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Moderne Fahrzeugabgassysteme bilden ein komplexes, geschlossenes Netzwerk aus Sensoren, Steuergeräten und Abgasnachbehandlungsgeräten zur Überwachung und Minimierung schädlicher Abgasschadstoffe. Für Sensorhersteller ist das Verständnis jedes Subsystems und der dafür erforderlichen Sensortechnologien entscheidend, um Lösungen zu liefern, die den immer strengeren globalen Vorschriften entsprechen. Dieser Leitfaden führt Sie durch die Architektur des Abgassystems, seine wichtigste Hardware, die vollständige Liste der Emissionskontrollsensoren und gibt Tipps zur Auswahl des richtigen Sensors für jede Anwendung.
1. Übersicht über das Emissionssystem
- Zweck und Funktionsweise
Abgassysteme erfassen kontinuierlich Ansaug- und Abgasparameter und übermitteln die Daten an das Motorsteuergerät (ECU), das den Einspritzzeitpunkt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und die Abgasrückführungsrate (AGR) anpasst. Nachbehandlungsgeräte wandeln die Schadstoffe anschließend chemisch um oder fangen sie physikalisch ab, bevor sie aus dem Auspuff austreten. - Regulatorische Treiber
Normen wie Euro 6 (EU), Tier 3 (USA) und China 6 schreiben schrittweise niedrigere Grenzwerte für CO, HC, NOₓ und Feinstaub (PM) vor. Moderne, zuverlässige Sensoren sind die Grundlage für das Erreichen dieser Ziele ohne Einbußen bei Fahreigenschaften oder Kraftstoffeffizienz.
2. Kernemissionskomponenten
| Komponente | Funktion |
|---|---|
| Dreiwegekatalysator (TWC) | Wandelt CO, HC und NOₓ durch Redoxreaktionen in CO₂, H₂O und N₂ um. |
| Abgasrückführungsventil (AGR) | Leitet einen Teil der Abgase zurück in den Einlass, um die Verbrennungstemperatur zu senken und NOₓ zu reduzieren. |
| Dieselpartikelfilter (DPF) | Fängt Ruß physikalisch ein und regeneriert sich regelmäßig durch das Verbrennen angesammelter Partikel. |
| Selektive katalytische Reduktion (SCR) | Injiziert Harnstoff (AdBlue), um NOₓ über einem katalytischen Substrat in N₂ und H₂O zu reduzieren. |
| Kontrolle der Verdunstungsemissionen (EVAP) | Fängt Kraftstoffdämpfe in einem Aktivkohlebehälter auf und leitet sie zur Verbrennung in den Einlass. |
| Sekundärlufteinblasung (SAI) | Spritzt beim Kaltstart Frischluft ein, um das Anspringen des Katalysators zu beschleunigen und HC/CO zu oxidieren. |
3. Wichtige Sensoren im Abgassystem
Nachfolgend finden Sie die vollständige Palette an Sensoren, die eine präzise Überwachung und Steuerung des Emissionsvorgangs ermöglichen:
- Sauerstoffsensor (O₂) / Lambdasonde
- Rolle: Misst den Restsauerstoff im Abgas vor/nach dem Katalysator.
- Anwendung: Steuert die Anpassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für eine optimale Katalysatorleistung.
- Stickoxidsensor (NOₓ)
- Rolle: Erkennt die NOₓ-Konzentration vor und nach SCR.
- Anwendung: Moduliert die Harnstoffdosierung, um die NOₓ-Reduktion zu maximieren und einen Ammoniakschlupf zu verhindern.
- Partikelsensor (PM)
- Rolle: Überwacht die Rußkonzentration am DPF-Einlass und -Auslass.
- Anwendung: Löst die DPF-Regeneration aus und überprüft die Filtereffizienz.
- Differenzdrucksensor (DPF ΔP-Sensor)
- Rolle: Misst den Druckabfall über dem DPF.
- Anwendung: Schätzt die Rußbeladung und verwaltet Regenerationszyklen.
- Abgastemperatursensor (EGT)
- Rolle: Verfolgt die Abgastemperatur an strategischen Punkten (AGR-Kühler, DPF, SCR).
- Anwendung: Schützt Komponenten vor Überhitzung und sorgt für eine effektive Regeneration.
- Saugrohr-Absolutdrucksensor (MAP)
- Rolle: Misst den Ansaugkrümmerdruck.
- Anwendung: Hilft bei der Berechnung der Motorlast und des Luftmassenstroms für die ECU-Steuerung.
- Luftmassenmesser (MAF)
- Rolle: Erfasst die in den Motor eintretende Luftmasse.
- Anwendung: Entscheidend für eine genaue Kraftstoffdosierung und Verbrennungssteuerung.
- Ansauglufttemperatursensor (IAT)
- Rolle: Zeichnet die Temperatur der einströmenden Luft auf.
- Anwendung: Hilft der ECU, die Kraftstoffeinspritz- und EGR-Raten basierend auf der Luftdichte anzupassen.
- Kraftstofftankdrucksensor
- Rolle: Überwacht Druckänderungen im Kraftstofftank für das EVAP-System.
- Anwendung: Erkennt Lecks und sorgt für ordnungsgemäße Dampferfassung und Spülzyklen.
- EVAP-Kanister/Entlüftungsdrucksensor
- Rolle: Misst den Druck im Aktivkohlebehälter und in den Entlüftungsleitungen.
- Anwendung: Steuert die Zeitsteuerung des Spülventils und überprüft die EVAP-Integrität.
- EGR-Ventilpositionssensor
- Rolle: Meldet die tatsächliche Öffnung des EGR-Ventils.
- Anwendung: Stellt sicher, dass der angeforderte EGR-Durchfluss den tatsächlichen Durchflussraten entspricht.
- AdBlue-Füllstands-/Qualitätssensor
- Rolle: Erkennt Füllstand und Konzentration der Harnstofflösung.
- Anwendung: Verhindert eine Unter- oder Überdosierung des SCR-Systems.
- Ammoniakschlupfsensor (NH₃)
- Rolle: Erkennt nicht umgesetztes Ammoniak nach SCR.
- Anwendung: Löst Korrekturmaßnahmen aus, um Ammoniakemissionen zu vermeiden.
- Kurbelgehäusedrucksensor (PCV)
- Rolle: Misst den Druck im Kurbelgehäuseentlüftungssystem.
- Anwendung: Verhindert übermäßigen Blow-by- und HC-Ausstoß.
- Kohlenwasserstoffsensor (HC)
- Rolle: Erkennt unverbrannte Kohlenwasserstoffe im Abgas oder in der Ansaugung.
- Anwendung: Optimiert die Kaltstartanreicherung und das Anspringen des Katalysators.
Abschluss
Moderne Abgassysteme sind ein fein abgestimmtes Zusammenspiel von Sensoren, Steuerlogik und chemischen Reaktoren, die alle zusammenarbeiten, um strenge Umweltstandards zu erfüllen. Als Sensorspezialist kennt Moocar die Rolle jedes einzelnen Sensors und die rauen Bedingungen, unter denen er arbeitet. So können Sie robuste, leistungsstarke Produkte liefern, die die Fahrzeuge von morgen sauber, konform und zuverlässig halten.
