Aufbau und Art der Katalysatoren: Metall-, Keramik- und DPF-Filter

Verbrennungsmotoren sind die Hauptantriebsquelle nicht nur für PKW, LKW oder Busse, sondern auch für viele Arten von Maschinen. Während ihrer Arbeit wird Kraftstoff verbrannt, und der Nebeneffekt dieses Prozesses ist die Freisetzung vieler schädlicher Verbindungen in die Atmosphäre.

Die Automobilkonzerne waren sich bewusst, dass es notwendig war, ihre Zahl zu reduzieren. Zu diesem Zweck wurden zunächst technische Mittel eingesetzt, deren Betrieb durch gesetzliche Normen geregelt war. Eine der verwendeten Lösungen war der Nachverbrennungsprozess. Thermoreaktoren befanden sich hinter den Auslassventilen, in denen eine Oxidation von Kohlenwasserstoffen und Kohlenoxiden stattfand.

In späteren Jahren nahm das ökologische Bewusstsein der Menschen allmählich zu. Es stellte sich heraus, dass die verwendeten Lösungen nicht ausreichten. Daher wurden Katalysatoren eingeführt.

Katalysatoren haben eine sehr wichtige Funktion im Abgassystem. Ihre Aufgabe ist es, Autoabgase von giftigen Substanzen wie Kohlenoxiden, Stickoxiden und Kohlenwasserstoffen zu reinigen.

Um diese Aufgabe erfüllen zu können, sind die darin enthaltenen Edelmetalle Platin, Palladium und Rhodium erforderlich. Sie sind es, die die richtige katalytische Funktion ausüben. Aufgrund ihres Vorhandenseins unterscheidet sich die chemische Zusammensetzung der Abgase, die aus dem Brennraum entweichen, von denen, die aus dem Abgasrohr entweichen.

Wie werden sie gebaut?

Katalysatoren bestehen aus folgenden Schichten:

Ein Metallgehäuse, bei dem es sich um die erste äußere Schicht handelt; Mesh / Lagging, dessen Aufgabe es ist, den Monolithen zu schützen; und der keramische Monolith selbst.

Der Querschnitt des Katalysators kann am Beispiel des Fiat-Modells veranschaulicht werden.

Betrieb von Katalysatoren

Schädliche Verbrennungsprodukte reagieren auf den im Abgas vorhandenen Sauerstoff. Dabei entstehen reiner Stickstoff, Wasserdampf und Kohlendioxid, das weniger gefährlich ist als sein Oxid. Die Oxidation hängt in hohem Maße von der geeigneten Temperatur ab. Die Zeit, die für die natürliche Oxidation ohne externe Unterstützung zur Verfügung steht, ist extrem kurz. Nicht alle Giftstoffe verbrennen.

Deshalb müssen Katalysatoren eingebaut werden. Ihre Aufgabe ist es, Bedingungen zu gewährleisten, die die Intensität von Reaktionen erhöhen, die giftige Substanzen neutralisieren.

Es gibt zwei Arten von Reaktionen, die zur Reinigung von Abgasen führen: Oxidations- und Reduktionsreaktionen. Durch Oxidation reagieren Kohlenwasserstoffe und Kohlenstoffoxide mit Sauerstoff, wodurch wir CO2 und Wasserdampf erhalten. Bei der Reduktion treten Stickstoff und Kohlenstoffoxide in eine Reaktion ein, die Stickstoff und Kohlendioxid erzeugt.

Arten von Katalysatoren

Grundsätzlich gibt es zwei Haupttypen von Katalysatoren auf dem Markt – Metall– und Keramikkatalysatoren. Letztere sind viel häufiger.

Der Metallkatalysator besteht aus extrem dünnem Metallband aus hitzebeständigem Chrom-Nickel-Stahl. Bei ihrer Herstellung werden auch Aluminiumzusätze verwendet. Das Klebeband ist mit einem gewellten Band bedeckt, das eine Schicht Edelmetalle enthält. Bei der Herstellung von 1 Katalysator werden ca. 1,5 g der Legierung eingesetzt.

Vorteile:

+ Schnelleres Erreichen der für den Reinigungsprozess geeigneten Temperatur

+ hohe mechanische festigkeit

+ Beständigkeit gegen große Temperaturänderungen

+ większa żywotność części

+ geringerer Strömungswiderstand

Nachteile:

– höherer Preis

Aus diesem Grund werden diese Katalysatoren seltener und in der Regel in teureren Fahrzeugen montiert als Katalysatoren mit Keramikeinsatz.

Katalysatoren mit Keramikeinsatz wiederum bestehen aus einem Blockkeramikkern – sogenannten Monolith. Es hat eine Struktur, die einer Bienenwabe ähnelt. Diese Struktur wird durch Kanäle gebildet, die mit edlen Elementen bedeckt sind.

Hervorzuheben ist hierbei, dass zur Reinigung neben gasförmigen Verbrennungsprodukten auch feste Partikel anfallen. Ein großes Problem bei Selbstzündungsmotoren sind die für unsere Gesundheit gefährlichen Rußpartikel. In diesem Fall benötigen Sie keine chemische und mechanische Filterung. Feste Partikel setzen sich auf porösen Fasern ab und können dort “verbrannt” werden.

Aufgrund ihrer Funktionsweise sind sie anfällig für Verstopfungen und erfordern daher eine häufige Regeneration oder – falls dies nicht möglich ist – einen Austausch.

Sehr oft sind kombinierte Vorrichtungen zu finden, bei denen der Partikelfilter zusammen mit dem Katalysator montiert ist. Dies ermöglicht die gleichzeitige Reinigung von Gasdämpfen und festen Verunreinigungen.

Bei DS AUTO kaufen wir nicht nur komplette Katalysatoren. Wir akzeptieren auch den Einsatz selbst (Metall oder Keramik) und einen Monolithen in jeder Form – ganz, in Stücken oder in Pulverform.

Unabhängig vom Charakter können wir dank unseres erfahrenen Personals, des professionellen Maschinenparks und unseres eigenen Labors eine genaue Analyse des Edelmetallgehalts im gelieferten Material vornehmen, und zwar zu angemessenen Preisen und in angemessener Verarbeitung.

Es liegt auch in unserer Verantwortung, den Monolithen ordnungsgemäß für die Prüfung vorzubereiten. Wiegen und beschreiben, in Kugelmühlen mahlen und in eine einheitliche, homogenisierte Form bringen und eine Probe zum Testen entnehmen.

Der Test wird mit Spektrometern durchgeführt. In unserer täglichen Arbeit verwenden wir das ICP MS-Gerät und Olympus-Spektrometer.

Wie Sie sehen, sind beim Kauf der Metallpatrone selbst für die Erkennung und Bewertung von Keramikmonolithen in Stücken, Pulver- oder DPF-Filtern die entsprech

ende Ausrüstung sowie Fachkenntnisse und Erfahrung erforderlich.

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