Ein Abgasrückführventil ist ein Steuerventil, dass einen Teil des Abgases der Frischluft zuführt, die dann wieder zur Verbrennung in den Brennraum gelangt. Die Abgasrückführung ist ein System zur Minderung der Stickstoffoxide die bei der Verbrennung in Ottomotoren, Dieselmotoren, Gasturbinen oder in Heizkesseln entstehen. Das Abgasrückführventil steuert dabei den Verbrennungsprozess. Bei Dieselmotoren kann man mit Hilfe der Abgasrückführung die Stickstoffemissionen senken. Beim Otto-Motor hingegen ist es möglich den Kraftstoffverbrauch im Teillastbereich zu senken.
Abgasrückführventil: Funktionsweise
Im Motor entstehen bei sehr hohen Verbrennungstemperaturen umweltschädliche Stickoxide. Je länger der Zeitraum oberhalb der Verbrennungstemperatur von 2300 K und je höher die Verbrennungstemperaturen sind, desto mehr umweltschädliche Stickoxide entstehen. Wenn man bei dem Verbrennungsprozess ein inertes Gas zuführt, so kann die Entstehung von Stickoxiden gesenkt werden. Abgas ist beispielsweise ein inertes Gas. Leitet man einen kleinen Teil des Abgases zurück in den Brennraum, so wird die schnelle Oxidation von Kraftstoffmolekülen behindert und der Anteil an umweltschädlichen Stickoxiden gesenkt. Über das Ansaugrohr, welches die Frischluft ansaugt, wird ein Teil des Abgases in den Ansaugraum zurückgeführt. Wichtig bei diesem Vorgang ist die Regulierung der Abgasmenge, die zurückgeführt wird. Wenn zu viel Abgas in den Ansaugraum gelangt steigt die Partikelemission stark an. Die Aufgabe der Regulierung übernimmt das Abgasrückführventil, welches in der Regel außerhalb des Motors angebracht ist. Bei 4-Takt-Motoren wird das Abgas systembedingt während des Ansaugtaktes durch das geöffnete Auslassventil wiederum angesaugt. Die Abgasrückführung findet in der Regel im Teil- und Mittellastbereich statt.
Die Abgasrückführung wird bei Otto-Motoren zum Absenken des Kraftstoffverbrauchs im Teillastbereich eingesetzt. Durch die Zuführung des Abgases kann die Drosselklappe bei gleicher Motorleistung weiter geöffnet werden, so dass sich die Strömungsverluste in diesem Bereich verringern. Somit lässt sich der Kraftstoffverbrauch senken, ohne dass die Leistung merklich abnimmt.
Probleme bei der Abgasrückführung
- Prinzipiell besteht ein Konflikt zwischen geringer Stickoxid- und Rußemission. Während sich Stickoxide bei hohen Brennraumtemperaturen vermehrt bilden, entstehen Rußpartikel bei niedrigen Brennraumtemperaturen. Des weiteren wird die Leistung durch die Abgasrückführung negativ beeinflusst. Bei niedrigen Verbrennungstemperaturen steigt zudem der Anteil an Kohlenmonoxid und unverbrannter Kohlenwasserstoffe. Ein geregelter Katalysator mit Lambdasonde kenn diesen negativen Effekt minimieren.
- Es kann zu Rußansammlungen im Abgasrückführventil kommen, was Funktionsstörungen des Ventil zur Folge hat. Die Rußansammlungen führen dann zu einem Leistungsverlust oder einem erhöhten Kraftstoffverbrauch.