Trosmjerni katalitički pretvarač: Vodič za naprednu analizu P0420

Uvod

Moderno automobilsko inženjerstvo se uveliko oslanja na složene sisteme za kontrolu emisija. Srce ovog sistema je Trostruki katalitički konvertor (TWC)Kada upravljački modul pogonskog sklopa (PCM) otkrije neefikasnost u ovoj komponenti, aktivira dijagnostički kod greške (DTC) P0420: „Efikasnost katalitičkog sistema ispod praga (blok 1).“ Ovaj kod ukazuje na to da Katalizator ispušnih plinova više ne upravlja efikasno skladištenjem kisika i hemijskom redukcijom.

Međutim, kod P0420 ne označava uvijek neispravan pretvarač. Često služi kao simptom problema s uzvodnim motorom. Tehničari moraju razlikovati degradirani OEM Catalytic Converter i sistemske kvarove koji oponašaju kvar katalizatora. Zamjena katalitičkog konvertora bez dijagnosticiranja uzroka dovodi do ponovljenih kvarova. Ovaj članak pruža naučnu, korak-po-korak analizu koda P0420, koristeći analizu talasnih oblika i interpretaciju podataka za provjeru ispravnosti Trostruki katalitički konvertor.

Nauka o trostrukom katalitičkom konvertoru

Da bi se dijagnosticirao sistem, potrebno je razumjeti hemiju. Trostruki katalitički konvertor Izvodi tri istovremena procesa za smanjenje toksičnih emisija. Reducira dušikove okside (NOx) na dušik i kisik. Oksidira ugljični monoksid (CO) u ugljični dioksid. Konačno, oksidira nesagorjele ugljikovodike (HC) u ugljični dioksid i vodu.

Konvertor koristi keramičku saćastu strukturu obloženu plemenitim metalima. Platina i paladij olakšavaju oksidaciju. Rodij se bavi smanjenjem NOx. Ključni element u ovom procesu je cerij. Cerij djeluje kao spužva za kisik. Skladišti višak kisika kada je smjesa goriva siromašna. Oslobađa kisik kada je smjesa bogata. Ovaj kapacitet skladištenja kisika (OSC) omogućava konvertoru da oksidira zagađivače čak i tokom trenutno bogatih uslova.

PCM prati ovaj OSC kako bi odredio efikasnost. Upoređuje brzinu prebacivanja uzvodne lambda sonde sa nizvodnom lambda sondom. Zdrav Trostruki katalitički konvertor prigušuje fluktuacije. Ako nizvodni senzor oponaša uzvodni senzor, OSC je iscrpljen. PCM tada označava kod P0420.

Početna dijagnostika: Isključivanje vanjskih varijabli

Prije osude Katalizator ispušnih plinovaTehničari moraju isključiti vanjske varijable. Monitor se oslanja na tačne ulazne podatke. Oštećeni unosi izazivaju lažno pozitivne rezultate.

1. Verifikacija ostalih DTC-ova
PCM često daje prioritet P0420, ali drugi kodovi otkrivaju pravog krivca. Kodovi preskakanja paljenja (P0300-P0308) izbacuju sirovo gorivo u ispuh. Ovo gorivo pregrijava supstrat. Kodovi podešavanja goriva (P0171/P0174 ili P0172/P0175) ukazuju na neravnotežu smjese zraka i goriva. Kodovi vremena bregastog vratila ukazuju na probleme s preklapanjem ventila. Prvo riješite ove kodove. Oni direktno utiču na sastav ispuha.

2. Inspekcija curenja izduvnih gasova
Ovo je najčešći uzrok lažnih P0420 kodova. Curenja uzvodno od katalizatora unose nemjereni kisik. Curenja u blizini nizvodnog senzora stvaraju "Venturijev efekat". Ovaj efekat uvlači vanjski zrak u izduvni tok. Senzor detektuje ovaj višak kisika i prijavljuje siromašno stanje. PCM komanduje više goriva. Rezultirajuća bogata smjesa pregrijava katalizator.

• Akcija: Pregledajte ispušni kolektor i fleksibilne cijevi. Potražite crne tragove čađi. Ako vizuelni pregled ne da rezultate, testirajte ispušni sistem dimom.

3. Termalna verifikacija
Funkcionalni pretvarač generira toplinu putem egzotermnih kemijskih reakcija. Izlazna temperatura treba biti veća od ulazne temperature.

• Metoda: Koristite infracrveni termometar. Izmjerite zavareni prsten na ulazu. Izmjerite zavareni prsten na izlazu.
• Standardno: Izlaz bi trebao pokazivati ​​barem 20°C do 50°C topliji od ulaza. Ako je izlaz hladniji, hemijska reakcija je prestala.

TWC analiza: Interpretacija talasnog oblika

Najdefinitivnija metoda za dijagnosticiranje Trostruki katalitički konvertor je analiza talasnog oblika. Za ovo je potreban alat za grafičko skeniranje ili osciloskop. Morate posmatrati odnos napona između senzora 1 banke 1 (uzvodno) i senzora 2 banke 1 (nizvodno).

Zdravi talasni oblik
Pokrenite motor na 2500 obrtaja u minuti. Provjerite da li je sistem u zatvorenoj petlji. Uzvodni senzor treba brzo oscilirati između 0,1 V (siromašna smjesa) i 0,9 V (bogata smjesa). Ovo ukazuje da PCM aktivno upravlja odnosom zraka i goriva. Nizvodni senzor treba prikazivati ​​stalan napon, obično oko 0,45 V do 0,6 V. Ova stalna linija dokazuje... Trostruki katalitički konvertor apsorbira impulse kisika. Hemijska redukcija je aktivna.

Neuspjeli talasni oblik (gubitak OSC-a)
U neispravnoj jedinici, cerijevi premaz više ne pohranjuje kisik. Nizvodni senzor gubi sposobnost međuspremnika signala. Nizvodni talasni oblik počinje odražavati uzvodni talasni oblik. Brzo se prebacuje s niskog na visoki napon. Kada se omjer preključivanja između prednjeg i zadnjeg senzora približi 1:1, PCM postavlja kod P0420.

Poređenje obrazaca podataka senzora

Način $06 Podaci: Napredni dijagnostički sloj

Većina tehničara se zaustavlja na grafikonu podataka uživo. Međutim, način rada $06 nudi dublji uvid. Ovaj način rada prikazuje sirove rezultate testova za nekontinuirane monitore. PCM pokreće specifične testove na monitoru katalizatora kako bi provjerio OSC.

Pristupni način $06 na vašem dijagnostičkom instrumentu. Pronađite TID (ID testa) i CID (ID komponente) za blok 1 monitora katalizatora. Podaci će prikazati "Vrijednost testa", "Minimalno ograničenje" i "Maksimalno ograničenje". Čak i ako je lampica Check Engine isključena, način $06 pokazuje da li katalizator granično prolazi. Vrijednost testa opasno blizu praga kvara ukazuje na OEM Catalytic Converter se pogoršava. Ovo potvrđuje da je kod P0420 neizbježan. Ovaj korak potvrđuje popravku prije nego što naručite skupe dijelove.

Uzroci degradacije pretvarača

A Trostruki katalitički konvertor Ne sadrži pokretne dijelove. Rijetko se pokvari sam od sebe. Vanjski faktori ga obično uništavaju.

1. Termički šok i topljenje
Sirovo gorivo koje ulazi u ispušne plinove pali se unutar katalizatora. To uzrokuje da temperature pređu 1100°C. Keramička podloga se topi. To stvara ograničenje. Povratni pritisak se povećava. Snaga motora naglo pada. Preskakanje paljenja i curenje injektora su glavni uzroci.

2. Hemijsko trovanje
Određeni zagađivači prekrivaju plemenite metale. To čini premaz inertnim.

• Silikon: Ulazi putem curenja rashladne tečnosti (kvar zaptivke glave motora) ili zaptivača koji nisu sigurni za senzore. Prekriva senzor i katalizator nalik staklu.
• Fosfor: Ulazi putem prekomjerne potrošnje ulja. Istrošeni klipni prstenovi ili vodilice ventila dozvoljavaju ulju da uđe u komoru za sagorijevanje.
• Cink: Nalazi se u određenim aditivima za ulje. Akumulira se na površini katalizatora.

3. Mehaničko oštećenje
Udarci otpadaka s ceste lome keramičko saće. Komadi zveckaju unutar ljuske. Blokiraju protok plina. "Test zveckanja" gumenim čekićem potvrđuje ovaj strukturni kvar.

Visok protok u odnosu na OEM: Razumijevanje opcija zamjene

Kada zamjena postane neophodna, izbor između OEM Catalytic Converter i Katalitički konvertor visokog protoka utiče na uspjeh popravke.

Jedan OEM Catalytic Converter Sadrži visoku gustoću ćelija (obično 400 do 600 ćelija po kvadratnom inču – CPSI). Također sadrži visok sadržaj plemenitih metala. PCM kalibracija očekuje ovu specifičnu efikasnost.

A Katalitički konvertor visokog protoka obično ima manji broj ćelija (200 CPSI). To smanjuje povratni pritisak i povećava snagu. Međutim, niža površina smanjuje kapacitet skladištenja kisika. Na standardnom cestovnom vozilu, Katalitički konvertor visokog protoka često aktivira kod P0420 jer ne može pohraniti dovoljno kisika da zadovolji stroge fabričke standarde. Trebali biste koristiti jedinice visokog protoka samo na vozilima s modificiranim ECU softverom (podešavanje) koji uzima u obzir drugačiju krivulju efikasnosti. Za standardne popravke, obavezna je originalna ili visokokvalitetna jedinica "OEM-klase" kako bi se lampica održala ugašenom.

Dijagnostičke nijanse specifične za proizvođača

Različiti proizvođači koriste različite strategije za praćenje Katalizator ispušnih plinova.

Honda / Acura
Hondini PCM-ovi su izuzetno osjetljivi. Često prijave P0420 prije nego što se katalizator potpuno ugasi. Ažuriranja softvera su prvi ključni korak. Provjerite ima li TSB-ova u vezi s ponovnim ažuriranjem PCM-a. Osim toga, Hondini V6 motori s varijabilnim upravljanjem cilindrima (VCM) često troše ulje. Ovo ulje zagađuje katalizator. Morate riješiti problem s VCM-om kako biste spriječili kvar novog katalizatora.

Toyota / Lexus
Toyota koristi senzore odnosa zraka i goriva (A/F) uzvodno umjesto standardnih cirkonijumskih senzora. A/F senzori rade na određenoj struji, a ne naponu. Dijagnoza zahtijeva pregled omjera ekvivalencije (Lambda). Toyotini nizvodni senzori su po dizajnu "lijeni". Blagi porast nizvodne aktivnosti brzo aktivira kod greške. Provjerite vrijeme odziva A/F senzora prije nego što osudite "mačku".

Ford
Fordovi EcoBoost motori vrše velika termička opterećenja na Trostruki katalitički konvertorTurbopunjač hladi izduvne gasove u praznom hodu, ali ih značajno zagrijava pod opterećenjem. Provjerite da li ima "naslaga čađi" od direktnog ubrizgavanja. Često, "italijansko podešavanje" (vožnja na kontinuirano visokim obrtajima) uklanja čađ i privremeno vraća efikasnost. Ford također prati senzor nizvodno za odziv "prekida dovoda goriva pri usporavanju".

Nissan
Nissan integriše katalizator u ispušni kolektor na mnogim modelima. Ovi kolektori lako pucaju. Pukotina uvodi zrak. To aktivira P0420. Nadalje, kada se ovi katalizatori raspadnu, usisivač motora može usisati keramičku prašinu nazad u komoru za sagorijevanje. To uništava stijenke cilindra. Rana dijagnoza na Nissan modelima je ključna za očuvanje motora.

Korak-po-korak dijagnostički protokol

Slijedite ovu naučnu metodu kako biste osigurali tačnost.

Korak 1: Analiza koda i zamrzavanje slike
Spojite dijagnostički alat. Zabilježite podatke zamrznutog okvira. Zabilježite broj okretaja, opterećenje i temperaturu rashladne tekućine u trenutku kvara. Ako se kod kvara pojavi tokom hladnog starta, posumnjajte na strujni krug grijača. Ako se kod kvara pojavi tokom krstarenja, posumnjajte na efikasnost katalizatora.

Korak 2: Osnovna provjera ispravnosti sistema
Provjerite mehaničko stanje motora. Provjerite nivo i stanje ulja. Provjerite nivo rashladne tečnosti. Osluškujte da li ima curenja iz izduvnih gasova. Izvršite vizuelni pregled ožičenja O2 senzora.

Korak 3: Indukcija bogatih/siromašnih uslova
Provjerite ovlaštenje senzora.

• Obogaćivanje propanom: Dodajte propan u usis. Uzvodni senzor mora ići visoko (bogata smjesa). Nizvodni senzor treba polako rasti.
• Curenje vakuuma: Stvorite curenje vakuuma. Uzvodni senzor mora pasti na nisku temperaturu (siromašna smjesa).
• Ako senzori ne reagiraju, problem je u senzorima, a ne u pretvaraču.

Korak 4: Test ciklusa vožnje
Zagrijte motor na radnu temperaturu (iznad 190°F). Vozite stabilnom brzinom (55 MPH). Posmatrajte tok podataka nizvodnog O2 senzora.

• Rezultat A: Linija je ravna. Konvertor je ispravan. Kod greške može biti povremen ili uzrokovan curenjem.
• Rezultat B: Linija oscilira sinhronizovano sa uzvodnim senzorom. Trostruki katalitički konvertor hemijski je propao.

Korak 5: Ispitivanje povratnog pritiska
Skinite uzvodni senzor kisika. Ugradite manometar. Podignite broj okretaja motora na 2500 o/min.

• Ograničenje: Povratni pritisak ne smije biti veći od 1,5 PSI.
• Analiza: Visok pritisak ukazuje na rastopljeni ili začepljeni Katalizator ispušnih plinova.

Popravka i validacija

Ako dijagnostika potvrdi neuspjeh Trostruki katalitički konvertor, zamjena je jedina opcija. Aditivi za čišćenje rijetko popravljaju hemijski oštećen premaz.

Odaberite ispravan dio. OEM Catalytic Converter osigurava najveću vjerovatnoću uspjeha. Ako birate rezervni dio, provjerite da li je "EPA certificiran" ili "CARB kompatibilan" ovisno o vašoj regiji. Izbjegavajte "univerzalne" konvertore na modernim vozilima s niskom emisijom (LEV); nedostaje im potrebno punjenje plemenitim metalima.

Nakon instalacije, resetirajte Keep Alive memoriju (KAM) u PCM-u. Ovo briše naučene parametre goriva i faktore starenja. PCM mora ponovo naučiti karakteristike novog katalizatora. Izvršite ciklus vožnje specifičan za proizvođača kako biste postavili "Monitor katalizatora" na "Spreman".

Zaključak

Kod P0420 je pouzdan pokazatelj Trostruki katalitički konvertor neefikasnost, ali je krajnji rezultat dijagnostičkog puta, a ne početak. Naučni pristup razlikuje simptom od uzroka. Tehničari moraju analizirati talasne oblike, provjeriti kontrolu goriva i pregledati fizička curenja.

Bilo da se radi o standardu OEM Catalytic Converter ili nastup Katalitički konvertor visokog protoka, principi ostaju isti. Konvertoru je potrebno uravnoteženo hemijsko okruženje da bi funkcionisao. Ignorisanje uzroka - bilo da se radi o potrošnji ulja, promašajima paljenja ili curenju izduvnih gasova - garantuje uništenje rezervnog dijela. Tačna dijagnoza štedi vrijeme, novac i osigurava da vozilo ispunjava ekološke standarde.