Sauberes Abgas durch NOx-Speicherkatalysator
Eine effektive Verbrennung ist aber nur der erste Schritt zu sauberem Abgas, der zweite und mindestens ebenso wichtige Faktor ist eine gründliche Abgasnachbehandlung. Dazu gehört neben der Abgasrückführung ein aufwendiges Abgassystem mit Vorkatalysator und NOx-Speicherkat.
Um auch in den Betriebsphasen mit hohem Luftüberschuß eine optimale Schadstoffumwandlung zu gewährleisten, setzt Volkswagen im Lupo FSI einen NOx-Speicherkatalysator in Kombination mit einem NOx-Sensor ein. Bei dieser neuen Technologie werden die besonders kritischen Stickoxide während des Magerbetriebs im Katalysator zwischengelagert und beim konventionellen Motorbetrieb wieder in unschädlichen Stickstoff umgewandelt.
Zusätzlich hat der NOx-Speicherkatalysator die üblichen Drei-Wege-Eigenschaften für eine effiziente HC- bzw. CO-Oxidation sowohl im geschichteten als auch im homogenen Betrieb. Durch einen nah am Auslaßtrakt positionierten, in der Warmlaufphase durch motorische Maßnahmen beheizten Vorkatalysator spricht das Abgasreinigungssystem schnell an. Erstmals kommt beim Lupo FSI zur Optimierung der Abgasreinigung ein NOx-Sensor zum Einsatz. Dieser erkennt den Speicherzustand des NOx-Kats und entsprechend wird dieser regeneriert: durch Umschalten von Mager- in Homogen-Betrieb. Dies geschieht in zeitlichen Abständen von ca. einer Minute, die Regeneration erfolgt in ca. zwei Sekunden. Ein besonderer Schwerpunkt bei der Entwicklung war, daß diese Regelung ohne für den Fahrer erkennbare Auswirkungen abläuft.
Problematisch im heutigen Entwicklungsstadium von FSI-Motoren bleibt der im Kraftstoff enthaltene Schwefel, der die Aktivität des NOx-Speicherkatalysators zunehmend reduziert. Durch Temperaturen über 650°C, wie sie im gemischten Fahrbetrieb häufig auftreten, kann diese Vergiftung des Katalysators rückgängig gemacht werden. Bei reinem Stadtverkehrsbetrieb wird dieses Temperaturniveau allerdings nicht erreicht; hier wird Schwefel im Kraftstoff zum Problem.
Dank des erstmals eingesetzten NOx-Sensors kann der Schwefelgehalt im Speicherkatalysator exakt bestimmt und eine gezielte Entschwefelung eingeleitet werden. Der mit diesem "Reinigungs"-Prozeß verbundene Mehrverbrauch wird gering gehalten. Um allerdings das volle Potential des Ottomotors mit Direkteinspritzung erschließen zu können, ist die kurzfristige Einführung von schwefelfreiem Kraftstoff erforderlich. Dadurch würde nicht nur eine schnelle Markteinführung von verbrauchsgünstigen FSI-Motoren auf breiter Basis ermöglicht, sondern auch die Abgasemissionen bestehender Fahrzeuge könnten ohne weitere Maßnahmen sofort reduziert werden.
 

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