Abgasnachbehandlung Probleme erklärt: Eine vollständige Aufschlüsselung

Wie es funktioniert: Abgasnachbehandlung

Der Katalysator befindet sich hinter dem Auspuffkrümmer und fungiert als aktiver Reaktor in der Abgasnachbehandlungskette, der giftige Verbrennungsnebenprodukte in umweltfreundliche Gase umwandelt. Die Rohabgase gelangen zunächst in einen Edelstahlbehälter, in dem sich ein Keramik- oder Metallwabensubstrat befindet, dessen Tausende von parallelen Kanälen mit einer großflächigen Aluminiumoxid-Waschschicht überzogen sind. Dieser Washcoat trägt nanoskopische Partikel von Edelmetallkatalysatoren - in der Regel Platin, Palladium und Rhodium -, die als Reaktionsorte dienen, aber chemisch unverändert bleiben. In Benzin- und Flex-Fuel-Motoren funktioniert die Vorrichtung als Drei-Wege-Katalysator. Bei stöchiometrischem Gemisch adsorbieren Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid an Platin-Palladium-Stellen, wo sie mit Hilfe von Gittersauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert werden. Gleichzeitig fördert Rhodium die Reduktion von Stickoxiden, wobei freie Stickstoffmoleküle freigesetzt werden. Bei Diesel-, Hybrid- und Wasserstoffmotoren ist häufig ein Oxidationskatalysator vorgeschaltet; hier beschleunigt Platin die Oxidation von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid und erzeugt zusätzliche Wärme zur Aktivierung nachgeschalteter Partikel- oder selektiv-katalytischer Reduktionselemente. Abgasmassenstrom, Temperatur und Sauerstoffgehalt werden kontinuierlich von vor- und nachgeschalteten Sensoren überwacht. Das Motorsteuergerät reagiert darauf, indem es den Kraftstoffverbrauch reduziert, die Abgasrückführung anpasst oder elektrische Heizelemente aktiviert, um die Katalysatorsteine innerhalb des 250-900 °C heißen "Light-off"-Fensters zu halten, in dem die Umwandlung 95 Prozent übersteigt. Der durch Diffusorkonen geführte Abgasstrom maximiert die Verweilzeit, ohne einen Gegendruck zu erzeugen. Durch diese gesteuerte Abfolge ermöglicht der Katalysator modernen Verbrennungs-, Hybrid- und Elektrofahrzeugen mit verlängerter Reichweite, die strengen globalen Emissionsnormen zu erfüllen und gleichzeitig Leistung und Kraftstoffverbrauch zu erhalten.