Abgas

Die Abgasrückführung

Bei hohen Verbrennungstemperaturen entstehen im Motor zunehmend umweltschädliche Stickoxide. Um diese zu reduzieren, muss die Verbrennungstemperatur gesenkt werden.

Mit Hilfe der Abgasrückführung wird die Entstehung von NO_x bei Otto- oder Dieselmotoren verringert.

Um dies zu erreichen, wird bei der äußeren Abgasrückführung ein Teil des Abgases über ein Rohr zurück zur Saugseite geführt und dort dem Frischgas beigemischt. Die Regelung hierzu übernimmt ein außerhalb des Motors angebrachtes Abgasrückführventil. 

Systembedingt wird während des Ansaugtaktes etwas Abgas durch das offene Auslassventil wieder angesaugt (siehe interne Abgasrückführung).

Schematische Darstellung der Abgasrückführung (Bosch)

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 Motoren durchgeführt.

Die Rückführrate des Abgases darf auch keinen Fall  zu hoch sein, da sonst das Gemisch zu wenig Sauerstoff erhält und es sich zu viele Kohlenwasserstoffe (HC) bilden würden. Die maximalen Abgasrückführungsraten betragen bei Dieselmotoren etwa 60 %, bei Direkteinspritzer-Otto-Motoren etwa 50% und bei konventionellen Saugrohr-Ottomotoren etwa 20 %.

Positiver Nebeneffekt: Bei Ottomotoren bewirkt die gesteuerte und überwachte Abgasrückführung ein Absenken des spezifischen Kraftstoffverbrauchs um bis zu 5%. Das Hinzufügen nicht brennbaren Gemisches ermöglicht es nämlich, bei gleicher gewünschter Motorleistung die Drosselklappe weiter zu öffnen und die Strömungsverluste an dieser Stelle zu verringern. 

AGR-Ventil für einen Dieselmotor von Pierburg

Bei OBD-Fahrzeugen, wird das AGR-System vom Steuergerät überwacht und aktiviert. Die Abgase werden vom Motor über das getaktete AGR-Ventil angesaugt. Dadurch ändert sich die Ansaugtemperatur am NTC im Saugrohr. Somit weiß das Steuergerät, dass das AGR System in Ordnung ist. Bleibt der Temperatursprung aus, wird vom Steuergerät die MIL Fehler-Lampe angesteuert. Als Rückmeldungssensoren, können auch Drucksensoren, oder Potentiometer verbaut sein.

AGR-System mit AGR-Ventil und EPW oder wahlweise mit EDW

Die Ansteuerung des AGR-Ventils, erfolgt je nach Ausführung des AGR-Systems über 

• Mechanische Druckwandler, 

• Elektro-Pneumatische Druckwandler (EPW) 

• Elektrische Druckwandler (EDW). 

Es können aber auch Elektro-Umschaltventilr (EUV) oder Thermoventile verbaut sein. 

Die Funktion von EPWs ist ähnlich einem "Dimmer" im elektrischen Stromkreis zu verstehen. Aus Unterdruck und Atmosphärendruck wird im EPW ein Mischdruck (Steuerdruck) gebildet, über den pneumatische Steller (Unterdruckdose beim Turbo bzw. AGR-Ventil) stufenlos eingestellt werden können. 

1 Saugrohr, 2 Klappenstutzen, 3 Luftfilter, 4 Elektrischer Druckwandler, 5 Steuergerät, 6 AGR-Ventil mit Temperaturfühler, 7 Auspuffkrümmer, 8 Katalysator

Ein defektes Teil im Abgasrückführsystem führt im Allgemeinen zu einer deutlichen Verschlechterung der Abgaswerte. 

Darüber hinaus kann es zu einer Verschlechterung des Fahrverhaltens führen (Leerlaufprobleme, Ruckeln, Leistungsverlust, Motor geht in Notlauf). 

Bei jeder Beanstandung und bei jeder Abgasuntersuchung (AU) ist daher auch das Abgasrückführsystem zu prüfen.

Vermehrte Rußansammlung im Abgasrückführventil führt häufig zum Defekt. Schlechte Gasannahme und schließlich starker Leistungsverlust oder erhöhter Verbrauch können dann die Folge sein, je nachdem, in welcher Position das Ventil stehen bleibt. Die meisten Fahrzeuge, die mit einem AGR System ausgestattet sind, zeigen den Defekt aber auch durch Aufleuchten von Motorkontroll- oder Werkstattlampe und durch Speichern eines Fehlercodes an.

 

Defektes Elektrisches AGR-Ventil - durch ölhaltige Ablagerungen verklebt (Ursache möglicherweise stark ölhaltige Ansaug- oder Ladeluft, häufige Kurzstreckenfahrten im Winter usw.)

Ein AGR-Ventil kann im Prinzip relativ einfach auf Funktion und Dichtheit geprüft werden. Am Beispiel von Pierburg soll dies exemplarisch verdeutlicht werden. Grundsätzlich sollte beim Aufleuchten der Fehlerlampe (MIL) die Werkstatt aufgesucht werden. 

Bei Einmembranausführungen (Pierburg) wird bei "Motor aus" mit der Handunterdruckpumpe eine Druckdifferenz von ca. 300 mbar  erzeugt (Diesel 500 mbar). Diese darf innerhalb von 5 min. nicht abfallen. Bei betriebswarmen Motor im Leerlauf wird ebenfalls eine Druckdifferenz von ca. 300 mbar erzeugt. Der Leerlauf muss sich nun deutlich verschlechtern bzw. der Motor kann ausgehen. 

Bei Einmembranausführungen mit Temperaturfühler wird dieser aus dem Ventil herausgedreht und der Widerstand gemessen (Sollwerte: bei 20°C >1000 kΩ, 70°C 160-280 kΩ, 100°C 60-120 kΩ). Zum Erwärmen Thermopistole benutzen oder evtl. in heißes Wasser (80-100°C) halten. Das Signal des Temperaturfühlers wird nur zur Diagnose der Abgasrückführung durch das Steuergerät genutzt. Anhand des Signals erkennt die Eigendiagnose Fehler im AGR-System. Im Regelfall wird hier ein Fehlercode gesetzt. 

Abgasrückführventil mit Temperaturfühler Einmembranausführung (Otto-Motor)