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Katalysator wechseln - Wie? Wann? Und welchen Kosten?
Der Katalysator reduziert die schädlichen Abgasemissionen eines Verbrennungsmotors, erzeugt aber klimaschädliches Kohlendioxid. (Bild: kfzteile24 Profi-Schrauber @youtube.com)
Inhaltsverzeichnis
Aufgabe des Katalysators
Der geregelte 3-Wege-Katalysator befindet sich meist hinter dem Abgaskrümmer und ist für die chemische Umwandlung der Schadstoffe im Abgas verantwortlich. Er trägt seinen Namen, weil die aktive Schicht aus Edelmetallen nicht an der Reaktion teilnimmt, sondern sie lediglich ermöglicht. Ein Katalysator verbraucht sich also nicht und ist unter Idealbedingungen ewig haltbar. 3-Wege-Kat wird er deshalb genannt, weil er Stickoxide, Kohlenstoffmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe umwandelt. Dabei entstehen Stickstoff, Wasser und Kohlendioxid. Die Regelung erfolgt über die Lambdasonden und das Steuergerät für die Gemischbildung, denn ein Katalysator braucht ganz bestimmte Bedingungen, um effizient zu arbeiten.
Aufbau und Funktionsweise des Katalysators
Ein Katalysator besteht aus einem Wabenkörper, auf den katalytischen Edelmetallschichten wie z.B. Rhodium, Palladium und Platin aufgebracht werden. Durch die große Oberfläche der vielen kleinen Wände wird sichergestellt, dass die schädlichen Gase unter entsprechend hohen Temperaturen auch tatsächlich reagieren. Das Kohlenmonoxid und die Kohlenwasserstoffe werden oxidiert und die Stickoxide reduziert. Alle drei Reaktionen finden parallel statt, allerdings nur unter der Voraussetzung, dass ein stöchiometrisches Kraftstoffverhältnis von λ = 1 vorliegt, d.h. Brennstoffmasse und Luftmasse so aufeinander abgestimmt sind, dass eine vollständige Verbrennung möglich ist. Anders ausgedrückt bedarf es 14,7 kg Luft, um 1 kg Benzin zu verbrennen. Beim Diesel liegt der Wert bei 14,5 kg. Sauerstoffmangel würde die Oxidation im Katalysator behindern und Sauerstoffüberschuss die Reduktion. Das richtige Verbrennungsgemisch ermöglicht also erst die Katalyse.
Katalysatoren sind bei allen modernen Autos Pflicht und auch als Nachrüstsatz für ältere Fahrzeuge verfügbar.
Warum müssen Katalysatoren gewechselt werden?
Es gibt vier wesentlich Gründe, die den Wechsel eines Katalysators notwendig machen. Zum einen können mechanische Beschädigungen auftreten. Dazu gehört u.a. dass der Wabenkörper durch die Hochtemperaturwolle nicht mehr fest in seinem Gehäuse gelagert wird. Es kommt zum Klappern oder Rasseln und vor allem löst sich mit der Zeit die Edelmetallschicht. Solche Probleme können auftreten, wenn z.B. die Motorlager nicht mehr flexibel sind, sodass Stöße und Schwingungen zu großen Vibrationen der Abgasanlage führen. Durch den Abgasdruck löst sich die Schicht aber auch ohne Defekt mit der Zeit.
Thermisch ist der Katalysator ebenfalls ein hochbelastetes Bauteil. Zwar braucht er große Temperaturen, aber z.B. fehlerhafte Einspritzdüsen und Manipulationen durch falsches Chiptuning können dazu führen, dass die Abgastemperatur so stark ansteigt, dass der Kat verbrennt. Mittlerweile eher selten sind so genannte Katalysatorvergiftungen durch bleihaltigen Kraftstoff. Neben Bleitetraethyl, das früher als Antiklopfmittel eingesetzt wurde, schaden aber auch Schwermetalle, Polymere oder Schwefel dem Kat. Sie werden gebunden und verringern dadurch die Oberfläche der katalytisch aktiven Schicht.
Im Gegensatz dazu stellen Rostschäden durch Korrosion ein vergleichsweise häufiges Problem dar, denn wie alle Teile eines Auspuffs, befindet sich auch der Katalysator am Unterboden des Autos. Er ist damit den Elementen sowie Streusalz und Steinen ausgesetzt und kann mit der Zeit sowohl an seiner Aufhängung als auch am Metallkörper selbst Schäden davon tragen.
Haltbarkeit eines Katalysators
Trotz ihrer Belastung müssen Katalysatoren selten gewechselt werden, denn in der Regel sind mehr als 100.000 Kilometer drin, eh sich Symptome zeigen, die man als Fahrer zudem meist gar nicht realisiert. Aufgedeckt werden die Probleme natürlich bei der Haupt- und Abgasuntersuchung bzw. im Vorfeld vielleicht durch eine zweite Lambdasonde, die als Kontrollsonde die Funktion des Kats überwacht. Aus diesem simplen Grund sollte man auch mit etwaigen Fehlermeldungen vorsichtig umgehen, denn auch die Lambdasonde könnte defekt sein.
Kann man einen Kat aufbereiten? Wie wird er gewechselt?
Anders als z.B. ein Partikelfilter lässt sich ein Katalysator nicht regenerieren. Ist er beschädigt oder erfüllt er seine Funktion nicht mehr, gehört der Kat ersetzt. Wir empfehlen dabei immer ein Neuteil, denn nur so kann man sicher sein, dass für lange Zeit wieder Ruhe einkehrt. Der Wechsel ist schließlich kein Kinderspiel und Aufgabe für eine Fachwerkstatt. Das Auto wird dabei zunächst auf die Hebebühne gebracht, um den Katalysator aus der Abgasanlage lösen zu können. Dafür werden entweder die Schellen entfernt oder mit einem Trennschleifer das Teil herausgeschnitten. Das Neuteil wird dann mit entsprechenden Rohrverbindern gasdicht befestigt. Die Gummilager kann man bei dieser Gelegenheit ebenfalls tauschen.
Was kostet ein neuer Katalysator?
Die Kosten für einen Katalysator setzen sich zusammen aus dem Bauteil, dem Anbaumaterial und der Arbeitszeit. Planen Sie zwischen 200 und 500 Euro ein und rechnen Sie mit ca. 2-3 Werkstattstunden je nach Fahrzeug, sodass etwa 400 bis 800 Euro zusammenkommen. Je nach Modell sind aber auch mehr als 1000 Euro für den Wechsel möglich. Lassen Sie sich jedoch nicht vom Originalersatzteil blenden. Katalysatoren von Markenherstellern wie Walker oder Eberspächer lassen in Qualität und Zuverlässigkeit keine Wünsche offen.
