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Katalysatoren

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Kurz & knapp – Informationen zu Katalysatoren

Um die starke Belastung von Mensch und Umwelt durch die kaum gefilterten Abgase früherer Fahrzeuge deutlich zu verringern, wurde der Katalysator erfunden. Dieser reduziert die Giftstoffe und anderen schädlichen Bestandteile der Abgase durch Reaktionen mit Edelmetallen.
Im Laufe der Jahre hat sich der Katalysator zu einem hochmodernen und komplexen Bauteil entwickelt. Während in Benzinmotoren häufig ein Drei-Wege- Katalysator zum Einsatz kommt, werden in Dieselfahrzeugen sogenannte Oxidations-Katalysatoren verbaut.
Aufgrund der hohen Materialbelastung, muss man nach einer gewissen Laufleistung den Katalysator in der Regel austauschen. Neben einer gewöhnlichen Abnutzung durch hohe Temperaturen und Vibrationen können auch Schäden wie eine Vergiftung des Katalysators oder einem Schmelzvorgang einen Wechsel unabdingbar machen.

Der Katalysator und seine Funktion im Auto

Fahrzeuge früherer Jahre verursachten aufgrund des nahezu ungefilterten Ausstoßes unverbrannter Kohlenwasserstoffe, giftigem Kohlenmonoxid und anderer Stoffe nicht nur eine enorme Umweltverschmutzung, sondern auch einen erheblichen Gestank. Bereits in den 1950er-Jahren entwickelt und im Verlaufe der Achtziger zunehmend in Fahrzeugen verbaut, stellt der Katalysator bis heute eine nunmehr unverzichtbare Lösung für dieses Problem dar: Er reduziert die giftigen und schädlichen Bestandteile der aus dem Auto ausgestoßenen Abgase auf ein Minimum und gestaltet den Straßenverkehr somit verträglicher für Mensch und Umwelt.

Die Funktionsweise des Bauteils ist dabei recht unkompliziert: Aus einem Edelstahlgehäuse und einem darin befindlichen, metallischen Träger mit nahezu unzähligen Kanälen bestehend, schafft der Katalysator eine große Oberfläche für die ankommenden Abgase. In dieser Fläche wiederum ist eine Vielzahl von Edelmetallen wie beispielsweise Rhodium oder Palladium eingelagert, die mit den giftigen Abgasen reagieren und diese in unschädliche Stoffe verwandeln. Der Katalysator ist für den Verbraucher in der Regel interessant, wenn es um einen erforderlichen Austausch oder das Tunen des Autos geht.

Der Katalysator bei Otto- und Dieselmotoren

Wie viele andere Komponenten auch, hat sich der Abgaskatalysator von einem anfangs recht simplen zu einem heutzutage komplizierteren System entwickelt. In modernen Autos mit Benzinantrieb kommt in aller Regel der sogenannte Drei-Wege-Katalysator zum Einsatz. Da in diesem die drei schädlichen Stoffe Kohlenstoffmonoxid, Stickoxide und unverbrannte Kohlenwasserstoffe zu ungefährlichem Kohlenstoffdioxid, Stickstoff und Wasser umgewandelt werden, besteht auch seine Namensgebung. Eine wichtige Rolle spielt dabei die sogenannte Lambdasonde: Sie sorgt dafür, dass das richtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingehalten wird und der Katalysator optimal funktioniert. Im Idealfall werden über 90 Prozent der Schadstoffe zu ungefährlichen Bestandteilen reduziert.

Diesel-Fahrzeuge hingegen verwenden meist einen sogenannten Oxidations-Katalysator. Dieser berücksichtigt bei seiner Arbeitsweise den bei Dieselmotoren hohen Anteil an Sauerstoff im Abgas. Somit unterscheidet er sich in seiner Funktionsweise etwas vom Drei-Wege-Katalysator. Nutzer von Diesel- beziehungsweise Benzinmotoren sollten also keineswegs einen falschen Katalysator einbauen. Dies kann nicht nur zu einer fehlerhaften oder nicht ausreichenden Funktion des Bauteils führen, sondern bewirkt aufgrund der unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen der Motoren auch in aller Regel Sachschäden.

Wie funktioniert ein Katalysator?

Ein Katalysator besteht aus einem Edelstahlgehäuse, in dem sich ein aus zahlreichen Kanälen bestehender Träger befindet. Dort werden die Abgase, die durch den Betrieb des Fahrzeugs entstehen, über diverse Edelmetalle, aus denen der Träger besteht, „gereinigt“. Diese treffen auf die verwinkelten Flächen des Trägers, reagieren mit den Abgasen und machen die darin enthaltenen Giftstoffe unschädlich.

Wann sollte man den Katalysator wechseln?

Durch dauerhaft hohe Temperaturen und auftretende Vibrationen muss ein Katalysator nach einer gewissen Zeit ausgetauscht werden. In der Regel hält ein Katalysator etwa 80.000 bis 100.000 Kilometer, bevor ein Wechsel ansteht. Moderne Varianten können diese Lebensdauer jedoch auch deutlich überschreiten.

Ab wann besteht die Katalysatorpflicht für Autos?

In Deutschland wurde die Einführung des Katalysators für alle benzinbetriebenen Fahrzeuge bereits 1984 beschlossen. Seit 1989 durften lediglich Neuwagen mit vorhandenem Kat zugelassen werden. Durch Steuervergünstigungen wurde dieser Prozess beschleunigt, doch ab 1993 wurden endgültig nur noch Autos mit einem Drei-Wege-Katalysator zugelassen.

Wann muss ein Katalysator ausgetauscht werden?

Da der Abgaskatalysator während seines Einsatzes nicht nur hohen Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius standhalten muss, sondern auch durch Vibrationen eine gewisse Beanspruchung erfährt, hat er verständlicherweise eine begrenzte Lebensdauer. Diese beläuft sich normalerweise auf rund 80.000 bis 100.000 Kilometer, wobei moderne Katalysatoren oftmals auch eine wesentlich höhere Lebensdauer aufweisen.

Neben dem gewöhnlichen Prozess der Abnutzung können aber auch anderweitige Fehler einen Austausch des Katalysators erfordern. Zu den häufigsten Problemen zählt dabei die Katalysator-Vergiftung: Diese tritt auf, wenn der Motor zu viel Öl verbrennt und sich die im Motoröl befindlichen Additive auf der Oberfläche des Katalysators ablagern; als Resultat gelangen die Abgase nicht mehr an die Edelmetalle und werden auch nicht mehr gefiltert. Dieser Fehler tritt insbesondere bei häufigen Kurzstrecken-Fahrten auf. Gelangt ein unverbranntes Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Katalysator und verbrennt auf dessen Oberfläche, kann es zudem zu einem Schmelzen des Bauteils kommen – hierfür müssen aber meist gravierende Fehler in der Zündung und Mischung vorliegen.

Der Fahrer erfährt eine Fehlfunktion des Katalysators meist über eine entsprechende Kontrollleuchte, da der Abgaskatalysator elektronisch überwacht wird. In einem solchen Fall ist es ratsam, zeitnah eine Werkstatt aufzusuchen und den Fehler beheben zu lassen. Ist ein Austausch erforderlich, kann der Katalysator auch eigenständig über unsere Partnerseiten gekauft werden – den Einbau hingegen sollte man nur selbst vornehmen, wenn entsprechende Fachkenntnisse vorliegen. Wer diesen Eingriff wagen möchte, kann sich zur Orientierung und Hilfestellung folgendes Video anschauen:

Was bewirkt ein Sportkatalysator?

Der Katalysator ist auch für Tuner ein interessantes Bauteil, da sein Austausch bei vielen Fahrzeugen zu einer höheren Leistung beitragen kann. Ist man an einem Sportkatalysator interessiert, sollte man aber unbedingt auf die Eignung für das Auto achten und sich über die Auswirkungen hinsichtlich der Geräuschkulisse und der Umweltverträglichkeit informieren. Während hochwertige Ausführungen umweltverträglich sind und eine merkliche Leistungssteigerung bewirken können, besteht bei einem Billig-Katalysator die Gefahr der Schädigung des ganzen Fahrzeugs. Es empfiehlt sich also, im Voraus einen Vergleich im Internet anzustellen – zahlreiche Bewertungen und Erfahrungsberichte helfen dabei, den richtigen Sportkatalysator zu finden.
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