Abgasnachbehandlung: Sensoren ermöglichen eine Emissionssenkung in modernen Fahrzeugen

Frank Rothe, Product Application Manager Sensors, beschreibt ihre Funktionen und den Einfluss der Sensoren im Bereich der Abgasnachbehandlung bei denen sie in unterschiedlichen Applikationen zur Emissionsreduzierung beitragen.

Mobilität ist ein elementarer Bestandteil unseres heutigen Alltags und der Schlüsselindikator für wirtschaftliches Wachstum. Die stetige, weltweite Zunahme des Verkehrsaufkommens bringt erhebliche Umweltbelastungen mit sich, die in Zukunft zu einer fundamentalen Bedrohung werden.

Die Lösung für dieses Problem wäre die emissionsfreie Fortbewegung, an der führende Automobilhersteller und Entwickler rund um den Globus mit Hochdruck arbeiten. Bis es gelingt, die Menschheit emissionsfrei mobil zu halten, werden vor allem neue elektronische Systeme und Technologien der Schlüssel für die Abgasnachbehandlung und Reduzierung von Emissionen in Verbrennungsmotoren sein.

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AB Elektronik ist ein anerkannter Experte für Sensoren in diesem speziellen Anwendungsbereich, bei dem die Umgebungseinflüsse durch aggressive Medien wie Abgas, extrem hohe Temperaturen oder andere Einflüsse sehr anspruchsvoll sind.

Hochtemperatursensoren schützen Turbolader

Ein Beispiel für die gestiegenen Anforderungen sind die leistungsstarken Fahrzeuge neuester Generation. Sie erzeugen im Verbrennungsprozess besonders hohe Temperaturen, um die Emission gering zu halten. Diese Temperaturen sind schädlich für die teuren Turbolader-Systeme. Durch eine sehr präzise Überwachung durch Sensoren gelingt es, die für den Verbrennungsprozess erforderliche Hitze ausreichend lange auf der benötigten Temperatur zu halten. Droht die Überschreitung des für den Turboladers akzeptablen Bereiches, wird die Motorleistung zu limitiert, bevor Schäden entstehen. Für den Fahrer kaum wahrnehmbar haben wir hier ein absolutes Feintuning – gesteuert durch Temperatursensoren modernster Ausführung.

In letzteren Anwendungen zeichnen sich die Sensoren von AB Elektronik insbesondere dadurch aus, dass ihre äußerst robuste Hülle viele Schadgase oder aggressive flüssige Medien aushalten kann. Dies führt in der Regel jedoch dazu, dass die Abschirmung zu Lasten der Temperaturerfassung geht, weil diese Zellen durch die notwendige Kapselung erst sehr zeitverzögert die Temperaturänderung erfassen – für die Anwendung am Turbolader benötigen wir aber Echtzeitinformationen.

Umfangreiches Sensor-Portfolio für Benzin- und Diesel-Motoren

Hier profitiert AB Elektronik von langjähriger Erfahrung und ausgefeilten modularen Mechanik-Konzepten. Kombiniert mit millionenfach bewährten Basistechnologien wie PT 200 und anderen, bieten unsere Sensoren eine schnelle Ansprechbarkeit bei gleichzeitig extrem hoher Widerstandskraft gegen schädliche Umwelteinflüsse. Die Vielzahl der verfügbaren Technologien und die individuelle Weiterentwicklung für kundenspezielle Anwendungen, haben sich schon häufig im Wettbewerb durchgesetzt.

In den Bereichen OnRoad und OffRoad wurden regelmäßig weiterführende Begrenzungen bestimmter Schadstoffe (Rußpartikel, Stickoxide, CO, CO2) definiert. Vorreiter dabei sind Europa und die USA. Andere Länder dieser Erde orientieren sich zumeist an deren Regelungen.

Gegenwärtig sind die Abgasnormen Euro 6, EPA13 (beides OnRoad) sowie Tier4 final (Offroad) gültig.

Die damit festgelegten Grenzwerte zwingen die Fahrzeug-/Motorenhersteller neben innermotorischen Maßnahmen, hoch entwickelte Systeme zur Abgasnachbehandlung einzusetzen. Die wichtigsten Einrichtungen seien hier genannt: Diesel-Oxidations-Katalysator (Nachoxidation von unverbrannten Kohlenwasserstoffen), Diesel-Partikel-Filter (Rußpartikel zurückhalten), selektive katalytische Reduktion (Umwandlung von schädlichen Stickoxiden in Stickstoff und Wasser).

Während bisher insbesondere Dieselaggregate davon betroffen waren, müssen spätestens mit der Umsetzung der nächsten Stufe von Emissionsvorgaben (Euro 6c) ab September 2018, einige Ottomotoren, insbesondere solche mit Direkteinspritzung, mit Partikelfiltern (Gasoline Particulate Filter), ausgerüstet werden.

Die effektive Umsetzung dieser Maßnahmen erfordert künftig wirkungsvolle Systeme, die in der Lage sind, Steueralgorythmen zu unterstützen, damit Ausgangswerte, Prozesswerte und auch Endwerte erfasst und in geeigneter Form an die Steuereinheit (ECU) weiter gegeben werden. Genau wie im menschlichen Körper eignet sich Elektrizität am besten zur Signalübertragung. Sensoren zur Erfassung solcher Kenngrößen wie Temperatur, Druck oder chemischer Größen erfassen die jeweiligen Eigenschaften, wandeln diese in elektrische Signale um und senden sie in Richtung ECU.

AB Elektronik verfügt für diese speziellen Anforderungen über ein breites Produktportfolio von Temperatur-, Druck- und Flüssigkeitsgütesensoren, die ich in meinen nächsten Blogs näher vorstellen werde.

Mit den besten Grüßen

Frank Rothe

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