FEV BEAT – ein innovatives Konzept zur Realisierung von Hochdruck-AGR am Ottomotor im gesamten Motorkennfeld

Die gekühlte Abgasrückführung (AGR) stellt beim aufgeladenen Ottomotor eine effektive Technologie zur Reduzierung von Klopfneigung, Wandwärmeverlusten und der Abgastemperatur dar. Während jedoch der Einsatz der Hochdruck-AGR in Folge der Druckverhältnisse zwischen Abgas- und Einlasssystem im Motorkennfeld eingeschränkt ist, limitiert bei der Niederdruck-AGR der Transientbetrieb die maximale AGR-Rate. Weitere Herausforderungen für den Einsatz der Niederdruck-AGR ergeben sich durch die zusätzliche Verdichterleistung, das Risiko von Versottung der Ansaugstrecke und die Gefahr von Tropfenschlag am Verdichterlaufrad. Vor diesem Hintergrund hat FEV eine hubventilgesteuerte Hochdruck-AGR („FEV BEAT – Broadened EGR Application Technology“) entwickelt, bei der das Abgas vor Turbine lediglich im Bereich des Vorauslassstoßes entnommen wird. Dadurch wird der Anwendungsbereich der HD-AGR im Motorkennfeld deutlich erweitert. In dieser Veröffentlichung werden zunächst das Funktionsprinzip des neuen Verfahrens im Detail sowie die Optimierung des Ventilhubprofils vorgestellt. Nachfolgend wird das thermodynamische Potential anhand von Ladungswechselsimulationen an konventionellen 3- und 4-Zylinder Turbomotoren analysiert und mit der konventionellen Nieder- und Hochdruck-AGR Technologie verglichen. Abschließend erfolgt der Übertrag auf ein hochverdichtetes Mild-Hybrid Motorkonzept, in dem die Kombination aus ND-AGR und BEAT eine weitergehende Effizienzsteigerung ermöglicht.