Diagnose eines defekten KAT mithilfe der Monitorsonde?
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.
36 Antworten
Danke Leute, dann ist jetzt soweit klar, dass der Kat in dem Wagen defekt ist.
Grüße
Du hast geschrieben, der Kat sei schon einmal gewechselt worden. Wieviel Kilometer bist du denn seit dem gefahren bzw. wie alt ist der Kat denn? Eventuell bestehen ja noch Gewärleistungsansprüche. Auch ist zu beachten, dass ein defekter Kat oft nur ein Folgefehler eines anderen Problemes ist. Wobei du ja geschrieben hast, dass die Lambdaregelung funktioniert.
Hallo,
der Kat hat schon ein paar Jahre auf dem Buckel, mit Gewährleistung ist da nichts mehr zu machen.
Zitat:
Original geschrieben von Destructor
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.
Nicht selten tritt der Fehlereintrag auch auf wenn die Monitorsonde kurz vor dem Ableben steht, mehr als einmal erlebt.
Wenn der Kat defekt ist sind die Werte bei der AU auch nicht mehr gut. "Die Werte stimmen" heißt wirklich gute Werte oder AU nur knapp bestanden? Das wäre auch ein Indiz ob der Kat was haben könnte oder nicht.
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Moin
Tja, top Werte habe ich auch bei der AU. Nur eben genau den Fehler. Und um nun auszuschließen ob es das.eine oder das.andere ist, wäre doch dieser Flansch eine sehr gute Idee. Also, offen oder geschlossen?
Moin
Björn
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.
Danke für die Erlärung. Bei der AU wird doch der momentane Lambda angezeigt. Kann man den Wert nicht schwingen sehen, wenn der Kat kaputt ist? Das ist ja ziemlich genau das, was auch die Monitorsonde mißt.
Zitat:
Original geschrieben von GaryK
Moderne Kats haben zudem Bariumoxid zur Speicherung von Stickoxiden in Form von Bariumnitrat.
Hat das nicht jeder Katalysator, sobald es ein Drei - Wege - Kat ist?
Das Bariumoxid ist eine Entwicklung der NOx Speicherkatalysatoren, wie diese die FSI benötigen. Bariumoxid nimmt Stickoxid auch im mageren auf und speichert das als Bariumnitrat. Wenn dieses "voll" ist wird ganz kurz angefettet um den Speicherkat zu regenerieren. Dazu brauchst du allerdings eine besondere NOx Sonde hinter Kat. Ein normaler Kat kann das Stickoxid nur auf Platin absorbieren, was halt wesentlich mehr Geld im Einkauf kostet und konkurriert zugleich mit Sauerstoff. Das will nämlich auch auf die Platinoberfläche. Bei Barium ist diese Konkurrenz nicht gegeben. Somit kannst du bei einem bariumhaltigen Speicherkat längere Zeit mager fahren und brauchst nur ganz kurz anzufetten um das Bariumnitrat wieder als Bariumoxid zu regenerieren. Ich glaub Mitsubishi hatte sowas als erstes in seinen uralt GDIs.
Problem an Barium: Schwefeloxide im Abgas werden mit Bariumoxid als Bariumsulfat eingelagert. Das kann nicht regeneriert werden, diese Speicherstelle ist "hin". Jeder Sprit hat Schwefel, also ist der Kat irgendwann verbraucht.
Vorteil der etwas mageren Verbrennung ist, dass der Verbrauch um ein paar Prozent sinkt. Nachteil ist die etwas geringere Flammgeschwindigkeit, was den Motor bei hoher Last/Kolbengeschwindigkeit heiß werden lässt (Wirkungsgrad sinkt dort) und zugleich halt Stickoxide verursacht.
Welches Katalysatorsystem in einem KFZ zum Einsatz kommt, das ist quasi Betriebsgeheimnis der Katalysatorhersteller. Da die Abgasnormen aber absolute Grenzwerte haben (mg/km), die Kisten aber unterschiedlich viel verbrauchen und somit an Luft durchsetzen, müssen die "dicken" Kisten mit besseren Katalysatoren bzw. -systemen ausgestattet sein als die kleinen Huddeln. Manche Kleinwagen fahren ab knapp über 120 bereits "fett" und damit unwirksamem Kat, mein 3.0i braucht zwar 3-4l mehr, dafür hat der bei Tempomat 200 noch Lambda=1 und damit einen prinzipiell funktionsfähigen Kat.
Dass bei fettem Gemisch eine Reinigungsleistung nicht mehr gegeben ist, würde ich jetzt nicht unbedingt so stehen lassen, siehe Lambdafenster (gestrichelte und durchgezogene Linien beachten!). Vor allem bei den Kohlenwasserstoffen, die man ja am meisten riecht, sehe ich selbst bei sehr fettem Gemisch noch einen Vorteil, wenn ein Katalysator verbaut ist. Die Praxis bestätigt dies: Ein voll durchbeschleunigter Pkw mit G-Kat verursacht nicht annähernd eine solch große Geruchsbelästigung, die das bei einem Fahrzeug ohne Abgasreinigung der Fall ist.
Zitat:
Original geschrieben von Kung Fu
Danke für die Erlärung. Bei der AU wird doch der momentane Lambda angezeigt. Kann man den Wert nicht schwingen sehen, wenn der Kat kaputt ist? Das ist ja ziemlich genau das, was auch die Monitorsonde mißt.
Der angezeigte Lambda-Wert bei der AU stammt aber vom Abgastester, also die Abgase die nach dem Volumen vom Auspuffrohr, Schalldämpfer, Abgasschlauch bis Abgastester an der Sonde ankommen. Dies zwischenvolumen puffert die Abgase so dass da keine Schwingungen zu sehen sind.
Die könnte man sehen wenn man die Werte der beiden Lambdasonden ausliest, das gehört aber nicht zum Standartprogramm bei der AU sondern nur wenn die Prüfbereitschaftstests nicht alle gesetzt sind.
Was könnte es dann sein wenn die gelbe motorkontrollleuchte ca. Alle ca 600-800 kilometer an geht. Also die werte der monitorsonden ( 2 stück, da 6 6zylinder) knapp über dem grenzwert liegen? Und im fehlerspeicher steht wirkungsgrad bank1/2 unter minium. Würde ja bedeuten das meine abgaskrümmerkats auch nicht mehr ihren vollen wirkungsgrad erreichen. Bloss warum dann immer nur sporadisch ?!
Eine nähere Angabe zum Fahrzeug und Motor könnte schon sinnvoll sein.
Weils "sporadisch" auch von der Last bzw. dem Abgasmassenstrom abhängig ist. Je mehr Last, desto mehr muss gepuffert werden und wenn das nicht "taugt"...
Es handelt sich um einen bmw e90 lci 325i 3liter n53 motor (direkteinspritzer)