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
Der KAT ist in der Summe seiner Wirkungsweisen quasi eine Black Box.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...
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.
157 Antworten
"closed"
Warum?
Danke für die Info so far.
"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."(GaryK) Kann ich daraus schlussfolgern, dass bei höchster Abbrandgeschwindigkeit und bestem Druck die Leistung maximal ist? Habe nämlich mal gelesen, dass ein fetteres Gemisch (Lambda 1,1) ein Leistungsplus bringt, aber ein mageres Gemisch (Lambda 0,8) eine bessere Verbrennung und weniger Schadstoffemissionen und natürlich auch den pos. Effekt der Spriteinsparung.
Aber man hört und liest ja immer viel ... kontroverses.
Alle die sich für den Aufbau der verschiedenen Kats interessieren.
http://de.wikipedia.org/wiki/Fahrzeugkatalysator
Sollte sich beim Diesel Oxidationskatalysator auch ein Staudruck aufbauen, wie beim Kat eines Benziners, dann wird der Diesel auch eine Leistungsminderung erfahren und mehr Kraftstoff verbrauchen. Ein Diesel ohne Oxidationskatalysator sollte sparsamer sein.
Im Augenblick kostet Benzin und Diesel noch keine 5 Euro und die Ressourcen sind auch noch nicht erschöpft.
Über Sinn oder Unsinn von Katalysatoren kann sich jeder seine eigenen Gedanken machen. Der Kat ist eine technische Krücke und wird dazu beitragen das sich die Ressourcen auf dieser Erde schneller erschöpfen werden.
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@tacvbo
Wenn Du bei Deinem Benziner den Kat ausbaust und durch einen herkömmlichen Auspuff ersetzt, dann hast Du 10% mehr Leistung auf Deinem Benziner. Ohne frisieren einfach so. Wird die Mehrleistung nicht genutzt, hast Du etwa eine Benzineinsparung von einem Liter oder mehr. -- Bei einem 200 PS BMW ca. 20 PS, einfach so.
Ein Motor der mager eingestellt ist, lässt im Kurzstreckenverkehr weniger Benzin in die Ölwanne laufen. Dadurch verringert sich der Verschleiß an den Kolben. Ist das Benzingemisch zu mager eingestellt, dann kannst Du Dir auch ein Loch in den Kolbenboden brennen oder irgendein Kolben geht fest.
Zitat:
Original geschrieben von Johann24
Wenn Du bei Deinem Benziner den Kat ausbaust und durch einen herkömmlichen Auspuff ersetzt, dann hast Du 10% mehr Leistung auf Deinem Benziner. Ohne frisieren einfach so. Wird die Mehrleistung nicht genutzt, hast Du etwa eine Benzineinsparung von einem Liter oder mehr. -- Bei einem 200 PS BMW ca. 20 PS, einfach so.
Und das glaubst du echt?
MfG
Zitat:
Original geschrieben von snooopy365
Um die Frage knapp zu beantworten: geht nicht.
Kat mit einer Sonde geht, aber nur VORKAT und das ist seit Euro4 nicht mehr erlaubt.
Da bin ich mir nicht ganz so sicher....
Ich meine mal gehört zu haben (bin aber nicht sicher), dass es zumindest mal Überlegungen gab, die Vorkat-Sonde einzusparen und durch ein Rechenmodell im Steuergerät zu ersetzen.
Vom Prinzip her ist ja bekannt, welche Luftmasse angesaugt wurde und wieviel Kraftstoff für Lambda 1 eingespritzt werden muss. Damit lässt sich im Steuergerät das Lambda berechnen. Die unvermeidlichen Modellfehler könnten mittels der Nachkat-Messung adaptiert werden.
Wie gesagt, ich bin mir nicht sicher, ob das funktioniert. Definitiv ist es aber z.B. möglich (und wird in der Serie auch eingesetzt), den Luftmassenmesser (HFM) durch ein Rechenmodell zu ersetzen, welches über die Nachkat-Sonde abgeglichen wird.
Zitat:
Original geschrieben von Johnes
Und das glaubst du echt?Zitat:
Original geschrieben von Johann24
Wenn Du bei Deinem Benziner den Kat ausbaust und durch einen herkömmlichen Auspuff ersetzt, dann hast Du 10% mehr Leistung auf Deinem Benziner. Ohne frisieren einfach so. Wird die Mehrleistung nicht genutzt, hast Du etwa eine Benzineinsparung von einem Liter oder mehr. -- Bei einem 200 PS BMW ca. 20 PS, einfach so.MfG
Und Du nimmst seine Beiträge ernst? Nicht wirklich, oder???
@Johnes
vor vielen Jahren hatte ich einen Mazda MX6 / 2,5 / V6 / Kat mit 163 PS gefahren. Tolles Auto. Hat richtig Spaß gemacht. Ohne Kat hatte das Auto ca. 180 PS gehabt. Alles Angaben von Mazda. Ohne Kat hätte das Auto noch mehr Spaß gemacht.
Vor einigen Jahren wusste ich von einigen BMW Fahrern das diese in der Garage immer eine normale Auspuffanlage für ihr Auto liegen hatten. Musste das Auto zum TÜV, wurde der Kat unter gebaut. War die Plakette vorhanden, wurde wieder die Auspuffanlage ohne Kat unter gebaut.
Daß das Entfernen des KAT pauschal 10% Mehrleistung mit sich bringt, ist absoluter Nonsens. Es gab zu Anfangszeiten des KATs durchaus Fahrzeuge, die MIT Katalysator eine deutliche Minderleistung hatten. Beispielsweise der Audi 200 2.2-Turbo. Ohne KAT 182PS, mit KAT 165PS. Das war im Jahr 1985. Schon ein paar Jahre später war diese Spanne weitaus geringer (Kadett GSI 16V mit/ohne KAT 150/156PS). Das war um 1990 rum.
Bei den heutigen Hiflow-KATs ist es völlig ralle ob da ein paar Millibar mehr oder weniger Staudruck anliegen. Der KAT gehört heute nunmal dazu und entsprechend wurde das System optimiert.
P.S.: Schonmal einen KAT von 1985 mit einem KAT von 2010 verglichen? Schon beim in die Hand nehmen merkst Du den Unterschied am Gewicht. Während die KATs früher enorme Wandstärken zwischen den Waben hatten und entsprechend Staudruck aufbauten, sind heutige KATs Leichtgerwichte mit erstklassigem Strömungswiderstand.
Gruss
Jürgen
@Johann
Dass du reichlich Unsinn schreibst sollte mittlerweile klar sein. Kat raus = 10% gratis bei zugleich weniger Verbrauch ist Schwachsinn in Tüten. Das funktioniert nur, wenn das Gemisch mit Kat völlig für die Füße ist. Mit heutigen Lambdasonden können Motoren weit besser geregelt werden wie es vor 15-20 Jahren selbst auf Prüfständen möglich war. Nur als Beispiel: Audi V6 2.8 aus dem B4 128kW, im B6 als 3.0 162kW. Trotz Kats und Euro-4. Beim Audi 100C3 hatte der Fünfzylinder ohne Kat effektiv 2PS mehr wie mit Kat, siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Audi_100_C3
Ein Ottomotor hat eine maximale Leistung bei etwa Lambda 0.8 bis 0.85 (CO Emissionen sonstwo), der minimale Verbrauch liegt irgendwo bei Lambda 1.06 (NOx hässlich hoch). Bei Lambda=1 arbeitet der Kat, bei Vollgas und entsprechender Anfettung ist der in der Regel nicht aktiv.
GaryK, jetzt haste Licht ins Dunkel gebracht, thx. 🙂
Rael_Imperial muss ich jedoch unterstützen, denn so war meine Überlegung auch. Die Reaktionen im Kat sind ja nicht ständig anders, sondern verlaufen nach einem geordneten Prinzip x bzw. einer Vorschrift.
Diese Vorschrift ist bekannt und kann anhand von Kennfeldern im Motormanagement wiedergegeben werden. Somit könnte doch die Monitorsonde eine Überwachungs - und Regelfunktion einnehmen.
btw: mir geht es hier nicht darum, meinen Kat rauszuwerfen und dadurch ein paar PS zu schinden. Wollte mich eigentlich nur auf den Stand der Technik bringen lassen, ob sowas bereits irgendwie möglich ist,
aber wenn ihr alle sagt nee, dann wirds wohl nur bei einer Überlegung bleiben (:
@GaryK
Für mich ist nur wichtig was mir meine Autowerkstatt mitteilt.
Verarscht werde ich auf anderen Gebieten schon genug! Politikern glaube ich kein Wort. Die große Geld Abzocke läuft doch über die KFZ-Steuer.
Mein besagter Mazda MX6 V6 hatte ohne Kat ca. 180 PS. Mit Kat waren plötzlich nur noch 163 PS im KFZ Brief eingetragen. Eine Anfrage bei Mazda hat dann ergeben, das der Kat tatsächlich 10% Leistung gefressen hat. Der Motor muss gegen einen enormen Staurückdruck ankämpfen und das kostet Leistung - hat nichts mit dem Gewicht des Kat zu tun. Bei einem Diesel kommt noch hinzu, das der Partikel Filter im Kurzstreckenverkehr zugehen kann, dann springt der Diesel nicht mehr an. Gegendruck zu hoch. Der Partikel Filter ist genauso ein Schwachsinn. Technisch nicht richtig ausgereift, aber wird von Politikern rücksichtslos vermarktet und der Autofahrer hat den Ärger.
Der Kat hat durch Einbau und Einsatz einer Einspritzanlage die Anschaffung eines Neuwagen drastisch verteuert!!!!!!!! Und überall ist die Mehrwertsteuer mit drin. Nur der Staat gewinnt dabei.
Bei einem Motor der mit einem Turbolader ausgestattet ist, kann die Leistung die durch einen Kat verloren gegangen ist, ganz schnell durch Erhöhung des Ladedruckes wieder ausgeglichen werden. !!! Diese Anpassung kostet Kraftstoff!!!! Bei einem Saugmotor ist das nicht so ohne weiteres möglich.
Die Bälle immer flach halten!!!!
Die Bälle solltest du flachhalten,zumindest so lange bis du kapierst das es ein Unterschied ist ob man einem Motor nachträglich einen Kat verpasst der dann oftmals irgendwo reingequetscht wurde wo noch Platz war oder ob der Motor, das Abgassystem und der Unterboden des Autos von Vorneherein darauf ausgelegt wurde.
Übrigens haben heutige Motoren bei gleichem Hubraum mit Kat bei niedrigerem Verbrauch eine deutlich höhere Leistung als sie dein oller Mazda hat.
Ich glaube ihr habt das alle immer noch nicht so richtig kapiert um was es eigentlich geht.
Nehmen wir das Beispiel mit dem Mazda MX6 V6. Mit Kat 163 PS im KFZ-Brief, ohne Kat 180 PS, geregelter Kat, nicht nachgerüstet. Der tatsächlich reale Benzinverbrauch bezieht sich auf die 180 PS und nicht auf die 163 PS die im KFZ Brief eingetragen sind. Es geht darum, das die Verlustleistung (Benzinverbrauch, Anschaffung, Geld) durch den Kat viel zu hoch ist. Im Umweltschutz bringt er nicht genug und die vorhandenen Ressourcen werden stärker belastet.
Als der Kat vor vielen Jahren der Presse vorgestellt wurde, haben anscheinend noch sehr viele Autofahrer aus diesem Forum in den Windeln gelegen oder sind zu dem Zeitpunkt noch überhaupt nicht geboren worden. Die Presse und einige Techniker hatten damals schon auf den Kat als technische Krücke hingewiesen. Dem Politiker ist es völlig egal. Überforderte Wähler machen ihn stark!!!!!!!!
@Sir Donald
Es ist doch völlig egal ob andere Autos bei gleichem Hubraum mehr Leistung haben oder nicht. Ist doch völlig egal!!!!!!!!! Wer richtig lesen kann ist im Vorteil!!!!!!!!
Kaufst Du in der heutigen Zeit einen 100 PS Golf, dann ist die Verlustleistung des Kats in die Motorleistung schon mit eingeflossen. Der Motor hat in Wirklichkeit 110 PS und genau hier läuft der Mehrverbrauch auf.
Bei einem alten 100 PS Motor der mit einem Kat nachgerüstet wurde, fällt die Leistung auf ca. 90 PS ab. Im KFZ Brief sind allerdings die 100 PS angegeben. In der Versicherung wird das Fahrzeug auch mit 100 PS geführt.