Die Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs dient unter anderem dazu, den Geräuschpegel der Abgase beim Austritt aus dem Motor zu dämpfen und die Abgase zu reinigen, bevor Schadstoffe in die Umwelt gelangen können. Bei heutigen Kraftfahrzeugen übernimmt diese Reinigungsfunktion ein moderner Drei-Wege-Katalysator. Um die Effizienz des Katalysators steigern zu können, wurde die Lambdaregelung eingeführt. Dabei überwacht eine Sonde die Qualität des Abgases und leitet die Signale an die Motorsteuerung weiter, um so eine höhere Konvertierungsrate von Schadstoffen im Katalysator erreichen zu können.
In dieser Studienarbeit soll zuerst auf die Gemischbildung und Abgasanlage im Allgemeinen eingegangen werden, um die Zusammenhänge bei der Schadstoffminderung verstehen zu können. Anschließend soll ein kurzer Überblick über die Schadstoffminderung beim Otto-Motor gegeben und schließlich das Prinzip des Katalysators erläutert werden. Danach wird auf die Entwicklung der Lambdaregelung eingegangen. Schließlich soll die Funktionsweise der Regelung und speziell auch der Sonde sowie der aktuelle Stand der Technik erläutert werden.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Gemischbildung bei Otto-Motoren
- Reaktionspartner
- Mischungsverhältnis
- Luftverhältnis λ
- Abgasanlage
- Schadstoffminderung beim Otto-Motor
- Abgasbestandteile
- Kohlenmonoxid CO
- Unverbrannte Kohlenwasserstoffe HC
- Stickoxide NOx
- Feststoffe
- Ermittlung der Abgaswerte
- Maßnahmen zur Schadstoffreduzierung
- Abgasbestandteile
- Wirkungsweise des Katalysators
- Aufbau
- Funktionsweise
- Betriebssituation
- Abweichungen bei Benzin-Direkteinspritzern
- Entwicklung der Lambdaregelung
- Grundprinzip
- Sondentypen
- Zweisonden-Regelung
- Dreisonden-Regelung
- Benzin-Direkteinspritzung
- Funktionsweise der Lambdaregelung
- Grundprinzip
- Zweipunkt-λ-Regelung
- Stetige λ-Regelung
- Zweisonden-Regelung
- Dreisonden-Regelung
- λ-Regelung bei Benzin-Direkteinspritzung
- Funktionsweise der Lambdasonde
- Grundprinzip
- Zweipunkt-λ-Sonden
- Funktionsweise
- Aufbau
- Belastungen in der Praxis
- Elektrische Schaltung
- Varianten
- Breitband-λ-Sonden
- Verwendung
- Aufbau und Funktionsweise
- Einzeller
- Zweizeller
- Aktueller Stand der Technik
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Studienarbeit behandelt die Funktionsweise der Lambdaregelung in Otto-Motoren. Das Ziel ist es, die technischen Grundlagen und die Entwicklung der λ-Regelung zu beleuchten, um die Funktionsweise der Lambdasonde und des Katalysators besser zu verstehen.
- Gemischbildung und Luftverhältnis λ
- Schadstoffminderung im Abgas
- Entwicklung der Lambdaregelung
- Funktionsweise der λ-Sonde
- Aktuelle Entwicklungen der λ-Regelung
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einführung in die Gemischbildung bei Otto-Motoren und den Einfluss des Luftverhältnisses λ auf die Verbrennung. Anschließend werden die Bestandteile der Abgasanlage und die wichtigsten Schadstoffe im Abgas erläutert. In Kapitel 5 wird die Funktionsweise des Katalysators sowie die Auswirkungen von Benzin-Direkteinspritzern auf die Abgasreinigung beschrieben. Kapitel 6 gibt einen Überblick über die Entwicklung der Lambdaregelung, bevor Kapitel 7 die Funktionsweise der Regelung und die verschiedenen Sondentypen detailliert erläutert.
Kapitel 8 befasst sich mit der Funktionsweise der Lambdasonde, beschreibt den Aufbau von Zweipunkt- und Breitband-λ-Sonden und beleuchtet die Belastungen der Sonden im praktischen Einsatz. Abschließend werden im letzten Kapitel aktuelle Entwicklungen der λ-Regelung vorgestellt, die auf eine weitere Reduzierung der Schadstoffemissionen abzielen.
Schlüsselwörter
Lambdaregelung, Otto-Motor, Abgas, Katalysator, Schadstoffminderung, Luftverhältnis λ, Gemischbildung, Lambdasonde, Breitband-λ-Sonde, Zweipunkt-λ-Sonde, NOx-Speicherkatalysator, Benzin-Direkteinspritzung, Aktueller Stand der Technik, PE-Struktur, Einzeller-λ-Sonde, Zweizeller-λ-Sonde.
- Arbeit zitieren
- Marcus Müller (Autor:in), 2015, Lambdaregelung von Otto-Motoren. Entwicklung und aktueller Stand der Technik, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/334963
