Funktion des Katalysators

ALLGEMEINE ANGABEN

Alle Motoren sind mit einem oder mehreren Katalysatoren zur Abgasreinigung ausgestattet. Der Katalysator besitzt einen zentralen Keramikkörper mit Wabenstruktur –3–, der mit einer Trägerschicht beschichtet ist. Auf der Trägerschicht befinden sich Edelmetallsalze, die als Katalysatoren wirken. Der Katalysator wird im Gehäuse –1– durch eine isolierende Stützmatte –2– gehalten, die gleichzeitig die Wärmeausdehnung des Katalysators ausgleicht.

Katalysator 1 Gehäuse 2 Dichtung 3 Wabenkörper des Katalysators

Benzinmotoren

Um mit dem Katalysator die Schadstoffemissionen zu verringern, muss das Einspritzsystem die für die Verbrennung erforderliche Kraftstoffmenge exakt dosieren. Der Lambdasonde befindet sich im Abgasrohr vor dem Katalysator und wird vom Abgasstrom umspült. Die Lambdasonde ist ein elektronischer Sensor, der den Sauerstoffgehalt im Abgas misst und als Spannungsschwankung ausgibt. Die Information der Lambdasonde wird an das Steuergerät des Einspritzsystems übermittelt. Der ermittelte Wert ermöglicht die Regelung der Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemischs. Dies ist einerseits erforderlich, da sich die Betriebsbedingungen ständig ändern (Leerlauf, Vollast), andererseits, weil die optimale Nachverbrennung des Kraftstoffs im Katalysator nur dann stattfindet, wenn im Abgas ausreichend Kraftstoff enthalten ist.

Damit im Katalysator eine Nachverbrennung des Kraftstoffs stattfindet, ist eine Temperatur von 300–800 °C erforderlich. Dazu ist ein höherer Kraftstoffanteil im Gemisch notwendig als bei reiner Verbrennung.

Die eingesetzten Katalysatoren von Ottomotoren sind sogenannte Dreiwege-Katalysatoren. Im geregelten Umwandlungsprozess werden Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC) oxidiert sowie die Konzentration von Stickoxiden (NOx) verringert.

Abgase am Eingang des Katalysators und Produkte am Ausgang

Katalysator und Abgasrückführung beim Dieselmotor

Die Abgase des Dieselmotors werden ebenfalls im Katalysator gereinigt. Dabei handelt es sich um einen ungeregelten Oxidationskatalysator. Dieser Katalysator wandelt die im Abgas enthaltenen Kohlenmonoxide und Kohlenwasserstoffverbindungen in CO2 und H2O um.

Die Verringerung der Stickoxid-Konzentration (NOx) im Abgas des Dieselmotors wird durch ein zusätzliches System zur Abgasrückführung (System EGR) erreicht.

Am Abgaskrümmer des Motors befindet sich ein unterdruckgesteuertes Rückführventil. Seine Aufgabe ist es, einen Teil der Abgase in die Brennräume des Motors zurückzuführen. Dadurch sinkt die Abgastemperatur und somit die Konzentration schädlicher Stoffe.