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Die Abgasrückführung (AGR) wird zur Minderung von Stickstoffoxiden (NOx) bei der Verbrennung von Kraftstoff in Ottomotoren, Dieselmotoren, Gasturbinen, Heizkesseln usw. verwendet. Diese Reduktion ist nötig, um speziell bei Verbrennungsmotoren für Fahrzeuge die vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte einzuhalten. Besondere Bedeutung hat die AGR bei magerem Verbrennungsgemisch.
Funktionsweise
Ein Teil des Abgases wird durch ein Rohr mit Steuerventil (Abgasrückführungsventil) wieder der Frischluft zugemischt (externe AGR), oder Abgas wird bei Kolbenmaschinen in den Ansaugbereich zurückgeschoben (interne AGR). Durch die höhere Wärmekapazität des Abgases in Vergleich zu Luft wird die Verbrennungstemperatur abgesenkt, und es entstehen weniger Stickoxide. Anhand dieser Maßnahme erhöht sich der Anteil von Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen. Dieser kann aber durch einen Abgaskatalysator wieder verringert werden.
Eine noch bessere Reduktion von Stickoxiden kann erreicht werden, wenn das Abgas vor der Beimengung in einem Abgasrückführungskühler gekühlt wird. Diese Kühlung wird aufgrund der zusätzlichen Kosten nur bei leistungsstärkeren, teureren Motoren durchgeführt.
Die interne AGR wird über verstellbare Nockenwellen gesteuert.
Verbreitung
Im Nutzfahrzeugbereich hingegen ist eine gekühlte AGR quasi Standard bis zur Abgasnorm Euro 3. Ab Euro 4, welche im Oktober 2005 für neu entwickelte Fahrzeugtypen zur Pflicht wurde, gibt es die gekühlte AGR zum Teil noch bei MAN und Scania. Andere Hersteller setzten auf das aufwendigere Prinzip der selektiven katalytischen Reduktion (SCR). Die AGR ist eine innermotorische Maßnahme, um durch das Herabsetzen der Verbrennungstemperatur die Stickoxidbildung während der Verbrennung zu verringern.
Die Abgasrückführung wird darüberhinaus auch bewusst zum Absenken des spezifischen Kraftstoffverbrauchs im Teillastbereich bei Ottomotoren eingesetzt. Das Hinzufügen nicht brennbaren Gemisches ermöglicht es, bei gleicher gewünschter Motorleistung die Drosselklappe weiter zu öffnen und die Strömungsverluste an dieser Stelle zu verringern. Bei vernünftigem Einsatz einer Abgasrückführung kann der Verbrauch in der Teillast ohne Nachteile in der Fahrbarkeit um bis zu 5% abgesenkt werden. Hierzu werden aber diagnostizierbare AGR-Systeme benötigt (Lagerückmeldung des offenen Ventilquerschnitts oder indirekte Überwachung über den Luftmassenmesser). Die maximalen Abgasrückführungsraten betragen bei Dieselmotoren ca. 50%, bei Ottomotoren ca. 20-30%. Bei modernen PKW werden vermehrt NOx-Speicherkatalysatoren eingebaut, um die zukünftigen Abgasnormen zu erfüllen.
Zielkonflikt
Generell besteht ein Zielkonflikt zwischen geringen Ruß- und NOx-Emissionen. Erstere entstehen vermehrt bei geringen Brennraumtemperaturen, während sich bei hohen Temperaturen deutlich mehr NOx bildet.
Weblinks
- http://www.kolbenschmidt.de/pdfdoc/edr_d.pdf
- http://community.dieselschrauber.de/contenttopic.php?t=3095
Verbrennungsmotor | Abgasanlage (Verbrennungsmotor)
Exhaust gas recirculation | Recirculation des gaz d'échappement | 排気再循環 | Tái tuần hoàn khí thải
"Abgasrückführung"