AGR

NOX-Reduzierungstechnologie

NOX entsteht, wenn der Sauerstoff und der Stickstoff der Luft in einer Umgebung mit hohem Druck und hoher Temperatur eine Reaktion miteinander eingehen. Dieselmotoren arbeiten mit hohen Verdichtungsverhältnissen und mageren Kraftstoffgemischen. Dies hat eine sauerstoff- und stickstoffreiche Atmosphäre im Verbrennungsraum zur Folge, die zur NOX-Bildung führt. Durch Rückführung eines Teils der Abgase in den Verbrennungsraum (Abgasrückführung = AGR) wird die Menge an überschüssiger Luft reduziert, so dass ein Zustand mit weniger verfügbaren Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen geschaffen wird, die sich in einer chemischen Reaktion zu NOX verbinden können. Eine Abgasrückführung kann auf verschiedene Arten erzielt werden.

Interne AGR

Die einfachste Methode besteht darin, entweder das Auslassventil während des Ansaugtaktes oder das Einlassventil während des Auspufftaktes kurz zu öffnen. Beide Methoden können durch einfache Modifikation der Nockenwelle realisiert werden, haben jedoch den Nachteil, dass sie unkontrolliert ablaufen. Dies bedeutet, dass die AGR immer arbeitet, unabhängig von der Motorlast und -drehzahl. Die interne AGR hat einen geringen Nachteil hinsichtlich des Drehmomentpotenzials, das von optimierten Nockenwellenprofilen abhängt.

Kontrollierte interne AGR

Eine weitere AGR-Methode besteht in der elektronischen Steuerung des Öffnungspunktes des Auslassventils. Dies geschieht mit Hilfe eines Magnetventils, das in geöffnetem Zustand ermöglicht, das Auslassventil hydraulisch über einen kleinen Stösselkolben geringfügig zu schließen. Der Vorteil ist, dass dieses System vom Motor-Management-System gesteuert wird, ohne den Nachteil gekühlter externer AGR, korrosive Stoffe zu erzeugen. Weitere Vorteile ein verbessertes Fahrverhalten und ein schnelleres Ansprechverhalten des Motors. Das System wird überwiegend in Hochleistungsmotoren eingesetzt, wie beispielsweise für Traktoren, Förderfahrzeuge und Baumaschinen.

Gekühlte AGR

Eine dritte AGR-Methode besteht darin, eine kleine Abgasmenge durch einen externen Kühler zu leiten und anschließend über ein Membranventil in das Verbrennungssystem zurückzuführen. Diese Methode wird als externe, gekühlte AGR bezeichnet. Dieses System ermöglicht eine höhere Leistungsdichte und bessere Drehmomentsteuerung, da das Membranventil elektronisch über das Motor-Management-System gesteuert werden kann. Durch Rückführung gekühlter Abgase wird die Temperatur der Ansaugluft herabgesetzt, was wiederum zu einer höheren Leistungsdichte führt. Nachteile sind höhere Kühlungsanforderungen und, was noch wichtiger ist, die Umwandlung von Schwefel aus dem Kraftstoff zu korrosiver Schwefelsäure. Diese AGR-Methode findet bei Motoren Anwendung, die für den Straßeneinsatz vorgesehen sind, wo der Diesel-Kraftstoff infolge gesetzlicher Regeln einen niedrigen Schwefelanteil aufweist.