Новые стратегии диагностики каталитических нейтрализаторов

Коды эффективности каталитического нейтрализатора могут быть долгим диагностическим путем, который может привести либо к счастливому клиенту, либо к дорогостоящему возвращению. Скорее всего, первоначальный преобразователь не вышел из строя сам по себе, но условия, предшествующие ему, ускорили его выход из строя. Большинство отказов каталитических нейтрализаторов можно отнести к проблемам, вызванным тем, что происходит в камере сгорания.

Почти каждая деталь двигателя определяет, как долго он прослужит. Это может быть ошибочная строка компьютерного кода, которая слишком долго подает импульс на форсунку, или это может быть заклинившее поршневое кольцо, которое позволяет маслу всасываться в камеру сгорания. Эти маленькие детали могут сократить срок службы каталитического нейтрализатора.

Основы химии

Платина, палладий, родий и церий аккумулируют кислород в конвертере в периоды работы на обедненной смеси или за счет внешнего источника воздуха. Кислород используется для окисления углеводородов и токсичных газов в периоды «богатой» работы. Это окисление превращает вредный монооксид углерода (CO) в диоксид углерода (CO2). Он также окисляет углеводород или топливо, превращая их в инертные углеродные продукты и воду (H2O). В химии это называется восстановлением и расщепляет молекулы на более мелкие части. Драгоценные металлы действуют как катализаторы в процессе и не изменяются, они просто хранят и используют кислород для разложения продуктов сгорания.

Однако они не могут разлагать или окислять некоторые химические вещества в потоке выхлопных газов. Если катализатор заблокирован углеродом, кремнеземом или фосфором, преобразователь не будет работать.

Кодекс

Чтобы установить код эффективности катализатора, необходимо выполнить ряд критериев. Конкретные критерии включения различны почти для каждого автомобиля. Чтобы код был установлен, кислородный или воздушно-топливный датчик и задний кислородный датчик должны увидеть снижение эффективности нейтрализатора. Другими словами, если уровень кислорода до и после преобразователя не меняется, преобразователь не работает.

Но это не автоматический проход или провал. Кислородные датчики должны видеть эту потерю эффективности в ряде условий ездового цикла. Вот почему может пройти несколько часов или несколько дней, прежде чем индикатор снова загорится после того, как код эффективности будет стерт, а никакое другое обслуживание не будет выполнено.

На большинстве автомобилей код эффективности не будет установлен, если установлен код нагревателя датчика кислорода или любой другой код, связанный с датчиком кислорода. То же самое относится к датчикам температуры охлаждающей жидкости и воздуха. Вы можете отремонтировать эти элементы только для того, чтобы клиент вернулся с включенным индикатором проверки двигателя и установленным кодом эффективности.

Даже если преобразователь работает с эффективностью ниже 95 процентов или датчик кислорода неисправен, шансы на то, что свет снова загорится, невелики. Если вы очистите код, индикатор может некоторое время не гореть, пока система не пройдет два цикла готовности. Это может занять пару дней или пару недель. Но ни одно доброе дело не остается безнаказанным. Клиент вернется, и ваше быстрое решение будет забыто.

Одна вещь, которую следует иметь в виду в отношении непостоянных мониторов OBD II, заключается в том, что они могут не обнаружить проблему, пока автомобиль не проедет несколько раз и условия не будут подходящими для обнаружения неисправности. Следовательно, каждый раз, когда вы устраняете проблему с OBD II, очень важно использовать сканирующий инструмент, который может сообщить вам, установлены ли все флаги готовности монитора. Если один или несколько мониторов не готовы, транспортному средству придется двигаться с различными скоростями и нагрузками, пока все мониторы не будут настроены. Тогда и только тогда вы получите точный диагноз от OBD II.

Что такое эффективность?

Преобразователь имеет рейтинг эффективности, который рассчитывается транспортным средством. Это число оценивает степень восстановления, происходящего в конвертере, и его способность накапливать кислород. Но эффективность преобразователя связана с корректировкой топлива двигателя. Большинство двигателей незначительно изменяют топливную коррекцию, чтобы пополнить кислород в нейтрализаторе и добавить топливо для уменьшения. Это помогает поддерживать правильную температуру преобразователя для наиболее эффективной работы.

Если двигатель работает на слишком богатой смеси, он не может хранить кислород. Если он работает слишком бедно, процесс восстановления может не произойти из-за невозможности нагрева.

Если двигатель имеет протекающий вакуумный шланг или заклинившую форсунку, он не может правильно переключать топливную смесь, чтобы пополнить кислород и уменьшить вредные загрязнения.

Эффективность преобразователя можно проверить с помощью некоторых инструментов сканирования, а также переключаться между богатым и обедненным. Лабораторные осциллографы также можно использовать для наблюдения за переключением. Порог эффективности преобразователя транспортного средства является частью программного обеспечения транспортного средства. Как только эффективность упадет ниже определенного уровня и будут выполнены другие критерии, будет установлен код эффективности. Программное обеспечение предназначено для фильтрации данных, которые могут быть ошибочными или случайными сигналами, которые могут мешать датчику кислорода.

Большинство нейтрализаторов начинают с эффективности около 99 процентов, когда они новые, и быстро снижаются до примерно 95 процентов после пробега в 4000 миль или около того. Пока эффективность не падает более чем на несколько процентных пунктов, преобразователь хорошо справляется с очисткой выхлопных газов. Но если эффективность падает намного ниже 92 процентов, обычно включается лампа MIL. С автомобилями, которые соответствуют более жестким требованиям LEV (Low Emission Vehicle), остается еще меньше возможностей для маневра. Снижение эффективности преобразователя всего на три процента может привести к тому, что выбросы превысят федеральные ограничения на 150 процентов. Стандарт LEV допускает только 0,225 грамма углеводородов на милю, что почти ничего.

Программное обеспечение

Некоторые автомобили имеют более чувствительные датчики эффективности катализатора. Это означает, что тесты и параметры для тестирования, которые были запрограммированы на заводе для эффективности преобразователя, могут быть слишком чувствительными или ездовой цикл слишком узким. Программирование может не учитывать реальные условия.

Многие OEM-производители выпустят обновленные калибровки управления двигателем, которые изменяют критерии включения мониторов каталитических нейтрализаторов. Затем новую калибровку можно повторно записать в ECM или PCM. Для автомобиля с поврежденным преобразователем перепрошивка ничего не даст. Для преобразователя, который близок к пороговому значению, это может продлить срок службы преобразователя и предотвратить загорание индикатора в течение 10 000 или 80 000 миль.

Всегда полезно проверить, есть ли у автомобиля последняя калибровка, если преобразователь заменяется; это может спасти вас от возвращения в будущем.

Расход масла

GM, Toyota, Honda и другие производители выпустили бюллетени технического обслуживания (TSB) о чрезмерном расходе масла. Большинство этих проблем связаны с отключением цилиндров и изменением фаз газораспределения.

Основным виновником этих проблем является вакуум, создаваемый в цилиндрах, всасывающий моторное масло мимо колец в камеру сгорания. На автомобилях с деактивацией цилиндра деактивированный цилиндр имеет отрицательное давление и будет втягивать капли масла в картере через кольцо и, в конечном итоге, в нейтрализатор. Это произошло на некоторых двигателях GM и Honda.

На некоторых автомобилях с регулируемыми фазами газораспределения (обычно на выпускных и впускных клапанах) фазы газораспределения могут создавать более высокое, чем обычно, вакуумметрическое давление, которое может всасывать масло через кольца. Так было с некоторыми последними моделями Toyota.

В то время как масло, проходящее через кольца, достаточно плохо, масло, попавшее в кольца, может закоксовываться и вызывать повреждение стенок цилиндра. Это может привести к еще большему ущербу и повышенному расходу масла.

Перед заменой нейтрализатора необходимо решить проблему расхода масла. Наиболее распространенным решением является новое программное обеспечение для управления двигателем, предназначенное для снижения отрицательного давления в цилиндрах. Некоторые производители также выпустили специальные брызговики и масляные клапаны, чтобы решить эту проблему.

Утечки охлаждающей жидкости

Химические компоненты охлаждающей жидкости двигателя могут блокировать и предотвращать накопление кислорода драгоценными металлами катализатора и уменьшать содержание токсичных компонентов в выхлопных газах. Катализатор может повредить не охлаждающая жидкость, а силикаты, фосфаты и другие химические вещества, добавляемые в охлаждающую жидкость для предотвращения коррозии. Инженеры использовали альтернативные химикаты и более низкие уровни, чтобы предотвратить повреждение преобразователя вытекающей охлаждающей жидкостью. Вот почему так важно использовать подходящую охлаждающую жидкость для автомобиля.

Некоторые автомобили печально известны протечками прокладки головки и впускного коллектора. Некоторые из этих утечек могут со временем просочиться и в конечном итоге повредить преобразователь. Большинство современных систем охлаждения не требуют регулярной доливки охлаждающей жидкости. Часто закрытые системы охлаждения могут проехать 20 000 миль без дополнительной охлаждающей жидкости. Но если водителю приходится ежемесячно доливать охлаждающую жидкость, он может повредить нейтрализатор.

Перед заменой нейтрализатора всегда проверяйте давление в системе охлаждения и наличие выхлопных газов в охлаждающей жидкости. Даже самая маленькая утечка может вывести из строя каталитический нейтрализатор.

Техническое обслуживание

За последние два десятилетия наибольший скачок в технологии двигателей был сделан в области камеры сгорания. Используя высокоскоростные камеры и кварцевые окна, чтобы заглянуть внутрь камеры сгорания, инженеры собираются изменить форму камеры сгорания, чтобы получить наилучший из возможных фронт пламени, который производит больше энергии, сжигает топливо более полно и с более высокой степенью сжатия. Это называется тепловой эффективностью.

Но это увеличение эффективности делает его более чувствительным к изменениям в камере сгорания из-за отсутствия технического обслуживания. Нагар на поршнях и клапанах может привести к изменению формы распыления топлива и скорости движения воздуха в камере сгорания. Это может привести к пропуску зажигания и попаданию несгоревшего топлива в каталитический нейтрализатор.

Если свечи зажигания изношены, пропуск воспламенения может привести к попаданию сырого топлива в нейтрализатор и его сгоранию. Это может привести к преждевременной смерти преобразователя. Если водитель продолжит движение с пропуском зажигания, водитель может убить преобразователь через несколько тысяч миль.

С 1986 года и введения спецификаций масел GF1 в моторных маслах было снижено содержание цинка, фосфора и серы, чтобы продлить срок службы каталитического нейтрализатора, чтобы производитель мог выполнить гарантию на выбросы не менее 80 000 миль.

Цинк, фосфор и сера могут загрязнять катализатор и сокращать срок службы нейтрализатора даже на двигателях с небольшим пробегом, потребляющих очень мало масла. Если используется гоночное, дизельное или сельскохозяйственное моторное масло с высоким содержанием этих присадок, гидротрансформатор будет необратимо поврежден.

Забитые воздушные фильтры могут сократить срок службы преобразователя. Не имея возможности всасывать достаточно воздуха, закрытый воздушный фильтр может привести к обогащению топливной смеси.

Что еще нужно учитывать

Клапаны PCV: Натяжение пружины обратного клапана PCV имеет решающее значение для срока службы каталитического нейтрализатора. При слишком малом натяжении в камеру сгорания может попасть чрезмерное количество масла. Слишком сильное натяжение может привести к масляному шламу. Никогда не принимайте это недорогое эмиссионное устройство как должное, потому что оно может вывести из строя более дорогое эмиссионное устройство.

В некоторых новых автомобилях используется электронный клапан PCV для контроля паров картера. Были выпущены некоторые TSB, и были изменены калибровки модуля повторной прошивки, чтобы продлить срок службы преобразователя.

Вибрация: Сломанные подвески и крепления выхлопа могут привести к выходу из строя внутренней конструкции преобразователя. Признаками этого типа повреждения может быть ограниченный преобразователь.

Герметики: Никогда не используйте герметики на основе силикона или не одобренные герметики для систем или компонентов, которые могут попасть в камеру сгорания. Большинство герметиков могут загрязнить катализатор и кислородный датчик и вывести их из строя.

Проблемы EGR :Системы рециркуляции отработавших газов предназначены для уменьшения образования оксидов азота (NOx), вызывающих смог, путем рециркуляции части выхлопных газов из каждого цилиндра двигателя обратно во впускной коллектор. Этот процесс снижает температуру горения. Ограниченный поток может привести к высоким выбросам NOx и детонации (стуку в двигателе или звону) при определенных условиях вождения. Этот тип пропусков зажигания может повредить преобразователь.