SCR-Bluetec System (Selective Catalytic Reduction) /AD Blue

 

Aufbau

Das SCR-Bluetec-System besteht aus einem SCR-Katalysator mit vorgeschalteter Dosiereinrichtung, sowie einem Oxidationskatalysator und Partikelfilter. Die Dosiereinrichtung spritzt das Reduktionsmittel fein zerstäubt je nach Motorlast und Drehzahl vor den SCR-Kat ein.

Der für die SCR-Reaktion benötigte Ammoniak wird nicht direkt, das heisst in reiner Form, verwendet, sondern in Form von einer wässrigen Harnstofflösung, von der Industrie einheitlich mit AdBlue bezeichnet. Die Zusammensetzung ist nach DIN 70070 geregelt.

Vorteile / Nachteile

Vorteile:

-Stickoxide werden mit einem sehr hohen Wirkungsgrad aus dem Abgas entfernt

-kein Kraftstoffmehrverbrauch im Gegensatz zum Dieselpartikelfilter

-durch Einbau des SCR Systems, kann der Motor in verbrauchsgünstigeren Betriebspunkten betrieben werden. (3-8%)je nach Fahrweise.

Nachteile

• Sekundäre Verwendung von AD Blue

• Zusätzlicher Tank

• Anfängliche Versorgungsprobleme mit AD Blue, Probleme im Ausland

• Nachfüllung nach Intervallen

Aktoren / Sensoren

Dosierventil: Spritzt das Reduktionsmittel fein zerstäubt je nach Motorlast und Drehzahl in den SCR-Kat ein. 32,5% beträgt davon die Harnstofflösung. Die Dosierung richtet sich nach dem Abgasmassenstrom.

NOx Sensor: Erfasst im Abgasmassenstrom den NOx Gehalt und liefert das Signal zum Motormanagement. Das Motormanagement sorgt dann für die exakte Dosierung.

Fachbegriffe

• Selective Catalytic Reduction

• Bluetec / AdBlue

• Hydrolyse

• Abgasmassenstrom

• Reduktionsmittel

• Oxidationskatalysator

Chemischer Vorgang

In den Reduktionskatalysator findet eine Reduktion der Stickoxide statt. Das heißt, bei dem Prozess werden den Stickoxiden die Sauerstoffmoleküle entzogen. In den Reduktionskatalysatoren reagieren die Stickoxide (NO + NO2) mit dem Ammoniak (NH3) zu Stickstoff (N2) und Wasser (H2O)

Das für den Reduktionsprozess richtige Verhältnis von NO und NO2 im Abgas wird bereits im Oxidationskatalysator, der dem Dieselpartikelfilter vorgeschaltet ist, gebildet.

Was ist ein Multifunktionsregler ?

 

Multifunktionsregler im Kfz.-Bereich

Einleitung

Die Spannungsregelung:

Der Regler hält bei allen Drehzahlen und Belastungsfällen die Generatorspannung auf der erforderlichen Höhe, damit die Verbraucher keinen Spannungsschwankungen ausgesetzt werden.

Der Multifunktionsregler hat neben der normalen Spannungsregelung noch Sonderfunktionen

Der Multifunktionsregler

Man unterscheidet den Multifunktionsregler in folgende Bauarten:

Hybridregler und Monolithregler

Hybridregler: Er enthält in einem IC alle Schaltkreise und ist direkt am Gehäuse montiert

Monolithregler: Alle Funktionen, z.B Integration der Leistungstransistor und der Freilaufdiode sind in einem Chip untergebracht.

Deswegen wird der Monolithregler auch 1-Chip Regler genannt.

Der Monolithregler hat den Hybridregler heutzutage weitestgehend verdrängt.

Aufbau

Der Multifunktionsregler ermöglicht eine Vielzahl von nutzbringenden „features“ beim Betrieb des Generators.

Features

• Batterie Sensing (Überwachung)

• Gesteuerte Vorerregung

• Fehlerdiagnose

• Load Response Funktion

• Auslastungsüberwachung

• Schutz gegen Überlastung und Kurzschluss

Vorteile

• Alle Funktionen sind auf einem Chip untergebracht, Steuer und Regel IC und Leistungstransistor und die Freilaufdiode

• Der Erregerstrom kann direkt vom Anschluss B+ bezogen werden.

• Hohe Zuverlässigkeit

• Anpassung an unterschiedlichen Fahrzeugmodellen

• Keine Erregerdioden nötig

Batterie Sensing:

Im Schaltplan die Farbe rot.

Die Spannungsregelung erfolgt über Anschlussklemme „S“ die direkt an B+ angeschlossen wird

Die Ladespannung der Batterie wird optmiert durch die direkte Spannungserfassung an der Batterie

Grundsätzlich besteht zwischen Generator B+ und Batterie + eine Spannungsdifferenz.

Gesteuerte Vorerregung:

Im Schaltplan die Farbe blau.

Die gesteuerte Vorerregung wird vom Regler nach dem Start durchgeführt, er sichert die optimale Erregung des Generators.

Nach Einschalten des Zündschalters beginnt das Reglersteuergerät über den Transistor T5 den Vorerregerstrom zu schalten.

Die Information „Fahrtschalter ein“ erhält der Regler bei PKW über den Anschluss L und bei NKW über Klemme 15

Fehlerdiagnose:

Im Schaltplan die Farbe gelb.

Während des Generatorbetriebs werden Signale ausgewertet und mögliche Fehler erkannt. Dies geschieht über die Diagnoseleitung (gelb). Es werden Regler, Generator und Bordnetzfehler unterschieden.

Beispiel:

Bei einem erkannten Fehler wird „L“ über den Transistor an Masse gelegt, die Kontrollleuchte leuchtet weil sie Masse erhält und von der anderen Seite B+ anliegt. Das Relais (im Schaltplan neben der Kontrollleuchte) öffnet da an beiden Seiten Masse anliegt. Verbraucher werden abgeschaltet.

Load-Response Funktionen:

Es wird zwischen zwei Load Response Funktionen unterschieden:

Load-Response Start

Beim Startvorgang wird der Erregerstrom und damit auch der Generatorstrom verzögert zugeschaltet.

Die Belastung beim Motorstart wird gesenkt.

Load-Response Fahrt

Wenn ein Verbraucherstrom zugeschaltet wird steigt der Generatorstrom langsam an.

Auslastungsüberwachung:

Dabei wird der aktuelle Auslastungszustand des Generators erfasst zur Verbesserung der Ladebilanz.

Dies geschieht über Leerlaufdrehzahlanhebung oder durch abschalten weniger wichtiger Verbraucher. Der Anschluss DF Monitor (DFM) liefert ein Abbild des Signalverlaufs darüber.

Schutz gegen Überlastung, Kurzschluss und Spannungsspitzen:

Regler sind in der Regel so spannungsfest so das die eingebauten Halbleiterelemente bei normalen Betrieb sicher zuverlässig und störungsfrei arbeiten.

Dabei helfen uns die Zenerdioden. Zenerdioden begrenzen auftretende Spannungspitzen.

Anschlüsse des Reglers

Anschluss „L“

Lampen und Relaisendstufe

• gesteuerte Vorerregung

• Anschluss Kontrollleuchte und Relais

Anschluss „S“

• Batterie Sense

Anschluss „W“

• Drehzahlsignal des Generators

  dadurch wird der Vorerregerstrom gesteuert

Anschluss „V“

• Über diesen Anschluss erkennt der Regler durch die Phasenspannung

  ob sich der Generator dreht.

Inverter (Hochvoltanlage)

 

Der Inverter wird auch als Umwandler oder Wechselrichter bezeichnet.

Er hat die Aufgabe, die 3-Phasen- Wechselspannung des Generators in eine Gleichspannung umzuwandeln, diese wird zum Laden der Batterie verwendet. Dabei werden die drei Phasen der Wechselspannung zunächst gleich- gerichtet und dann geglättet, um eine nahezu konstante Gleichspannung zu erzielen.

Die Glättung erfolgt durch einen Glättungskondensator. Im umgekehrten Fall wird beim Antrieb des Elektromotors die Gleichspannung der Batterie in eine 3-Phasen-Wechselspannung umgeformt.

Die Schutzrelais der Hochvoltanlage (HV-Schütze)

 

Die Hochvoltbatterie ist mit dem Hochvoltsystem verbunden.

Jede der Hochvoltverbindungen besitzt ein eigenes Schutzrelais. Die Schutzrelais haben also die Aufgabe, die Hochvoltbatterie an das Hochvoltnetz des Fahrzeuges anzukoppeln (Schütze geschlossen) oder abzukoppeln (Schütze offen).

Die Schutzrelais werden nur gemeinsam vom Hochvoltsystem geschaltet. Sind die Schütze stromlos, sind sie geöffnet und die Hochvoltbatterie ist vom Hochvoltnetz des übrigen Fahrzeuges abgetrennt. Der Befehl zum Öffnen kann durch unterschiedliche Situationen ausgelöst werden beispielsweise durch einen Unfall etc.

Wird das Fahrzeug ausgeschaltet und der Zündschlüssel abgezogen führt dies ebenso zum Öffnen der Schütze wie auch ein Ansprechen der übrigen Sicherheitssysteme.

Gefahren durch Hochvolt

 

Beim Berühren von spannungsführenden HV-Komponenten, kann es zum Stromfluss über den menschlichen Körper kommen. Schon bei Gleichströmen ab etwa 30 mA können in Abhängigkeit von der Durchströmungsdauer vorübergehende Störungen der Herzimpulse auftreten.

Bei noch höheren Körperströmen treten zusätzlich schwere innere Verbrennungen auf und es kann unter Umständen zu Herzkammerflimmern kommen. Bei Kurzschluss der beiden Pole eines elektrischen Systems besteht die Gefahr der Lichtbogenbildung. Das kann beim menschlichen Körper zu schweren äußeren Verbrennungen und zu einem Verblitzen der Augen führen. Die Gefahr des Kontakts mit spannungsführenden Hochvoltkomponenten muss ausgeschlossen werden.

Nur besonders qualifiziertes Personal darf Arbeiten an dem Hochvoltsystem durchführen. Neben der farblichen Kennzeichnung und Warnungen durch Beschilderung auf den Komponenten gibt es technische Sicherheitsmaßnahmen. Welche Sicherheitseinrichtungen im Detail zum Einsatz kommen, ist dabei fahrzeugspezifisch.

Was ist eine Freischaltung (Hochvoltfahrzeuge) ?

 

Was ist eine Freischaltung ?

Vor Arbeiten an Fahrzeugen mit Hochvoltsystem muss das Fahrzeug nach Herstellervorgaben spannungsfrei geschaltet werden um gefahrenfrei z.B an der Hochvoltheizung arbeiten zu dürfen.

Unter der Freischaltung versteht man das bewusste Trennen einer elektrischen Anlage von spannungsführenden Teilen.