Gekoelde uitlaatgasrecirculatie: functie en toepassing

Door de strenger wordende uitlaatgasvoorschriften worden de methoden om de uitstoot van schadelijke stoffen te verminderen voortdurend verbeterd.

Bij dieselmotoren geldt dat in het bijzonder voor de reductie van stikstof (NOx). Dit is met name belangrijk bij de gekoelde uitlaatgasrecirculatie (EGR). Door de gekoelde uitlaatgasterugvoer daalt de temperatuur in de verbrandingsruimte en daarmee wordt de  vorming van stikstof verminderd. Bouwend op de jarenlange ervaring in de ontwikkeling en productie van EGR-systemen heeft Pierburg een serie EGR-koelmodules ontwikkeld, die een gerichte koeling van de uitlaatgassen toestaan. Veel EGR-koelers  hebben een elektrisch of pneumatisch geschakelde bypassklep. Door de bypassklep kunnen de uitlaatgassen tijdens de warmloopfase aan de EGR-koeler voorbij worden geleid, zodat de motor en de katalysator snel op bedrijfstemperatuur komen. Hierdoor wordt  bovendien de geluidsontwikkeling, het zogenaamde kloppen, en de uitstoot van koolwaterstoffen in de warmloopfase verminderd. Een bypass is ook mogelijk als er hoge uitlaatgastemperaturen nodig zijn, bijvoorbeeld voor de regeneratie van  dieselpartikelfilters.

Bij de vorming van gassen is een direct verband tussen druk, temperatuur en volume:
• Indien een bepaald volume gas wordt opgewarmd, zet dit uit. Als het wordt gekoeld, krimpt het volume.
• Als het volume begrensd is, zoals bijvoorbeeld in een cilinder, dan stijgt de druk als de temperatuur stijgt. En vice versa: de druk daalt bij afkoeling.

Met dit principe wordt duidelijk dat je bij een vast volume ‘meer gas binnenkrijgt’ wanneer je dit koelt. Het gevolg is dat als zich meer uitlaatgas in de cilinderlading bevindt, het aandeel zuurstof geringer wordt. Het uitlaatgas maakt zelf geen deel uit van het  verbrandingsproces, maar kan door de hoge warmtecapaciteit grote hoeveelheden warmte opnemen. Beide effecten veroorzaken een daling van de temperatuurpieken bij de verbranding alsmede een verlaging van de verbrandingssnelheid. Hierdoor wordt de  uitstoot van stikstof gereduceerd.