Renaissance der Abgasrückführung: AGR steht bei Automobilherstellern weiter hoch im Kurs / Huber Group entwickelt spezielles Verfahren zur AGR – Gleichverteilung
Einhergehend mit der Umsetzung der Euro-5-Norm vermuteten viele Experten das Aussterben von Abgasrückführungssystemen zu Gunsten der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) oder anderer Technologien. Nun zeigt sich, dass selbst renommierte Automobilhersteller die Vorteile von AGR (Abgasrückführung) weiter zu schätzen wissen: BMW präsentierte beispielsweise erst diesen Monat den neuen 730d mit integriertem AGR-System. Die Huber Group, Entwicklungsdienstleister und TIER1-Systemlieferant für Automobil- und Motorenhersteller, folgt diesem Trend und hat sein Abgasrückführungssystem weiterentwickelt.
Wie bei gängigen AGR-Systemen wird auch beim Verfahren der Huber Group Abgas aus dem Abgaskrümmer entnommen und über das AGR-Ventil in das Saugrohr zurückgeführt. Hierdurch steigt der Inertgasanteil in der Frischgasfüllung. Infolgedessen wird die Brenngeschwindigkeit verlangsamt und die Verbrennungsspitzentemperatur gesenkt, was letztendlich zu einer Verringerung der temperaturabhängigen NOx-Bildung führt. Um das NOx-Reduktionspotential zusätzlich zu steigern, arbeitet die Huber Group mit einer AGR-Kühlung mit Bypass-Lösung. Ein Teil des Abgases wird vor der Turbine des Abgasturboladers entnommen, im „EGR-Cooler“ gekühlt, und danach der Frischluft beigemischt. Neben der AGR-Kühlung beinhaltet das Huber-System ein elektronisches Steuerungssystem, welches zwischen transienten und stationären Betriebszuständen unterscheidet. Abhängig vom Grad der Drehzahlveränderung bemisst das System, im jeweiligen Last- oder Drehzahlpunkt der gerade durchlaufen wird, eine niedrigere oder höhere AGR-Mindermenge, im Vergleich zur rückgeführten Menge im stationären Betriebszustand. Arbeiten konventionelle Systeme mit einer klassischen Kennfeldlösung, in der der dynamische Betrieb über Vorsteuerung mehr oder minder erfolgreich abgedeckt wird, so verwendet Huber ein Kubusmodell mit „Beschleunigung“ als dritter Dimension. Darüber hinaus birgt das Hubersche AGR-System vor allem Vorteile durch eine spezielle Mischkammer: Das Abgas wird der Frischluft nicht wie zumeist üblich einseitig zugeführt, sondern gelangt aus dem AGR-Ventil vorab in eine dem Saugrohr vorgelagerte Mischkammer. Mittels einer integrierten Ringblende, welche speziell an den jeweiligen Motor angepasst wird, kann das Zuströmen des Abgases gezielt beeinflusst werden. Dadurch lässt sich eine homogene Verteilung der AGR-Menge über den gesamten Kanalquerschnitt der Frischluftzuführung erzielen. Die daraus resultierende Gleichverteilung des Abgases auf alle Zylinder führt zu einer Steigerung der AGR-Rate, da der NOX/PM Trade-off aller Zylinder nahezu identisch gelagert ist, ohne dass mit einer erhöhten Rußbildung bei einem oder mehreren Zylindern gerechnet werden muss. Anhand einiger Projekte mit älteren Motorgenerationen konnte ein erhebliches Potential zur Nox-Absenkung ermittelt werden und in der Regel ließen sich die Motoren ohne weitere konstruktive Eingriffe im Bereich Gemischbildung und Brennraumgestaltung um eine ganze Emissionsstufe upgraden. Eine Feasibility-Studie ergab, dass selbst die Euro-6-Norm unterstützt durch ein AGR-System erreicht werden kann.
„AGR bietet bei intelligenter Nutzung nach wie vor die Möglichkeit nicht nur hocheffizient, sondern vor allem kostengünstig Stickoxide zu reduzieren. Auch wenn wir bereits Systemlösungen im Bereich der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) anbieten, sind wir vor allem aufgrund der Anfragen von OEMs davon überzeugt, dass die Anwendungsmöglichkeiten der Abgasrückführung noch nicht ausgeschöpft sind“, betont Jürgen Pilsl, Bereichsleiter Applikation und Testing bei der Huber Group. Das Entwicklungs- und Produktangebot der Huber Group rund um emissionsreduzierende Systeme und Komponenten umfasst somit ebenfalls SCR- und DPF- (Dieselpartikelfilter) Systemlösungen. Die Entscheidung für den Einsatz eines bestimmten Verfahrens oder auch eine individuelle Kombination wird in enger Zusammenarbeit mit dem jeweiligen Kunden gefällt. Hierdurch können sowohl Kostenvorteile ausgeschöpft, als auch spezifische Kundenanforderungen optimal umgesetzt werden.
Die Entwicklung von Motor- und Powertrain-Steuerungssystemen, mit dem Schwerpunkt der Emissionsreduzierung bei Dieselmotoren, zählt zu den Kernkompetenzen der Huber Group. Die internationale Erfahrung erstreckt sich über die Abgasnachbehandlung bei Dieselmotoren, die Auslegung und Applikation von dynamischen Abgasrückführungssystemen im transienten Fahrbetrieb, bis zu Entwicklungsprojekten für komplette Steuergeräte im Bereich Otto-Motoren und Hybrid-Antrieb. Funktionsentwicklungen und Steuerungssysteme für die Abgasnachbehandlung (SCR und DPF) runden das Leistungsportfolio ab.
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