Katalysator

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Aufgeschnittener Fahrzeugkatalysator (Quelle: Wikipedia.de)

Funktion[Bearbeiten]

Der Fahrzeugkatalysator, auch kurz Katalysator (umgangssprachlich Kat), dient der Abgasnachbehandlung in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Durch den Katalysator können die Schadstoffemissionen im Abgas drastisch reduziert werden. Im Allgemeinen wird die gesamte Anlage zur Abgasnachbehandlung als Fahrzeugkatalysator bezeichnet. (Quellenangabe)

Der Fahrzeugkatalysator besteht meistens aus mehreren Komponenten. Als Träger dient ein temperaturstabiler Wabenkörper aus Keramik (Monolith) oder Metallfolien (Metalit), der eine Vielzahl dünnwandiger Kanäle aufweist. Auf dem Träger befindet sich der so genannte Washcoat. Er besteht aus sehr porösem Aluminiumoxid (Al2O3) sowie aus Sauerstoffspeicherkomponenten wie zum Beispiel Ceroxid und dient zur Vergrößerung der Oberfläche. Durch die hohe Oberflächenrauhigkeit wird eine sehr große Oberfläche realisiert (bis zu mehreren tausend Quadratmetern). In dem Washcoat sind die katalytisch aktiven Edelmetalle eingelagert. Bei modernen Abgaskatalysatoren sind dies die Edelmetalle Platin, Rhodium und/oder Palladium. Der keramische Träger ist mithilfe spezieller Matten (in der Regel Fasermatten, seltener Drahtgestricke) in einem metallischen Gehäuse, dem so genannten Canning, gelagert. Das Canning der Metall-Katalysatoren reduziert sich auf das Einschweißen des Metall-Katalysators in den Abgasstrang. Spezielle Matten oder ein extra Metallgehäuse sind nicht notwendig. Das Canning ist fest im Abgasstrang des Fahrzeuges verbaut und besitzt zum Teil weitere Anschlussmöglichkeiten für zum Beispiel Lambdasonden oder Thermoelemente. (Quellenangabe)


Im T4 kommen bei den Benzinmotoren mit Ausnahme des 4-Zylindermotors PD geregelte Katalysatoren zum Einsatz, bei denen die Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemischs durch eine Lambdasonde überwacht wird.

Bei den T4-Dieselmotoren kommen (ungeregelte) Oxidationskatalysatoren (auch Oxy-Kat oder Oxykat) zum Einsatz. Dieselmotoren verbrennen ein mageres Gemisch (λ > 1), das heißt, im Abgas sind hohe Sauerstoffkonzentrationen vorhanden. Daher ist die Reduktion von NOx wie beim Drei-Wege-Katalysator nicht möglich. HmCn- und CO-Emission können aber durch den Einsatz eines Oxidationskatalysators gemindert werden. Die Oxidationsreaktionen laufen hierbei gleich wie beim Drei-Wege-Katalysator ab. Aufgrund der deutlich niedrigeren Abgastemperaturen im Vergleich zum Ottomotor sind Diesel-Oxidationskatalysatoren oft nahe am Abgaskrümmer verbaut, der Washcoat enthält nur Platin und/oder Palladium. (Quellenangabe)
Da bei der Diesel-Abgasuntersuchung (AU) nicht die Schadstoffe im Abgas gemessen werden, sondern 'nur' die Abgastrübung, hat der Oxy-Kat praktisch keinen Einfluss auf die AU. Die Qualität der Abgasreinigung durch den Kat wird nicht überwacht.


Einbauort[Bearbeiten]

Der Kat ist bei allen T4 mit Katalysator strömungstechnisch gesehen hinter dem Abgasrohr vom Motor montiert. Das nachfolgende Bild zeigt den Kat bei einem TDI-Motor.

Einbauort

Bei allen T4 gehört das Auspuffrohr zum Mittelschalldämpfer zum Katalysator. Es ist an diesem fest verschweisst, wie das nachfolgende Bild von RalphCC zeigt. Zwischen den beiden Kats befindet sich ein Kat-Reparaturrohr.

Kat mit Auspuffrohr


Ausbau[Bearbeiten]

Zum Ausbau des Kats müssen die in der Regel stark korrodierten Verbindungen vor und hinter dem Kat gelöst werden. Da dies häufig nicht zerstörungsfrei möglich ist, sollten vor Beginn der Arbeiten die erforderlichen Auspuff-Verbindungsteile (Schrauben, Dichtungen) besorgt werden.


Teilenummern[Bearbeiten]

Da der Katalysator auf den Motor angespasst sein muss, gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Kats für den T4. Dem entsprechend werden an dieser Stelle keine Teilenummern genannt. Die VW-Preise liegen in der Größenordnung von 450 bis 800 Euro.


Betrieb und Probleme[Bearbeiten]

Da ein Katalysator letztlich ein Verschleißteil ist, wird die Reinigungsleistung mehr oder weniger schnell abnehmen. Dies kann lediglich bei den T4 mit 2 Lambdasonden (z.B. 6-Zylindermotor AMV) vom Motorsteuergerät erkannt und signalisiert werden. Bei den anderen Benzinmotoren kann nur die Abgasuntersuchung Hinweise auf die Qualität des Kats liefern.

Ein gängiges Problem ist insbesondere bei älteren T4 ein mechanischer Defekt innerhalb des Katalysators, bei dem Teile der Wabenstruktur brechen und in der Folge ein Klappern des Kats verursachen. Das nachfolgende Bild von AET-4 verdeutlicht dies.

Defekter Katalysator
Bei diesem Schaden kann es zudem zu einer erheblichen Störung der Abgasströmung durch den Auspuff kommen. Die möglichen Folgen reichen von Leistungsverlust bis hin zum Motorschaden!


Ein weiteres Problem ist - auspufftypisch - Korrosion am Auspuffrohr hinter dem Katalysator; meist direkt am Kat oder an der Befestigung:

Korrosion hinter dem Katalysator

Auch wenn das Auspuffrohr meist nicht mehr zu retten ist, kann der Kat aufgrund seines Edelstahlaufbaus in der Regel weiterverwendet werden. Bei VW ist der das Rohr allerdings nicht einzeln erhältlich, sondern nur zusammen mit dem Katalysator. Im Zubehörhandel finden sich allerdings sogenannte Kat-Ersatzrohre, die eine kostengünstige Reparatur ermöglichen. Die Teilekosten für dieses Ersatzrohr liegen in der Größenordnung von 60 Euro. Siehe Artikel Kat-Ersatzrohr.


Quellenangabe[Bearbeiten]