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theoretische Frage zum Kat
Hallo Motortalk-ler,
als ich letztens mal so in alten Unterlagen stöberte kam mir ein Bild unter die Finger, unzwar das eines exemplarischen Motors mit Katalysator. Grafisch ist dargestellt, dass die Abgase aus dem Motor durch den Katalysator ins Endrohr wandern. Jetzt ist dick vor dem Katalysator eine Regelsonde eingezeichnet und nach dem Kat eine Monitorsonde, beide verbunden mit der Motorsteuerung. So ist es ja auch üblich.
Meine Überlegung war nun, ob es nicht möglich ist, den Katalysator mit nur einer Sonde zu betreiben. Diese Überlegung begründet sich wie folgt:
Der Kat löst ja eine chemische Reaktion aus (oder beschleunigt sie) bei dem die schädl. NOx Bestandteile in Wasser und CO² umgewandelt werden. Die Regelsonde bestimmt nun das Gemisch, damit Lambda annährend 1 -> beste Katalysatorwirkung. Monitorsonde kontrolliert Anhand zusammensetzung von Abgas den Arbeitsvorgang.
Frage:
Ist es nicht möglich, den Katalysator nur mit der Monitorsonde zu betreiben? Wenn ich weiß, welche chemischen Reaktionen im Kat stattfinden und wie das Endergebnis aussehen muss, reicht es mir doch, das Endprodukt Wasser+CO² zu betrachten, da muss ich doch nicht wissen, was vor dem Kat passiert, oder?
Würde mich in dieser Hinsicht gerne mal vernünftig belehren lassen, warum es ausgerechnet 2 Sonden sein müssen.
Beste Antwort im Thema
Zitat:
Original geschrieben von Caravan16V
Zitat:
Original geschrieben von tacvbo
Ich hab immer noch nicht ganz gecheckt, warum der Kat unbedingt eine Regelsonde und eine Kontrollsonde (Monitorsonde) brauch, wenn doch die Kontrollsonde aufgrund von bekannten Kat-Parametern die Gemischregulierung vornehmen kann...
Der KAT ist in der Summe seiner Wirkungsweisen quasi eine Black Box.
Im Katalysator sind saure Aluminiumoxide und/oder Zeolithe, welche unverbrannte Kohlenwasserstoffe zwischenspeichern. Ceroxide speichern hingegen Sauerstoff. Mit nur einer Nachkatsonde bekommst du lediglich ein zeitlich gefiltertes Signal, wieviel Sauerstoff gerade in den letzten paar Zyklen war. Die Vorkat-Sonde sieht das hingegen zeitnah und so kann die Motorsteuerung viel schneller und damit präziser regeln.
Im Detail am Beispiel: Luftmasse gerade 100g/s, Steuergerät fordert Lambda = 0.98 (fett) an. Schaut ins Kennfeld, findet eine Einspritzdauer von 10 ms. Spritzt 10ms ein, die Lambdasonde meldet aber "mager" als Sprungsonde bzw. 1.02 als Breitbandsonde. Also wird der Kurzzeittrim um 1-2% nach oben korrigiert und dann 10ms + 2% eingespritzt. Dadurch geht mehr Kraftstoff rein und es wird wieder geschaut, dass das Lambda endlich passt. Der Sauerstoffüberschuss aus dem letzten Fehlversuch wird temporär durch Ceroxid zwischengespeichert und in den nun folgenden Fettzyklen abgebaut. War dieser Zyklus tatsächlich fett, so baut sich gespeicherter Sauerstoff im Kat ab und es wird Kohlenwasserstoff absorbiert. Ist der Sauerstoffspeicher leer und/oder der Kohlenwasserstoffspeicher voll, so wird wieder auf mager umgestellt. Daher schwingt jede Lambdaregelung um Lambda=1 herum.
Ist der Katalysator ausgeglüht und der Sauerstoff kommt ungespeichert und zu schnell durch, so sieht die Monitorsonde diesen und kann dann den Fehler P0420 "catalyst efficiency below threshold " setzen. Du hast eine große Schwingung vor Kat und eine stark gedämpfte nach diesem. Zudem überwachen sich die Sonden gegenseitig und der Motor kann sicher sein, dass das Gemisch und damit die Abgastemperatur stimmt. Bei 200PS aus 2l nicht ganz unwichtig für Turbolader und Auslassventile.
Daher sieht man Fehler in der Gemischbildung wie Falschluft, undichte Turbolader oder Risse im Krümmer zuerst an den Adaptionswerten, denn diese sind ein Lernwert der Lambdaregelung. Stark positiv bedeutet, es muss praktisch mehr Kraftstoff rein wie im Kennfeld theoretisch erwartet worden ist, stark negativ ists genau umgekehrt.
Wenn ein einprägsames Beispiel hilfreich ist: Schmeiss aus einem Unternehmen alle "Controller" (Vorkatsonde) raus. Spart Geld, ne Menge sogar. Allerdings merkt dann der Vorstand erst beim Quartalsbericht (Nachkat), wenn was nicht ganz so läuft wie erwartet.
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157 Antworten
Ja, mein Motor hat nur eine Regelsonde, dafür kann aber per OBD nicht erkannt werden wenn der Kat seine Lebenszeit überschritten hat und die Wirksamkeit zu stark nachgelassen hat.
Neue Autos mit neuen Abgasnormen haben immer Regel und Monitorsonde.
Eine Reine Monitorsonde geht nicht, weil der Kat nicht in allen Betriebsbereichen zu 100% arbeitet.
Vom Kat halte ich überhaupt nichts. Kostet nur Geld. In der Anschaffung und in der Wirtschaftlichkeit. Der Kat frisst ca. 10% Leistung und ca 1 Liter mehr an Benzin. Das sind die technischen Errungenschaften eines Helmut Kohls, um die Lobby-Wirtschaft anzukurbeln. Die vorhandenen Ressourcen werden nicht geschont, sondern verstärkt verbraucht. Der Kat ist absoluter Schwachsinn und hat nur Nachteile!!!! Der Kat hat Fahrzeuge stark verteuert und Helmut Kohl hat dadurch durch Steuereinnahmen stark profitiert.
@Johann24:
Genau. Und die Erde ist eine Scheibe!
@tacvbo:
Wenn Du nur die Sonde NACH dem KAT hast, dann ergibt sich daraus ein regeltechnisches Problem. Im KAT finden ja drei unterschiedliche chemische Reaktionen statt. Bei zwei dieser Reaktionen wird u. A. Sauerstoff zu anderen Produkten umgebaut. Welche der beiden Reaktionen in welchem Umfang und in welchem Betriebszustand tatsächlich stattfindet, das ist eine recht komplizierte Sache und ist auch abhängig von der Güte des KATs. Daher weiss man bei einer Sauerstoffmessung (das macht die Lambdasonde) NACH dem KAT icht wirklich genau, welchen Sauerstoffgehalt das Abgas VOR dem KAT hatte. Meine Vermutung ist auch, dass die Rückmeldezeit der Monitorsonde zu lang ist um der Motorsteuerung schnell genug die nötigen Parameter zur Verfügung zu stellen.
Gruss
Jürgen
Und ich dachte die wäre rund ;)
wie man sich täuschen kann. :p
@Caravan16V
Helmut Kohl hätte man auf den Mond schießen sollen und für Angela Merkel hätte man auch noch einen Platz frei halten sollen!
In all den Jahren wo ich Auto fahre, habe ich auch nur ein Kat-Auto gefahren! Aus Frust fahre ich seit ca. 7 Jahren nur noch Diesel!
aber hoffentlich ohne DPF?! ;)
@head82
Auch der Diesel Partikel Filter ist technisch nicht richtig ausgereift. Aufpreis ca. 700 Euro bei einem Neufahrzeug. Ab 2011 oder 2012 müssen alle Diesel E5 haben, also einen Partikel Filter! Deshalb mein Hinweis, das man Angela Merkel auf den Mond schießen sollte.
Nur gut das heutige Diesel auch nen KAT haben.
Dazu noch nen schönen DPF und in Zukunft ne Harnstoffeinspritzung :D
Also, kurz zur Funktion der Sonden. Man muss wissen, dass ein Katalysator für überschüssige Kohlenwasserstoffe (fett) und überschüssigen Sauerstoff (mager) Speicherfunktionen besitzt. Diese gestatten es vorübergehend fett bzw. mager zu fahren und dennoch einen arbeitsfähigen Katalysator zu besitzen.
Vorkat-Sonde: Haben bis Euro-3 alle Kat-Fahrzeuge. Früher als einfache Sprungsonde ausgelegt (kennt nur fett oder mager) ist mittlerweile eine Breitband-Sonde üblich. Diese kann direkt das Lambda messen und somit auch beim Beschleunigen kontrolliert anfetten. Damit ist das Steuergerät bis auf den Kaltstart niemals "blind". Bringt übrigens Leistung, denn ein Gemisch um etwa Lambda 0.8 hat die höchste Abbrandgeschwindigkeit und damit den besten Druck auf den weit oben stehenden Kolben. Wird man fetter kostet es sinnlos Sprit, wird man magerer verliert man Leistung weil die Flamme dem Kolben "hinterherrennt" und nicht so sauber drücken kann.
Nachkat-Sonde: Ab Euro-4 wegen Eigendiagnose Pflicht. Damit wird über die von Caravan richtig beschriebene Antwortzeit des Katalysators gemessen, wieviel Sauerstoff ein Katalysator noch speichern kann. Bröselt was ab oder verglüht der Katalysator, sinkt die Speicherfähigkeit stark ab und beim Wechsel von Fett auf Mager (jede Lambdaregelung schwingt) kommt der Sauerstoff des Magerzyklus bzw. überschüssiger Kohlenwasserstoff eines Fett-Zyklus zu schnell zur Monitorsonde durch. Aus dem Zeitversatz zwischen "mageres gemisch eingestellt" und "mageres Gemisch hinter Kat gemessen" kann das Steuergerät abschätzen, wie gut der Kat noch arbeitet. Je höher die Speicherfähigkeit, desto länger kann der jeweilige Mager- und Fettzyklus laufen ohne Wirkungsgrad einzubüßen.
Wegen der Monitorsonde kann man heute keinen Kat ungestraft ausräumen bzw. mit einer Attrappe ersetzen, was bei Euro-3 (eine Sonde vorm Kat) noch ging.
Zitat:
Original geschrieben von Johann24
@head82
Auch der Diesel Partikel Filter ist technisch nicht richtig ausgereift. Aufpreis ca. 700 Euro bei einem Neufahrzeug. Ab 2011 oder 2012 müssen alle Diesel E5 haben, also einen Partikel Filter! Deshalb mein Hinweis, das man Angela Merkel auf den Mond schießen sollte.
genau deswegen hab ich das geschrieben...hoffentlich fährst du OHNE DPF sonst passt deine Einstellung nicht :)
Head82
Bei einem Neufahrzeug kann ich mir das nicht aussuchen. Der Partikel Filter wird mir bei einem Neufahrzeug vorgeschrieben, sonst keine Zulassung. Bei Pannen mit dem Partikel Filter gibt es zum Glück dann noch den ADAC!
Alles was Deutschland in Richtung Umweltschutz unternimmt, ist global gesehen, ein Tropfen auf den heißen Stein! Nur dem Deutschen Steuerzahler kostet es sehr viel Geld! Angela Merkel halte ich auf sehr vielen Gebieten, als völlig überfordert. Genauso wie ihren Rösler!
Die Partikel eines Diesels sind mir persönlich scheissegal. Nicht egal und längst überfällig ist die Entstickung der Abgase.
Mit der Euro-6 Norm wird der Diesel genau so viele Stickoxide je km ausstoßen dürfen wie ein Ottomotor, das wurde mehr als Zeit. Die guten alten Rumpeldüse Diesel mit Euro-2 bis 3 spucken etwa 500-1000 mg NOx je km aus. Ein Euro-4 Benziner (und das sind die meisten ab BJ2000) hat deren 80!
Die Einwohner der Innenstädte werden es danken. Vom Genagel der alten Diesel ganz abgesehen. Deren Dämmung nach innen ist weit besser wie die nach außen. Wenn einer bei offenem Fenster schläft und ein anderer startet wegen Frühschicht die Rumpeldüse, so ist auch für ersten die Nacht vorbei.
@Johann24
Dies ist kein Politikforum und der Verfasser des Threads hat eindeutg keine politische, sondern eine technische Frage gestellt. Daher darf ich Dich freundlich bitten, Deine (mittlerweile ohnehin schon bekannten) politischen Ansichten in Zukunft an einer dafür vorgesehenen Stelle zu äussern. Hier nervt es einfach nur.
Danke und Gruss
Caravan16V, Moderator
Um die Frage knapp zu beantworten: geht nicht.
Kat mit einer Sonde geht, aber nur VORKAT und das ist seit Euro4 nicht mehr erlaubt.