1988-09-01

Das Verhalten Von Fahrzeug-Ottomotoren Mit Geregeltem 3-Weg-Katalysator Bei Niedrigen Lasten Und Schiebebetrieb 885149

ZusammenfassungZiel dieser experimentellen Arbeiten war es, das Zusammenwirken zwischen Motor und Katalysator bei stationärer und instationärer Betriebsweise zu untersuchen. Als Versuchsträger diente ein 4-Zylinder-Ottomotor (1,8 ltr.), der mit einer KE-Jetronic und Schubabschaltung ausgerüstet war. Um sowohl die Rohemission des Motors als auch die Umsatzrate des Katalysators beurteilen zu können, wurde eine Abgasanalyse vor und hinter dem Katalysator vorgenommen. Zur Beurteilung der Katalysatorbeanspruchung bei den verschiedenen Randbedingungen wurden die Temperaturen innerhalb des Katalysators an verschiedenen Meßstellen mit Thermoelementen erfaßt. Die Messungen erfolgten bei 4 unterschiedlichen Kennfeldpunkten, wobei im Instationärbetrieb, ausgehend von den Ausgangslasten, in den Schubbetrieb übergegangen wurde. Nach der Schubphase wurde wieder auf die Ausgangslast zurückgesprungen.Die Ergebnisse der stationären Messungen im Kennfeld zeigen, daß ohne Kühlung Maximaltemperaturen im Katalysator von ca. 900 °C auftreten, die als unkritisch für den Katalysator eingestuft wurden. Innerhalb der instationären Messungen wurden jedoch im Katalysator in der Schubphase Temperaturen bis zu 1200 °C gemessen, wenn keine Kraftstoffabschaltung (Schubabschaltung) erfolgte. Zurückgeführt werden diese hohen Temperaturen auf die Konvertierung der extrem hohen motorseitigen Rohemissionen an Kohlenwasserstoffen in der Schubphase ohne Kraftstoffabschaltung (ca. 23.000 ppm C3). Mit dem Einsatz der Schubabschaitung könnte diese hohe thermische Belastung für den Katalysator vermieden werden. Jedoch können auch bei Gemischbildnern mit Schubabschaltung in Schubphasen Betriebszustände angefahren werden, in denen keine Abschaltung des Kraftstoffes erfolgt. Dabei können ebenfalls kritische Zustände für den Katalysator auftreten. Innerhalb des Motorkennfeldes können somit Betriebsbedingungen auftreten, die im Katalysator eine überhöhte thermische Alterung hervorrufen und im Extremfall sogar zur Zerstörung des Katalysators führen können.

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