Der
Katalysator
Der Katalysator ist in der Chemie ein
Stoff, der eine chemische Reaktion einleitet oder
beschleunigt.
Der Kat. im Auto ist ein
Keramik – Bauteil welches mit Edelmetallen beschichtet, (Platin und
Rhodium) und von einer Metallhülle umgeben ist. Seine Form ähnelt sehr
dem Auspufftopf. Das auf Draht liegende Keramik – Bauteil ist von mehreren
tausend Kanälen durchzogen, welche parallel verlaufen. Auf die Wände
der Kanäle ist eine Zwischenschicht aufgetragen, welche die aktive
Oberfläche des Katalysators vergrößern soll, der
„Wash-Coat“, er vergrößert die aktive Fläche auf bis
zu 4 Fußballfelder. Die Stoffe welche die katalytische Wirkung
verursachen, Platin und Rhodium, diese sind zu 3 Gramm im Kat. enthalten. Der
Dreiwege – Kat. ist zur Zersetzung von Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoff
und Stickoxiden zuständig.
Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff,
werden durch eine Oxidation mit Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser.
Stickoxide sind nicht so leicht zu
zersetzen, es wird ein Mittel benötigt welches den Stickoxiden den
Sauerstoff entzieht, dazu wird der Schadstoff Kohlenmonoxid verwendet. Bei der
Reduktion entsteht Stickstoff und wieder Kohlendioxid. (Ramin erklärt
chemische Reaktion)
Die genaue Dosierung
erfolgt mit Hilfe der Lambdasonde, sie mißt den vorhandenen
Sauerstoffanteil. Die Luftzahl Lambda
(λ) legt das
Verhältnis der Luftmenge zur Krafstoffmenge im angesaugten Gemisch fest.
Wenn der Kat. optimal arbeiten soll, muß
λ dem Wert 1 sehr
nahe kommen. Den λ
- Wert kann man anhand des Sauerstoffrestes im Abgasstrom feststellen. Da das
System des Autos immer bestrebt ist eine perfekte Abgasminderung zu erreichen,
wird der λ - Wert
die ganze Zeit gemessen bei Abweichungen vom Idealwert, wird ein Befehl an die
Zünd/Einspritzsteuerung gegeben um dies zu korrigieren. Die Regelung
verläuft im Bereich von
λ = 0.8 bis
λ = 1.2, wobei
sich dies ständig abwechselt, Luftüberschuß zur Verbrennung der
Kohlenwasserstoffe, Luftmangel zur Verringerung der Stickoxide. Diese Abgase
werden dann im Kat. fast vollständig umgewandelt zu Kohlendioxid,
Wasserdampf und Stickstoff.
Solange das
Auto und die Regelung noch kalt sind erfolgt die Anreicherung der Abgase auf dem
mittleren λ -
Wert.
Saugdiesel:
Beim
Saugdiesel besteht das Problem, daß wenn der Brennraum zu hohe
Temperaturen aufweist, immer mehr Stickoxide freigesetzt werden. Daher wird ein
Ventil im Abgasstrom geöffnet welches eine Abgasrückführung
verursacht. Die zurückgeführten Abgase enthalten fast keine
Verbrennungsstoffe mehr, daher wird eine Kühlung der Brennkammer herbei
geführt.
