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Mar 16, 2023

P0420 o P0430 DTC: convertidores catalíticos

Aunque la tecnología OBD II moderna ha simplificado el convertidor catalítico

Aunque la tecnología OBD II moderna ha simplificado el diagnóstico del convertidor catalítico, aún es importante comprender los conceptos básicos de las operaciones del convertidor catalítico cuando se trata de un código de diagnóstico de problemas (DTC) P0420 o P0430. Los DTC P0420/P0430 indican que la eficiencia del catalizador está por debajo de los umbrales predeterminados en los bancos de cilindros 1 y 2, respectivamente.

Es importante comprender los conceptos básicos de la química del convertidor catalítico y resumir cómo se pueden diagnosticar las fallas comunes del convertidor catalítico.

El término "Lambda" representa una relación aire/combustible (a/f) estequiométrica o químicamente correcta de 14,7 unidades de peso de gasolina "pura" por 1,0 unidad de peso de aire. Comprender Lambda es importante porque el convertidor catalítico no crea ni destruye átomos. En cambio, simplemente cambia la forma en que los átomos se ensamblan en compuestos químicos. Los convertidores catalíticos funcionan de manera más eficiente en Lambda porque, en teoría, toda la gasolina y el aire introducidos en un motor pueden oxidarse en vapor de agua y dióxido de carbono.

La función del moderno convertidor catalítico de tres vías es convertir los diversos compuestos de HC, O2 y N2 en gases más ecológicos. Para ilustrar, la gasolina es un compuesto de hidrocarburo complejo en el que los átomos de hidrógeno (H) están enlazados en varias formas con átomos de carbono (C). Cuando se oxida una relación a/f de 14,7:1 dentro de los límites de una cámara de combustión, el producto de escape teórico debe ser dióxido de carbono puro (CO2), vapor de agua (H2O) y nitrógeno (N2).

Aunque la construcción puede variar según la aplicación del motor, el convertidor catalítico de tres vías común contiene una etapa de reducción y oxidación. Para crear un área de superficie máxima, cada etapa es generalmente un sustrato de nido de abeja de cerámica o acero inoxidable cubierto con una capa de lavado rugosa de sílice y alúmina. Ambas etapas del convertidor están recubiertas con catalizadores de metales preciosos que aceleran las reacciones químicas sin consumirse.

El catalizador de reducción generalmente incluye platino, rodio y cerio. El cerio almacena el exceso de oxígeno durante los períodos de operación "pobre" que luego se puede usar para oxidar HC y CO durante los períodos de operación "rica". El catalizador de oxidación generalmente está recubierto con platino y paladio. A lo largo de estos procesos químicos simultáneos, los catalizadores (platino, rodio, paladio y cerio) permanecen sin cambios.

La etapa de reducción rompe las moléculas de óxido de nitrógeno (2NOx) en sus partes componentes de O2 y N2. La etapa de oxidación utiliza parte del oxígeno generado por la etapa de reducción para convertir el CO letal en CO2 no tóxico mediante la adición de un átomo de oxígeno. De manera similar, la etapa de oxidación oxida HC al agregar dos átomos de H a un átomo de O, lo que produce vapor de agua (H2O).

Todos los sistemas de emisiones OBD II de vehículos de pasajeros y camiones ligeros construidos desde 1996 prueban la eficiencia del convertidor catalítico ejecutando una prueba de catalizador o "monitor". El monitor del catalizador es un monitor no continuo, lo que significa que el monitor se ejecuta solo una vez durante cualquier ciclo de calentamiento.

El monitor "gato" debe cumplir con un conjunto de condiciones de manejo específicas de la aplicación llamadas "criterios de habilitación" antes de que pueda funcionar. Los criterios de habilitación para un producto Honda pueden incluir los DTC P0137, P0138 y P0141 no establecidos, el arranque del motor en frío completado y funcionando en circuito cerrado con una velocidad del vehículo de 40 a 55 mph durante dos minutos, seguido de un período de desaceleración a 35 mph en acelerador cerrado.

La mayoría de las herramientas de escaneo profesionales indican cuando el monitor para gatos está listo. Cuando comienza el monitor cat, el PCM realiza un análisis matemático de la diferencia entre las entradas del sensor de oxígeno aguas arriba y aguas abajo para determinar la eficiencia del convertidor. La fórmula matemática también está diseñada para filtrar datos "falsos". Cuando la eficiencia cae por debajo de un umbral predeterminado, se almacena un P0420 en la memoria de diagnóstico del PCM y se enciende la luz indicadora de mal funcionamiento (MIL).

Los convertidores catalíticos pueden fallar debido a daños físicos, degradación normal, contaminación, sobrecalentamiento, desintegración interna y restricción en el sustrato. El daño físico debe ser una razón obvia para que se almacene un DTC P0420/0430 en la memoria de diagnóstico.

Los convertidores que fallan con un DTC P0420/0430 bajo esa garantía deben remitirse a un distribuidor autorizado OE para el reemplazo de la garantía. Si bien los convertidores OE se degradarán, generalmente están diseñados para durar mucho más allá del período normal de garantía de la EPA. Los convertidores del mercado de accesorios tienen un período de garantía significativamente más corto y, por lo general, no cumplen con el estándar "8/80".

Antes de reemplazar un convertidor que almacena un DTC P0420/0430, siempre verifique los TSB para asegurarse de que descargar nuevas calibraciones de umbral en el PCM no solucione el problema. Después de reemplazar un convertidor, asegúrese de seguir las normas federales y estatales con respecto a la documentación, el almacenamiento y la eliminación de la unidad anterior.

Sin embargo, antes de reemplazar un convertidor, se debe evaluar el exceso de refrigerante o consumo de fluido del motor para evitar una posible contaminación del nuevo convertidor.

El daño térmico o por sobrecalentamiento se produce cuando un cilindro falla en el encendido y provoca que cantidades excesivas de oxígeno y gasolina no quemados entren en el convertidor. En general, el catalizador comienza a funcionar a 550 °F y comenzará a perder eficiencia a 1800 °F. Las temperaturas cercanas a los 2500 °F derretirán el sustrato. Si bien muchos vehículos más nuevos desactivarán el inyector de combustible en un cilindro que falla para evitar el sobrecalentamiento del catalizador, es posible que otros no lo hagan.

En estos casos, vale la pena reemplazar las bujías, los cables, las bobinas y otras piezas de encendido como medida preventiva si el sustrato del catalizador parece haberse derretido o si la memoria de diagnóstico del PCM contiene algún código actual de falla de encendido de la serie P0300 o tiene fallas de encendido registradas en el historia de fallos de encendido.

La desintegración interna se puede probar golpeando ligeramente la carcasa del convertidor con un mazo de goma. Si el convertidor hace ruido, la envoltura que aísla el sustrato contra la carcasa del convertidor se ha soltado o el sustrato mismo podría estar desintegrándose.

La restricción de escape a menudo ocurre si el sustrato está contaminado o si comienza a desintegrarse. La restricción puede volverse tan severa que el motor se cala, o tan leve que el conductor apenas nota una pérdida de potencia durante la aceleración. Recuerde también que es posible que un convertidor restringido no almacene un DTC P0420/0430.

Si bien otros métodos de prueba son efectivos, la prueba más definitiva para la contrapresión del escape es colocar un adaptador en el puerto del sensor de oxígeno aguas arriba y conectar un manómetro de baja presión de al menos 15 psi de capacidad. En ralentí, la presión debe ser inferior a 1 psi. Durante una prueba de aceleración rápida, la presión generalmente no debe exceder los 4 psi. Si bien los DTC P0420/0430 en ocasiones pueden ser difíciles de diagnosticar, se encontrará con menos respuestas y una mayor rentabilidad si recuerda los conceptos básicos del diagnóstico del convertidor catalítico.