat:

Original geschrieben von Destructor

In welchem Bereich sollte die Motorsteuerung das Gemisch denn variieren?

Im Leerlauf liegen die Schwankungen deutlich unter 0,95-1,05.

Passt. Typisch sind so ca. +- 3%.

Zitat:

 

An der Monitorsonde sollte von solch einer Schwankung nichtsmehr ankommen.

Optimalerweise sollte diese einen Lambdawert von genau 1 anzeigen.

Da es sich hierbei aber im eine Sprungsonde handelt ist es besser die Spannung zu prüfen.

Im Leerlaufbetrieb liegt diese nahezu konstant bei 0,8V. Für mein Verständnis bedeutet dies, dass das Gemisch leicht fett ist.

Richtig. Leicht fett! Lambda = 1 wäre bei ca. 0,65 V.

Zitat:

Theoretisch misst die Sonde aber auch nur den Sauerstoffgehalt, und Sauerstoff sollte nach dem Katalysator nichtmehr im Abgas sein, daher müsste diese ja eine hohe Spannung erreichen.

Bei Lambda = 1 ist noch ein Rest Sauerstoff im Abgas enthalten. Bei < 1 wird's dann weniger.

Themenstarteram 26. April 2014 um 21:37

Dann wirds jetzt interessant.

Warum schreibt das Steuergerät nun den Fehler?

Bei höherer Last, also beim Fahren schwankt das Signal der Monitorsonde etwas stärker, vllt. so zwischen 0,6V und 0,9V. Muster ist dabei jedoch nicht erkennbar.

Bedeutet das jetzt das diese Schwankungen für die Grenzwerte des Steuergeräts schon zu hoch sind?

Zitat:

Original geschrieben von Destructor

Dann wirds jetzt interessant.

Warum schreibt das Steuergerät nun den Fehler?

Bei höherer Last, also beim Fahren schwankt das Signal der Monitorsonde etwas stärker, vllt. so zwischen 0,6V und 0,9V. Muster ist dabei jedoch nicht erkennbar.

Bedeutet das jetzt das diese Schwankungen für die Grenzwerte des Steuergeräts schon zu hoch sind?

Bei Fahrt im Regelbetrieb darf der Spannungswert der Monitorsonde nicht schwanken. Er ändert sich nur langsam (über mehrere Sekunden) wenn das Gemisch drastisch geändert wird wie z.B. bei Vollastanreicherung oder Schubbetrieb.

@Focus-CC: Da das Fahrzeug auf öffentlichen Straßen bewegt wird, fällt deine "Lösung" wohl weg. Und den Staatsanwalt will er vermutlich erst garnicht kennenlernen.

Moin

Ist das nur eine Hülse, also offen, oder ist die innen geschlossen, so dass die Sonde die Abgase nicht mehr sehen kann?

Moin

Björn

Hab Maulkorb bekommen, dein Vorredner sieht den TE schon im Zuchthaus und ich bekomme Beihilfe.

Moin

......

Ja, aber ob du dann in die geschlossene oder in die offene kommst, das könntest du ja schreiben, oder ;-)

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