Abgaswärmerückgewinnung (Exhaust Heat Recovery)

Aus Prius Wiki

Aktuelle Version vom 6. September 2024, 08:26 Uhr

• Um das Kühlmittel deutlich schneller zu erwärmen, wird neben EGR (Exhaust Gas Recirculation bzw. AGR, Abgasrückführung) teilweise zusätzlich ein EHR zur Abgaswärmerückgewinnung eingesetzt.
  
  

EGR-Funktion

Eine Abgasrückführung (AGR) haben alle modernen Verbrennungsmotoren zwecks Emissionsminderung von Stickoxiden durch Absenkung der Verbrennungstemperatur.

Im EGR-(AGR-)Kühler wird dabei auch das Kühlwasser bereits etwas erwärmt, wenn es dort die Abgase kühlt bevor diese wieder in die Ansaugbrücke geleitet werden. Die Erwärmung ist hier nur ein Nebeneffekt, der je nach Realisierung unterschiedlich stark ausfällt.

Funktionsweise

de.wikipedia.org/wiki/Abgasrückführung

Bekannte Probleme bei den A25A Motoren

A25A-AGR-Kühler korrodieren durch Chlor in Kraftstoffadditiven (EG-00691T-TME, EG-00692L-TME). Gemäß einer Studie der EPA[1] beträgt die maximale AGR-Rate bei der FKS-Version etwa 24 %. Eine generische Studie zur Korrosion von AGR-Kühlern erklärt die Problematik [2]. Ein Teil dieses Chlors kann aus Bioziden stammen, die die Kraftstoffverschmutzung verhindern. In einigen Ländern ist Chlor im Kraftstoff nicht zulässig, unter anderem Deutschland [3]. Die Positionierung des AGR-Kühlers höher als die Einlässe ist ein Konstruktionsproblem und erhöht das Risiko eines Hydroblocks durch die Ansammlung von Wasser im Brennraum [4].

(1) Link-Benchmarking a 2018 Toyota Camry 2.5-Liter Atkinson Cycle Engine with Cooled-EGR
(2) Investigation of Materials for Use in Exhaust Gas Condensate Environment with Focus on EGR Systems
(3) Zehnte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes
(4) Creeping coolant loss leaky EGR coolers often go unnoticed

Fazit:

1) Chlor und Chlorverbindungen sind in Deutschland gesetzlich verboten, also kann eine Leckage in Deutschland grundsätzlich nicht von solchen Bestandteilen kommen. Konstruktiv sind die AGR- Wärmetauscher so auszulegen dass diese mit den im Einsatzraum üblichen Qualitäten und Bestandteile die übliche Lebensdauer des Fahrzeugs überstehen. Aufgrund der Europäischen Typgenehmigung ist der Einsatzort die Europäische Union, für die das chemische und mechanische Lastkollektiv zu definieren und zu prüfen ist.

2) Der AGR-Kühler oberhalb des Einlasses so anzuordnen dass leckenden Kühlwasser nicht in den Brennraum gelangen kann. Eine präventive Konstruktionsweise wird von Unternehmen wie Rheinmetall dringend empfohlen.

3) Speziell bei Motoren mit hoch angeordnetem AGR-Kühler ist eine regelmäßige, endoskopische Untersuchung des AGR-Kühlers empfehlenswert und sollte in den OEM-Serviceplan aufgenommen werden.

EHR-Funktion

Der Prius 3, der Prius+ (nicht alle Modelle), der Prius 4 und der Lexus CT 200h sind mit einer sogenannten "Abgaswärmerückgewinnung", abgekürzt EHR (Exhaust Heat Recovery) ausgestattet, um ein beschleunigtes Aufwärmen des Kühlkreislaufes und somit eine effizientere Nutzung des Benzinmotors zu gewährleisten.

Die Abgaswärmerückgewinnung wird von einem Thermoventil gesteuert. Ist der Motor kalt, so ist es geschlossen. Ist der Motor dagegen betriebswarm, so öffnet das Ventil.

Bei geschlossenem Ventil umspült das Kühlwasser das heiße Abgasrohr, wird erwärmt und im Kreislauf zum Motor gepumpt.

Funktionsweise aus einer TOYOTA-Unterlage

Prius III

Bild EHR-Schaumodell:

EGR-Reinigung

Dazu gibt es einen ausführlichen Beitrag im Forum:

AGR + Ansaugtrakt gereinigt

Teile-Nrn. dazu:
17177-37030 DICHTUNG/KRUEMMER
12261-37060 PCV SCHLAUCH
22271-37010 DICHTUNG DROSSELKLAPPE
25628-28010 DICHTUNG EGR AM ANSAUGKRÜMMER
12204-37010 PCV-Ventil

CT200

Bild eines EHR:

https://www.priusfreunde.de/portal/images/fbfiles/images/CT200hKSR1_Kat_EHR_Schalldmpfer.jpg

Prius IV

Bild eines EHR:

https://www.priusfreunde.de/portal/images/fbfiles/images/ehr.PNG

Kühlwasserverlust

Leider kommt kann es zu Kühlwasserverlust im Bereich des EHR Wärmetauschers kommen. Das ist zumindest bis 2019 ein Schwachpunkt des P4.

Dazu gibt es einen längeren Beitrag im Forum: Kühlwasserverlust EHR Wärmetauscher

Von Toyota-USA wurde ein Technical Service Bulletin dazu herausgegeben: T-SB-0135-19

Einigen Priusfreunden wurde inzwischen beim Austausch des ganzen KATs inkl. EHR durch den FTH der Materialpreis von rund 2000 € auf Kulanz bzw. im Rahmen der Toyota Relax Garantie erlassen. Darüber entscheidet aber Toyota-EU, was teils etliche Wochen dauert. Der FTH kann dies bislang nicht selbst tun. Die Werkstatt-Kosten mussten aber gezahlt werden (Details: siehe Link zum Forum).

Teile-Nummern (Europa)

• 17410-37A30 . . . PIPE ASSY, EXHAUST, FRONT ... 11/2015 - 07/2016 ... ××)
• 17430-37630 . . . PIPE ASSY, EXHAUST, TAIL ... 11/2015 - 07/2016
• 17410-37B50 . . . PIPE ASSY, EXHAUST, FRONT ... 08/2016 - 10/2017 ... ××)
• 17430-37720 . . . PIPE ASSY, EXHAUST, TAIL ... 08/2016 - 10/2017
• 17410-37B70 . . . PIPE ASSY, EXHAUST, FRONT ... 11/2017 - last ... ××)
• 17430-37730 . . . PIPE ASSY, EXHAUST, TAIL ... 11/2017 - last

××) alle ersetzt durch weitere wie 17410-37B52 oder 17410-37B72 und zuletzt durch

• 17410-37D40 . . . PIPE ASSY, EXHAUST, FRONT ... today (12/2022)

neu etwa 1.900 EUR (inkl. 19 % MwSt. zzgl. Versandkosten) von Toyota EU (Stand Juni 2023)

https://www.online-teile.com/toyota-ersatzteile/1741037D40_Abgasrohr.html