water-cooled AGR - why?

Hello,

As a justification for the water-cooled AGR, read generally "to increase the AGR rate."

Since the AGR only regulates based on the target air mass, it doesn't matter initially whether the normally aspirated air volume is increased due to hot exhaust gases, denser cooler exhaust gases, or whether CO2 or helium, etc., are used instead.

So, was bedeutet das also in Bezug auf Schadstoffe, wenn zum Beispiel statt 100 mg heißen Abgasen 150 mg kältere Abgase (die Zahlen sind willkürlich gewählt) in die Zylinder gelangen, wobei jedes Mal das gleiche "Statt-Frischluft-Volumen" pro Ansageweg vorhanden ist?

The only thing I can imagine is that a fresh air-exhaust gas mixture entering the cylinders with a cooled AGR would be colder than with an uncooled AGR, which in turn would correspondingly lower the NOx-rich combustion temperature peaks.

In this context, it would also be interesting to know why the 1.9-liter engines with the highest performance (ARL and BPX) require a cooled EGR system, while the ASZ in the G4 and Ibiza 6L can cope with the "hot" EGR system.
Okay, the measurements of emissions will somehow require it, but:

The software comparison between G4 ASZ / ARL and Ibiza ASZ / BPX is almost identical up to the maximum curve of the ASZ (as far as the different loaders allow), and the EU emissions cycle certainly never demands full throttle from the ASZ, for example, because... AFAK, an SDI operates on the same cycle.
In other words: In the EU exhaust cycle, ASZ, ARL, and BPX may only produce a maximum of 50 PS, and their exhaust-relevant engine hardware (cylinders, catalytic converters, PDEs, valves, etc.) must be identical, except for the turbocharger, intercooler (SMIC / FMIC), and the resulting intake system design.
The AGR system should, in principle, be able to regulate the desired air mass, even with different intake flow characteristics and LLT (which, at a power output of 50 hp, will only be a few percent above AT, regardless of whether SMIC or FMIC?).

Why does the standard, uncooled EGR system then come with normal, uncooled AGR, and the more powerful versions in the same vehicles (!) require the cooled AGR?

[Translating...][Spekulation] Villeicht weil die AGR zum Teil wie eine Kühlmittelheizung wirkt, und den Motor schneller erwärmt, und keine zusätzliche Energie (wie Glühstiftheizung) braucht?! und Motoren wie ARL und BPX werden sicher nicht von Schleichern gefahren [/Spekulation]

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Und meine bescheidene Spekulation:
Ist es nicht so, dass die eigentlich fast baugleiche Motoren bei Vollast ein wesentlich höhere Abgastemp erreichen? Diese Temp könnte bei ein anschließende Leerlauf oder Teillast den AGR vielleicht schädigen. Ich kann mir vorstellen, dass es eine nachträgliche Änderung war, aufgrund Probleme während der Erprobungsfase....
Also ich meine soetwas wie das Gegenteil von eine beheizte Drosselklappe bei ein Benziner gegen das einfrieren.

Wegen Abgasvorschriften glaube ich nicht. Kühlmittelheizung vielleicht nur ein positiven Nebeneffekt, weil dann hätte man es auch bei die anderen einbauen können.

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Nebelwerfer_TDI wrote:

[Spekulation] Villeicht weil die AGR zum Teil wie eine Kühlmittelheizung wirkt, und den Motor schneller erwärmt, und keine zusätzliche Energie (wie Glühstiftheizung) braucht?! und Motoren wie ARL und BPX werden sicher nicht von Schleichern gefahren [/Spekulation]

Schön wär's... Allerdings heizt mein (dank Tiptronik) AGR-wassergekühlter ASZ *deutlich* schlechter als mein seliger AJM... (Thermostat ist i.O.); und speziell in der Warmlaufphase ist der Verbrauch auch deutlich höher (das liegt aber am Automatik-Getriebe, dessen Öl ja auch erst warmwerden muss).

[Translating...]Aha - meiner hat trotz Automatik keine gekühlte AGR, erfüllt allerdings nur EU2; Glühstiftheizung hat er aber keine.

Villeicht hats den Sinn, den Motor zumindest bei Teillast thermisch zu entlasten, um die Temperaturbedingte Materialalterung bei Volllast zu kompensieren?!

Übrigens: der PSA 2,0HDi Bj. 2002 mit 66kW hat auch gekühlte AGR - aber keinen LLK; wäre doch auch ein Hinweis auf geringere Stickoxidwerte, dank kühlerer Eintrittstemp. und geríngere Materialbelastung?!

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Ich glaube der AGR kühlt nicht die Abgase, sondern hält sichselber kühl (meine Vermutung). Mit diese geringe Fläche wird wohl wenig Kühlleistung abzugeben sein... Wieviel Gas kommt da mit welche Geschwindigkeit vorbei und wie groß ist die "Kühlfläche"?

Kühlere Eintrittstemp bei gekühlte AGR und ohne LLK? Kann ich irgendwie nicht verstehen. Eher höhere Abgastemps und daher anfälligere AGR.

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Nebelwerfer_TDI wrote:

Villeicht hats den Sinn, den Motor zumindest bei Teillast thermisch zu entlasten, um die Temperaturbedingte Materialalterung bei Volllast zu kompensieren?!

Das wäre ja mal ein (zunächst) nur kundenfreundlicher Mehr-Aufwand, den ich VAG so eigentlich nicht zutraue . . . es sei denn, die gekühlte AGR wäre wieder anfälliger und würde für mehr Reparaturen sorgen

Und wenn man mal eine intakte AGR mitloggt (MWB 3) und sieht, bei wie wenig Gas das TV schon an den AGR-Off-Anschlag geht, dann vermute ich, daß eine thermische Entlastung in diesem (unteren) Teillastbereich kein nennenswerter Ausgleich für den höheren Volllaststreß von ARL + BPX ist.

Quote:

Übrigens: der PSA 2,0HDi Bj. 2002 mit 66kW hat auch gekühlte AGR - aber keinen LLK; wäre doch auch ein Hinweis auf geringere Stickoxidwerte, dank kühlerer Eintrittstemp. und geríngere Materialbelastung?!

Also wieder eine Vermutung via Abgaswerte . . . wo blieben denn die Profis mit gesicherten Antworten

Ich glaube der AGR kühlt nicht die Abgase, sondern hält sichselber kühl (meine Vermutung). Mit diese geringe Fläche wird wohl wenig Kühlleistung abzugeben sein.

Du vergisst die Temperaturdifferenz - die Abgase können bei Teillast schon mal an die 400 - 500°C haben - bei 80 -90°C Kühlmitteltemperatur gibts da schon einen entsprechenden Wärmeübergang.

Kühlere Eintrittstemp bei gekühlte AGR und ohne LLK?

Wenn man das Intergral nach der Brennraumtemperatur über den ganzen Lastbereich/Leistungsbereich (Drehzahl darin enthalten) bildet, sollt eine geringere Fläche herauskommen, als ohne gekühlte AGR.

Eher höhere Abgastemps und daher anfälligere AGR.

Aber du hast Recht - ohne LLK liegen auch die Abgastemperaturen (auch bei Teillast) höher;

es sei denn, die gekühlte AGR wäre wieder anfälliger und würde für mehr Reparaturen sorgen

Stimmt - es soll bereits defekte AGR Kühler gegeben haben, allerdings war das afaik kein VAG Fahrzeug.

Also wieder eine Vermutung via Abgaswerte

Eine weitere Spekulation: die 'großen' 1,9er TDIs haben PDE mit größeren Spritzlöchern, und die Verbrennung läuft dadurch in kürzerer Zeit ab. Um jedoch für die Gemischbildung genug Zeit zur Verfügung stehen zu haben, muss früher eingespritzt werden. Dadurch entstehen mehr Stickoxide, die durch die gekühlte AGR kompensiert werden.

Wenn einer Zugang zu AKTE hat (beim Freundlichen arbeitet, o.Ä.), könnte er mal anhand der Teilenummern heraussuchen, ob es bei VAG einen Zusammenhang zwischen großen PDE und gekühlter AGR gibt......

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Quote:

wassergekühlte AGR - warum?

Kurze und knappe Antwort:

SSP 305 Seite 21
+
SSP 316 Seite 32+33

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ja das würde mich auch mal interessieren.

mein Motor hat auch ne wassergekühlte AGR.

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Hallo zusammen,

die Entscheidung der Motorenentwickler auf gekühle AGR zu setzen hat unterschiedliche Gründe. Um das zu verstehen muss man die Wirkungsweise der AGR bei freilaufender Ansaugtemperatur genau kennen um die Vorteile der Abgaskühlung zu verstehen, dass setze ich hier mal voraus.

Wie allgemein bekannt beeinflusst die heisse AGR neben der chem. Zusammensetzung der Zyl.-ladung (Inertgasanteil) im wesentlichen die Prozesstemperaturen. Das mittlere Temp-Niveau bei der Verbrennung steigt proportional mit der Menge rückgeführten Abgases, wohingegen die lokalen Spitzentemperaturen gesenkt werden (NOx - Reduktion), daher ist es nicht verwunderlich warum man durch Kühlung auch die mittlere Prozesstemperatur absenken will.

Warum? Weil ca. 50K kühlere Ansaugluft ca 10% Verbrauchsvorteil, aufgrund des günstigeren Hochdruckprozesses (siehe Vergleichsprozess) bringen.
Die Gründe hierfür liegen grob gesagt in den geringeren Wandwärmeverlusten sowie aufgrund eines früheren Brennbeginns, was in einem höheren Anteil der Gleichraumverbrennung begründet liegt. Nachteil - höhere Druckgradienten (Laut)

Die Schadstoffenstehung bei AGR-Kühlung ist äusserst kompliziert aber janz grobb: weniger NOx, weniger Russ, aber deutlich mehr HC/CO durch eine verkürzte Nachoxidationsphase (egal, da, schaltbare Kühler und Oxi-Kat).

Fazit:
Mit Einsatz der gekühlten AGR gelingt es, den Zielkonflikt von NOx/Russ/Verbrauch deutlich zu entschärfen. Das NOx Niveau kann um ~20% gesenkt werden (Problem "schwerer" Konzepte)
Nachteile: Kosten, höheres Volumen in der Luftstrecke -> Probleme im instationärverhalten.
Die höhere AGR-Verträglichkeit der 4V Motoren macht dieses Feature aber bald unverzichtbar, wenn nicht aktive Denoxierung wie NOx-Speicher oder SCR.

Grüsse

hinter dem Partikelfilter ab. So sind weniger Feststoffe enthalten, die zusammen mit dem Ölnebel das Zuschlonzen der Ansaugwege bewirken.

Die Schadstoffenstehung bei AGR-Kühlung ist äusserst kompliziert aber janz grobb: weniger NOx, weniger Russ, aber deutlich mehr HC/CO

Bei 'deutlich mehr HC/CO' ist eine Entschärfung des Zielkonflikts hinsichtlich Verbrauch fraglich, denn HC/CO bedeutet (wie auch Ruß) ungenutzte Energie des Kraftstoffes.

[Translating...]Hallo

Ergänzend wären die cp Werte (Wäremekapazität) von Rauchgas (1,122 KJ/(kg*k)) und Luft (1,005) zu nennen. So das niedrigere Rückführtemperaturen sich deutlich auf die Kompressionsspitzentemperatur auswirken.

Die Überlegung aus den gesteigerten HC und CO Werten zu schließen, dass der Motorwirkungsgrad sich verschlechtert (effektive Leistung/eingebrachte Kraftstoffleistung) wäre übertrieben. Schließlich sprechen wir hier von Konzentrationen im ppm Bereich.

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Nebelwerfer_TDI wrote:

Wenn einer Zugang zu AKTE hat (beim Freundlichen arbeitet, o.Ä.), könnte er mal anhand der Teilenummern heraussuchen, ob es bei VAG einen Zusammenhang zwischen großen PDE und gekühlter AGR gibt......

Eher nein. Schon die Motoren in meinem Eingangsposting passen nicht in ein solches Schema: ASZ im G4 und Ibiza, ARL und BPX haben alle die gleichen PDE (550er), aber die ASZ (Schalter) haben eben die ungekühlte AGR.
Im Automatik-G4 hat der ASZ wieder die gekühlte AGR . . .

bafische wrote:

Mit Einsatz der gekühlten AGR gelingt es, den Zielkonflikt von NOx/Russ/Verbrauch deutlich zu entschärfen. Das NOx Niveau kann um ~20% gesenkt werden (Problem "schwerer" Konzepte)

Danke für Deine Antwort, auf ungefähr so etwas hatte ich gehofft
Bleibt nur die Frage, ob die ASZ ohne AGR-Kühlung schon so knapp an den EU3-Grenzwerten liegen, daß "nur" ein FMIC samt längerer Saugrohre und ein anderer Lader den Mehraufwand einer AGR-Kühlung zwingend erfordern, um nicht aus der EU3 rauszufallen . . .

Interessant ist in diesem Zusammehang übrigens auch, daß der EU4-Nachfolger des 118 kW BPX (namens BUT oder so ähnlich) ohne die vom AXR bekannte Drosselklappe auskommt, während der etwas ältere EU4 - 96kW 1,9er (BLT) noch diese Drosselklappe hat.
Soweit ich aus akte erkennen konnte, wurden nur die PDEs (samt MSG / Software) geändert, um den BPX auf EU4 zu bringen.


@Bertil
Mal sehen, ob ich die SSP irgendwo finde . . .

Wie allgemein bekannt beeinflusst die heisse AGR neben der chem. Zusammensetzung der Zyl.-ladung (Inertgasanteil) im wesentlichen die Prozesstemperaturen. Das mittlere Temp-Niveau bei der Verbrennung steigt proportional mit der Menge rückgeführten Abgases, wohingegen die lokalen Spitzentemperaturen gesenkt werden (NOx - Reduktion), daher ist es nicht verwunderlich warum man durch Kühlung auch die mittlere Prozesstemperatur absenken will.


Also ich denke, der einzige Grund warum man die AGR kühlt ist, das man bei kälterer AGR mehr Luft in den Zylinder bekommt. Oder anders, bei gleichem Lambda bekommt man mehr AGR rein. Bei gekühlter AGR muss der Ladedruck nicht so hoch sein, was die Ladungswechselarbeit (Verbrauch) reduziert. Will man eine höher AGR-Rate muss diese einfach gekühlt werden, da sich nur so dem Zielkonflikt Russ/NOx beikommen lässt.


Warum? Weil ca. 50K kühlere Ansaugluft ca 10% Verbrauchsvorteil, aufgrund des günstigeren Hochdruckprozesses (siehe Vergleichsprozess) bringen.
Die Gründe hierfür liegen grob gesagt in den geringeren Wandwärmeverlusten sowie aufgrund eines früheren Brennbeginns, was in einem höheren Anteil der Gleichraumverbrennung begründet liegt. Nachteil - höhere Druckgradienten (Laut)


Kannst du mir das einmal etwas näher erklären? Würde mich echt interessieren. Vor allem der Zusammenhang Ansauglufttemp./Verbrauchsvorteil ist mir nicht ganz klar.


In diesem Zusammenhang fiel mir folgende Idee ein: Wenn man schon die technische Krücke 'Partikelfilter' durch mediale Meinungsmache quasi zur Pflicht gemacht hat, so kann man dem doch wenigstens noch etwas Positives abgewinnen:

Man zweigt das AGR-Abgas erst hinter dem Partikelfilter ab. So sind weniger Feststoffe enthalten, die zusammen mit dem Ölnebel das Zuschlonzen der Ansaugwege bewirken.


Gute Idee! Hast du dir auch schon Gedanken darüber gemacht wo die AGR dann wieder eingeleitet werden kann? Zum AGR-Transport ist immer ein Druckgefälle erforderlich. Kurz vor dem Saugrohr ist der Druck bestimmt höher als nach dem DPF.

Schon seit vielen Jahren wird über eine Einleitung der AGR vor dem Verdichter nachgedacht. Aufgrund des in der Vergangenheit fehlenden DPFs ließ sich solch ein System allerdings nie realisieren. Mal sehen was die Zukunft bringt.