motornaher Katalysator („Close Coupled Catalyst“ – CCC)

Die konsequente Vermeidung von Wärmeverlusten vor dem Katalysator wird durch eine direkte Anbindung des Katalysators an einen kompakten Krümmer erreicht. Oft wird heute der Kat ohne einen Zwischenflansch direkt mit dem Krümmer verschweißt. Die Anspringzeit des Kats verkürzt sich hier auf wenige Sekunden, wodurch Emissionsvorteile im HC und CO bis zu 70% darstellbar sind.

In dieser motornahen Position werden Abgastemperaturen von annähernd 1050°C und Beschleunigungen bis zu 75G erreicht, was extreme Anforderungen an das Katalysatordesign stellt. Auch die katalytische Beschichtung ist durch konsequente Weiterentwicklung heute diesen thermischen Belastungen gewachsen. Ein weiterer Entwicklungsschwerpunkt beim CCC ist die Optimierung der Katalysator – Anströmung mit Hilfe von Messungen oder CFD-Berechnungen. Dies verbessert die Katalysator-Ausnutzung (Wirkungsgrad) und das Alterungsverhalten. Die ständige Verschärfung der Emissionsgrenzwerte führt zu tendenziell größeren Katalysatorvolumina, die heute bei den beengten Platzverhältnissen im Motorraum kaum noch unterzubringen sind. Außerdem strahlen solche Katalysatoren viel Wärme ab, die zusätzlich aus dem Motorraum abgeführt werden muss. Als Kompromisslösung wurden daher geteilte Systeme entwickelt, wobei ein Teil des Katalysatorvolumens motornah und ein Teil des Volumens im Unterbodenbereich des Fahrzeugs angeordnet wird. Das Volumen des motornahen Katalysators soll 40% des Motorhubvolumens nicht unterschreiten.

Bei motornahen Katalysatoren ist generell der negative Einfluss auf die Motorleistung und insbesondere auf den Drehmomentverlauf zu berücksichtigen. Dies erfordert eine sorgfältige Abstimmung des gesamten Systems Krümmer/CCC und ist gegebenenfalls durch Optimierung des Ansaugsystems zu kompensieren.

Trotz des erhöhten Entwicklungsaufwandes und der beschriebenen Probleme ist der motornahe Katalysator heute die effektivste Maßnahme zum Erreichen der EU4 Norm.