Willst du wissen, wozu ein Katalysator (kurz „Kat“) dient und welche Auswirkungen er auf ein Auto hat? Erfahre mehr auf dieser Seite.
Was macht ein Katalysator im Auto?
Die Hauptfunktion von diesem Bauteil besteht darin, die Abgase, die bei der Verbrennung eines Motors entstehen, umzuwandeln und dadurch die schädlichen Komponenten im Abgas zu minimieren.
Bei der Verbrennung des Motors entstehen hauptsächlich Kohlenwasserstoffe, Kohlenstoffmonoxide und Stickoxide. Diese giftigen Gase werden von diesem Bauteil in die ungiftigen Stoffe Kohlenstoffdioxid, Wasser und Stickstoff umgewandelt bzw. konvertiert.
Je nach Betriebstemperatur des Motors und der Betriebsbedingung können Umwandlungsraten von nahezu 100 % erreicht werden.
Wie ist ein Katalysator im Auto aufgebaut?
Obwohl sich dieses Bauteil bei den verschiedenen Fahrzeugherstellern in der Regel in der Form unterscheiden, sind diese im inneren Aufbau gleich.
Ein herkömmlicher Katalysator beseht meist aus einem Edelstahlgehäuse (auch hier gibt es natürlich Ausnahmen). Im Inneren befindet sich entweder ein metallischer oder ein keramischer Träger.
Der Träger (Keramik oder Metall) ist immer in Längsrichtung eingebaut, damit die Abgase vom Auspuff durch den Träger strömen können. Im Träger befinden sich viele kleine Kanäle, optisch vergleichbar mit einer Bienenwabe. Die vielen kleinen Kanäle dienen dazu, eine möglichst große Oberfläche zu schaffen. Denn umso größer die Oberfläche ist, desto besser ist auch die Wirkung des Kats.
Auf die Trägeroberfläche wird durch Bedampfen ein sogenannter „Wash-Coat“ aufgetragen. Dies ist eine hochporöse Schicht in die Edelmetalle (Palladium, Rhodium und Platin) eingelagert sind. Diese Edelmetalle sorgen für die Umwandlung der schädlichen Stoffe innerhalb der Abgase.
In der häufigsten Form wird ein Keramikkatalysator verwendet. Insbesondere bei leistungsstarken Fahrzeugen kann es auch vorkommen, dass serienmäßig ein Metallkatalysator verbaut wird.
Welche Arten von Katalysatoren gibt es?
Drei Wege Katalysator
Der Drei-Wege-Katalysator kommt nur bei Ottomotoren zum Einsatz und ist die gängigste Variante bei moderneren Fahrzeugen.
Sobald der Katalysator seine optimale Betriebstemperatur erreicht hat, wandelt er folgende Stoffe um:
- Stickoxide (NO2 und N2) in Sauerstoff (02) und Stickstoff (N2)
- Unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) in Wasserdampf (H2O) und Kohlendioxid (C02)
- Kohlenmonoxid (C0) in Kohlendioxid (C02)
Da diese drei Umwandlungen zeitgleich ablaufen, wird diese Variante auch „Drei-Wege-Katalysator“ genannt.
Damit die komplette Wirkung entfalten kann, wird eine bestimmte Abgaszusammensetzung benötigt. Dieses Luft-Kraftstoff-Gemisch bei der Einspritzung wird als „stöchiometrische Gemisch“ bezeichnet oder auch „Lambda = 1“.
Ein stöchiometrische Gemisch bedeutet, dass der Motor bei der Verbrennung genau 14,7 kg Luft im Verhältnis zu einem Kilogramm Benzin erhält.
Um genau dieses Luft-Kraftstoff-Gemisch bei der Verbrennung zu erreichen, sitzt im Auspuff zwischen Motor und Katalysator eine Lambdasonde. Diese Lambdasonde hat die Aufgabe, den Restsauerstoffgehalt des Abgases zu messen und diese Information dem Motorsteuergerät mitzuteilen.
Ist das Gemisch nicht optimal, hat das Motorsteuergerät mehrere Möglichkeiten Parameter zu ändern, um das gewünschte Gemisch bzw. den gewünschten Restsauerstoffgehalt im Abgas wieder herzustellen.
Da die Abgasnormen in vielen Ländern in den letzten Jahren immer strenger geworden sind, wurde es nötig auch die Katalysatoren weiterzuentwickeln. Deshalb sind moderne Drei-Wege-Katalysatoren in der Lage, schon innerhalb von wenigen Sekunden ihre Betriebstemperatur zu erreichen. Zum einen wird, dass durch spezielle Beschichtungen erreicht. Zum anderen werden diese immer häufiger direkt im Abgaskrümmer verbaut, damit sie schneller aufheizen
Oxidationskatalysator
Diese Variante kommt in der Regel nur bei älteren Dieselfahrzeugen mit mit „Euro3“ Norm zum Einsatz. Dieselmotoren arbeiten immer mit einem Luftüberschuss. Dies bedeutet, dass infolgedessen das Kraftstoffgemisch an die Luftmenge angeglichen wird. Aus diesem Grund entsteht bei der Verbrennung eines Dieselmotors ein hoher Sauerstoffanteil im Abgas.
Somit ist eine Reduktion von Stickoxiden (NOX) im Vergleich zum Drei-Wege-Katalysator nicht möglich.
Der Oxidationskatalysator ist in der Lage, folgende Stoffe umzuwandeln:
- Kohlenwasserstoffe (HC) in Kohlendioxid (C0 2) und Wasserdampf (H20)
- Kohlenmonoxid (C0) in Kohlendioxid (C0 2)
Aufgrund der deutlichen niedrigeren Abgastemperaturen beim Dieselmotor im Vergleich zu einem Ottomotor, sitzen Oxidationskats meistens sehr nah am Abgaskrümmer.
Ungeregelter Katalysator
Ein ungeregelter Katalysator ist ein Bauteil in einem Abgassystem, das dazu beiträgt, schädliche Emissionen aus dem Auspuff eines Fahrzeugs zu reduzieren. Im Gegensatz zum geregelten Kat, der mit Sensoren und einer Steuereinheit ausgestattet ist, um die Emissionen kontinuierlich zu überwachen und zu reduzieren, hat der ungeregelte Kat keine solchen Funktionen. Stattdessen verlässt er sich auf eine chemische Reaktion, um Kohlenmonoxid, Stickoxide und unverbrannte Kohlenwasserstoffe zu reduzieren. Dieses Bauteil wurde erstmals in den 1970er Jahren entwickelt und war bis Mitte der 1980er Jahre die am häufigsten verwendete Art der Abgasreinigung in Autos. Heutzutage wird der ungeregelte Katalysator aufgrund strengerer Abgasnormen und der Verfügbarkeit effektiverer Technologien weniger häufig eingesetzt. Dennoch hat er einen wichtigen Beitrag zur Verringerung der Umweltverschmutzung durch Autos geleistet.
Kosten für die Reparatur eines Katalysators
Die Beurteilung der Kosten für eine Reparatur im Zusammenhang mit diesem Bauteil ist sehr schwierig, denn zuerst muss genau geprüft werden, wo genau der Defekt liegt.
Schon ein Defekt der Lambdasonde oder ein Fehler in der Gemischaufbereitung kann den Eindruck erwecken, dass ein Fehler am Kat vorliegt. Eine defekte Lambdasonde wäre hier mit ca. 50 – 150 Euro der günstigste Fall. Ist aber der Kat selbst defekt, kann die Reparatur inkl. Ein- und Ausbau schnell mehrere tausend Euro kosten.
Preis für einen Katalysator im Auto?
Der Wert dieses Bauteils kann von mehreren Faktoren abhängen, wie z. B.:
- Typ des Fahrzeugs: Der Wert dieses Bauteils kann je nach Marke und Modell des Fahrzeugs stark variieren.
- Art des Kats: Der Wert kann auch von der Art abhängen, z. B. von einem nachrüstbaren oder einem serienmäßig verbautem Kat.
- Der Edelmetallgehalt: Der Wert des Kats richtet sich häufig nach dem Gehalt an Edelmetallen wie Platin, Palladium und Rhodium, die recycelt werden können.
- Im Durchschnitt liegt zwischen 50 und 500 Euro, bei Katalysatoren mit hohem Edelmetallgehalt kann der Wert jedoch wesentlich höher sein. In einigen Fällen kann der Wert bei hochwertigen Fahrzeugen über 1.000 Euro liegen.
Es ist wichtig zu wissen, dass der Wert eines Katalysators je nach dem Marktpreis für Edelmetalle schwanken kann, und es ist am besten, einen Kostenvoranschlag von einem Schrotthändler einzuholen.
Wie wird ein Reiniger für den Katalysator verwendet?
Als Erstes sollte sich erkundigt werden, ob das Fahrzeug für die Verwendung eines solchen Reinigers freigegeben ist. Diese Information lässt sich entweder direkt beim Fahrzeughersteller erfragen oder in der Betriebsanleitung des Fahrzeuges finden.
- Sicherstellen, dass das der Motor abgekühlt und ausgeschaltet ist.
- Reiniger in den Kraftstofftank geben. Auf der Anleitung des Reinigers ist im Normalfall beschrieben, wie voll der Kraftstofftank sein muss.
- Motor des Autos starten und ein paar Minuten im Leerlauf laufen lassen, damit der Reiniger über die Einspritzventile zum Kat gelangen kann (Anleitung des Reinigers beachten).
- Eine längere Zeit mit dem Auto fahren, damit der Reiniger seine Arbeit erledigen kann (Anleitung des Reinigers beachten).
Diagnose und Reparatur von Fehlern am Katalysator
Grundsätzlich empfehlen wir, solltest du einen Fehler vermuten, zunächst mit einem OBD2-Adapter eine Diagnose (On-board-Diagnose) durchzuführen. Mit diesem liest du deine Steuergeräte aus und kannst feststellen, ob im Fehlerspeicher ein Fehler (DTC) festgestellt wurde.
OBD-Adapter bzw. Diagnosegerät können unabhängig von der Marke und Modell zur Diagnose einer Vielzahl von Motorproblemen eingesetzt werden. Diese beginnen bei einfachen Defekten eines Sensors bis hin zu komplexeren Problemen wie einem defekten Turbolader. In einigen Fällen kann bereits der OBD-Adapter dabei helfen, einen Fehler zu beheben. Manchmal hilft schon das Löschen alter Fehlercodes (DTCs), sodass du dir den Werkstattbesuch sparen kannst.
Egal, ob du ein Heimwerker oder ein Fachmann bist, ein Diagnosegerät ist ein wertvolles Werkzeug, das jeder Autofahrer in seinem Arsenal haben sollte.
