Kategorie: PKWAuspuff- & AbgasanlageKatalysator

Der Katalysator.

Um den Schadstoffausstoß eines Kraftfahrzeuges zu minimieren greifen die Fahrzeughersteller aller Automarken auf Katalysatoren zurück. Diese werden in der Abgasanlage montiert und filtern geregelt oder ungeregelt die schädlichen Schad- und Feststoffe aus dem Abgasstrom. Der Katalysator wurde entwickelt um die Verbrennungsschadstoffe in weniger schädliche Elemente umzuwandeln. Durch die Oxidation und Reduktion im Katalysator wenden Kohlenwasserstoff, Stickoxide und Kohlenmonoxid in die ungiftigen /weniger schädlichen Stoffe wie Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und Wasser gewandelt.

Bereits um 1950 entwickelte Eugene Houdry (ein französische Ingenieur) den ersten Abgaskatalysator. Dieser fand aber keine Verwendung das die Schadstoffemission und Feinstaubausstoß zur damaligen Zeit keinerlei Rolle spielte im Fahrzeugbau.  Erst 1973 entwickelten die Ingenieure John J. Mooney und Carl D. Keith den Katalysator weiter und brauchten den Drei-Wege-Katalysator in die Serienreife.

Im Fahrzeugbau fanden bis zur heutigen Zeit verschiedene Katalysatoren den Einzug in die Abgasanlagen der gefertigten PKW, LKW, Motorräder und sonstigen Kraftfahrzeugen welche mit Benzin, Ethanol oder Dieselmotoren ausgestattet wurden.

Drei-Wege-Katalysator:

Der Drei-Wege-Katalysator wird umgangssprachlich auch G-Kat genannt und ist der am meist verbreitetsten Katalysator im Fahrzeugbau. Dort wird der Kat so in der Abgasanlage platziert wo er die höchsten Temperaturen erhalten kann, ohne von den direkten Flammen aus dem Brennräumen ausgesetzt zu sein. Ein G-Kat benötigt zur idealen Oxidation von CO und CmHn ein ideales und konstantes stöchiometrisches Kraftstoffverhältnis. Daher wird ein geregelter Katalysator immer mit einer Lambdasonde kombiniert, diese regelt an das Luft – Kraftstoffgemisch und sorgt so für ein gleichmäßigen Schadstoffausstoß was eine Reduktion der NOx vergünstigt.

Ungeregelter Katalysator:

Gerade in den Anfangszeiten der Katalysatoren wurden aus Kostengründen auf ungeregelte Katalysatoren zurückgegriffen, was auch zum Teil auf die manuell einstellbaren Vergaser und deren Einstellmöglichkeiten zurück zu führen ist.  U-Kats sind mit ihren geregelten Systemen größtenteils baugleich. Auch das Wirkungsprinzip unterscheidet sich nur minimal, dennoch erreichen der ungeregelte Katalysator einen geringeren Stickoxidabbau da die Abgase nie gleich, sondern unterschiedlich in ihrer Zusammensetzung auf die platinbeschichteten Keramikblöcke stoßen. Und die Schadstoffregulierung somit mangelhafter als bei seinem geregelten Bruder stattfindet.

Zusätzlich zu den beiden bekanntesten Katalysatoren (U-Kat und G-Kat) finden heutzutage viele unterschiedliche Katalysatoren ihre Verwendung im Automobilbau. So werden auch verschiedene Oxidationskatalysatoren verbaut welche die Schadstoffe mindern sollen. So wird z.B. NOx-Speicherkatalysator eingesetzt welcher mit dem Sauerstoffüberschuss moderner Fahrzeugen eine gute Filtereigenschaft besitzt. Bei einem SCR (Selektive Katalytische Reduktion) Kat wird zusätzlich eine Harnstofflösung in die Auspuffanlage gespritzt. Diese Lösung besteht aus Hydrolyse Wasser und Ammoniak. Das Ammoniak reduziert bei dessen Verdunstung die Stickoxide und verbessert somit die Reinigungskraft des Katalysators. Auch bei Dieselmotoren werden spezielle Systeme  verwendet (Diesel-Oxidationskatalysatoren), da die Abgastemperatur geringer ausfällt als bei herkömmlichen Otto Motoren. Und die herkömmliche Drei-Wege-Katalysatoren eine Reduktion von NOx daher nicht ermöglichen