ABGASRÜCKFÜHRUNG

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Kategorie: TECHNIK

Hier finden Sie nützliches Wissen und wichtige Tipps rund um das Thema Abgasrückführungssystem bei Fahrzeugen

Das Abgasrückführungssystem (AGR) reduziert die NOx-Emissionen bei Verbrennungsmotoren. Es ist sehr hohen Belastungen ausgesetzt. Das kann vor allem bei Fahrzeugen mit hoher Laufleistung zu Problemen führen. Auf dieser Seite finden Sie nicht nur interessante Informationen zu den gängigen Systemvarianten und deren Funktion. Es erwarten Sie auch viele praktische Tipps für die Fehlersuche, das Prüfen und den Austausch von Bauteilen des AGR-Systems.

ABGASRÜCKFÜHRUNGSSYSTEM: GRUNDLAGEN

Immer strengere Gesetze machten es notwendig, die Abgasemissionen weiter zu senken. Dies gilt sowohl für Diesel- als auch für Benzinmotoren. Mit Hilfe der sog. Abgasrückführung wird der Ausstoß an Stickoxiden gesenkt. Bei Benzinmotoren wird im Teillastbereich außerdem der Kraftstoffverbrauch reduziert.

Bei hohen Verbrennungstemperaturen entstehen im Brennraum des Motors Stickoxide. Durch die Rückführung eines Teiles des Abgases zur frischen Ansaugluft wird die Verbrennungstemperatur im Brennraum abgesenkt. Aufgrund der niedrigeren Verbrennungstemperatur wird die Entstehung von Stickoxiden verringert.
Die Höhe der Abgasrückführungsrate bei Diesel- und Benzinmotoren wird durch nachfolgende Tabelle verdeutlicht:

 DieselBenzinBenzin
(Direkteinspritzer)
AGR-Rate (max)50 %20 %Bis zu 50 % (je nach Motorbetrieb, homogene oder geschichtete Ladung)
Abgastemperatur, wenn das AGR- System aktiv ist450°C650°C450°C bis zu 650°C
Warum wird ein AGR-System verwendet?Stickoxid, Rußpartikel- und GerauschreduzierungStickoxid- und VerbrauchsreduzierungStickoxid- und Verbrauchsreduzierung

AGR VENTIL: FUNKTION

Zwei Arten der Abgasrückführung sind hier zu unterscheiden: Die „innere“ und „äußere“ Abgasrückführung.

Bei der inneren Abgasrückführung erfolgt die Mischung zwischen Abgas und frischem Gemisch innerhalb des Brennraums. Dies wird bei allen Viertaktmotoren durch die systembedingte Ventilüberschneidung von Einlass- und Auslassventil erreicht. Bedingt durch die Konstruktion ist die Abgasrückführungsrate sehr gering und kann auch nur begrenzt beeinflusst werden. Erst seit der Entwicklung der variablen Ventilsteuerung kann, last- und drehzahlabhängig, aktiv auf die Rückführungsrate Einfluss genommen werden.

Die äußere Abgasrückführung erfolgt über eine zusätzliche Leitung zwischen dem Abgaskrümmer / -rohr und dem Ansaugkrümmer sowie dem AGR-Ventil.

Pneumatisches AGR-Ventil
Die ersten Systeme wurden durch ein Tellerventil gesteuert, das durch eine Unterdruckdose (pneumatischer Antrieb) geöffnet oder geschlossen wird. Dabei diente der Saugrohrdruck als Steuergröße für die Unterdruckdose. Damit war die Stellung des Tellerventils vom Betriebszustand des Motors abhängig.

Um mehr Einfluss auf die Abgasrückführungsrate zu bekommen, wurden pneumatische Rückschlag- und Druckbegrenzungsventile sowie Verzögerungsventile eingebaut. Einige Systeme berücksichtigen als Regeldruck für die Unterdruckdose zusätzlich den Abgasgegendruck. In manchen Betriebszuständen wird die Abgasrückführung ganz abgeschaltet. Dies wird durch den Einbau von elektrischen Umschaltventilen in die Steuerleitung ermöglicht. Trotz dieser Möglichkeiten der Einflussnahme war das System immer abhängig vom Lastzustand des Motors und dem damit verbundenen Saugrohrunterdruck zum Steuern der Unterdruckdose.

Elektrisches AGR-Ventil
Um den Anforderungen moderner Motoren gerecht und unabhängig vom Saugrohrunterdruck zu werden, wurden elektrische Antriebe für die Abgasrückführungsventile entwickelt. Gleichzeitig wurden Sensoren integriert, mit denen die Ventilstellung erkannt wird. Diese Entwicklungen ermöglichen eine exakte Regelung mit kurzen Stellzeiten. Als elektrischer Antrieb werden heute neben Schrittmotoren, Hub- und Drehmagneten auch Gleichstrommotoren eingesetzt. Auch das eigentliche Regelventil wurde im Laufe der Zeit verändert. Außer Nadel und Tellerventilen mit unterschiedlichen Größen und Abmessungen kommen heute auch Drehschieber- und Klappenventile zum Einsatz.
Druckwandler haben die Aufgabe, den notwendigen Unterdruck für das AGR-Ventil zu steuern. Sie passen den Unterdruck dem jeweiligen Lastzustand des Motors an, um eine genau festgelegte Rückführungsrate einzuhalten. Ihre Ansteuerung erfolgt mechanisch oder elektrisch

Auftretende Fehler und Ursachen

Aufgrund der hohen Belastungen ist das AGR-Ventil sicherlich die größte Fehlerquelle. Durch Ölnebel und Ruß aus dem Abgas versottet das Ventil und der Querschnitt der Ventilöffnung verkleinert sich im Laufe der Zeit, bis hin zum kompletten Verschluss. Dadurch bedingt sinkt ständig die zurückgeführte Abgasmenge, was sich im Abgasverhalten wiederspiegelt. Die hohe thermische Belastung begünstigt diesen Vorgang noch. Auch das Schlauchsystem für den Unterdruck ist häufig Ursache für auftretende Fehler. Durch Undichtigkeiten geht der benötigte Unterdruck für das AGR-Ventil verloren und das Ventil öffnet nicht mehr. Ein mangels Unterdruck nicht funktionierendes AGR-Ventil kann natürlich auch durch einen defekten Druckwandler oder ein nicht korrekt arbeitendes Thermoventil verursacht werden.

Um das Abgasrückführungssystem zu prüfen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Diese sind abhängig davon, ob das System eigendiagnosefähig ist oder nicht. Systeme, die nicht eigendiagnosefähig sind, können mit einem Multimeter, einer Handunterdruckpumpe und einem Digitalthermometer geprüft werden.

Bevor aber mit aufwändigen Prüfungen begonnen wird, ist eine Sichtprüfung aller systemrelevanten Bauteile durchzuführen. Das bedeutet:

  • Sind alle Unterdruckleitungen dicht, richtig angeschlossen und ohne abgeknickt zu sein verlegt?
  • Sind alle elektrischen Anschlüsse am Druckwandler und Umschalter richtig angeschlossen? Sind die Kabel in Ordnung?
  • Gibt es Undichtigkeiten am AGR-Ventil oder den angeschlossenen Leitungen?

Quelle: Hella