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Drosselklappe beim diesel
ich hätte da mal ein interessantes thema zu disskusion und fakten- findung vorzustellen: diesel mit drosselklappe. mir sind verschiedene systeme bekannt. so wurden z.b. bei mb die dieselmotoren bis in die 70er jahre mit einer DK ausgerüstet, da die einspritzpumpe per unterdruck gesteuert wurde. (ohne dk hat man ja keinen unterdruck). zum zweiten ist mir die dk bei den neuen cdi- motoren (646) mit DPF (oder RPF) aufgefallen das die motoren auch wieder eine drosselklappe haben. hier aber zur steuerung der abgasrückführung. desweiteren habe ich auch bei ford was von ner dk gehört, weiss aber nicht wozu die gut sein soll. habe so ein paar gerüchte gehört das sie zum abstellen des motors sein. eigentlich auch blödsinn, aber egal, einen grund wirds schon haben. und genau diesen wollte ich mit eurer hilfe in diesem threat herausfinden. also wer verschiedene anwendungen für eine DK im dieselmotor hat der soll hier schreiben.
besonders denke ich da an dieselschraube. oder sonstige diesel. experten.
mfg andreas
Beste Antwort im Thema
"Meik´s 190er" u. "andreas-SL55AMG" haben es vom Prinzip her schon verstanden! Die rückgeführten Abgase werden immer HINTER der "Drucksteuerklappe" in den Ansaugtrakt geleitet. Sonst hätte die Klappe ja auch keinen Sinn!
Das Dillema "NOx-Wert auf der einen u. Rußausstoß auf der anderen Seite" ist seit jeher ein klassischer Zielkonflikt beim Diesel-Motor. Verbessert man das Eine, verschlechtert sich das Andere. Insgesamt (auf den gesammten Brennraum gesehen) gibt es beim Dieselmotor ja immer einen Luftüberschuß, GESAMT-Verhältnis ist also mager. Die Gemischbildung u. Verbrennung läuft bei einem Diesel aber ganz anders ab, als bei einem Benziner.
Beim Diesel wird der Kraftstoff ja erst am Ende des Verdichtungstakts direkt in den Brennraum (bzw. die Vorkammer) gespritzt, wo er sich dann auch gleich entzündet. Darum kann sich hier der Kraftstoff (vor der Zündung) auch nicht gleichmäßig mit der Luft vermischen. Eine gleichmäßige Gemischbildung findet hier praktisch überhaupt nicht statt. Der Sprit vermischt sich hier erst WÄHREND der Verbrennung mit der Luft!
Und obwohl sozusagen "global" ein Luftüberschuß vorhanden ist, gibt es deshalb während der Verbrennung auch Bereiche im Brennraum, wo Luftmangel (also Überfettung) herrscht. Bei einem Otto hat sich dagegen der Kraftstoff zum Zeitpunkt der Zündung schon sehr gut mit der Luft vermischt. Die Verbrennung verläuft hier ausgehend vom Zündfunken in nur einer Flammfront durch den Brennraum bis in die Ecken. Beim Dieselmot. ist das aber ja ganz anders. Hier zündet der Kraftstoff bereits während er eingespritzt wird. Beginnt außen herum (am Rand) um die Einspritzstrahlen, wo der Kraftstoff den ersten Kontakt mit dem Sauerstoff hat. Der Kraftstoff im "Kern" der Eispritzstrahlen verbrennt als letztes.
Gibt während der Verbrennung deshalb Bereiche, wo eine Überfettung (hier entstehen die Rußpartikel) vorhanden ist, u. Bereiche mit sehr magerem Gemisch (hier bildet sich NOx)! NOx entsteht übrigens in "Hitzenestern" von min. 1.800 Grad.
Der Abgas-Anteil bewirkt, dass während der Verbrennung insges. weniger Sauerstoff zur Verfügung steht. Dadurch bilden sich weniger Hitzenester, bzw. erreichen diese nicht mehr die Temp., welche für die Bildung der Stickoxide erfoderlich wäre. Und die Kehrseite: Dadurch gibt es aber noch mehr Bereiche, wo eine Überfettung vorhanden ist, u. sich deshalb nochmehr Rußpartikel bilden.
Und die "Drucksteuerklappe" drosselt nichts, wie ich schon geschr. hatte, sondern gehört zur AGR. Die Klappe ist nur nötig, damit eine bestimmte Menge Abgas überhaupt mit angesaugt werden kann. Egal ob es sich dabei um einen Saug- o. Turbodiesel handelt! Auch wenn diese Klappe im Leerlauf meistens etwas pulsiert, so kennt sie bei den meisten AGR-Systemen nur zwei Stellungen. Und zwar: Nur Auf und ZU! Und würde man beides deaktivieren. Also AGR-Ventil immer zu u. Steuerklappe immer geöffnet, würde der Motor genauso laufen. Nur das dann in den Last u. Drehzahlbereichen, wo die AGR sonst aktiv wäre, weniger Rußpartikel u. dafür mehr NOx entstehen würde!
Der einzige Weg aus diesem Dilema wäre (damit bei der Verbrennung sowohl weniger Stickoxide, wie auch Rußpartiel entstehen), auch beim Diesel eine homogenere Gemischbildung zu erreichen. Mit dem aktuellen Dieselkonzept ist das aber nicht möglich. Zumindest dann nicht, solange der Diesel erst exakt in dem Moment eingespritzt wird, wo er sich auch sofort entzünden soll, weil hier für eine homogene Gemischbildung keine Zeit ist. Würde man das ändern, dann würde der Dieselmot. aber viel von seinen Vorteilen einbüßen. Wir arbeiten aber bereits an einer vernünftigen Lösung!
Grüße
P. S. Ürsprünglich wollte ich da gar nichts so genau drauf eingehen, da es sich hier ja nicht um ein Wissenschafts-Forum, sondern um ein eher praxisorientiertes handelt!
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24 Antworten
Hallo andreas ,
interessantes Thema . Habe bei meinem Motor auch eine DK verbaut . Leider konnte mir keiner Erklären was es mit dem Teil auf sich hat .
Die DK wird nur zum Abstellen geschlossen.....mehr konnte ich nicht herausbekommen . Partikelfilter ist beim 1,9 CDTI Serienmäßig .
mfg
Omega-OPA
Die gleiche Frage ist auch im Ford-Forum aufgetaucht. Hat was mit dem AGR-System zu tun, durch den Unterdruck wird das Abgas leichter eingesaugt.
wenn du den dpf hast dann solll er über das agr- ventil mehr abgase ziehen (durch den unterdruck bei etwas geschlossener dk). soll heissen die agr- rete wird vergrössert. aber auch beid er regenerierung des filters soll neben der nacheinspritzung die dk etwas geschlossen sein, um höhere abgastemperaturen herbeizuführen. aber auch icht so ganz logisch, denn der dieselmotor erzeugt ja einen grossteil der wärme durch die verdichtung der luft. wenn jatzt also luft fehlt würde die verdichtungswärme auch weniger werden. auf der anderen seite würde der mehr eingesprite diesel auch weniger zum aufheizen benötigen.
jedes fachbuch schweigt sich über eine DK im diese aus. aber die technik wurde ja früher und wird heute verbaut.
Das , über das AGR zurückgeführte , Abgas bewirkt eine Senkung der Verbrennungstemperatur zur Vermeidung von Stickoxide. Wie da nun die DK reinpasst bleibt mir im Moment noch verborgen.
mfg
Omega-OPA
Die höhere Temperatur wird ja nicht im Zylinder erzeugt, sondern erst im Abgasrohr. Der Diesel, der per Nacheinspritzung in den Zylinder gelangt entzündet sich erst im Krümmer oder im Abgasrohr. So wird der Partikelfilter zum Freibrennen aufgeheizt.
Die Drosselklappe hat einen ählichen Effekt wie die Abgasrückführung. Beides senkt die Verbrennungstemperatur und die Sauerstoffmenge. Übliche Diesel saugen ja immer gleich viel Luft an und werden nur über die Dieselmenge gesteuert. Dadurch ist ausser bei Vollast mehr Sauerstoff vorhanden, als für die Verbrennung benötigt. Dieser führt insbesondere bei hohen Temperaturen zur "Verbrennung" von Stickstoff, also zur Bildung von Stickoxyden. Daher stossen alte Diesel relativ viele aus. Da aber nur ungeregelte Kat´s möglich waren beim Diesel, konnten diese auch nur bedingt ausgefiltert werden. Über die geregelte AGR und die Drosselklappe sucht man neue Regelungsmöglichkeiten um die Abgase zu reduzieren. Man will also idealerweise die Sauerstoffmenge passend zur Dieselmenge haben.
Gruß Meik
ja nu gut,
also die alten dieselmotoren von mercedes haben ALLE keine drosselklappe.
der diesel muss immer mit einem genau abgestimmten luft-überschuss arbeiten, sonst fängt er an zu rußen.
soweit waren wir ja schon.
auch die ersten 190D mit AGR hatten keine drosselklappe.
zur unterdruckerzeugung für steuer und hilfseinrichtung wird beim mercedes seit jeher eine seperate unterdruckpumpe (pieburg schrott) verbraut.
über diese ist auch bei den OM601-603 die AGR gesteuert worden.
aber ich werd es mir mal durchlesen wie das mit der AGR funktioniert.
Gedrosselt werden Diesel-Motoren nach wie vor über die Einspritz-Menge. Diese Klappen sind deshalb auch keine Drossel-, sondern Regel-Klappen. Sind Bestandteil einer geregelten AGR u. werden immer zusammen mit dem AGR-Ventil angesteuert.
Eine geregelte AGR wird wom Steuergerät angesteuert. Bei einer festgelegten Min.-Drehzahl wird das AGR-Ventil geöffnet u. bei einer festgel. MAX-Drehzahl wieder geschlossen. AGR ist deshalb nur in einem bestimmten Drehzahl- u. auch nur im Teillast-Breich aktiv. Die Regelklappe wird immer zusammen mit dem AGR-Ventil angesteuert. Immer wenn dieses geöffnet wird, wird die Klappe etwas geschlossen.
Grund: In diesem Lastbereich (niedrige bis mittlere Drehzahl u. nur Teillast) ist der Unterdruck im Saugrohr vergleichsweise niedrig u. es könnte nur eine entprechend geringe Abgasmenge rückgeführt werden. Die Klappe wird geschlossen, um eben den Unterdruck im Saugrohr zu erhöhen, damit eine höhere AGR-Rate möglich ist.
Sinn u. Zweck der AGR ist die Verbrennungstemp. zu reduzieren, wodurch sich der NOx-Wert verbessert. Nachteil: Der Rußaustoß erhöht sich aber dadurch. Deshalb ist bei hohen Drehzahlen, u. bei Vollast immer (bei Vollast auch bei niedrigen Drehzahlen) das AGR-Ventil geschlossen u. die Regel-Klappe vollständig geöffnet. Der Rußaustoß würde sich sonst hier zu sehr erhöhen!
Bei den MB-Motoren mit Rußpartikel-Filter, kann man deshalb auch mit höheren AGR-Raten arbeiten, bzw. die AGR in einem etwas breiteren Drehzahl- u. Last-Bereich arbeiten lassen!
Grüße
@ dieselschraube: in den 70er jahren gab es bei benz ein system womit die einspritzpumpen mittels (saugrohr)unterdruck gesteuert wurden. ich meinte hier keinen unterdruck für BKV oder so. leider vfindet man über dieses thema keine genaueren erläuterungen.
dann bliebe die frage übrig warum man bei ford eine drosselklappe verbaut hat. nicht bei den neuen modellen mit rpf , sondern bei den (alten) transit´s.
ob nun regel oder drosselklappe: darüber lässt sich streiten. denn diese klappe drosselt den luftstrom im saugrohr. andererseits kann man das auch als steuern bezeichnen, jedoch nicht als regeln, da keine (automatischen, selbsttätigen) korrekturen vorgenommen werden. also eine steuerklappe?? dann müsste man also bei älteren systemen, ohne elektronische regelung von eienr steuerklappe und bei neuen systemen von einer regelklappe reden. also alles unsinn. einigen wir uns auf eine bezeichnung: drosselklappe, denn sie drosselt ie luftzufuhr des motors.
oh jetzt hab ichs im WIS nagelesen.
die erste AGR generation hatte tatsächlich eine Drucksteuerklappe im Luftführungsgehäuse diese wird mechanisch pneumatisch angesteuert.
grundstellung im leerlauf: 35grad geöffnet
jetzt wirds interessant:
bei kühlmitteltemperatur größer 40grad, motordrehzahl 1000-2500 ist die drucksteuerklappe über das Thermoventil pneumatisch geschlossen und wird mechanisch dem lastzustand entsprechend direkt über das fahrpedal wieder geöffnet.
bei vollast ist die drucksteuerklappe voll geöffnet.
aber die "drosselklappe" ist nicht zur unterdruckerzeugung da, die ist einfach zur besseren dosierung des luftstroms da.
die perversität an dem ganze ist noch das dieses sehr aufwendige abgas rückführ system mit angeschlossenem oxy kat heute steuerlich überhaupt keinen vorteil bringt, aber ein mistiger nachrüst oxy kat ohne steuerung und AGR bekommt E2!
mein wissenstand dazu:
die temperaturerhöhung durch die kompression ist unabhängig von der beschaffenheit des gases. ob da 20% sauerstoff dabei sind oder weniger hat darauf keinen einfluss.
diese temperaturerhöhung durch kompression ist auch für das zünden des eingespritzten treibstoffes nötig.
damit wenig NOx entsteht, muss man den vorhandenen -- im teillastbereich zu großen -- sauerstoffanteil reduzieren. dann geht der sauerstoff zuerst in reaktion mit wasserstoff und kohlenstoff. der trägere stickstoff kommt dann nicht zum zug. bei zuwenig sauerstoff bleibt kohlenstoff übrig (ruß), bei zuviel steigen die NOx wieder an.
diese sauerstoffmengenreduzierung erreicht man durch beimischung einer möglichst zur einspritzmenge angepassten abgasmenge, die ja keinen nennenswerten sauerstoffanteil mehr hat. viel treibstoff = wenig abgasrückführung.
damit die abgase in den ansaugtrakt in der gewünschten menge rüberhuschen muss der druck im auspufftrakt höher sein als im jenem ansaugbereich, wo mit der frischluft gemischt wird.
soweit ist alles recht logisch. aber:
bei den cdi-motoren befinden sich die abgasrückführungskanäle meines wissens innerhalb des zylinderkopfes. das bedeutet, dass die abgase vom auspufftrakt nur dann in den ansaugtrakt gelangen können, wenn der druck im ansaugkrümmer niedriger ist als im auspufftrakt.
durch die turboaufladung ist dies aber nicht mehr gegeben. zumindest ab einer gewissen aufladung sprich motorleistung, die ja in direktem zusammenhang mit der turbo-leistung steht.
wie kommen nun doch die abgase in den zylinder? ich denke, dass der aufgeladene luftstrom per drosselklappe behindert wird, damit der abgasdruck doch noch höher ist, als der druck im einlassventilbereich. gibt es nicht so eine klappe in einem der beiden ansaugkanäle?
weiß jemand WO diese bzw diverse andere klappen sitzten? vor dem turbo, nach dem turbo, direkt im ansaugtrakt ...
früher wurde der abgasanteil einfach über dem motor hinweggeführt und vor dem turbo eingespeist. dort herrscht ja immer unterdruck, der das beimischen einfach macht.
und dass die abgasrückführung die verbrennungstemperatur senkt habe ich zwar schon oft gelesen, aber wie das passieren soll, dafür reicht meine phantasie nicht aus.
kann das alles stimmen?
lg austro-diesel
die drosselklappe (wie sie von mb im wis benannt ist bei cdi- motoren) sitzt nach dem ladeluftkühler aber vor der abgasrückführung (logisch). die abgasrückführung wird kurz hinter der drosselklappe in das saugrohr eingeführt.- die DK und AGR bilden ein bauteil. und die agr wird nicht im zyl-kopf eingeführt, sondern wie schon gesagt kurz nach der DK. die abgase für die agr werden zwar durch den zylinderkopf geleitet (am ende des letzten zyl), aber dort nicht eingeführt. dann gelengen die abgase durch ein kühlrohr (wärmetauscher, mit dem kühlkreislauf verbunden) und dann in das agr- ventil.
um im teillastbereich die nox anteile zu verringern werden grosse mengen abgas rückgeführt. daraus folgt das weniger sauerstoff an der reakton teilnehmen kann und zusätzlich das gekühlte abgas mit erwärmt werden muss. dito: niedrigere verbrennungstemperaturen --> weniger nox. u die rußbildung in grenzen zu halten wird natürlich weniger diesel eingespritzt (bzw zu anderen zeitpunkten).
@ dieselschraube: auf welche motorenjahrgänge beziehen sich deine angaben??
denn ich wüsst zu gern wie eine unterdruck gesteuerte einspritzpumpe ausschaut und wie die geregelt wird.
@austro-diesel:
Ja, genau, die Temperatur durch die Kompression ist immer die gleiche, aber nicht die Verbrennungstemperatur. Diese ist bei magerem Gemisch mit viel Sauerstoff höher. Das Problem ist jedoch, höhere Temperatur heisst weniger Ruß, aber mehr NOx. Also immer ein Kompromiss, der auch von der Qualität der Abgasreinigung (Kat, Rußfilter) abhängt.
Im Abgastrakt, insbesondere vor dem Turbo herrscht immer höherer Druck als im Ansaugtrakt, auch bei Aufladung im Teillastbetrieb. Der Turbo gewinnt seine Energie für die Kompression aus dem Abgasdruck. Die Steuerung der Drosselklappe muss man immer in Zusammenhang mit dem Turbo sehen. Bei Teillast brauchst du ja keine oder wenig Aufladung, da wird zus. mit der Drosselklappe gesteuert. Bei hoher Leistung ist diese ja eh offen, behindert dann also nicht den Turbo.
@dieselschraube: Die Abgaseinstufung erfolgt nur nach den Abgaswerten, die Technik dafür spielt keine Rolle. Wenn der Kat ohne AGR E2 schafft gut, mit AGR aber anscheinend noch nicht gut genug für E3. Bei den neuen Klassen übrigens nicht mehr auf 1l Brennstoff bezogen sondern auf 100km Fahrtstrecke, d.h. ein Auto mit mehr Verbrauch braucht bessere Abgaswerte als eins mit wenig Verbrauch.
Gruß Meik