Abgasklappen-Stellmotor auf der Niederdruckseite, nach dem Partikelfilter. Bild: Gerald Schneehage
Abgasklappen-Stellmotor auf der Niederdruckseite, nach dem Partikelfilter. Bild: Gerald Schneehage

Abgasklappen-Stellmotor auf der Niederdruckseite, nach dem Partikelfilter. Bild: Gerald Schneehage

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KLAPPE HALTEN! DER ABGASKLAPPEN-STELLMOTOR BEIM DIESEL

Zahlreiche Diesel-Aggregate verfügen über ein zusätzliches Niederdruck-Abgasrückführ-System. Die Abgase werden dabei – im Gegensatz zum Hochdruck-Abgas-Rückführsystem erst nach dem Partikelfilter entnommen, um sie auf der Saugseite dem Turbolader wieder zuzuführen. Fällt der dafür zuständige Abgasklappen-Stellmotor aus, hat das unterschiedliche Auswirkungen.

NOx-Reduktion ist Trumpf

Da das Abgas beim ND-AGR erst hinter dem Partikelfilter entnommen wird, ist es bereits weiter abgekühlt, das Druckgefälle ist kleiner. Hinzu kommt der Rußanteil, der annähernd gegen Null geht, die Versottungsneigung des Turboladers ist daher überaus gering. Zusätzlich reagiert der Turbolader rascher auf Lastwechsel, die Verbrennung wird aufgrund des günstigeren Abgas-Luftgemisches verbessert. Dies hat höhere AGR-Raten sowie eine Reduzierung der NOX-Emissionen zur Folge.

Technische Umsetzung

Damit die Niederdruck-Abgasrück­führung realisiert werden kann, muss nach dem Partikelfilter ein Staudruck erzeugt werden. Dieser wird mithilfe einer Ab­gasklappe, die nach dem Partikelfilter im Ab­gasstrang platziert ist, ge­neriert. Durch das Anstel­len der Abgasklappe wird der Auspuffquerschnitt verkleinert, somit steigt der Abgasdruck vor der Ab­gasklappe an. Aufgrund des Stau­drucks werden die Abgase über das Niederdruck-Ab­gasrückführventil und den Niederdruck-Abgaskühler dem Ansaugsystem zwi­schen Luftmassenmesser und Verdichter-Rad des Turboladers zugeführt. Der Abgasklappen-Stellmotor wird vom Motorsteuergerät angesteuert und meldet über einen Positionssensor die Position der Abgasklappe zurück. Zur Überprüfung des Positionssensors dient die Stellglieddiagnose. Das Ansteuerungssignal des Abgasklappen-Positionssensors sowie die Rückmeldung des Positionssensors kann mit dem Oszilloskop dargestellt werden.

Anschlussplan des Abgasklappen-Positionssensors und des Abgasklappen-Stellmotors. Grafik: Gerald Schneehage
Anschlussplan des Abgasklappen-Positionssensors und des Abgasklappen-Stellmotors. Grafik: Gerald Schneehage

Auswirkungen bei Ausfall

Der Ausfall der Abgasklappe kann sich unterschiedlich auswirken. Lässt sie sich nicht mehr schließen, führt dies zu einer zu geringen Abgasrückführungsrate unter Last und zu einer erhöhten Schadstoffemission. Ist hingegen die Abgasklappe permanent teilweise oder gar vollständig geschlossen, führt dies zu verminderter Motorleistung, einem erhöhten Staudruck und erhöhten thermischen Belastungen im Bereich von Motor, Turbolader, Katalysator, Partikelfilter und Abgasklappe. „Eine komplett geschlossene Abgasklappe kann dazu führen, dass der Motor ausgeht und ein Motorstart nicht mehr möglich ist“, so Buchautor und Diagnosespezialist Gerald Schneehage.

Variantenreichtum

Je nach Anforderung an die Leistungsentfaltung, den Verbrauch und die Emissionen eines Aggregats, kommen verschiedene Kombinationen der Abgasrückführung zum Einsatz. Beispiele sind die beschriebene, gekühlte Niederdruck-AGR (inklusive, vorgeschalteter Hochdruck-AGR) sowie das ungekühlte und gekühlte Hochdruck-AGR (ohne Niederdruck-AGR). Wobei fast alle modernen Dieselmotor-Managementsysteme heutzutage mit der beschriebenen Kombination aus Niederdruck- und Hochdruck-Abgasrückführung, in Verbindung mit einer Abgasklappensteuerung, ausgestattet sind.

Die Ansteuerung des Abgasklappen-Stellmotors erfolgt mittels pulsweiten-moduliertem Signal. Vom Motorsteuergerät kann die Stromrichtung variiert werden. Grafik: Gerald Schneehage
Die Ansteuerung des Abgasklappen-Stellmotors erfolgt mittels pulsweiten-moduliertem Signal. Vom Motorsteuergerät kann die Stromrichtung variiert werden. Grafik: Gerald Schneehage

Beitrag: Georg Blenk, Krafthand Medien

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