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  Abgasrückführung




Hohe Verbrennungstemperaturen begünstigen Bildung von Stickoxiden

Wenn wir die Zusammensetzung der Luft anschauen, so ist der Stickstoffanteil mit 78% beträchtlich. Trotz dieses hohen Anteils muss möglichst jedes Sauerstoffatom O2 ein Kohlenstoffatom C oder zwei Wasserstoffatome H2 finden. Leider sind aber bei Lambda 1 die Sauerstoffatome genau abgezählt. Beim Dieselmotor (Lambda größer 2) ist zwar genug Sauerstoff vorhanden, aber der Zeitraum für die Vermischung und Verbrennung ist gegenüber der Benzin-Saugrohreinspritzung geringer. Wichtiger noch ist hier die höhere Verbrennungstemperatur, die das Entstehen von Stickoxiden begünstigt. Bei Nutzfahrzeugen gibt es die Zumischung von Harnstofflösung z.B. ab Euro 5 in der Serie. Der nachgeschaltete Katalysator erlaubt jetzt noch höhere Verbrennungstemperaturen und damit eine bessere Kraftstoffausnutzung.

Abgasrückführung nicht negativ, sondern positiv für Wirkungsgrad?

Einstweilen senkt die Abgasrückführung den Anteil schädlicher Stickoxide im Abgas. Dem Motor wird nur ein Teil des anzusaugenden Frischgases geliefert. Man spricht deshalb von einer Kraftstoffersparnis wegen nicht geleisteter Ansaugarbeit. Trotzdem muss bei der Steuerung sehr darauf geachtet werden, dass sich der Wirkungsgrad nicht verschlechtert und die Anteile an Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoff (HC) sich nicht erhöhen. Drehmoment und Leistung werden ohnehin nicht wirklich besser. Deshalb wird sie für jeden Betriebsbereich entsprechend geregelt und durch Luft oder Kühlmittel gekühlt (Bild oben). Bei noch nicht betriebswarmem Motor wird damit das Kühlmittel rascher erwärmt, wenn das System nicht in verschiedene Kreisläufe unterteilt ist.

Rückführungsraten bis 30 % (Benziner), bis 75 % (Diesel)

Innere Abgasrückführung ist durch eine größere Ventilüberschneidung möglich und kann bei Nockenwellenverstellung oder elektrischer/hydraulischer Ventilsteuerung verändert werden. Die äußere Abgasrückführung verbindet Abgas- und Ansaugtrakt durch eine Leitung. Dies kann entweder noch im Zylinderkopf auf sehr kurzem Weg oder außen als Verbindung zwischen Abgas- und Ansaugrohr geschehen. Ein Abgasrückführungsventil in der Leitung steuert die Durchsatzrate. Ein Elektromagnet (Bild 5) im Ventil erhält vom Steuergerät elektrische Signale, mit denen dieses die Druckdose steuert (im Bild 4 unter dem elektrischen Anschluss). Diese öffnet oder schließt die Abgasrückführungsleitung. Bei Volllast und ähnlich luftärmeren Betriebsbereichen muss die Abgasrückführung abgeschaltet sein, weil es sonst (z.B. beim Dieselmotor) nicht mehr genug Überschuss an Sauerstoff gäbe. Der Motor würde eher rußen.

Nur elektrisch arbeitende Abgasrückführungsventile

Um die Wärmebelastung des Kombiventils zu reduzieren, müsste es eigentlich in einem gewissen Abstand von der Abgasleitung platziert werden. Andererseits darf die Leitung zwischen Abgasabzweigung und Kombiventil nicht zu lang sein, weil dieses bei abgeschalteter Rückführung tote Stück Leitung negative Auswirkungen auf die Abgaszusammensetzung hätte. Das Bild 3 zeigt eine unterdruckbetätigte Klappe zur Steuerung der Kühlung. Neben der Abgasrückführung wird auch das Abgasrückführungsventil gekühlt. Auch ist hier neuerdings - anders als in Bild 5 - kein Unterdruck mehr erforderlich, da das Ventil nicht nur elektrisch angesteuert, sondern auch durch elektrischen Strom betätigt wird. Vorteil: Eine (fast) vollständige Diagnose durch das Steuergerät wird möglich.

NOX-Reduktion besonders für Diesel wichtig (von 250 auf 120 mg/km)

Abgasrückführung hat bei Turboaufladung Druckverluste zur Folge. Um diese spürbar gering zu halten, gibt es z.B. bei Lkw-Sechszylindern die Möglichkeit, nur drei Zylinder an die Abgasrückführung anzuschließen. Die anderen drei liefern dann der Turbine jederzeit den vollen Druck und mindern damit das Turboloch (asymmetrischer Abgasturbolader).

Sie vermuten einen Fehler in der Abgasrückführung bzw. im AGR-Ventil, obwohl der Fehlerspeicher nichts derartiges anzeigt? Dann können Sie diese Anlage zu Testzwecken stilllegen. Aber ziehen Sie keine Stecker, denn das merkt das Steuergerät. Mehr Erfolg verspricht - besonders bei etwas älteren Autos - die mechanische Sperrung der Leitung. Wenn Sie also die Zeit opfern und nicht unnütz ein neues AGR-Ventil kaufen wollen, sperren Sie die Abgasrückführung für eine Probefahrt durch eine speziell gefertigte Dichtung. Bei neuen Fahrzeugen (z.B. OBD II) kann das Motormanagement in den Notlauf gehen, der aber trotzdem Rückschlüsse auf den Fehler zulässt.

Ein klemmendes Abgasrückführungsventil kann das Motor-Steuergerät durcheinander bringen. Springt der Motor mit angeschlossenem AGR-Ventil nicht und abgezogenem wohl an, ist dieses zu ersetzen. 01/14



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