Wie setzen sich die Autoabgase zusammen?
Aus welchen Bestandteilen setzen sich die Abgase beim kfz zusammen?
Soweit ich weiß entsteht bei vollständiger Verbrennung:
- Kohlendioxid,
- Wasserdampf
- Stickstoff
- Edelgase
Bei unvollständiger Verbrennung:
- Kohlenmonoxid
- Unverbrannte Kohlenwasserstoffe
- Stickoxide
- Feststoffe (Rußpartikel)
Meines Wissens nach entstehen diese Gase sowohl beim Diesel- als auch beim Ottomotor. Nur die jeweiligen Anteile sind unterschiedlich. Beim Ottomotor sind die Feststoffe vernachlässigbar gering.
Stimmt das was ich da geschrieben habe? Gibt es noch weitere Bestandteile?
Beste Antwort im Thema
Hallo, ich habe die Prüfung vor ziemlich genau einem halben Jahr abgelegt. Mal schauen, ob ich das noch alles zusammen bekomme.
Die wesentlichen Bestandteile unserer Luft sind:
-Stickstoff
-Sauerstoff
-Edelgase und noch eine Menge anderes Zeug, welches uns in der KFZ-Technik aber nicht wirklich interessiert.
Der Kraftstoff besteht aus Kohlenwasserstoff
Bei einer theoretisch idealen Verbrennung bei Lambda 1 findet folgende Reaktion statt:
-Sauerstoff mit Kohlenstoff wird zu Kohlendioxid
-Sauerstoff mit Wasserstoff wird zu Wasser
-Stickstoff und der Rest bleiben, wie sie sind.
Verbrennung mit Lambda <1 (Fett):
-Zu wenig Sauerstoff, daher bildet sich wenig Kohlendioxid sondern mehr Kohlenmonoxid (1 Sauerstoffatom weniger)
-Unverbrannte Kohlenwasserstoffe, daher auch Rußpartikel
-Stickstoff usw. bleibt wie es ist.
Verbrennung mit Lambda >1 (Mager):
-Zu viel Sauerstoff
-Sauerstoff und Kohlenstoff werden zu Kohlendioxid
-Sauerstoff und Wasserstoff werden zu Wasser
-Stickstoff und Sauerstoff werden unter Druck und hoher Temperatur zu Stickoxid
-Edelgase usw. bleibt gleich.
Der 3-Wege-Kat kann nun 3 Dinge:
-Kohlenwasserstoff wird oxidiert zu Kohlendioxid und Wasser
-Kohlenmonoxid wird oxidiert zu Kohlendioxid
-Stickoxid wird reduziert zu Stickstoff und Sauerstoff
Ich hoffe, dass ich deine Fragen damit ausreichend beantworten konnte.
39 Antworten
Ich GLAUBE ich habe meinen denkfehler gefunden. die Aussage "Bei einer vollständigen Verbrennung (also bei lambda=1) enstehen keine Schadstoffe, sondern Kohlendioxid, Wasserdampf, Stickstoff und Edelgasen" bezieht sich auf das Abgas NACH dem Katalysator
und die Werte in der grafik https://...itung.files.wordpress.com/.../...ik-schadstoffe-motoren.png
beziehen sich auf das Abgas vor dem KAT.
Reale Emissionen als Funktion der Zeit für Benziner und Diesel: https://www.tcs.ch/.../KN75-tcs-27jahre-abgasmessungen.pdf
Zitat:
@Brandy95 [url=http://www.motor-talk.de/.../...-autoabgase-zusammen-t5927282.html?...]
Die wesentlichen Bestandteile unserer Luft sind:
-Stickstoff
-Sauerstoff
-Edelgase und noch eine Menge anderes Zeug, welches uns in der KFZ-Technik aber nicht wirklich interessiert.Der Kraftstoff besteht aus Kohlenwasserstoff
Bei einer theoretisch idealen Verbrennung bei Lambda 1 findet folgende Reaktion statt:
-Sauerstoff mit Kohlenstoff wird zu Kohlendioxid
-Sauerstoff mit Wasserstoff wird zu Wasser
-Stickstoff und der Rest bleiben, wie sie sind.Verbrennung mit Lambda <1 (Fett):
-Zu wenig Sauerstoff, daher bildet sich wenig Kohlendioxid sondern mehr Kohlenmonoxid (1 Sauerstoffatom weniger)
-Unverbrannte Kohlenwasserstoffe, daher auch Rußpartikel
-Stickstoff usw. bleibt wie es ist.Verbrennung mit Lambda >1 (Mager):
-Zu viel Sauerstoff
-Sauerstoff und Kohlenstoff werden zu Kohlendioxid
-Sauerstoff und Wasserstoff werden zu Wasser
-Stickstoff und Sauerstoff werden unter Druck und hoher Temperatur zu Stickoxid
-Edelgase usw. bleibt gleich.Der 3-Wege-Kat kann nun 3 Dinge:
-Kohlenwasserstoff wird oxidiert zu Kohlendioxid und Wasser
-Kohlenmonoxid wird oxidiert zu Kohlendioxid
-Stickoxid wird reduziert zu Stickstoff und Sauerstoff
du hast den 3 wege kat genannt. deshalb frage ich mich gerade ob sich die schadestoffe, die bei lambda größer und kleiner 1 entstehen, nur auf den ottomotor oder allgemein (sowohl diesel und benzinmotor) bezieht?
In meinem Buch wird die ganze thematik mit schadstoffentwicklung in abhängigkeit der Luftzahl lambda nur beim Ottomotor genannt. vom dieselmotor ist nie die rede.
Ps. es geht hier um die schadstoffentwicklung nach dem verbrennen des kraftstoff VOR dem katalysator
Der Dieselmotor ist in Sachen Schadstoffe ein ganz komisches Gerät. Ein Dieselmotor hat es nämlich schwer, ein homogenes Gemisch zu erzeugen. Daher hast du, wie auch stark abgeschwächt im Benzindirekteinspritzer, Bereiche im Brennraum mit fettem und magerem Gemisch. Daher hat ein Dieselmotor selbst bei optimalem Luft/Kraftstoffverhältnis Probleme mit Stickoxiden und Rußpartikeln. Außerdem läuft ein Dieselmotor mit Luftüberschuss, soweit ich mich erinnern kann.
Wenn ich dir noch einen Tipp geben kann: Frag mal einen von deinen Gesellen nach einem alten AU-Schulungsbuch. Die müssen alle paar Jahre ersetzt werden und liegen dann in der Werkstatt rum. Da ist alles viel besser beschrieben als im Fachbuch.
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Zitat:
@Brandy95
Der Dieselmotor ist in Sachen Schadstoffe ein ganz komisches Gerät. Ein Dieselmotor hat es nämlich schwer, ein homogenes Gemisch zu erzeugen. Daher hast du, wie auch stark abgeschwächt im Benzindirekteinspritzer, Bereiche im Brennraum mit fettem und magerem Gemisch. Daher hat ein Dieselmotor selbst bei optimalem Luft/Kraftstoffverhältnis Probleme mit Stickoxiden und Rußpartikeln. Außerdem läuft ein Dieselmotor mit Luftüberschuss, soweit ich mich erinnern kann.
ok gut aber man kann dann trotzdem sagen es gilt ganz allgemein ( diesel- und benzinmotor:
Verbrennung mit Lambda <1 (Fett):
-Zu wenig Sauerstoff, daher bildet sich wenig Kohlendioxid sondern mehr Kohlenmonoxid (1 Sauerstoffatom weniger)
-Unverbrannte Kohlenwasserstoffe, daher auch Rußpartikel
-Stickstoff usw. bleibt wie es ist.
Verbrennung mit Lambda >1 (Mager):
-Zu viel Sauerstoff
-Sauerstoff und Kohlenstoff werden zu Kohlendioxid
-Sauerstoff und Wasserstoff werden zu Wasser
-Stickstoff und Sauerstoff werden unter Druck und hoher Temperatur zu Stickoxid
-Edelgase usw. bleibt gleich.
das beim dieselmotor der verbrennungsgemisch nicht homogen ist, ist ein anderen thema
Das kann ich so nicht sagen. Dies gilt so eben nur für Ottomotoren. Ein Ottomotor läuft, wie andere auch schon geschrieben haben, auf Lambda 1 damit der Kat seine volle Wirkung hat. Mit einem dauerhaft fetten oder mageren Gemisch kann der Kat nicht arbeiten. Ich lese mich heute Abend nochmal in das Diesel-Abgasthema nochmal neu ein. Muss ich beruflich sowieso.
Das Problem mit der heterogenen Gemischbildung beim Diesel ist dahingehend schon wichtig. Denn auch bei einem fettlaufendem Motor hat man eben Sauerstoff, der nicht in Kontakt mit Kraftstoff gelangen konnte. Somit hast du fette Bereiche mit unverbranntem Kraftstoff und Rußpartikeln, und auch Bereiche in denen je nach Temperatur Stickoxide entstehen können. Daher ist das Thema Schadstoffreduktion beim Diesel so ein großes Thema. Beim Ottomotor hast du in der Abgasanlage einen Kat und Schalldämpfer. Beim Diesel hast du DPF, Oxi-Kat, SCR-Kat, Schalldämpfer und was es sonst noch alles gibt. Somit bringt es nichts, einen Diesel auf Lambda 1 zu halten, wenn sich Kraftstoff und Luft eh nicht ausreagieren können. Somit könnte man auch sagen: Eine optimale Verbrennung ist beim Diesel fast nicht möglich.
Der Bereich des Diesels wo Stickoxide entstehen ist der _lokale_ nahe Lambda=1 Bereich. Also geometrisch zwischen zwischen "Kraftstofftropfen, der keinen Sauerstoff sieht" und "Sauerstoff, der keinen Kraftstoff sieht".
Die dortige Spitzentemperatur ist NUR von der lokalen Sauerstoffkonzentration und Brennstoffmenge abhängig. Bei Lambda=1 ists am heißesten. Was erklärt, wieso totes Abgas per AGR zurückgeführt und mit der Luft vorvermischt diese Stickoxide mangels Temperatur unterdrückt. Dummerweise führt Sauerstoffmangel zu tendenziell mehr Ruß. Da es heiß ist und eben wenig Sauerstoff vorhanden ist. Das nennt sich dann "Soot/Nox Tradeoff" wenn du die Fachliteratur befragen willst.
Zitat:
@GaryK schrieb am 4. Februar 2017 um 18:41:19 Uhr:
Dummerweise führt Sauerstoffmangel zu tendenziell mehr Ruß.
Unter diesem Aspekt ist es übrigens recht interessant, dass Ottomotoren mit Schichtladung eine erhöhte Partikelemission zeigen.
Kunststück: Schichtladung ist in der Regel Direkteinspritzung, zudem mit bewusst inhomogenem Gemisch. Daher muss es Zonen geben, in denen das Gemisch nur noch "scheiße" brennt, es wird entweder durch Kraftstoffüberschuss oder massiven Luftüberschuss (Flamme erlischt irgendwann) nimmer richtig heiß und dann hast du Partikel.
Stimmt, das habe ich nicht beachtet. Was mir grad einfällt: Magermotoren gab es auch ohne Direkteinspritzung. Ich erinnere hierbei an dieses Fahrzeug:
http://www.spiegel.de/spiegel/print/d-13529932.html