OM654 DPF-Regeneration
Hi,
bin überrascht, dass beim OM654/W213 die DPF Regeneration so lange dauert.
Auf der Landstrasse ist meine Standardstrecke ca. 30km - und meistens reicht die nicht, auch wenn er bereits nach 5km mit der Regeneration beginnt. Dabei liegt dann auf der 30km Strecke der durchschnittliche Verbrauch bei 9l/100km. Normal sind es ca. 6l/100km. Will heissen, dass der Regenerationsvorgang insgesamt ca 1l Sprit benötigt und mehr als 25km dauert, was etwa 20 Minuten entspricht. Kenne ich so weder vom W447 noch vom W204 (beide sind bzw. waren mit OM651), mit denen hatte/habe ich dasselbe Fahrprofil.
Wie sind Eure Erfahrungen?
Beste Antwort im Thema
Bei unserem E300d T wird nach meinem Gefühl zwischen 400 bis 500 km Fahrleistung regeneriert.
Bei Langstreckenfahrten merke ich beim Verbrauch nichts; im Stadtverkehr schon.
Es wäre in der Tat schön, wenn man per Anzeige über den Beginn der Regeneration informiert werden würde und man diese zumindest bei z.B. anstehenden Kurzstrecken verschieben könnte.
65 Antworten
Zitat:
@abm_70 schrieb am 28. März 2024 um 08:45:09 Uhr:
Mal grundsätzlich gefragt: Ist es eigentlich möglich, durch die Fahrweise (stark autobahnlastig mit höheren Geschwindigkeiten) eine aktive Regeneration vollständig zu unterbinden? Denn ab einer gewissen Last sollte der Abbrand des Rußes selbsttätig ("passiv"😉 stattfinden, zumindest theoretisch.
Die passive Regeneration von Ruß findet im Diesel-Oxidationskatalysator bei Erreichen der erforderlichen Betriebstemperatur von 150 - 400 °C permanent statt und wird bei der kennfeldbasierten Berechnung berücksichtigt.
Deshalb sollten kalte Kurzstrecken vermieden werden.
Im Oxikat bewirkt Sauerstoff durch Oxidation eine Erhöhung der in den Stickoxiden enthaltenen Bestandteile des Stickstoffdioxids, die wiederum die bei der Verbrennung des Dieselkraftstoffs vor dem DPF entstehenden Dieselrußpartikel weitgehend entfernen, bevor die verbleibenden Partikel den Dieselpartikelfilter beladen.
Die Rußbeladung während jeder Kaltlaufphase ist dennoch gleich.
In den kalten Betriebsphasen zu Beginn längerer Strecken und erst recht bei ausschließlich kalten Kurzstrecken bis zum "Motor aus" kann der Oxikat deutlich weniger Ruß reduzieren.
Die KM-Intervalle zwischen den Regenerationen verlängern sich also nur, wenn der Oxikat bei Betriebstemperatur im Regelbetrieb läuft.
Zitat:
Der kleinste gemeinsame Nenner, der die kritische Rußmasse in einem DPF bestimmt, ist ein Wechsel in den Leerlauf kurz nach Beginn der aktiven Regeneration, und dieser Zustand liegt im zentralen Bereich der problematischen Betriebsbedingungen für jeden Partikelfilter.
Im Leerlauf ist einerseits der Sauerstoffgehalt im Abgas bei reduzierter AGR sehr hoch, zum anderen ist der Abgasstrom und damit der Abwärmetransport sehr gering, was zu einem sehr starken Temperaturanstieg führt.
Wenn die zur Oxidation bestimmte Rußmenge, die sich durch Abscheidung im DPF angesammelt hat, ein reduziertes Volumen hat, kann der Regenerationsprozess, bei dem per se Wärme freigesetzt wird, zu weniger lokalen Temperaturspitzen führen und die Schadensquote durch ausgebrannte Verschlußstopfen der Einlassfilterkanäle im Partikelfilter reduziert werden, da mit Ruß beladene Abgase ungefiltert durch die offenen Einlasskanäle entweichen und die Auspuffendrohre schwärzen könnten.
Eine in kürzeren Intervallen eingeleitete Regeneration und die Annahme, dass jeweils geringere Massen an eingelagertem Ruß oxidiert werden, und wiederum unter der Annahme, dass keine höheren Rußrohemissionen emittiert werden, würde den DPF-Betriebsbereich in materialschonendere Fahrmodi verschieben.
Aktive DPF-Regenerationen sollten z. B. durch höhere Leerlaufdrehzahlen und höhere Motoröltemperaturen erkannt und zu Ende gefahren werden. Das bedingt eine dauerhafte Anzeige und Beobachtung der Motoröltemperatur auch außerhalb von Regenerationen, damit diese bemerkt werden.
Zitat:
@abm_70 schrieb am 28. März 2024 um 08:45:09 Uhr:
Mal grundsätzlich gefragt: Ist es eigentlich möglich, durch die Fahrweise (stark autobahnlastig mit höheren Geschwindigkeiten) eine aktive Regeneration vollständig zu unterbinden? Denn ab einer gewissen Last sollte der Abbrand des Rußes selbsttätig ("passiv"😉 stattfinden, zumindest theoretisch.
Ist mir bisher nicht gelungen. Ich habe regelmäßig (1-2x im Monat) 1.800 km am Stück mit Autobahn und Alpenüberquerung. Und er regeneriert dennoch alle 600 bis 800 km.
Zitat:
@abm_70 schrieb am 28. März 2024 um 08:45:09 Uhr:
Denn ab einer gewissen Last sollte der Abbrand des Rußes selbsttätig ("passiv"😉 stattfinden, zumindest theoretisch.
Dies wäre eine permanente Sauerstoffregeneration; die dafür erforderlichen Temperaturen >550°C werden nicht dauerhaft erreicht, so dass Stickstoffdioxid zur passiven Regeneration bei den in Kraftfahrzeugen herrschenden niedrigeren Temperaturen zum Einsatz kommt.
Zitat:
@WalterE200-97 schrieb am 28. März 2024 um 09:45:30 Uhr:
Im Oxikat bewirkt Sauerstoff durch Oxidation eine Erhöhung der in den Stickoxiden enthaltenen Bestandteile des Stickstoffdioxids, die wiederum die bei der Verbrennung des Dieselkraftstoffs vor dem DPF entstehenden Dieselrußpartikel weitgehend entfernen, bevor die verbleibenden Partikel den Dieselpartikelfilter beladen.
Zu dieser Aussage passt allerdings nicht die Beobachtung, dass die Montage eines Oxidationskatalysators alleine kaum eine Reduzierung des Rußanteils bewirkt. Versuche dieser Art konnte man früher einmal in der Auto, Motor und Sport sichten, Versuchsobjekt war ein W124 Diesel, den gab es damals nämlich ab Werk ohne Kat, und gegen Aufpreis mit einem Oxikat. 😕
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Hallo zusammen und @abm_70,
völlig richtig, denn:
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Im Oxikat bewirkt Sauerstoff durch Oxidation eine Erhöhung der in den Stickoxiden enthaltenen Bestandteile des Stickstoffdioxids, die wiederum die bei der Verbrennung des Dieselkraftstoffs vor dem DPF entstehenden Dieselrußpartikel weitgehend entfernen, bevor die verbleibenden Partikel den Dieselpartikelfilter beladen.
Zitat:
Das mit Hilfe des Oxidationskatalysators gebildete Stickstoffdioxid (NO2) trifft auf den abgelagerten Ruß an den Filtertaschen. Dabei werden die Rußpartikel oxidiert und abgebaut; das vorher gebildete NO2 wird wieder zu Stickstoffmonoxid (NO) reduziert.
Regeneration erkenne ich bei meinem 220er daran, dass der Verbrauch im Schiebebetrieb (Rollen und Fuß vom Gas..) nicht auf Null geht.. (bei mir auch einmal pro tankfüllung..) Verbrauch steigt dabei ebenfalls merklich..
Zitat:
@WalterE200-97 schrieb am 29. März 2024 um 11:47:29 Uhr:
Hallo zusammen und @abm_70,völlig richtig, denn:
Im Oxikat bewirkt Sauerstoff durch Oxidation eine Erhöhung der in den Stickoxiden enthaltenen Bestandteile des Stickstoffdioxids, die wiederum die bei der Verbrennung des Dieselkraftstoffs vor dem DPF entstehenden Dieselrußpartikel weitgehend entfernen, bevor die verbleibenden Partikel den Dieselpartikelfilter beladen.
Zitat:
@WalterE200-97 schrieb am 29. März 2024 um 11:47:29 Uhr:
Zitat:
Das mit Hilfe des Oxidationskatalysators gebildete Stickstoffdioxid (NO2) trifft auf den abgelagerten Ruß an den Filtertaschen. Dabei werden die Rußpartikel oxidiert und abgebaut; das vorher gebildete NO2 wird wieder zu Stickstoffmonoxid (NO) reduziert.
Eben. Oxikats erzeugen bei Dieselmotoren immer NO2, gut erkennbar am typischen, chlorartigen Geruch. Und in Deinem Text lese ich außerdem von einem Rußabbrand im Filter, nicht im Katalysator. Irgendwas passt hier nicht ganz - oder wir "reden" aneinander vorbei.
Zitat:
@abm_70 schrieb am 29. März 2024 um 14:39:17 Uhr:
Rußabbrand im Filter, nicht im Katalysator. Irgendwas passt hier nicht ganz - oder wir "reden" aneinander vorbei.
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... bevor die verbleibenden Partikel den Dieselpartikelfilter beladen.
Hallo zusammen,
Wenn bei der Partikelanzahlmessung der Grenzwert von 250000 PN überschritten wird, Problembeschreibung im Bereich der Rußpartikelabscheidung:
Die Abbildungen im Anhang zeigen, wie das Abgas (von links) in den Partikelfilter eintritt und durch die Verschlussstopfen (rot) gezwungen wird, durch die porösen Filterwände zu strömen, wodurch die meisten - zuvor nicht oxidierten - Partikel abgeschieden werden. Das nahezu von Ruß gereinigte Abgas strömt aus dem Filter (rechts).
Im Dieselpartikelfilter findet zunächst die Tiefenfiltration zu Beginn der Rußabscheidung und nach jeder Regeneration statt, wenn die Rußpartikel im Abgas kleiner sind als die Poren in den porösen Wänden der Filterkanäle. Die Rußpartikel wandern dann in die Poren der Filterwandkanäle ein.
Anschließend lagern sich Rußpartikel an der Oberfläche der Filterwandkanäle als sogenannter Filterkuchen ab, der die Poren verschließt und eine weitere Tiefenfiltration verhindert.
Um die Bildung eines Filterkuchens zu beschleunigen, wird bei der Produktion in die Filterwandkanäle des Neuteils Substrat eingebracht, das im Gegensatz zu Ruß allein den Gegendruck bei der anfänglichen Tiefenfiltration nicht auf ein unzulässiges Niveau ansteigen lässt, bevor der DPF seine Belastungsgrenze mit auf dem Filterkuchen abgelagerten Rußpartikeln erreicht hat.
Wenn nicht alle Regenerationszyklen zu einer vollständigen Verbrennung der abgeschiedenen Rußpartikel führen, z. B. weil die Regeneration abgebrochen wird, verbleiben Rußpartikel in der Filterkuchenschicht an den Filterwandkanälen.
Bei erneuter Rußbeladung findet dann keine neue Tiefenfiltration zwischen dem Substrat statt, da noch ein Restfilterkuchen vorhanden ist, auf dem sich die in den Abgasen enthaltenen Rußpartikel ablagern.
So fällt der Gegendruck insgesamt niedriger aus und simuliert eine geringere Menge an Rußpartikeln, als tatsächlich vorhanden ist. Dadurch kann der DPF bis zum Erreichen des Schwellenwerts für den Gegendruck überladen werden, was bei der nächsten Regeneration zu einem Großbrand und Hitzeschock und zur Zerstörung der Verschlußstopfen hinten am Ende der Eingangsfilterkanäle führen kann.
Sind die Einlasskanäle nicht mehr verschlossen, sondern ausgebrannt, entweichen die mit Ruß beladenen Abgase an diesen offenen Enden ungefiltert in den Auspuff und dringen nicht mehr durch die porösen Seitenwände in die angrenzenden, einlassseitig geschlossenen Auslasskanäle ein, um Ruß an den Seitenwänden abzuscheiden.
Schäden am Partikelfilter sind die Folge von Überhitzung, einem thermischen Schock, der die Verschlußstopfen hinten am Ende einiger Einlassfilterkanäle ausbrennt, so dass ein Teil der rußbeladenen Abgase ungefiltert entweichen kann.
Ein Thermoschock kann ausgelöst werden, wenn die angesammelte Rußmenge die vorgesehene Beladungsgrenze überschreitet, bis eine Regeneration ausgelöst wird und schließlich unter starker Hitzeentwicklung verbrennt.
Das sind interessante Informationen, für welche ich mich bedanke. Aber sie führen meines Erachtens ein wenig am Kern vorbei. Ich fasse nochmals zusammen:
Du hattest geschrieben, dass
Zitat:
Im Oxikat bewirkt Sauerstoff durch Oxidation eine Erhöhung der in den Stickoxiden enthaltenen Bestandteile des Stickstoffdioxids, die wiederum die bei der Verbrennung des Dieselkraftstoffs vor dem DPF entstehenden Dieselrußpartikel weitgehend entfernen, bevor die verbleibenden Partikel den Dieselpartikelfilter beladen.
Das impliziert, dass der größte Teil der Partikel bereits im Oxikat abgebaut wird, nicht im DPF. Dem entgegen spricht die Beobachtung, dass die Rußemission bei Diesel ohne/mit Oxikat sich kaum unterscheidet. Was wiederum dafür spricht, dass der Oxikat primär für die gasförmigen Schadstoffe (CO und HC) zuständig ist, der DPF hingegen primär für die festen (Kohlenstoff).
Hallo zusammen und @abm_70 ,
bei einer unvollständigen Verbrennung im Dieselmotor enthält das Abgas u. a. die Schadstoffe Kohlenwasserstoff (HC), Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NOx) sowie Rußpartikel.
Der Oxidationskatalysator reduziert Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO) zu Kohlenstoffdioxid (CO2, auch Kohlendioxid genannt) und Wasser (H2O).
Durch die motornahe Anordnung der Emissionsminderungsstrecke direkt hinter dem Turbolader entsteht ein so genanntes SDPF-System, bei dem die Funktionsträger Dieseloxidationskatalysator (DOC), Dieselpartikelfilter mit integrierter SCR-Beschichtung und ein Ammoniak-Sperrkatalysator eine Einheit bilden und somit einen Mehrwegekatalysator analog zum Ottomotor darstellen.
Der DOC ist darüber hinaus darauf ausgerichtet, möglichst viel Stickstoffdioxid (NO2, entsteht aus Stickstoff N und Sauerstoff O2) als Oxidationsmittel zu erzeugen. Dieses Gas wird in einem vorteilhaft niedrigen Temperaturbereich von ca. 250 - 450 °C eingesetzt, um den Rußanteil zu reduzieren.
Die Erhöhung des NO2-Gehaltes im vorgeschalteten DOC führt auch zu einer Verbesserung der Leistungsfähigkeit des SCR-Systems, da die nachfolgenden Funktionen der Stickoxidminderung (NOx) und der Rußpartikelfilterung aus dem Abgas durch das Aufbringen der SCR-Beschichtung direkt auf den Partikelfilter in einem Bauteil zusammengefasst werden.
Denn zur optimalen Reduktion von NOx ist ein Verhältnis von 1:1 zwischen Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) erforderlich. Dieses stellt sich erst durch einen vorgeschalteten DOC ein.
Primärpartikel wie Ruß, als auch darüber hinaus Sekundärpartikel haben Einfluß auf das Messergebnis bei der Partikelanzahlmessung.
Sekundärer Feinstaub entsteht ausserhalb normaler Betriebsbedingungen, wenn sich organische Stoffe in Gasform wie
- Salpetersäure (entsteht, wenn NO2 mit Wasser reagiert) und
- Ammoniak (wässriger Harnstoff AdBlue)
unterhalb von 200°C zu Ammoniumnitrat neutralisieren und in Form von Aerosolpartikeln an winzige Nanopartikel anlagern. Dadurch wachsen sie zu größeren Partikeln heran und gelangen ins Messfenster der Partikelanzahlmessung.
Ist das eine K.I. - generierte Antwort? So wie sie regelmäßig unkonkret wird, könnte man das fast annehmen. Denn wieder nicht wird auf das Thema "kaum Partikelminderung bei Oxikat alleine trotz grundsätzlicher NO2 - Erzeugung" eingegangen.
Zitat:
@abm_70 schrieb am 30. März 2024 um 20:21:57 Uhr:
Denn wieder nicht wird auf das Thema "kaum Partikelminderung bei Oxikat alleine trotz grundsätzlicher NO2 - Erzeugung" eingegangen.
Du hast richtig festgestellt "kaum Partikelminderung bei Oxikat alleine" und das ist weder Teil der Technik des OM654 oder bei anderen am Markt befindlichen Diesel-Neuwagen noch das Thema dieses Threads.
Zitat:
@abm_70 schrieb am 28. März 2024 um 08:45:09 Uhr:
Mal grundsätzlich gefragt: Ist es eigentlich möglich, durch die Fahrweise (stark autobahnlastig mit höheren Geschwindigkeiten) eine aktive Regeneration vollständig zu unterbinden? Denn ab einer gewissen Last sollte der Abbrand des Rußes selbsttätig ("passiv"😉 stattfinden, zumindest theoretisch.
Jein.
Ja, es ist theoretisch möglich diese aktive Regeneration niemals ansprechen zu lassen über die entsprechenden Faktoren (vor allem der Beladung des DPF). Zumindest bei Mercedes gibt es aber eine max. Kilometerzahl, bei der die Regeneration zwangsläufig eingeleitet wird. Als Hybridfahrer kennt man diese ganz gut, wenn man doch viel einfach nur elektrisch herum gefahren ist. Dann geht es auf der ersten Langstrecke mit Diesel kurz nach dem Start ganz gerne los und man merkt auch, dass es Regenerationen gibt, die sehr schnell wieder durch sind (weil wenig Beladung).
Zitat:
@WalterE200-97 schrieb am 30. März 2024 um 20:26:16 Uhr:
Zitat:
@abm_70 schrieb am 30. März 2024 um 20:21:57 Uhr:
Denn wieder nicht wird auf das Thema "kaum Partikelminderung bei Oxikat alleine trotz grundsätzlicher NO2 - Erzeugung" eingegangen.Du hast richtig festgestellt "kaum Partikelminderung bei Oxikat alleine" und das ist weder Teil der Technik des OM654 oder bei anderen am Markt befindlichen Diesel-Neuwagen noch das Thema dieses Threads.
Ach so, also wurde hier das System Oxikat/DPF/SCR als eine Einheit betrachtet? Worin genau der Unterschied zwischen einem Oxikat alleine - in welchem der Ruß ja anhand des NO2 nach der Beschreibung ebenso abbrennen sollte - und einer Kombinationseinrichtung besteht, habe ich allerdings immer noch nicht verstanden. Komme aus dem Fachbereich Ottomotor, weniger Dieselmotor, erst recht nicht "Diesel mit Abgasfilterung". 😉
Der Dieseloxidationskatalysator allein reduziert Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO) zu Kohlenstoffdioxid (CO2, auch Kohlendioxid genannt) und Wasser (H2O).
Der Dieseloxidationskatalysator im SDPF-System hat zusätzlich die Aufgabe, den Anteil an Stickstoffdioxid (NO2) zu erhöhen. Der höhere NO2-Anteil ist notwendig, um die Rohemissionen von Ruß zu reduzieren, da sonst der DPF überlastet wird und, wie bereits erwähnt, um eine optimale NOx-Reduktion zu erreichen.
Bei einer Oxidation von Russ mit Stickstoffdioxid (NO2) vor dem DPF entsteht Kohlenstoffdioxid (CO2, auch Kohlendioxid genannt) und Stickstoffmonoxid (NO) bevor die verbleibenden Partikel im Dieselpartikelfilter abgeschieden und in Regenerationsphasen verbrannt werden, wobei Asche zurückbleibt.
Die Umwandlung von Stickoxiden (NOx, anteilig etwa 90% NO) in unschädliche Gase erfolgt über eine Ammoniakreaktion mittels AdBlue.