8.2.1.1 Abgasreinigungsanlagen
Gültigkeiten
BMW i, BMW PKW, MINI PKW, Rolls-Royce PKW
Offizielle Methode nach EG PTI:
Sichtprüfung
Mangelfeststellung nach EG PTI:
a)
Das vom Hersteller eingebaute Abgasnachbehandlungssystem fehlt, wurde verändert oder ist offensichtlich beschädigt
b)
Die Emissionsmessungen beeinträchtigende Leckagen
Methode nach Fahrzeughersteller:
Systembeschreibung
Die Motoren gehören zu den so genannten Baukastenmotoren. Abhängig von der Motorisierung kommen unterschiedliche Ausführungen des Abgassystems zum Einsatz. Abgesehen von den Abgaskrümmern und den Abgasturboladern ist die Abgasanlage sehr ähnlich bei den verschiedenen Baukastenmotoren ausgeführt. Die Abgassysteme unterscheiden sich im Wesentlichen durch verschieden große Volumen und in der Anzahl an Abgasanlagenendrohren.
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Abgassystem
Index
Erklärung
1
Abgaskrümmer
2
Abgasturbolader
3
Katalysator
4
Entkopplungselement
5
Mittelschalldämpfer
6
Nachschalldämpfer
Der 3-Zylinder-Ottomotor besitzt einen wassergekühlten Abgaskrümmer aus Aluminium. Der 4-Zylinder-Ottomotor sowie der 6-Zylinder-Ottomotor sind mit einem Abgaskrümmer aus Stahlguss ausgestattet. Die 3-, 4- und 6-Zylinder-Ottomotoren besitzen jeweils eine Zylinderbank. Bei allen Motoren ist der Abgaskrümmer mit dem Gehäuse des Abgasturboladers als ein gemeinsames Gussteil ausgeführt und kann damit nicht einzeln erneuert werden. Der 8-Zylinder-Ottomotor sowie der 12-Zylinder-Motor besitzt 2 Zylinderbänke. Der Motor besitzt dadurch 2 Abgasturbolader, die nicht in den Abgaskrümmer integriert sind.
Bis auf den 3-Zylinder-Ottomotor sind die Abgasturbolader als Twin-Scroll Abgasturbolader ausgeführt, um ein schnelles und direktes Ansprechen zu ermöglichen. Die Motoren haben pro Zylinderbank einen motornahen Oxidationskatalysator. Der Ladedruck wird pro Abgasturbolader über ein elektrisches Wastegate-Ventil geregelt.
Lambdasonden
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Index
Erklärung
1
Steckverbindung 5-polig
2
Steckverbindung 5-polig
3
Lambdasonde vor Katalysator
4
Motornaher Katalysator
5
Lambdasonde nach Katalysator
Die Sensorik der Lambdasonde besteht aus einer Keramikoberfläche aus Zirkondioxid (Laminat). Das im Laminat eingefügte Heizelement sorgt schnell für die erforderliche Betriebstemperatur von mindestens 750 °C. Die Lambdasonde besitzt 2 Zellen, eine so genannte Messzelle und eine Referenzzelle. Die beiden Zellen sind mit Elektroden aus Platin beschichtet.
Mit der Lambdasonde kann ein Lambdawert zwischen 0,65 und 2,5 stufenlos gemessen werden (stetige Kennlinie). Die Lambdasonde arbeitet mit einer geringeren Heizleistung als eine konventionelle Lambdasonde. Zudem ist die Lambdasonde schneller betriebsbereit. An der Messzelle wird Strom angelegt. Dadurch wird so viel Sauerstoff in die Referenzzelle gepumpt, bis sich zwischen den Elektroden der Referenzzelle eine Spannung von 450 mV einstellt. Der angelegte Strom an der Messzelle ist die Messgröße für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis. Die Lambdaregelung kann dadurch jedes gewünschte Kraftstoff-Luft-Verhältnis im Brennraum herstellen.
Elektrische Abgasklappe (modellspezifisch)
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Index
Erklärung
1
Elektrische Abgasklappe
2
Steckverbindung 5-polig
Die Abgasklappe wird über einen axial angeordneten Elektromotor mit integriertem Getriebe und integrierter Elektronik angetrieben. Die Abgasklappe wird von der Digitalen Motor Elektronik (DME) pulsweitenmoduliert angesteuert. Eingangsgrößen sind:
Motordrehzahl
Last
Fahrgeschwindigkeit
Die Abgasklappe ist im Nachschalldämpfer integriert. Die Abgasklappe senkt den Geräuschpegel im Leerlauf und im Drehzahlbereich nahe dem Leerlauf. Durch die Abgasklappe wird eine aktive Schalldämpfung um circa 8 dB realisiert.
Die elektrische Abgasklappe ist über eine 4-polige Steckverbindung angeschlossen. Der Antrieb für die elektrische Abgasklappe wird mit Klemme 15N versorgt.
Die Abgasklappe kann geöffnet (10 % Pulsweitenmodulation) und geschlossen (90 % Pulsweitenmodulation) werden. Die Endpositionen sind mechanische Anschläge. Zwischenstellungen sind nicht vorgesehen. Die bevorzugte Position bei erkanntem Fehler (z. B. Wegfall pulsweitenmoduliertes Signal) oder nach Abstellen des Verbrennungsmotors ist die geöffnete Position.
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TECHNICAL INFORMATION
Die Lambdasonde benötigt Umgebungsluft im Inneren der Sonde. Die Umgebungsluft gelangt über die Steckverbindung durch das Kabel in das Innere. Daher muss die Steckverbindung vor Verschmutzungen, wie beispielsweise Wachs oder Konservierungsmittel, geschützt werden. Bei Fehlern in der Lambdaregelung muss die Steckverbindung an der Lambdasonde auf Verschmutzung überprüft werden. Gegebenenfalls muss die Steckverbindung gereinigt werden. Steckverbindung nicht mit Kontaktspray, Reinigungs- oder Lösungsmittel in Kontakt bringen, da dies zur Zerstörung der Lambdasonde führen kann.
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TECHNICAL INFORMATION
Bei defekter geschlossener Abgasklappe entsteht bei höheren Motordrehzahlen ein Zischen in der Abgasanlage. Bei defekter teilgeöffneter Abgasklappe entsteht bei Leerlauf ein Brummen.
Ottopartikelfilter
In der Abgasgesetzgebung EURO 6c werden die Grenzwerte der Partikelmasse (PM) und die Partikelanzahl (PN) noch strenger eingeschränkt. Grund dafür ist, dass bei modernen Ottomotoren mit Direkteinspritzung kein so homogenes Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht wie bei der Saugrohreinspritzung. Dadurch bilden sich bei der Verbrennung vermehrt Partikel. Um die Grenzwerte einzuhalten, wird unter anderem ein Ottopartikelfilter eingebaut.
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Übersicht:
Index
Erklärung
1
Ottopartikelfilter
Der Ottopartikelfilter ist anstelle des Mittelschalldämpfers hinter dem Katalysator eingebaut. Bei zukünftigen Fahrzeugen kann der Ottopartikelfilter jedoch auch motornah in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem Katalysator eingebaut sein.
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Einbaulage:
Index
Erklärung
A
Ottopartikelfilter motornah im Katalysator
B
Ottopartikelfilter motorfern anstelle des Mittelschalldämpfers
1
Abgasmassenstrom
2
Anschluss Abgasdrucksensor
3
Ottopartikelfilter
4
Katalysator
Zur eindeutigen Identifikation ist die Einbaulage des Abgasdrucksensors zu prüfen. Wenn sich der Abgasdrucksensor am Ausgang des Katalysators befindet, dann ist der Ottopartikelfilter motorfern im Unterboden anstelle des Mittelschalldämpfers eingebaut. Wenn sich der Abgasdrucksensor mittig am Gehäuse des Katalysators befindet, dann ist der Ottopartikelfilter motornah eingebaut.
Eine motornahe Einbaulage des Ottopartikelfilters begünstigt die Regeneration (Abbrand des Rußes), da die dafür notwendigen Abgastemperaturen einfacher erreicht werden.
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Abgasdrucksensor:
Index
Erklärung
1
Abgasdrucksensor
2
Messanschluss Umgebungsdruck
3
Messanschluss vor Ottopartikelfilter
4
Steckverbindung 3-polig
Beim Ottomotor wird nicht, wie beim Dieselmotor der Differenzdruck vor und nach dem Mikrofilter gemessen. Stattdessen misst der Abgasdrucksensor beim Ottomotor den Abgasdruck vor dem Ottopartikelfilter sowie den Umgebungsdruck.
Die Digitale Motor Elektronik (DME) berechnet aus den Signalen des Abgasdrucksensors und anderen Signalen wie z. B. der Luftmasse den Abgasmassenstrom. Aus der Berechnung des Abgasmassenstroms wird in Verbindung mit dem gemessenen Umgebungsdruck ein Wert für den Abgasdruck nach dem Ottopartikelfilter berechnet. Der berechnete Differenzdruck vor und nach dem Ottopartikelfilter gibt eine Auskunft über den Beladungszustand des Ottopartikelfilters. Die Digitale Motor Elektronik (DME) steuert eine Regeneration an, wenn der zulässige Beladungszustand überschritten ist.
Emissionswarnleuchte
Die Emissionswarnleuchte wird in einigen Ländern auch als "Check Engine Light" bezeichnet.
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Aktivierung in Fehlerzuständen
Die Emissionswarnleuchte wird aktiviert, wenn ein emissionsrelevanter Fehler in zwei aufeinanderfolgenden Fahrzyklen erkannt wird. Der zugehörige BMW Fehlercode erhält dann das Fehlerdetail "Fehler steuert momentan eine Warnleuchte an". Verschwindet ein Fehler wieder, so bleibt der Fehlerspeicher noch für 40 Fahrzyklen gespeichert. Die Emissionswarnleuchte wird wieder deaktiviert, wenn der Fehler in drei aufeinander folgenden Fahrzyklen nicht mehr auftritt. In diesem Fall ändert sich am zugehörigen BMW Fehlercode das Fehlerdetail wieder auf "Fehler steuert momentan keine Warnleuchte an".
Aktivierung ohne Fehlerzustand
In den nachfolgend aufgelisteten Zuständen ist die Emissionswarnleuchte ebenfalls aktiv. Diese Zustände stellen jedoch keinen Fehlerzustand dar. Deshalb ist eine Fehlersuche in diesen Zuständen nicht nötig.
Während des Pre-Drive-Checks, also für einige Sekunden direkt nach dem Aktivieren der Fahrbereitschaft.
Wenn nur die Klemme 15 ohne Fahrbereitschaft bzw. ohne gestarteten Motor eingeschaltet ist.
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