Abgasrückführung (AGR)

Die Abgasrückführung (AGR) wird zur Minderung von Stickoxiden (NOx) verwendet, welche bei der Verbrennung von Kraftstoff in Ottomotoren und Dieselmotoren entstehen. Diese Reduktion ist nötig, um die vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte einzuhalten. In Dieselmotoren dienen sie zusätzlich der Geräuschreduzierung, in Otto-Motoren der Senkung des Kraftstoffverbrauches. Besondere Bedeutung hat die AGR bei magerem Verbrennungsgemisch.

Bei hohen Verbrennungstemperaturen entstehen im Motor zunehmend umweltschädliche Stickoxide. Um diese zu reduzieren, muss die Verbrennungstemperatur gesenkt werden. Ein Teil des Abgases wird deshalb im Teillastbereich über ein Rohr der angesaugten Frischluft zugemischt. Die Regelung hierzu übernimmt ein außerhalb des Motors angebrachtes Abgasrückführventil (externe Abgasrückführung). In gewissen Grenzen regelbar wird zudem systembedingt bei allen 4-Takt-Motoren das Abgas während des Ansaugtaktes durch ein offenes Auslassventil wieder angesaugt (interne Abgasrückführung).

Das bei beiden Varianten entstehende Gemisch aus Frischluft und Abgas besitzt einen (bezogen auf das Volumen) niedrigeren Sauerstoffgehalt und erreicht daher nicht mehr die für die Stickstoffoxidbildung erforderliche Temperatur im Brennraum.

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.

Bei Ottomotoren wird die Abgasrückführung zudem bewusst zum Absenken des spezifischen Kraftstoffverbrauchs im Teillastbereich eingesetzt. Das Hinzufügen nicht brennbaren Gemisches ermöglicht es, bei gleicher gewünschter Motorleistung die Drosselklappe weiter zu öffnen und die Strömungsverluste an dieser Stelle zu verringern. Bei vernünftigem Einsatz einer Abgasrückführung kann der Verbrauch in der Teillast ohne Nachteile in der Fahrbarkeit um bis zu 5 % abgesenkt werden. Hierzu werden aber diagnostizierbare AGR-Systeme benötigt (Lagerückmeldung des offenen Ventilquerschnitts oder indirekte Überwachung über den Luftmassenmesser).

Da bei dieselbetriebenen Motoren die Rußpartikelemissionen stark vom Abgasrückführsystem beeinflusst werden, ist dort eine hohe Regelgenauigkeit erforderlich. Dies begründet den Einsatz eines zusätzlichen Sensors für die Ventilposition.

Die Abgasrückführung findet nur im Teillastbereich statt. Die maximalen Abgasrückführungsraten betragen bei Dieselmotoren etwa 60 %, bei Direkteinspritzer-Otto-Motoren etwa 50% und bei konventionellen Saugrohr-Ottomotoren etwa 20 %.

Die interne AGR wird heute über verstellbare Nockenwellen gesteuert. Bei älteren Nockenwellenantrieben ohne Verstellung ist die interne AGR - soweit überhaupt vorhanden - konstruktiv festgelegt.

Bei OBD-Fahrzeugen erfolgt die Überwachung der Abgasrückführung (je nach Fahrzeughersteller) über Temperaturfühler im Ansaugkanal, Druckfühler im Ansaugkanal oder Potentiometer am Abgasrückführventil. Die Sensoren melden dem Steuergerät, ob das System funktioniert. Bleibt die Rückmeldung aus, wird vom Steuergerät die OBD-Lampe angesteuert.