Katalysator und Rußpartikelfilter Ersatzteil

Katalysator und Rußpartikelfilter – wichtig für die Umwelt Mit dem Katalysator wurde Ende der 70er Jahre zunächst in den USA ein Bauteil vorgestellt, das den Schadstoffausstoß bei Verbrennungsmotoren drastisch reduzieren konnte. Zunächst als ungeregelter, später als geregelter 3-Wege-Kat hielt die technische Innovation in den 80ern auch in Deutschland Einzug in die Automobiltechnik. Eng damit verbunden ist die Umstellung von bleihaltigem Benzin auf bleifreies, denn diesen Zusatzst... Mehr Lesen

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    Katalysator und Rußpartikelfilter – wichtig für die Umwelt

    Mit dem Katalysator wurde Ende der 70er Jahre zunächst in den USA ein Bauteil vorgestellt, das den Schadstoffausstoß bei Verbrennungsmotoren drastisch reduzieren konnte. Zunächst als ungeregelter, später als geregelter 3-Wege-Kat hielt die technische Innovation in den 80ern auch in Deutschland Einzug in die Automobiltechnik. Eng damit verbunden ist die Umstellung von bleihaltigem Benzin auf bleifreies, denn diesen Zusatzstoff vertrugen die Katalysatoren nicht. Heute gibt es gar kein verbleites Benzin mehr und der Katalysator hat sich als Instrument zur Luftreinhaltung in PKW bewährt. Der Kat ist Bestandteil der Abgasanlage und ist bei den meisten Fahrzeugen zwischen Abgaskrümmer und Mittelschalldämpfer verbaut. Ist der Katalysator defekt, sollte er bald ausgetauscht werden, denn wenn er nicht funktioniert, ist der Schadstoffausstoß deutlich höher. Ohne Kat zu fahren ist übrigens illegal, denn wer ihn entfernt bzw. nicht funktionsfähig hält, begeht im Prinzip eine Steuerhinterziehung. Die Einstufung der Schadstoffklasse (und somit die Höhe der Kfz-Steuer) beruht nämlich auf dem Schadstoffausstoß eines einwandfrei funktionierenden Fahrzeugs mit Katalysator. Für Diesel gab es lange Zeit keine Katalysatoren, doch mittlerweile haben auch diese Fahrzeuge meistens einen speziellen Oxi-Kat verbaut. Eine Besonderheit von Dieselfahrzeugen ist außerdem der Rußpartikelfilter DPF (Dieselpartikelfilter). Dieser filtert kleine Rußpartikel aus dem Abgasstrom heraus, die als gesundheitsschädlich gelten, wenn man sie einatmet. Außerdem erhöhen sie die Feinstaubbelastung in Innenstädten. Rußpartikelfilter kosten natürlich Geld, weswegen sie in vielen älteren Dieselfahrzeugen lange gar nicht angeboten wurden. Trotzdem gibt es inzwischen Lösungen zur Nachrüstung mit einem Rußpartikelfilter. Entsprechende Nachrüstsätze gibt es für viele Fahrzeugmodelle, ebenso wie Ersatzteile bzw. Austauschteile für Katalysatoren.

    Wie funktioniert der Katalysator?

    Die hauptsächliche Katalysator Funktion liegt in der Reinigung der Abgase. Dabei werden unter Ausnutzung einer chemischen Reaktion Schadstoffe umgewandelt. Moderne Katalysatoren sind sogenannte 3-Wege-Katalysatoren. Diese Name beruht auf der Fähigkeit, drei Stoffgruppen neutralisieren zu können, nämlich Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide. Nach dem Passieren des Katalysators in der Abgasanlage bleiben lediglich Kohlendioxid (CO2), Stickstoff und Wasser zurück, die über das Endrohr ausgestoßen werden. Deswegen sieht man häufig Wassertropfen an Endrohren, was wiederum die Korrosion von Auspuffanlagen begünstigen kann. Für die Abgasreinigung ist der Katalysator heute aber bislang alternativlos und hat sich in der Praxis bewährt. Bis zu 95 Prozent der Schadstoffe können durch das System umgewandelt werden. Das gilt jedoch nur bei idealen Betriebsbedingungen und einwandfreier Funktionsfähigkeit. Für das Einsetzen der chemischen Katalysereaktion sind vergleichsweise hohe Temperaturen notwendig. Zudem ist die Gemischaufbereitung des Motors entscheidend für die Effizienz. Damit diese im Betrieb fortlaufend angepasst werden kann, messen spezielle Sensoren (Lambdasonden) die Abgaswerte und geben entsprechende Rückmeldungen ans Steuergerät, das wiederum das Gemisch nach Bedarf verändert. Die vor dem Kat eingebaute Lambdasonde wird auch als Regelsonde bezeichnet, während der hinter dem Katalysator verbaute Sensor als Diagnose- oder Kontrollsonde bekannt ist.

    Der Katalysator Aufbau im Detail

    Den Katalysator erkennt man unter dem Auto an seinem bauchigen Aussehen. Er befindet sich meist als erstes Bauteil nach dem Abgaskrümmer und dem Flexrohr noch vor dem eventuell vorhandenen Mittelschalldämpfer. Im Inneren ist ein wabenförmiges Gebilde aus Keramik oder Metall installiert, das viele kleine Kanäle bildet, durch die das Abgas geleitet wird. Dies dient der Maximierung der Oberfläche, um die katalytische Wirkung zu optimieren. In diesem Trägermaterial befinden sich bestimmte Metalloxide, in denen die für die Katalysereaktion notwendigen Edelmetalle wie Platin oder Palladium eingelagert sind. Diese extrem poröse Schicht wird als Wash-Coat bezeichnet. Die Metalle nutzen sich übrigens im Betrieb nicht ab. Allerdings kommt es bei Katalysatoren nach längerer Zeit oft zu Verschleißerscheinungen und Materialbrüchen. Dann kann die Trägerschicht abplatzen. Wer vorwiegend Kurzstrecke fährt, verschleißt den Katalysator ebenfalls schneller, da die für die chemische Reaktion notwendigen hohen Temperaturen auf Kurzstrecken in der Regel nicht erreicht werden. In der Folge kann sich die katalytisch wirksame Trägerschicht zusetzen. Diese Art von Verschleiß kann jedoch zumindest im Anfangsstadium durch längere Fahrten bei ausreichenden Betriebstemperaturen rückgängig gemacht werden. Die empfindliche Trägerschicht ist übrigens auch der Grund, warum wir unbedingt bleifreies Benzin tanken müssen, denn Blei würde die Schicht beschädigen.

    Aus diesen Komponenten besteht ein typischer Katalysator:

    • Substrat (keramische oder metallische Trägerschicht)
    • Edelmetalle auf der katalytischen Fläche (z.B. Platin, Rhodium, Palladium)
    • Lagermatte
    • Katalysatorschale für möglichst vibrationsarme Lagerung

    Besonderheiten des Katalysators für Diesel

    Bei Dieselfahrzeugen kommt kein 3-Wege-Kat zum Einsatz, sondern in der Regel ein sogenannter Oxidationskatalysator. Dieser ist der Tatsache geschuldet, dass sich in Dieselabgasen verhältnismäßig viel Sauerstoff befindet. Er wird zur Oxidation genutzt, um Kohlenmonoxid in Kohlendioxid umzuwandeln. Außerdem werden auf diese Weise Kohlenwasserstoffe in Kohlendioxid und Wasserdampf verwandelt. Optimalerweise werden die Oxi-Katalysatoren in Dieselfahrzeugen heute mit Rußpartikelfiltern DPF kombiniert.

    Anzeichen für Probleme mit dem Katalysator

    Natürlich kann der Katalysator als Bauteil auch Defekte aufweisen. Im normalen Betrieb sind diese vom Fahrer nicht immer festzustellen und fallen häufig erst bei der nächsten Abgasuntersuchung im Rahmen der TÜV-Prüfung auf. Aber es gibt auch Anzeichen, die der Fahrer bemerken kann, abhängig vom vorliegenden Defekt.

    Darauf sollten Sie achten:

    • Klappergeräusche aus Höhe des Katalysators während der Fahrt
    • Probleme mit dem Leerlauf
    • höherer Kraftstoffverbrauch
    • Probleme mit der Temperaturregelung (insbesondere bei Turbo-Fahrzeugen)
    • Leistungsverlust
    • Änderungen beim Klang der Abgasanlage (in der Regel wird sie lauter)

    Ursachen für Defekte am Katalysator

    Neben dem bereits erwähnten Verschleiß des Trägermaterials kann der Katalysator auch aus anderen Gründen in seiner Wirkung reduziert sein oder sie ganz einbüßen. Häufige Ursachen für Katalysator Defekte sind folgende:

    • Verschleiß der Trägerschicht
    • Beschädigung durch bleihaltiges Benzin
    • Brüche und Zerbröseln der Wabenstruktur durch Stöße und Vibrationen
    • zerbröselte Katalysatoren vermindern häufig Abgasdurchfluss (dadurch Leistungsverlust)
    • Korrosion am Außengehäuse
    • Undichtigkeiten am Abgaskrümmer bzw. Auspuffteilen vor dem Katalysator
    • defekte Lambdasonden
    • Probleme mit dem Steuergerät
    • bei Turbofahrzeugen: evtl. fehlerhafte Abstimmung (insbesondere nach Tuning)
    • Benzin, das unverbrannt in den Katalysator gelangt und dort abbrennt (dadurch Beschädigung der Trägerschicht möglich) ? passiert vor allem beim Anschieben bzw. Anschleppen

    Bei Undichtigkeiten vor dem Katalysator kann das System Falschluft ziehen. Durch den zu hohen Anteil an Sauerstoff im Abgas meldet die Lambdasonde falsche Werte an das Steuergerät, wodurch das Gemisch völlig falsch aufbereitet wird. In der Folge kann es zum kompletten Leistungsverlust kommen.

    Kann man einen Katalysator Defekt reparieren?

    Wenn ein Katalysator defekt ist, muss er in der Regel komplett ersetzt werden. Eine Reparatur wäre in den meisten Fällen unverhältnismäßig aufwändig, denn der Ersatz des Trägermaterials oder der Lagermatte ist kaum praktikabel. Zudem müsste dafür das Gehäuse des Katalysators geöffnet werden, was nicht vorgesehen ist. Bei dieser Öffnung könnten zudem gesundheitsschädliche Fasern der Lagermatte oder kleinste Bestandteile der Trägerstruktur frei werden. Deswegen werden Sie in der Regel den Katalysator durch ein passendes Ersatzteil tauschen müssen. Ob diese Arbeit in Eigenregie durchgeführt werden kann, hängt vom jeweiligen Fahrzeugmodell ab. Manchmal ist es möglich, einen Katalysator problemlos von der Abgasanlage zu trennen. Häufig ist durch Korrosion und hohe Temperaturen das Öffnen der Verbindungsschrauben schwierig bis unmöglich. Ein Abschweißen und späteres wieder Zuschweißen der Abgasanlage ist dann oft die einzige Alternative, wenn nicht die gesamte Abgasanlage komplett getauscht werden soll. Ein Komplettteil oder geschraubte Elemente zu ersetzen, ist mit etwas handwerklichem Geschick für Laien möglich, wenn sie über die notwendigen Werkzeuge verfügen. Ohne Hebebühne ist ein Austausch jedoch kaum zu bewältigen. Günstige Austausch Katalysatoren sowie Rußpartikelfilter für Dieselfahrzeuge bekommen Sie bei uns für alle gängigen Fahrzeugmodelle. Der Einbau ist selbst in einer Fachwerkstatt häufig nicht sehr teuer, weil der Zeitaufwand sich in Grenzen hält. Sparen können Sie also vor allem beim Kauf günstiger Ersatzteile, die Sie bei uns in Erstausrüsterqualität bekommen. Alte Katalysatoren müssen übrigens fachgerecht entsorgt werden. Die enthaltenen Edelmetalle können recycelt werden und sind wertvolle Bestandteile bei der Produktion neuer Katalysatoren.

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