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Für Pkw wurden im Jahr 1985 strengere Abgasgrenzwerte beschlossen, die teilweise indirekt die Einführung der Katalysatorentechnik und des bleifreien Kraftstoffs notwendig machten. Für Diesel-Pkw-Motoren wurden zudem strengere Partikelgrenzwerte vorgeschrieben.

Ein geregelter Katalysator kann den Schadstoffausstoß eines Motors um rund 90 Prozent verbessern. Voraussetzung ist aber, dass die Rohemission des Motors (Abgas vor der Reinigung durch den Katalysator) mit Hilfe herkömmlicher Technik reduziert wurde. Dies erreicht man z.B. durch eine besondere Gestaltung der Brennräume, durch Mehrventilmotoren, durch strengere Fertigungstoleranzen aber auch durch noch bessere Kraftstoffaufbereitungssysteme.

Möglichkeiten zur Abgasreduzierung
Die konventionellen Techniken zur Abgasreduzierung sind heute weitgehend ausgeschöpft. Dazu gehören bessere Gemischaufbereitungssysteme, eine hochentwickelte Zündung und strengere Fertigungstoleranzen. Die gesetzlich geforderten Abgasgrenzwerte erreicht man heute beim Ottomotor praktisch nur mit dem geregelten Dreiwegekatalysator. Die Abgasgrenzwerte müssen aber weiter drastisch gesenkt werden. Deshalb sind neue Katalysatortechniken in Vorbereitung. Diese gibt es in Kombination mit Frischlufteinblasung und einer angepassten Abgasrückführung. In der Kaltstartphase sorgen neuartige Vorheiztechniken dafür, dass der Wabenkörper schneller heiß wird als heute üblich.
Auch neuartige Kraftstoffe leisten ihren Teil zur Abgasreduzierung. So wird beispielsweise der Schwefelgehalt in Dieselkraftstoffen gesenkt, damit Oxidationskatalysatoren noch wirksamer werden.
All dies soll dafür sorgen, dass die drei kritischen Abgaskomponenten  Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide  auf ein technisch machbares Maß reduziert werden.

Der Dreiwegekatalysator
Der Katalysator besteht aus einem Keramik- oder Feinblechkörper, der z. B. bei einem Mittelklassewagen die Größe eines Vorschalldämpfers hat. Er besitzt eine sehr große Oberfläche und ist mit Edelmetall belegt, das die eigentliche Katalysatorfunktion übernimmt. Der Katalysatorkörper wird mit Stahlwolle oder einer Glimmermatte vibrationssicher in einem Edelstahlgehäuse in die Auspuffanlage eingesetzt.
Streichen Abgase über die heiße Katalysatoroberfläche, so zerlegen sich die kritischen Komponenten (Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide) in ungiftige Verbindungen Wasser, Stickstoff und Kohlendioxid.

Die Lambdaregelung
Damit alle Abgasbestandteile richtig miteinander reagieren können, benötigt der Motor stets ein stöchiometrisches Gemisch: 1 kg Kraftstoff auf ca. 15 kg Luft -, also weder fett noch mager. Dazu misst eine Lambda- oder Sauerstoffsonde den Sauerstoffgehalt im Abgas und meldet ihn an eine Zentralelektronik. Diese beeinflusst einen Vergaser oder eine Einspritzanlage, so dass immer das richtige Gemisch zugeführt wird. Erst diese Technik ermöglichte die Einführung des geregelten Katalysators.

Der bleifreie Kraftstoff
Autos mit Katalysator benötigen unverbleiten Kraftstoff. Bei Betrieb mit verbleitem Benzin würden die Edelmetallpigmente und die Lambdasonde mit Bleiverbindungen belegt. Beide Teile wären dann nicht mehr voll funktionsfähig.

Katalysatorfahrzeuge besitzen einen besonders engen Tankstutzen für die schlanke Zapfpistole des bleifreien Benzins, damit man nicht aus Versehen den falschen Kraftstoff tankt. Ein Kraftstoffmehrverbrauch ist durchaus möglich, denn die Lambdaregelung verhindert den Betrieb mit mageren Gemischen. Da aber viele Katalysatorfahrzeuge durch bessere Gemischaufbereitungen und Zündungen leistungsstärker sind als herkömmliche Varianten, kann man ein Getriebe mit Schongangcharakteristik einbauen, so dass der Mehrverbrauch kompensiert wird.


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Katalysator im Querschnitt