Abgasrückführung

 

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Abgasrückführung

In modernen Diesel- und Otto-Motoren werden durch immer weiter optimierte Verbrennungen sehr hohe Verbrennungsspitzentemperaturen erzeugt. Durch die im Magerbetrieb/ Schichtladungsbetrieb entstehenden Verbrennungsspitzentemperaturen von über 1800°C werden vermehrt Sickoxide (NOx) freigesetzt.

Um diese hohen Temperaturen zu senken, werden bereits "verbrannte" Abgase zu dem Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Brennraum gefördert. Diese verringern das für die Verbrennung zur Verfügung stehende Volumen im Brennraum, da die zurückgeführten Abgase nicht mehr aktiv an der Verbrennung teilnehmen können. Hierdurch wird der mögliche Sauerstoffanteil der Verbrennung reduziert und einer zu hohen Hitzeentwicklung wird vorgebeugt. Vor allem bei Dieselmotoren ist dieser Prozess entscheidend, da hier nur über die zugeführte Kraftstoffmenge die Verbrennung geregelt ist und der Motor generell mit Luftüberschuss arbeitet.

Abgasrückführrate kann bis zu 50% (Diesel) bzw. bis zu 20% (Benzin) betragen. (mehr hier)

 

innere Abgasrückführung

Eine innere Abgasrückführung kann durch eine verlängerte Ventilüberschneidung ermöglicht werden. Zusätzliche Verstellmöglichkeiten bieten sich hier durch variable Nockenwellenversteller bzw. elektrische/hydraulische Ventilsteuerung.

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äußere Abgasrückführung

Hochdruck AGR

AGR-Ventil ist nach dem Krümmer und vor dem Turbo-Turbinenrad angeordnet. Das AGR Ventil öffnet bei Ansteuerung einen Kanal und leitet die unter Druck stehenden Abgase durch einen AGR-Kühler. (zusätzlich durch ein Bypass-ventil)

Die zurückgeführten Abgase werden nach der Drosselklappe und vor den Einlassventilen der angesaugten (bei Turbo: verdichteten) Frischluft zugeführt.

Vorteile

• schnelleres Aufheizen des Motors (Kaltstartphase) - durch Wärmen des Kühlwassers, welches sich im AGR-Kühler befindet
  
• Verbrennungsspitzentemperatur (Teillastbereich) wird verringert, weniger Stickoxidbildung

Nachteile

• Abgasstrom verliert an Druck (Turbolader erhält weniger Abgasdruck und erzeugt weniger Ladedruck)
• Leistungsverlust (bei geöffnetem AGR Ventil)
• Abgase werden ungereinigt dem Brennraum zugeführt - mögliche Verrußung der AGR Bauteile

 

Niederdruck AGR

Abgase werden nach dem Partikelfilter aus dem Abgasstrang über ein AGR-Ventil entnommen. Die Abgase werden zunächst durch einen AGR-Kühler geleitet, bevor diese der angesaugten Frischluft (zwischen Luftmassenmesser und Turbolader-Verdichterrad) zugeführt werden.

AGR-Rate kann über den Luftmassenmesser (ab Generation HFM5) über die Rückstrom-Erkennung (Ansaugluft) gemessen werden. (+ Temperatursensor Ladeluft, Lambdasonde, ...)

Vorteile

• Abgase sind bereits durch den Partikelfilter gereinigt worden
• rückgeführte Abgase sind kälter (da motorferner entnommen wird)
• Turbolader wird nicht von AGR Rate beeinflusst

Nachteile

• Stauklappe muss nach AGR Ventil verbaut werden, um Abgase in das AGR System zu leiten
• lange Wege des Abgases müssen im Motorraum verbaut werden (Kosten, Motorraumplatz, Gewicht, Wärmeentwicklung)

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