Katalysator Auto PKW KFZ LKW Fahrzeug

Sonntag, den 24. Juli 2016 um 06.46 Uhr

 

Katalysator

Der Katalysator fürs Auto, der auch Fahrzeugkatalysator oder einfach Kat bezeichnet wird, ist ein wichtiges Gerät zur Abgasnachbehandlung. Der Katalysator wird dabei bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor eingesetzt, da hier durch die Verbrennung des Treibstoffs schädliche Gase entstehen können, die mit dem Katalysator fürs Auto aus den Abgasen gefiltert werden. So kann mit dem Katalysator eine Schadstoffreduzierung erreicht werden, die sich vor allem auf die Umwelt positiv auswirkt.

Die Geschichte des Katalysators
Schon Anfang des 20. Jahrhunderts gab es erste Überlegungen, die schädlichen Autoabgase durch eine katalytische Reaktion zu reinigen. Der erste Katalysator fürs Auto wurde jedoch erst 1950 gebaut, und zwar durch den französischen Ingenieur Eugene Houdry. Er wollte den Smog, der erstmals in den 1950er Jahren in Los Angeles schwer wiegende Folgen aufzeigte, reduzieren und damit die Luftverschmutzung verringern. 1956 erhielt er sogar ein Patent darauf. Eingesetzt wurde dieser Katalysator jedoch nie, da er durch Blei vergiftet war.

Erst im Jahr 1973 konnte schließlich der erste Katalysator für das Auto eingeführt werden. Entwickelt wurde dieser 3-Wege-Katalysator von John J. Mooney und Carl D. Keith.

Aufbau und Wirkungsweise vom Katalysator
Ein Katalysator fürs Auto besteht in der Regel aus mehreren Komponenten. Besonders wichtig ist dabei ein temperaturstabiler Wabenkörper, der sich im Inneren des Katalysators befindet. Er weist eine Vielzahl dünnwandiger Kanäle auf, auf die ein Washcoat aufgebracht wurde. Dieser aus porösem Aluminiumoxid bestehende Washcoat sorgt zum einen dafür, dass die Oberfläche des Wabenkörpers deutlich erhöht werden kann und sogar mehrere hundert Quadratmeter pro Gramm betragen kann. Gleichzeitig sind im Washcoat selbst katalytische Edelmetalle enthalten. Beim Auftreffen der Abgase im Katalysator sorgen diese Edelmetalle Platin, Palladium oder Rhodium für die katalytische Reaktion. Sie wandeln die Verbrennungsschadstoffe des Motors, zu denen Kohlenmonoxid, Kohlenstoff und Stickoxid gehören, in ungiftiges Kohlenstoffdioxid, Wasser und Stickstoff um. Diese unschädlichen Stoffe können vom Katalysator dann an die Umwelt abgegeben werden.

Der Wabenkörper selbst, der zumeist aus Keramik besteht, befindet sich zumeist in einem Metallgehäuse, dem so genannten Canning. Hierauf kann allerdings verzichtet werden, wenn der Wabenkörper selbst bereits aus Metall besteht, denn dann ist ein direkter Einbau vom Katalysator ins Auto möglich.

Vor den Katalysator sind bei modernen Katalysatoren oftmals noch weitere Anschlussmöglichkeiten vorhanden. Sie werden dann beispielsweise an eine Lambdasonde angeschlossen, die heute in vielen modernen Fahrzeugen zusätzlich zum Katalysator vorhanden ist. Sie regelt die Abgaszufuhr und gibt je nach Bedarf mehr oder weniger Luft und Benzingemisch zu.

Die Arten vom Katalysator
In der Geschichte der Katalysatortechnik gibt es verschiedene Katalysatoren, die in Fahrzeuge eingebaut wurden. Einige dieser Katalysatoren wird heute nicht mehr eingesetzt, da sie einen nur geringen Wirkungsgrad aufweisen und einige Abgase überhaupt nicht selektieren können.

Der ungeregelte Katalysator
Der ungeregelte Katalysator, der auch als Einbett-Katalysator bezeichnet wird, war einer der ersten Katalysatoren auf dem Markt. Er nutzte die Edelmetalle Platin oder Palladium, um die katalytische Reaktion hervorzurufen und die Abgase zu reinigen. Allerdings wurde die Zusammensetzung der Abgase nicht überwacht, wodurch dieser Katalysator im Auto sehr ineffizient arbeitete. Vielfach war es sogar unmöglich, das schädliche Stickoxid abzubauen.
Aus diesem Grund findet man den Einbett-Katalysator sowie den ungeregelten Katalysator heute nur noch in wenigen älteren Fahrzeugen.

Der Doppelbett-Katalysator
Der Doppelbett-Katalysator war eine Weiterentwicklung des Einbett-Katalysators. Bei diesem Katalysator wurden zwei Geräte in Reihe geschaltet. Dies war zum einen ein Oxidationskatalysator, der durch die Zugabe von Sauerstoff Kohlenmonoxid und Kohlenstoff in Wasser und CO2 wandeln konnte. Im Anschluss daran gelangte das Abgas mit dem noch verbleibenden Sauerstoff in den Reduktionskatalysator. Hier konnte das Stickoxid zu Stickstoff reduziert und ebenfalls verarbeitet werden. Die Verarbeitung des Stickoxids erfolgte hier allerdings ebenfalls unzureichend, so dass der Doppelbett-Katalysator ebenfalls heute nicht mehr eingesetzt ist und nur noch in wenigen älteren Fahrzeugen zu finden ist.

Der 3-Wege-Katalysator
Der 3-Wege-Katalysator, der auch als geregelter Katalysator bezeichnet wird, ist der bei heutigen Fahrzeugen am häufigsten eingesetzte Katalysator. Er kann durch seine besondere Zusammensetzung nicht nur Kohlenmonoxid und Kohlenstoff oxidieren, sondern gleichzeitig Stickoxid einer Reduktion unterziehen.
Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass das in den Katalysator eingebrachte Abgasgemisch einem besonderen Verhältnis entspricht. Hierfür sorgt die Lambda-Sonde. Somit ist der 3-Wege-Katalysator eine Weiterentwicklung des Oxidationskatalysators, da die Lambda-Sonde für das optimale Luft-Benzin-Gemisch sorgt.

Der Diesel-Katalysator
Diesel-Motoren verbrennen nicht das vorbereitete Luft-Brennstoff-Gemisch, sondern hier wird im Motor selbst komprimierte Luft zugesetzt, die eine Verbrennung ermöglicht. Diese verläuft dann jedoch unter Sauerstoffmangel. So entsteht ein Luft- und Sauerstoffüberschuss, der eine Reduktion des Stickoxids unmöglich werden lässt. Aus diesem Grund kann der Diesel Katalysator ebenso wie der Oxidationskatalysator nur einen Teil der schädlichen Stoffe ausgleichen.

Um nun auch Stickoxid wandeln zu können, werden neuartige Diesel Katalysatoren entwickelt, die so genannten NOx-Speicherkatalysatoren. Mit ihnen soll es möglich sein, das schädliche Stickoxid zu speichern. In regelmäßigen Abständen wird dann vom Motor ein fettes, sauerstoffarmes Gemisch in den Katalysator gebracht, der die sofortige Umwandlung des Stickoxids zu Stickstoff ermöglicht. Mit einem solch neuen Katalysator kann auch beim Diesel Auto der Schadstoffausstoß deutlich reduziert werden, weshalb diese hier zum Standard werden sollen.


Katalysator
Katalysator


Katalysatoren recyceln
In einem Katalysator werden verschiedene Edelmetalle verwendet, die für die chemische Reaktion verantwortlich sind. Wird ein Katalysator nicht mehr benötigt oder ist er gar defekt, sind diese Edelmetalle nach wie vor vorhanden und können weiter verwendet werden. Insbesondere im Hinblick auf die Endlichkeit der Rohstoffe wird es immer wichtiger, das Katalysator Recycling zu betreiben.

Verschiedene Werkstätten und Recycler haben sich daher auf den Ankauf vom Katalysator spezialisiert. Sie kaufen diese zu günstigen Preisen an, eliminieren schließlich das Edelmetall und verkaufen es an Wertstoffhändler oder Edelmetallbörsen. Zu beachten ist, dass beim Zerlegen vom Katalysator giftige Stoffe entstehen können, weshalb man das Recycling einem erfahrenen Unternehmen überlassen sollte, dass im Hinblick auf den Umweltschutz agiert.

Den Katalysator reinigen und austauschen
Ob ein Katalysator richtig funktioniert, bemerkt man häufig erst bei der Abgasuntersuchung. Ist der Katalysator im Auto defekt, können die Abgase nicht mehr vollumfänglich gereinigt werden und die Emissionswerte sind entsprechend erhöht. Vor dem Ausstellen der AU-Plakette ist es jetzt wichtig zu überprüfen, ob der Katalysator defekt oder kaputt ist und ob es möglich ist, diesen zu reparieren.

Eine Reparatur oder eine Reinigung vom Katalysator ist häufig dann möglich, wenn dieser lediglich verstopft ist. In diesem Fall sorgen Ablagerungen aus dem Motor dafür, dass die Abgase nicht mehr vollständig durch den Katalysator gelangen können und diesen blockieren. Nicht selten wird dies bereits bei der verringerten Motorleistung erkennbar. Nach einer Reinigung vom Katalysator kann das Auto jedoch wieder eingesetzt werden.

Ist der Katalysator kaputt und defekt, etwa weil er ausgebrannt ist, muss ein Austausch erfolgen. Je nach Wunsch und Geldbeutel ist es dabei möglich, sowohl neue wie auch gebrauchte Katalysatoren zu verwenden. Wer einen Katalysator gebraucht kauft kann dabei hohe Kosten sparen, denn die Preise hierfür sind deutlich günstiger als für neue Geräte. Allerdings ist es insbesondere bei Privatverkäufen schwierig, die Funktionstüchtigkeit vom Katalysator zu beurteilen. Ein Werkstattbesuch sollte daher unbedingt vorgenommen werden.

 

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Katalysator Grundregel: Für eine fachliche Diagnose oder Auskunft befragen sie u.a. auch einen KFZ-Meisterbetrieb, wo man ihnen mit Rat und Tat zur Seite steht.