Lean EGR – Homogener Magerbetrieb mit geregelter Abgasrückführung (AGR) zur Minimierung von Stickoxiden bei Blockheizkraftwerken

Zur Einhaltung zukünftiger Emissionsgesetzgebungen, insbesondere im Hinblick auf NOx-Emissionen, wird im Rahmen des Vorhabens „LeanEGR“ ein Abgasrückführsystem für einen Gasmotor entwickelt. Zum Einstellen optimaler Betriebspunkte hinsichtlich motorischem Wirkungsgrad und Emissionen wird zudem eine auf Ionenstrommesstechnik basierende Gemischregelung konzipiert.

Der Vorteil von AGR beruht hauptsächlich auf der im Vergleich zu Luft höheren spezifischen Wärmekapazität des Abgases, wodurch sich geringere Verbrennungsspitzentemperaturen ergeben und somit die NOx-Emissionen im Vergleich zum reinen Magerbetrieb (Luftüberschuss) deutlich gesenkt werden können. Bei Saugmotoren mit begrenzter Zylinderfüllung zieht AGR jedoch einen Abfall der Motorleistung mit sich. Wird die eingeblasene Kraftstoffmenge konstant gehalten und der Zündzeitpunkt angepasst, kann dem Leistungsabfall allerdings entgegengewirkt werden. Im Vergleich zum reinen Magerbetrieb ermöglicht die Kombination aus AGR und Zündzeitpunktsanpassung das Einstellen von gleichen NOx-Emissionen bei höherer Motorleistung.

Das AGR-System wird mithilfe von 1D- und 3D-Simulationen ausgelegt und anschließend am Forschungsprüfstand in Betrieb genommen. Die dazu verwendeten Programme sind AVL Boost bzw. AVL Fire (www.avl.com).

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Kontakt

Denis Neher

Institut für Kälte-, Klima- und Umwelttechnik
Tel.: +49 (0)721/925 - 1825
Email: denis.neher[at]hs-karlsruhe.de