Untersuchung des Abgasverhaltens von in Betrieb befindlichen Fahrzeugen und emissionsrelevanten Bauteilen – Austauschkatalysatoren

Die verschärften Anforderungen an das Emissionsverhalten von Pkw und leichten Nutzfahrzeugen haben aufwändige Technologien erforderlich gemacht. Ein wesentlicher Bestandteil aktueller Abgasnachbehandlungssysteme ist der Katalysator. Wenn ein Katalysator beschädigt wird oder seine Wirksamkeit nachlässt, kann er durch einen Austauschkatalysator ersetzt werden.
Austauschkatalysatoren, die im Zubehörmarkt angeboten werden, werden auf Basis der Regelung Nr. 103 der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UNECE - United Nations Economic Commission for Europe) genehmigt. Entsprechend dieser Regelung muss der Austauschkatalysator so beschaffen sein und so eingebaut werden können, dass das Fahrzeug den Vorschriften der Regelungen entspricht, die bei seiner Typprüfung zu Grunde gelegt worden sind. Außerdem müssen die Schadstoffemissionen während der gesamten normalen Lebensdauer des Fahrzeuges unter normalen Betriebsbedingungen wirksam begrenzt werden.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde die Dauerhaltbarkeit von Austauschkatalysatoren untersucht. Als Testfahrzeug wurde ein VW Golf der Abgasstufe Euro 4 mit einem 1.4l Benzinmotor (55 kW) ausgewählt. Bei Beginn der Untersuchungen wies das Fahrzeug eine Laufleistung von 75.500 km auf. Das ausgewählte Fahrzeug war regelmäßig entsprechend den Herstellervorgaben gewartet worden. Im OBD-System waren keine abgasrelevanten Fehler abgelegt. Bei der Eingangsmessung des Fahrzeuges im Anlieferungszustand mit dem ursprünglich verbauten Katalysator wurden die anzuwendenden Euro 4 Grenzwerte deutlich unterschritten.
Anschließend wurden ein Original-Austauschkatalysator, der in einer markengebundenen Fachwerkstatt, und 4 Katalysatoren, die verdeckt im freien Teilemarkt beschafft worden waren, untersucht. Die Austauschkatalysatoren wurden entsprechend den Vorgaben der ECE Regelung Nr. 103 konditioniert und dann im Neuzustand vermessen. Anschließend wurden die Katalysatoren auf einem Brennerprüfstand gealtert. Dabei wurde eine Laufleistung von insgesamt 80.000 km simuliert. Nach 10.000 km und 40.000 km wurde die Alterung unterbrochen und die Abgasemissionen des Testfahrzeugs wurden mit den gealterten Katalysatoren gemessen. Sobald bei einem Katalysator eine Grenzwertüberschreitung festgestellt wurde, wurde die Untersuchung beendet.
Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass bei im freien Teilemarkt erhältlichen Austauschsystemen zur Abgasnachbehandlung erhebliche Qualitätsunterschiede auftreten können. Nur mit dem Original-Austauschkatalysator und mit einem Austauschkatalysator, der im freien Markt beschafft worden war, konnten auch nach einer Alterung über 80.000 km die Euro 4 Grenzwerte eingehalten werden. Bei einem Austauschkatalysator wurden bereits im Neuzustand die Euro 4 Grenzwerte überschritten. Bei einem anderen Austauschkatalysator wurde die Untersuchung nach 10.000 km Alterung und bei einem weiteren Katalysator nach 40.000 km Alterung aufgrund einer Überschreitung der Euro 4 Grenzwerte abgebrochen.
Die ECE Regelung Nr. 103 sieht eine Prüfung der Dauerhaltbarkeit derartiger Systeme über 80.000 km vor, ermöglicht jedoch alternativ die Verwendung von festen Verschlechterungsfaktoren. In der Praxis wird die Dauerhaltbarkeit der Austauschsysteme zur Abgasnachbehandlung von ihren Herstellern garantiert, eine Überprüfung findet im Rahmen der Genehmigung jedoch in den seltensten Fällen statt. Eine Feldüberwachung für Austauschsysteme zur Abgasnachbehandlung ist in den entsprechenden Vorschriften nicht vorgesehen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung weisen darauf hin, dass die Anforderungen in der ECE Regelung Nr. 103 nicht ausreichen, um die Dauerhaltbarkeit von Austauschkatalysatoren sicherzustellen.

BASt - F - 106