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| Tipps und Technik R172 » » Thema: NOx-Speicherkat-Probleme beim SLK 350, M276 |
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|  Geschrieben am 20.11.2014 um 09:15 Uhr
| Update:
habe mich eine Wochen mit dem "Brummen und Saufen" rumgeärgert und hatte einen Werkstatttermin für Montag. Am Wochenende war ich dann unterwegs. Auf der Hintour (ca. 250 km überwiegend Bundesstraße) vergingen bei konstanter Fahrt mit 100 km/h kaum 5 min, dass es nicht brummte - Durchschnittsverbrauch lt. BC 8,5 l. Am Sonntag die selbe Strecke zurück, ähnliche Verkehrsverhältnisse, gleiche Tankladung=Billigsprit, keine Brummen mehr, Durchschnittsverbrauch 7,0 l. Offensichtlich ist er jetzt wieder frei.
Den Werkstatttermin habe ich wieder abgesagt, was hätten sie jetzt auch messen sollen - ist doch alles i.O.
Seit dem ist Ruhe, allerdings steht er jetzt auch erstmal wieder in der Garage.
Bis zum nächsten Mal
--
Gruß
Karsten
==> SLK350 BE <== |
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| Geschrieben am 26.11.2014 um 19:35 Uhr
| [ Beitrag wurde zuletzt editiert von Dom80s am 26.11.2014 um 19:37 Uhr ]
Weiß nicht, ob das jetzt was mit unseren NOx-Kats zu tun hat, aber seit Heute nachmittag brennt die gelbe Motorwarnleuchte:
Mit Torque-App und nem ODB2-Stecker mal den Fehlerspeicher ausgelesen:
P0438 - Antriebsstrang
Catalyst Temperature Sensor High Input (Bank2)
Vielleicht hat es ja jetzt den normalen Kat geschrottet durch den unverbrannten Sprit, der die ganze Zeit im Auspuff gezündet hat?!
--
R172 350 BE |
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| Geschrieben am 13.02.2015 um 13:00 Uhr
| [ Beitrag wurde zuletzt editiert von Dom80s am 13.02.2015 um 13:00 Uhr ]
Hab ganz vergessen mich zu melden:
Es wurden damals die Sensoren getauscht. 70% Kulanz seitens MB (bei nem 2,5-jährigen Fahrzeug!!!). Der Rest wurde von meiner Anschlussversicherung übernommen. Die MB Werkstatt hat mit denen direkt abgerechnet.
Seitdem keine Probleme mehr, aber den NOx-Kats traue ich irgendwie trotzdem nicht...
--
R172 350 BE |
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| Geschrieben am 24.02.2015 um 14:28 Uhr
| Hallo liebe SLK Gemeinde,
endlich hat mein M276 mal wieder "gebrummt"!
Zuvor habe ich ganze zehn Monate lang Ruhe gehabt und messtechnische Statistik betrieben, um dem Problem auf die Spur zu kommen:
Via OBD2-Schnittstelle habe ich während dieser Zeit bei jeder Fahrt folgende Daten aufgezeichnet und ausgewertet:
- Geschwindigkeit
- Drehzahl
- Motorlast
- Kühlmitteltemperatur
- Katalysatortemperaturen aller vier Messstellen
- Lambda-Regelvorgabe des Steuergeräts
- Signale aller sechs Lambdasonden (Spannung bzw. Lambda)
- Kurzzeit- und Langzeitregelvorgabe der Einspritzmenge
Normalzustand:
Man kann schön sehen, wie nach dem Losfahren zunächst die Katalysatoren (3-Wege-Vorkats und NOx-Kats) heiß werden und dann die Motorregelung das Gemisch zu beeinflussen beginnt, um Sprit zu sparen.
Im Prinzip sind bei normaler Fahrt (geringe Motorleistung) drei Betriebszustände erkennbar:
1. Normalbetrieb (Lambda = 1), die meiste Zeit.
2. Magerbetrieb (bis Lambda = 1.99), zeitweise und maximal für ca. 60s aber nur so lange wie der NOx-Kat noch NOx aufnehmen kann.
3. Regenerationsbetrieb der NOx-Kats zum Ende jeder Magerphase (bis Lambda = 0,9), nur für wenige Sekunden bis die NOx-Kats wieder "frei" sind.
Die Temperatur der motornahen Vor-Kats liegt bei normaler Fahrt im Bereich 500-800 Grad, die der weiter hinten liegenden NOx-Kats bei 250 bis 500 Grad.
Insgesamt treten die Magerphasen häufig und schön regelmäßig auf und die Signale der sechs Lambda-Sonden sind eindeutig und schwingungsfrei.
Brummen:
Interessant wird es, wenn man längere Zeit keine größeren Strecken auf der BAB unter Volllast gefahren ist, also z.B. wochenlang nur so durch die Gegend juckelt, weil mal wieder Winter ist oder die Strecken limitiert sind.
Dann kann man beobachten, wie der Durchschnittsverbrauch langsam aber stetig ansteigt und die Magerphasen immer seltener und kürzer werden. Das Motormanagement gibt dann oft zwar noch den Befehl zum Start einer Magerphase aber die Regelung verbleibt bis auf einen kurzen Peak im Normalbetrieb.
Vergleicht man nun speziell die Verläufe der Sensorspannungen der hinteren, im NOx-Speicherkat sitzenden NOx-Sensoren (je einer pro Abgasstrang), so kann man erkennen, wie deren Spannungsverläufe allmählich immer flacher und träger werden und zeitweilig auch zu schwingen beginnen.
Die NOx-Regelung bekommt dann irgendwann keine eindeutigen Signale mehr über den Zustand der NOx-Kats (voll oder leer) gemeldet und fällt, gewollt oder zufällig, in den "Brumm"-Betriebszustand.
Während des Brummens geht das Lambda dauerhaft auf 0,9, sprich in den fetten Gemischzustand. Gleichzeitig steigen die Temperaturen der 3-Wege-Vorkats innerhalb von Sekunden auf etwa 950 Grad und die der NOx-Speicherkats auf etwa 750 Grad. Und das unabhängig davon, ob Gas gegeben wird oder man nur so konstant dahin fährt. Diese Brummphasen können sich hinziehen und den Verbrauch immens ansteigen lassen!
Dazu sollte man wissen, dass 3-Wege-Kats bei Temperaturen über 1000 Grad geschädigt werden und NOx-Kats ab 800 Grad Schaden nehmen.
Die Motorregelung hält also die Temperaturen augenscheinlich noch gerade so im vertretbaren Bereich!
Abhilfe:
Wenn mein M276 mal wieder gebrummt hat, scheuche ich ihn ca. 50km über eine unlimitierte Autobahn. Die Kat-Temperaturen liegen dabei, wie unter Vollast üblich, an allen Messpunkten fast dauerhaft auf hohem Niveau!
Ergebnis:
Nach diesem "Freifahren" ist alles wieder wie es soll:
- Niedriger Verbrauch erzielbar
- Häufige und lange Magerphasen erkennbar
- Spannungsverläufe der NOx-Sensoren wieder normal in Pegel und Dynamik
- Regelvorgaben der Motorsteuerung werden umgesetzt
Ursache?
Es liegt wohl ganz klar an den NOx-Sensoren bzw. deren Einbauort!
Ich vermute mal, dass sich bei dauerhaft relativ niedrigen NOx-Kat-Temperaturen (z.B. tägl. limitierte Fahrt zur Arbeit) die Diffusionsbarrieren der amperometrisch betriebenen NOx-Sensoren im Laufe der Zeit mit irgend etwas zusetzen. Vielleicht sogar mit Rußpartikeln, die unser Direkteinspritzer ja reichlich erzeugt oder vielleicht werden die Sensoren auch sonstwie chemisch langsam vergiftet, da sie einfach nicht heiß genug werden, um diesen Störfaktor verbrennen zu lassen.
Das Sensorsignal wird dann immer träger und der Spannungshub geringer. Schließlich neigt das Signal zeitweise zum Schwingen und löst damit dann eine dauerhafte Gemischanfettung und das Brummen aus.
Jedenfalls scheint eine längere "Ausheizfahrt" auf der BAB auszureichen, um diesen Effekt rückgängig machen zu können. Die Diffusionsbarrieren der NOx-Sensoren sind dann wieder frei und die Signale sind wieder eindeutig.
Deshalb haben auch wohl vorzugsweise nur die Halter Probleme, die ihr Fahrzeug relativ schonend über längere Strecken bewegen, bzw. deren NOx-Kats und damit NOx-Sensoren aufgrund ihres Fahrprofils nicht lang genug ausgeheizt werden.
Das ist leider Stand der Technik und liegt auch nicht an der Sprit-Qualität!
Fehler oder Feature?
Bleibt die Frage, ob MB die Brummphasen in Kenntnis der Notwendigkeit eines zeitweiligen Freibrennens der NOx-Sensoren absichtlich implementiert hat oder ob es sich um einen Fail-Safe Betriebszustand der Motormanagement-Software handelt, der so gar nicht geplant war. Im Handbuch steht dazu jedenfalls nichts, der Freundliche ist auch ahnungslos!
Problematisch wird es erst, wenn ein NOx-Sensor trotz Freibrennens träge oder defekt bleibt. Aber das müsste die OBD dann erkennen und melden.
Die NOx-Sensoren-Hersteller arbeiten jedenfalls im Rahmen vor Forschungsprojekten intensiv an Alternativen. Vielleicht gibt es die dann ja im R173…
Bis dahin haltet eure NOx-Sensoren schön warm!
Gruß,
Chris
--
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| Geschrieben am 25.02.2015 um 22:36 Uhr
| Hut ab ans Technikerherz Chris.
Fragen:
50km Freiblasen zieht sich bestimmt über einen Zeitraum von gut 15 Min. hin, oder? Tritt das Aufheizen nicht auch bei einer ebenso langen Brummphase auf. Deine Messung zeigt ja, dass die Temp. dabei ebenso hoch ansteigt.
Was passiert in Ländern mit Geschwindigkeitsbeschränkung? Reicht das "Freibrummen" da aus?
--
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| Geschrieben am 27.02.2015 um 12:25 Uhr
| Hallo,
die Frage ist doch eher, ob die Funktion des "Freibrennens" konstruktiv gewollt ist oder nur rein zufällig auftritt.
Wenn sie gewollt ist, sollte der Hersteller Fahrprofile unter limitierten Bedingungen unbedingt berücksichtigt haben und dies auch dokumentieren.
Wenn sie zufällig ist, bewegen wir uns hier jedoch im Bereich von "trail and error"!
Ich persönlich habe die Erfahrung gemacht, dass nach einem Freibrennen von 15 - 20 Minuten bei konstant 100 km/h ein erneutes Brummen nach sehr viel kürzerer Zeit wieder auftaucht, als nach einer Viertelstunde Hochgeschwindigkeits-Fahrt auf der BAB.
Aber die statistische Basis ist hier für wirklich gesicherte Aussagen viel zu dünn.
Ich vermute mal, dass neben hohen Temperaturen auch ein gewisser Abgasdurchsatz erfolgen muss. Und das ist halt nur bei höheren Drehzahlen unter hoher Last der Fall.
Geht man während einer Freibrennphase ganz vom Gas, wird auch kein Kraftstoff mehr eingespritzt, das Brummen ist weg und die Temperaturen fallen sofort - bis zum nächsten Gas geben.
Es sollte also schon für 15 - 20 Minuten für hohe Temperaturen gesorgt werden, was unter limitierten Bedingungen im normalen Verkehrsraum viel schwieriger ist, als auf unlimitierter BAB.
Da muss wohl jeder mal selbst ausprobieren, was im Rahmen seiner Möglichkeiten realisierbar ist.
MB lässt den Nutzer hier jedoch gänzlich ohne Information!
Gruß,
Chris
--
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User seit 29.12.2012
| Geschrieben am 18.11.2015 um 11:56 Uhr
| ES IST EIN FEATURE!!! ES IST EIN FEATURE!!!
Stille Post – oder wie bei MB aus einer Funktion ein Fehler wurde:
kurz:
Das von vielen 350er Fahrern wahrgenommene zeitweise Brummen mit starkem Verbrauchsanstieg ist KEIN Fehler, sondern die sogenannte Entschwefelungs-Funktion der NOx-Kats.
D.h.:
Wie im Thread beschrieben, wechselt die Betriebsweise unseres Motors zwischen mageren, normalen und kurzen fetten Betriebsphasen, in denen die entstehenden Stickoxide in den NOx-Kats eingelagert (mager) oder in harmlosere Stoffe umgewandelt (fett) werden.
Die kurzen fetten Phasen am Ende jeder mageren Phase sind die sog. Regenerationsphasen, in denen der NOx-Kat quasi wieder leer geräumt wird und die eingelagerten NOx in N2, O2, und H2O umgewandelt werden, um in der nächsten mageren Phase wieder Stickoxide aufnehmen zu können. (s.o)
Überwacht wird das Ganze durch die NOx-Sensoren und die Motor-Software.
Neue Erkenntnis:
Der im Treibstoff und in Motorölen immer noch in Spuren vorhandene Schwefel gelangt über die Abgase ebenfalls in die NOx-Kats, hat dort aber die unerwünschte Eigenschaft, sich ausgerechnet dort niederzulassen, wo eigentlich die giftigen Stickoxide andocken sollten.
Der Kat wird dann schleichend regelrecht vergiftet und verliert mit der Zeit (über hunderte von km) an NOx-Speicherkapazität.
Dies hat zur Folge, dass die sparsamen mageren Betriebsphasen immer kürzer und seltener werden. Der Verbrauch steigt langsam an. Das hatte ich ja über die OBD-Schnittstelle auch beobachten können.
Die Motorsoftware erkennt jetzt den Bedarf einer langen Regeneration und leitet dann einen Entschwefelungszyklus ein.
Die Entschwefelung:
Ungebetene Gäste vertreibt man am besten, indem man ihnen Feuer unter dem Hintern macht!
Für unseren Motor bedeutet das über einen längeren Zeitraum mit fettem Gemisch betrieben werden zu müssen. Dann fängt er an zu brummen, säuft wie ein Loch, heizt aber die NOx-Kats auf über 650C auf. Erst wenn dieser Zustand über einen längeren Zeitraum erreicht wird, wird der Schwefel ausgeheizt und der NOx-Kat regeneriert sich.
Nachzulesen ist das z.B. in „Direkteinspritzung im Ottomotor IV, Hrsg. Ulrich Spicher“
Das Wort Regeneration ist hier also doppelt belegt:
- häufige, kurze Regeneration der NOx-Kats als Bestandteil des normalen NOx-Zyklus
- seltene, lange Regeneration der NOx-Kats zur Entschwefelung
Nach Abschluss der Entschwefelung, deren Status übrigens beim Freundlichen mit XENTRY ausgelesen werden kann, hat der Kat dann wieder seine volle Kapazität und der Normalbetrieb mit geringen Verbräuchen kann fortgesetzt werden. Das geht dann wieder über mehrere 100km.
MB lässt seine Kunden in der Regel über dieses Faktum allerdings im Dunklen!
In der Betriebsanleitung steht darüber absolut nichts! Kunden, die wegen des Brummens irritiert die Werkstatt aufsuchen, bekommen etwas wie „wir müssen die Kats neu machen“ zu hören.
Übersetzt heißt das aber primär: die Entschwefelungs-Regeneration muss beendet werden damit der Motor nicht mehr brummt und säuft.
Der Kunde versteht allerdings: „Wir haben die Kats getauscht – keine Rechnung, da Kulanz“
Soviel zur stillen Post und Kommunikationsproblemen zwischen MB – Werkstatt und Kunden.
Nimmersatt47s Meister hatte ja doch Recht mit der bis zu 20minütigen Regeneration. Es fehlte nur der Begriff der Entschwefelung, um das auch technisch verstehen und einordnen zu können.
Ergebnis: Schon hat die Welt der 350er Fahrer NOx-Speicherkatprobleme wo keine sind und einen Riesen-Thread. Alle sind mehr oder weniger ratlos und spekulieren ins Blaue.
Erschreckenderweise sind die Werkstätten ja auch nicht voll im Bilde oder können/wollen/dürfen es dem Kunden nicht vermitteln.
Ich wollte meinen 350er sogar schon verkaufen, da das „Brummen“ ja immer wieder aufgetreten ist!
Es soll deswegen sogar schon Wandlungen und Fahrzeugrückgaben gegeben haben.
Das darf doch nicht wahr sein!
Dabei wäre die Lösung doch so einfach:
In unseren Opel-Dienst-Kfz (Oh!) geht z.B. eine LED an, wenn der Diesel-Partikelfilter durch eine längere Fahrt regeneriert werden muss. Das ist in der Betriebsanleitung beschrieben und eindeutig.
Warum hat uns MB denn keine „schwefelgelbe“ LED spendiert, die anzeigt, wann eine Entschwefelung läuft, so dass man dann spazieren fahren könnte, um den Zyklus schnell abzuschließen.
Nein, man nimmt als vorsichtiger Kunde bei dem Brummen ja sogar ängstlich den Fuß vom Gas – das führt aber zu fallenden Kat-Temperaturen und verlängert den Zyklus auch noch!
Immerhin haben wir hier bei MBSLK die Lösung schon rein intuitiv gefunden, indem die Empfehlung ausgesprochen wurde, das Fahrzeug im „Brummfall“ mal wieder über die BAB zu scheuchen, um es frei zu fahren.
Wie beim Diesel-Partikelfilter sind hier meist nur Kurzstreckenfahrer (<30km) betroffen, da die lange Regeneration auf Strecke meist nicht wahrgenommen wird und auch vollständig abgeschlossen werden kann. Außerdem ist die Häufigkeit solcher Entschwefelungszyklen auch stark vom Fahrprofil abhängig. Kann der Zyklus nicht abgeschlossen werden, geht’s am nächsten Tag weiter…
lesson learned:
MB muss an seiner Kommunikation mit den Werkstätten und dem Kunden arbeiten. Eine kurze technische Information, die auch dem Kunden an die Hand gegeben werden kann, würde hier viel Ruhe reinbringen.
Sonst werden Missverständnisse schnell zu Qualitätsproblemen und führen zu Kundenverlusten.
P.S.:
Immerhin reift die Erkenntnis, dass die MB-Schadstoffreinigung auch im Feld und nicht nur auf dem Prüfstand funktioniert...
Gruß,
Chris
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User seit 08.05.2008
| Geschrieben am 18.11.2015 um 12:23 Uhr
| Hallo,
bei mir trat das "Brummen und Saufen" in diesem Sommer ca. 3x auf, einmal sogar, nachdem ich über 200 km stramm über die Autobahn gehetzt bin. Da war ich richtig irritiert.
Ansonsten zieht sich das meist über 1 Woche hin (ca. 80 km täglich) und erhöht den Spritverbrauch pro Tankladung um ca. 1,5 L/100km (vorübergehend von 8 auf 15l/100km!).
Da frag ich mich natürlich, ob der angegebene Normverbrauch nicht auch geschummelt ist. Auf dem Prüfstand und selbst auf einer Prüffahrt wäre alles im Lot, über das Jahr gesehen paßt es natürlich nicht mehr.
Ich werde mich jetzt aber nicht mehr darüber aufregen, demnächst wird er eingewintert und nächstes Jahr gebe ich ihn zurück.
Mal sehen, was dann kommt.
Gruß
Karsten
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Gruß
Karsten
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