Auto Glossar - AutoScout24: Katalysator

Katalysator

Seitdem die Anzahl an Kraftfahrzeugen in den Nachkriegsjahren und insbesondere ab Mitte der 50er Jahre sprunghaft angestiegen war, machten sich Ingenieure Gedanken darüber, wie man dem Schadstoffausstoß Einhalt gebieten könnte. Zwar gab es schon in den 50er Jahren Lösungsansätze dafür, doch waren diese für die breite Anwendung zu kostspielig und gingen nie über den Erprobungsstatus hinaus. Grund dafür waren unter anderem auch stark mit Schwefelverbindungen verunreinigte Kraftstoffe, welche die Katalysatoren binnen kürzester Zeit chemisch zerstörten.

Erst zu Beginn der 70er Jahre erlaubte die verbesserte Qualität der Kraftstoffe sowie die besseren Produktionsmöglichkeiten den großflächigen Einsatz der Katalysatortechnik.

Prinzipiell gibt es mehrere Katalysatorvarianten, welche sich aber teilweise noch in der Erprobung befinden, so dass der geregelte 3-Wege-Katalysator für Ottomotoren und der Oxydations-Katalysator für den Dieselmotor derzeit die am häufigsten eingesetzten Typen sind.

Allen gemeinsam ist die Eigenschaft, im Abgas enthaltene Schadstoffe in Form von Kohlenmonoxid und Stickstoffoxid umzuwandeln. Je nach Variante sind dazu unterschiedliche Katalysestufen notwendig. Die Funktionsweise eines Katalysators ist chemisch sehr komplex und stellt ein Zusammenspiel gleichzeitig ablaufender Oxydations- und Reduktionsprozesse dar.

Neben sog. ungeregelten Katalysatoren (U-Kat), welche keinen Einfluss auf die Gemischzusammensetzung haben, greifen geregelte Katalysatoren (G-Kat) über das Motorsteuerteil aktiv in die Motorsteuerung ein und verändern je nach aktuellen Gegebenheiten die Zusammensetzung des eingespritzten Kraftstoff-Luft-Gemisches. Zu diesem Zweck befinden sich eine oder zwei Sonden im Katalysator. Die erste Sonde, die Regelsonde, befindet sich am Katalysatoreingang und überwacht den Primär-Lambdawert (Lambdasonde). Die zweite Sonde, die Diagnosesonde, sitzt am Ausgang des Katalysators und überwacht den Sekundär-Lambdawert. Der Lambdawert steht dabei für ein bestimmtes Sauerstoffverhältnis (stöchiometrisches Verhältnis); die Sonden sind in der Lage, den Sauerstoffgehalt der Abgase zu ermitteln und die Werte an das Motorsteuerteil zu übermitteln. Aus den Daten errechnet dieses dann die aktuellen Mischungswerte.

Um den Katalyse-Effekt zu ermöglichen, befindet sich im Inneren des Katalysators ein spezieller Keramikkörper mit tausenden kleiner Öffnungen. Auf die Oberfläche dieses Keramikkörpers wurde ein Gemisch aus Edelmetallverbindungen aufgebracht, meist Oxide auf Platin- oder Rhodiumbasis. Ab einer gewissen Temperatur setzt dann die Katalyse ein.

 

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