Metal Catalytic Converters

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Kalifornien darf als Wiege der Abgasgesetzgebung gelten. Die spezielle klimatische und geographische Situation im Westen der USA, die sehr smoganfällig ist, führte schon Anfang der 60er Jahre zu den ersten Abgasgrenzwerten im Straßenverkehr.

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Die ersten einheitlichen Abgasvorschriften in der Europäischen Gemeinschaft (EG) traten 1970 in Kraft.
Die Abgasvorschriften werden permanent rund um die Welt verschärft. Diese Verschärfung betrifft nicht nur die Höhe der Emissionswerte, sondern ebenso die dauerhafte Einhaltung dieser Werte und auch strengere Testabläufe.
 

1970

Die ersten Abgasvorschriften in der EG traten in Kraft.
(Kohlenmonoxid - CO und Kohlenwasserstoffen - HC )

1970

Die EG Abgasvorschriften werden um Stickstoffoxide - NOx ergänzt.

1988

Grenzwerte für Partikel (Ruß) – PM aus Dieselmotoren wurden eingeführt.
Grenzwerte für Lastkraftwagen und Busse wurden europaweit festgelegt.

1997

Für Motorräder und Mopeds festgelegte Abgasgrenzwerte.





Die Euro Abgasnormen
Euro 1 - 1993 / Euro 2 – 1997



 

Die Euro Abgasnormen
Euro 3 - 2001 / Euro 4 - 2006 / Euro 5 – 2011



 

Die Euro Abgasnormen
Euro 6 – ab September 2014

Katalysatoren

Wegen der unvollständigen Verbrennung des Kraftstoffes im Motor entstehen:

 

  • Kohlenmonoxid CO

  • Kohlenwasserstoff HC

  • Stickoxid Nox
     

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Der 3 Wege-Abgaskatalysator bei Fahrzeugen mit Benzinmotor sorgt für eine Umwandlung der Schadstoffe

Die optimale Wirkung erzielen Katalysatoren bei einem Lambda Wert von 1,0 (entspricht 14,7 Gramm Luft zu 1 Gramm Benzin (95 ROZ).
Die optimale Wirkung erzielt ein Abgaskatalysator im Bereich eines Temperaturfensters zwischen 400 - 800 C°. Der Katalysator startet bei Temperaturen ab 250 C°.

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Bei Temperaturen > 800 C° altert die Beschichtung deutlich schneller und führt zu einer vorzeitigen Verschlechterung des Abgases.

 

Washcoat und Coating

Eingesetzt werden als Katalysator (Beladung) die folgenden Edelmetalle in unterschiedlichen Zusammensetzungen und Anteilen

Zur Vergrößerung der Fläche, die vom Abgas bestrichen wird, wird auf dem Metall- oder Keramikträger ein sogenannter Washcoat (B) aufgetragen.
Die poröse Struktur vervielfacht damit die vorhandene Oberfläche des Trägermaterials (A) Beladungen (C) werden in Gramm pro cubic feet (g./ft3) angegeben.

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Aktuelle OE Katalysatoren werden mit bis zu 80g./ft3 beschichtet.
Der Wert des reinen Edelmetalls beträgt dann je nach Zusammensetzung 120 - 160 €.

Europäische On-Board-Diagnose (EOBD)
Gilt für PKW mit Benzinmotor ab Modelljahr 2001 (Euro 3 / 4 / 5)
On Board Diagnose bedeutet abgasrelevante Bauteile und Systeme zu:

 

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  • Überwachen

  • Fehlfunktionen festzuhalten

  • Durch eine Warnlampe anzuzeigen (MIL)

  • Außerdem soll der Katalysator geschützt werden

 

 

Europäische On-Board-Diagnose (EOBD)

Katalysatorüberwachung:

Das Motorsteuergerät vergleicht die Signale (Sauerstoffanteil im Abgas) der Lambdasonde (1) vor Katalysator mit der Lambdasonde (2) nach Katalysator.
Durch die Wirkung des Katalysators, muss das Signal der Lambdasonde (2) unterschiedlich zum Signal der Lambdasonde (1) sein. Siehe Bild A Durch Alterung lässt die Wirkung des Katalysators immer weiter nach und die Signale (1) und (2) gleichen sich immer näher an. Es gibt eine Fehlermeldung. Siehe Bild B

 

 

Basis der Katalysatoren sind Wabenkörper aus:

• Keramik

• Metall

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Metallmonolith

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Keramik-Monolith

 

SUPERSPRINT Sport-Metallkatalysatoren, Katalysatormatrix made by Design

Unterschied zwischen Serien- und SUPERSPRINT / HJS Tuning Katalysator

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OE - Katalysator

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HJS Tuning Katalysator

Struktur: Keramikwaben Metallträger
Zellenanzahl: 400 – 600 cpsi 200 cpsi
Open area: 55 – 65 % 75 – 85 %
Wandstärke: 0,02 - 0,08 mm 0,08 mm
Temp. Belastbarkeit: max. 800 °C max. 1.050 °C
Aufbau: Wabenstruktur HF-Design: bis Euro 4
HD-Design: Euro 5

Die Matrizen haben eine unterschiedliche Dichte / Zellenanzahl, gemessen in Zellen per Quadrat inch (cpsi).
Entspricht: 2,54 cm x 2,54 cm.

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Die Matrizen dienen zur maximalen Vergrößerung der vom Abgas überströmten Fläche, damit ein bestmöglicher Reaktionsverlauf gewährleistet werden kann.

PE-Folie

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Metallträger

Spiral – Matrix S – Matrix SM - Matrix
Design Design Design 
  • Wicklung einer flachen und gewellten Folie

  • Wickelzentrum ist Flächenschwerpunkt

  • Keine hohe Haltbarkeit

  • Technik ist stark veraltet

  • Gefahr der Teleskopierung

  • Einsatz nicht empfohlen

  • Wicklung aus zwei flachen und gewellten Folien

  • Zwei Wickelzentren als Flächenschwerpunkt

  • Hohe Haltbarkeit und Belastbarkeit

  • HJS Tuning Katalysatoren

  • Wicklung aus drei flachen und gewellten Folien

  • Wickelzentrum ist Flächenschwerpunkt

  • Drei Wickelzentren sind um ein Zentrum gewickelt

  • Sehr hohe Haltbarkeit und Belastbarkeit

  • HJS Motorsport Katalysatoren

Metallträger S-Matrix

Design
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Basis: S – Matrix

  • stabile Anbindung der Matrix zum Mantel

  • größere Dauerhaltbarkeit

  • höhere Dauerhaltbarkeit bei Thermoschockbelastungen

  • + 85% Dauerhaltbarkeit im Vergleich zum Standard Design (Versuchslaufzeit unter „worst case“ Bedingungen)

 

 

Metallträger S-Matrix

Design

 

 

Metallträger HD-Matrix design (High Durability)

Design
Design
 

Basis: SM – Matrix

  • spezielle Matrixanbindung zum Mantel

  • noch einmal erhöhte Dauerhaltbarkeit im Vergleich zum HF Design

  • ausgelegt für extremste Beanspruchungen

  • Mantel – Matrix – Entkopplung

 

 

Wir empfehlen die HD Ausführung bei allen Porsche Boxermotoren, da hier das Vibrationsproblem des Motors ausschlaggebend für Kat Probleme anderer „Billighersteller“ sein kann. (Ablösen der Matrix)

 

Die Temperaturen für SUPERSPRINT / HJS Katalysatoren können wie folgt angegeben werden:
200 cpsi 0,05-0,08 Folienstärke max. 950 °C peak kurzzeitig 1050 °C
100 cpsi 0,11 Folienstärke max. 1050 °C peak kurzzeitig 1150 °C

 

 

 

Katalysatoren Abgasgegendruckmessung: Mitsubishi Lancer EVO X

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