Innovative Systeme zur Abgasrückführung

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Stuttgart, September 2007 – Systeme zur Abgasrückführung (AGR) werden vermehrt eingesetzt, um Stickozid-Emissionen von Verbrennungsmotoren zu reduzieren. Der Stuttgarter Automobilzulieferer MAHLE entwickelt für Diesel- und Ottomotoren verschiedene Techniken, welche die gekühlte externe Abgasrückführung unterstützen und regeln.

Die verschärften Emissionsgesetze stellen indirekt immer höhere Anforderungen an die AGR-Systeme, vor allem im Bezug auf Regelgüte und Dauerhaltbarkeit. Zur Regelung des Massenstroms des rückgeführten Abgases werden zunehmend elektrisch angetriebene AGR-Ventile eingesetzt. Sie ermöglichen sowohl eine genaue Dosierung als auch eine Rückmeldung der aktuellen Ventilposition. Darüber hinaus muss gewährleistet sein, dass sich die Ventile auch bei starker Verschmutzung nicht festsetzen. Diesen technischen Anforderungen stehen Bestrebungen zur Kosten-, Bauraum- und Gewichtsreduzierung der Bauteile gegenüber.

Das AGR-Ventil von MAHLE kombiniert bekannte Techniken wie etwa den elektrischen Antrieb mit einem Gleichstrommotor, das Stirnradgetriebe und das bewährte Tellerventil mit einer speziellen Kniehebellösung. Dadurch wird besonders bei kleinen Öffnungsquerschnitten ein nichtlineares Öffnungsverhalten mit geringer Stellgeschwindigkeit und hohen Öffnungskräften erreicht. So wird die Dosierbarkeit bei Betriebszuständen – bei denen nur geringe Abgas-Rückführraten erlaubt sind – optimiert. Durch die hohen Öffnungskräfte sind auch große Ventilquerschnitte für hohen Durchsatz realisierbar, und ein Festsetzen des Ventils wird wirkungsvoll verhindert. Durch seine besondere Konstruktion nimmt das Ventil im Fehlerfall eine definierte „Fail-Safe“-Position ein. Um die optimale Regelgenauigkeit langfristig zu erhalten, bietet MAHLE die AGR-Ventile optional mit einer integrierten Regelelektronik inklusive verschleißfreier Positionssensorik an. Diese Konzeption erfüllt auch die höchsten EMV-Anforderungen.

Das MAHLE AGR-Ventil hat seine hohe Regelgenauigkeit und Zuverlässigkeit in zahlreichen Motorapplikationen über lange Laufzeiten störungsfrei bewiesen. PKW-Dieselmotoren erzeugen mit diesem Ventil um bis zu acht Prozent geringere Stickoid-Rohemissionen im Vergleich zu einem konventionellen AGR-Ventil. Derzeit entwickelt MAHLE integrierte Systeme mit Kühlern, die auf diesem Ventil basieren. Damit steht ein Systemkonzept zur Verfügung, das eine kompakte und robuste Bauweise mit ausgezeichneter Stellgenauigkeit verbindet. Diese Module umfassen noch weitere Funktionalitäten, wie beispielsweise ein Bypass-Ventil für den Kaltstart.

Parallel stellt MAHLE eine grundlegend neue AGR-Technologie vor, die auf einem schnell Schaltenden Ladeluft-Ventil – Rotierend (SLV-R) basiert. Bei diesem System ist ein elektromagnetisches Ventil mit rotierender Klappenbewegung in der Frischluftleitung vor der AGR-Einleitstelle positioniert. Durch kurzzeitiges Schließen des Ventils wird ein temporärer Unterdruck auf der Ladeluftseite erzeugt, der das notwendige Druckgefälle zur Abgasrückführung herstellt. Ein weiterer Vorteil im Vergleich zu konventionellen AGR-Ventilen besteht darin, dass das Ladeluftventil im Frischluftpfad eingebaut wird und somit nicht direkt dem rückgeführten Abgas ausgesetzt ist. Dies minimiert sowohl die thermische Beanspruchung als auch die Verschmutzung des Ventils. Die kontinuierlich rotierende Bewegung der Klappe führt überdies zu einer einfachen Ansteuerung sowie zu einer hohen Lebensdauer.

Die Vorteile der schnell schaltenden Ventile sind die signifikant größere erreichbare AGR-Rate und eine schnelle Adaption an Lastpunktänderungen des Motors. Die Wirkungsweise der Ventile hat MAHLE bereits in unterschiedlichen Versuchsmotoren nachgewiesen.

MAHLE bietet für moderne Verbrennungsmotoren ein großes Spektrum innovativer AGR-Systeme. Sie setzen bezüglich Regelgenauigkeit, Öffnungskräfte sowie kennfeldweiter Erhöhung der absoluten Rückführrate in Hoch-AGR-Systemen neue Meilensteine. Die komplexe Entwicklung dieser innovativen AGR-Systeme erfolgt bei MAHLE in enger Zusammenarbeit zwischen Vorentwicklung, Serienentwicklung sowie den Experten bei der Engineering-Tochter MAHLE Powertrain. Die Fertigung erfolgt in modernen Einrichtungen, die höchste Anforderungen an Qualität und Präzision erfüllen. Mit den innovativen AGR-Systemen unterstützt MAHLE nachdrücklich die Entwicklung von modernen Diesel- und Ottomotoren, besonders im Hinblick auf die stetig steigenden Anforderungen.


Der MAHLE Konzern ist einer der 30 weltweit größten Automobilzulieferer. Als führender Hersteller von Komponenten und Systemen für den Verbrennungsmotor und dessen Peripherie zählt MAHLE zu den Top-3-Systemanbietern bei Kolbensystemen, Zylinderkomponenten, Ventiltriebsystemen sowie Luftmanagement- und Flüssigkeitsmanagement-Systemen. MAHLE beschäftigt mehr als 40 000 Mitarbeiter an 110 Produktionsstandorten und in sieben Forschungs- und Entwicklungszentren. 2006 erzielte MAHLE einen Umsatz von mehr als 4,3 Milliarden EUR (5,8 Milliarden USD).