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Beschreiben sie das Funktionsprinzip eines Reflexionsschalldämpfers (Absorption, Interferenz) und skizzieren sie den Aufbau.
Reflexionsschalldämpfer
- mehrere hintereinander geschaltete Kammern.
- Querschnittsunterschiede und Umlenkung der Abgase erzeugen eine Dämpfung der Schallwellen
- Schallwellen werden mehrfach reflektiert - dabei bauen sich die Schalldruckwellen ab
- Schallwellen werden geglättet
- Vorteil: Besonders wirksam bei tiefe Freqenzen
- Nachteil: hohe Strömungsverluste
Absorptionsschalldämpfer
- Verschiedene Kammern gefüllt mit hochhitzebeständigen, porösen, schallschluckenden Stoffen (Glas-/Metallwolle)
- gelochte Rohrleitung -> Schallwellen gelangen durch die Löcher in die Kammern die mit Schallschluckendem Material gefüllt sind
- Abbau der Schallenergie durch Reibung an den Stoffen
- Vorteile: geringer Strömungswiederstand
- gut für hohe Frequenzen
- Nachteile: schlecht für Tiefe Frequenzen
- Problem mit flüssigen Abgasbestandteilen (Korrosion)
Interferenzschalldämpfer
- Rohrleitung ist in eine bestimmte Anzahl von Abzweigungen aufgeteilt
- Dadurch werden die vom Abgas zurückgelegten Wege verschieden lang -> Treffen die Schallwellen am Ende der Wege zusammen, ein Teil der Schallwellen hebt sich durch Interferenzerscheinung auf
- Vorteil: Kaum Strömungsverluste
- Nachteil: Nur in eine engen Frequenzbereich wirksam.
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Welche Verschiedenen Formen der Abgasschalldämpfer kennen sie?
- Absoptionsschalldmämpfer
- Reflexionsschalldämpfer
- Interferenzschalldämpfer
- Kombinierte Schalldämpfer
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Welchen Beanspruchungen unterliegt die Abgasanlage im Pkw? Gehen sie kurz auf jede Beanspruchungsvariante ein. Welche Komponenten sind von welcher Beanspruchungsart besonders betroffen?
- Innenkorrosion (v.a. Nachschalldämpfer):
- bei niedrigen Temperaturen kondensieren Abgase im Inneren der Abgasanlage. Bei schwefelhaltigen Kraftstoffen sogar geringe Mengen verdünnter Schwefelsäure möglich -> starker Angriff durch Innenkorrosion
- Außenkorrosion (v.a. Vorschalldämpfer):
- hohe Temperaturen -> Angriff vor allem von außen durch Streusalz
- Thermische Beanspruchung (v.a. Auspuffrohr, Krümmer & Vorschall Dämpfer):
- Hohe Temperaturen bis 1000 grad C und starker Temperatur wechsel infolge Abkühlung von außen.
- Mechanischer Beanspruchung (v.a. Unterseite des Fahrzeugs)
- Durch Steinschläge, Motorschwingungen und Karosserieverwindungen.
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Wie ist ein Katalysator aufgebaut (Schichten)?
- Trägerschicht: (Metall oder Keramik)
- Zwischen Schicht ("Wash Coat")
- Vergrößert die Oberfläche um das 10 bis 20 fache.
- Katalytisch wirksame Schicht
- Hier erfolgt die exotherme Reaktion
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Wie wird der Katalysatormonolith im Gehäuse montiert? Welche Anforderungen muss das Lagerung / Fixierung erfüllen
- Katalysatormonolithblöcken werden im Metallgehäuse durch Matten aus Interam gelagert.
- Matte wird vor der Montage um den Block gewickelt und
- Durch die erst Erwärmung quellt die Matte an und somit erzeugt einen Presssitz des Katalysators im Gehäuse
- Anforderungen
- Ausgleich der unterschiedlichen Wärmeausdehnung
- Gewährleisten des dauerhafter und zerstörungsfreier Sitzes über die gesamte Lebensdauer.
- Abdichten des Blocks gegen das Gehäuse (Abgas darf nicht ungereinigt durchfließen)
- Isolation - Hohe Innentemperaturen werden auf zulässige Gehäusetemperaturen reduziert
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Welche Vorteile und Nachteile hat ein Metallträgerkatalysator im Vergleich zur Keramikvariante?
Metallträgerkat:
- Vorteile:
- hohes T_max (1100°C)(kann motornäher eingebaut werden)
- schnelleres Aufheizen
- selbe Wärmedehnung wie Gehäuse
- Nachteile:
- Herstellungsprozess -> ungenutzter Querschnitt in der Mitte
- Herstellungskosten
- schnelles Abkühlen (schlecht im Stau)
Keramikträgerkat:
- Vorteile:
- Herstellungskosten
- Nachteile:
- Lagerung in Gehäuse muss unterschiedliche Wärmeausdehnung kompensieren
- höherer Abgasgegendruck
- geringes T_max (900°C-950°C)
- stoßempfindlich
- Bauraum
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Wie ist ein Partikelfilter aufgebaut und wie funktioniert er? Welcher Filterierungseffekt wird hierbei genutzt?
- Die Struktur eines Rußfilters muss von Abgas durchströmt werden um Rußpartikeln zu entfernen.
- Eine chemische Reaktion findet hier nicht statt.
Aufbau
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Wie funktioniert die Sekundärlufteinblasung? Welche Bauteile sind hierfür notwendig?
- Fetterer Motorbetrieb
- -> HC und CO im Abgassystem
- -> Einblasung von Luft mit Sekundärluftpumpe
- -> Exotherme Reaktion von HC CO und O2 wärmt den Kat auf
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Skizzieren sie einen Interferenz-Reflektionsschalldämpfer im Schnitt.
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