Abgassystem

 

Abgassystem: Hochwertige Ersatzteile für einwandfreie BHKWs

Abgassysteme und Abgasanlagen haben in Blockheizkraftwerken und anderen Motortypen prädominant zwei Aufgaben:

  • Die Ableitung von Verbrennungsabgasen aus dem eigentlichen Motorraum.
  • Die Dämpfung und Entspannung der starken Druckimpulse der austretenden Abgase.

Neben diesen Kernaufgaben übernehmen die meisten Abgassysteme die zusätzlichen Aufgaben der Schadstoffverminderung mittels eines Katalysators und die Beeinflussung des Abgasstromes, um den Leistungsverlust des Motors möglichst gering zu halten. Da die Form der Abgasanlage die in ihr stattfindenden Schwingungen der Abgase bestimmt, ist das Abgassystem passiv auch am Ladungswechsel beteiligt. So können die Schwingungen das Ausströmen der Verbrennungsabgase bei geöffnetem Ventil sowohl unterstützen als auch blockieren.

Optimales System – optimaler Verbrauch

Eine angepasste Auslegung des Abgassystems und eine optimale Abstimmung weiterer Komponenten wie zum Beispiel den Steuerzeiten hat auch eine direkte Auswirkung auf die Füllung der Brennräume. Durch eine Erhöhung dieser kann zeitgleich der Gesamtverbrauch gesenkt werden, da Sprühverluste auf ein Minimum reduziert werden können.

Grundsätzlich ist der Aufbau von Abgasanlagen immer ähnlich. Einige wichtige Komponenten sind in jeder Art von Blockheizkraftwerk verbaut und können vergleichsweise universal ausgetauscht und gewartet werden. Andere Komponenten hingegen können sehr spezifisch und exklusiv sein. Zu den grundlegenden Bauteilen gehören unter anderem:

  • der Abgaskrümmer
  • das Hosenrohr
  • der Katalysator
  • der Rußfilter
  • die Vor- und Mittelschalldämpfer
  • der End- oder Nachschalldämpfer

Aufbau des Abgassystems im BHKW

An erster Stelle der Abgaskette steht der Abgaskrümmer. Er wird direkt mit den Zylinderköpfen des Motors verbunden. Die Form dieses Bauelementes kann teilweise stark variieren und reicht von einfachen Sammelrohren bis hin zu komplizierten Verbindungen, die auf unterschiedlichste Weise die verschiedenen Auslasskanäle miteinander kombinieren. Die genaue Zusammenlegung der Auslasskanäle steht dabei in Abhängigkeit von Zylinderanzahl, Zündfolge und Motorenbauweise.

Das Hosenrohr ist ein optionales Bauteil, das direkt auf den Abgaskrümmer folgt, falls das Zusammenführen der Abgase nach dem Krümmer noch nicht abgeschlossen sein sollte. Bei einfacheren Varianten entfällt dieses spezielle Bauteil. Neuere Motoren verfügen darüber hinaus über eine Abgasrückführung. Diese ist notwendig, um einerseits eine zusätzliche Senkung des Kraftstoffverbrauchs zu erwirken und andererseits die teilweise sehr strengen Abgasnormen des Gesetzgebers einhalten zu können.

Haben die Abgase den Krümmer und gegebenenfalls das Hosenrohr durchlaufen, werden sie in der Folge in den Katalysator eingeleitet. Dieses Bauteil ist im Zusammenspiel mit den Lambdasonden und der Lambdaregelung für die Abgasreinigung zuständig. Das tonnenförmige Bauelement kann teilweise sehr hohe Temperaturen erreichen und ist daher üblicherweise von einem zusätzlichen Hitzeschutzblech umgeben. Im Innenleben des Katalysators sorgen die Edelmetalle Platin, Rhodium und Palladium für wichtige chemische Reaktionen im Abgas, die die enthaltenen Stickoxide und den Kohlenwasserstoff zu Stickstoff, Kohlendioxid und einfachem Wasser abbauen.

Schalldämpfung im Abgassystem

Kommen die Abgase aus dem Katalysator, folgt zumindest bei Dieselmotoren ein zusätzlicher Partikelfilter, um die Verbrennungsgase von weiteren Schadstoffen zu reinigen. Der gefilterte Ruß wird im Filter gesammelt und in regelmäßigen Abständen automatisch abgebrannt.

Vor- und Mittelschalldämpfer sind heutzutage kaum noch im Einsatz. Vor Einzug der Katalysatortechnik waren diese Bauelemente an Stelle der heutigen Katalysatoren verbaut. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, den Druckschall der Verbrennungsgase mit Hilfe von Dämmmaterial zu dämpfen.

Die Funktions- und Bauweisen für Endschalldämpfer, dem letzten wesentlichen Element des Abgassystems, sind die wohl vielfältigsten in der gesamten Abgasanlage. Die Möglichkeiten reichen von reinen Reflexions- beziehungsweise Absorptionsbauweisen bis hin zu kombinierten Reflexions-Absorptions-Schalldämpfern. Unabhängig von seiner Bauweise steht bei allen Bauweisen eine möglichst effektive Schalldämpfung bei einem geringen Gegendruck im Fokus. Bei der Entwicklung von Abgasanlagen können die Geräuschkulisse und die Motorleistung durch exakt definierte und gestaltete Querschnitte sowie Formen gezielt beeinflusst werden.

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