Kühler und kompakter dank dieser Details
Mazda hat ein US-Patent veröffentlicht, das eine ungewöhnliche Abgasrückführung für den Wankelmotor zeigt. Entscheidend ist dabei ein AGR-Kanal im Motorgehäuse, der Abgas schon vor dem AGR-Kühler abkühlt. Das sind die Details.
Im Patent trennt Mazda zwei Abgasströme über Side-Port und Peripheral-Port, also seitliche und periphere Auslässe im Motorgehäuse. Der Side-Port liefert den größeren, heißeren Abgasstrom und soll direkt den Turbolader antreiben.
Der Peripheral-Port öffnet später im Zyklus, sein Abgas ist dadurch kühler. Genau dieser kühler wirkende Strom wird für die Abgasrückführung genutzt, also für die gezielte Rückführung von Abgas in den Ansaugtrakt.
Die Trennung hat einen praktischen Nutzen für einen Turbo-Wankel: Der Turbolader bekommt maximale Abgasenergie, während die Abgasrückführung Wankelmotor-tauglich bleibt. Damit adressiert Mazda das Problem, dass Wankelmotor Emissionen und Temperaturen besonders schwer im Griff haben.
AGR im Motorgehäuse kühlen
Der Kern der Idee heißt "AGR im Motorgehäuse": Mazda integriert eine Abgas-Passage in das seitliche Motorgehäuse. Diese Passage verläuft direkt neben einem Kühlmittelkanal, also dort, wo ohnehin Motorkühlwasser Wärme abführt.
So wird das rückzuführende Abgas bereits im Gehäuse vorgekühlt, bevor es den eigentlichen EGR-Kühler erreicht. Aus Sicht des Packaging ist das wichtig, also für das Unterbringen von Leitungen und Kühlern im engen Bauraum rund um den Wankel.
Weil das Gas schon vorher Temperatur verliert, muss der externe EGR Kühler weniger leisten und kann kleiner ausfallen. Gleichzeitig entfallen externe Leitungswege, die sonst zusätzlich Platz bräuchten.
Warum das Emissionen reduziert
Eine leistungsfähige Abgasrückführung senkt die Verbrennungstemperatur, weil sauerstoffarmes Abgas dem Frischgas beigemischt wird. Das kann besonders die Bildung von Stickoxiden reduzieren, die bei hohen Temperaturen entstehen.
Mazda zielt damit darauf, auch unter hoher Last näher am stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu bleiben, also näher am "chemisch passenden" Mischungsverhältnis. Beim Wankel wird sonst häufig mit fetterem Gemisch gearbeitet, um Bauteile thermisch zu schützen.
Das Patent beschreibt außerdem einen Betriebsfall, in dem Abgasrückführung nicht gebraucht wird, etwa bei hoher Last. Dann kann der Peripheral-Port-Abgasstrom statt zur AGR in einen zweiten Katalysator geleitet werden, um die Abgasnachbehandlung temperaturseitig zu entlasten.
