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Mar 16, 2023

Fehlercodes P0420 oder P0430: Katalysatoren

Obwohl die moderne OBD-II-Technologie über einen vereinfachten Katalysator verfügt

Obwohl die moderne OBD II-Technologie die Katalysatordiagnose vereinfacht hat, ist es dennoch wichtig, die Grundlagen des Katalysatorbetriebs zu verstehen, wenn man mit einem P0420- oder P0430-Diagnosefehlercode (DTC) umgeht. Die Fehlercodes P0420/P0430 weisen darauf hin, dass die Katalysatoreffizienz in den Zylinderbänken 1 und 2 unter den vorgegebenen Schwellenwerten liegt.

Es ist wichtig, die Grundlagen der Katalysatorchemie zu verstehen und zusammenzufassen, wie häufige Katalysatorausfälle diagnostiziert werden können.

Der Begriff „Lambda“ stellt ein stöchiometrisches oder chemisch korrektes Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F) von 14,7 Gewichtseinheiten „reinem“ Benzin zu 1,0 Gewichtseinheiten Luft dar. Das Verständnis von Lambda ist wichtig, da der Katalysator weder Atome erzeugt noch zerstört. Stattdessen verändert es lediglich die Art und Weise, wie Atome zu chemischen Verbindungen zusammengesetzt werden. Katalysatoren arbeiten bei Lambda am effizientesten, da das gesamte in einen Motor eingeleitete Benzin und die gesamte Luft theoretisch zu Wasserdampf und Kohlendioxid oxidiert werden können.

Die Funktion des modernen Drei-Wege-Katalysators besteht darin, die verschiedenen Verbindungen HC, O2 und N2 in umweltfreundlichere Gase umzuwandeln. Zur Veranschaulichung: Benzin ist eine komplexe Kohlenwasserstoffverbindung, in der Wasserstoffatome (H) in verschiedenen Formen mit Kohlenstoffatomen (C) verbunden sind. Wenn ein A/F-Verhältnis von 14,7:1 innerhalb einer Brennkammer oxidiert wird, sollte das theoretische Abgasprodukt reines Kohlendioxid (CO2), Wasserdampf (H2O) und Stickstoff (N2) sein.

Obwohl der Aufbau je nach Motoranwendung variieren kann, enthält der übliche Drei-Wege-Katalysator eine Reduktions- und Oxidationsstufe. Um eine maximale Oberfläche zu schaffen, besteht jede Stufe im Allgemeinen aus einem Wabensubstrat aus Keramik oder Edelstahl, das mit einer rauen Siliciumdioxid- und Aluminiumoxid-Washcoat bedeckt ist. Beide Stufen des Konverters sind mit Edelmetallkatalysatoren beschichtet, die chemische Reaktionen beschleunigen, ohne selbst verbraucht zu werden.

Der Reduktionskatalysator umfasst im Allgemeinen Platin, Rhodium und Cer. Cer speichert in Zeiten des „mageren“ Betriebs überschüssigen Sauerstoff, der später in Zeiten des „fetten“ Betriebs zur Oxidation von HC und CO verwendet werden kann. Der Oxidationskatalysator ist im Allgemeinen mit Platin und Palladium beschichtet. Während dieser gleichzeitigen chemischen Prozesse bleiben die Katalysatoren – Platin, Rhodium, Palladium und Cer – unverändert.

In der Reduktionsstufe werden Stickoxidmoleküle (2NOx) in ihre Bestandteile O2 und N2 zerlegt. Die Oxidationsstufe nutzt einen Teil des in der Reduktionsstufe erzeugten Sauerstoffs, um tödliches CO durch Zugabe eines Sauerstoffatoms in ungiftiges CO2 umzuwandeln. In ähnlicher Weise oxidiert die Oxidationsstufe HC, indem sie zwei H-Atome an ein O-Atom anfügt, wodurch Wasserdampf (H2O) entsteht.

Alle seit 1996 gebauten OBD II-Abgassysteme für Pkw und leichte Lkw testen die Effizienz des Katalysators durch einen Katalysatortest oder „Monitor“. Bei der Katalysatorüberwachung handelt es sich um eine nichtkontinuierliche Überwachung, was bedeutet, dass die Überwachung während eines einzelnen Aufwärmzyklus nur einmal läuft.

Der „Cat“-Monitor muss eine Reihe anwendungsspezifischer Fahrbedingungen erfüllen, die als „Aktivierungskriterien“ bezeichnet werden, bevor er ausgeführt werden kann. Zu den Aktivierungskriterien für ein Honda-Produkt können gehören, dass die Fehlercodes P0137, P0138 und P0141 nicht gesetzt sind, der Kaltstart des Motors abgeschlossen ist und zwei Minuten lang im geschlossenen Regelkreis mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 40–55 Meilen pro Stunde läuft, gefolgt von einer Verzögerungsphase auf 35 Meilen pro Stunde geschlossene Drosselklappe.

Die meisten professionellen Scan-Tools zeigen an, wann der Katzenmonitor bereit ist. Wenn die Katzenüberwachung beginnt, führt das PCM eine mathematische Analyse der Differenz zwischen den Eingängen des vorgeschalteten und nachgeschalteten Sauerstoffsensors durch, um die Effizienz des Konverters zu bestimmen. Die mathematische Formel dient auch dazu, „falsche“ Daten herauszufiltern. Wenn die Effizienz unter einen vorgegebenen Schwellenwert fällt, wird ein P0420 im Diagnosespeicher des PCM gespeichert und die Störungsanzeigeleuchte (MIL) wird eingeschaltet.

Katalysatoren können aufgrund von physischen Schäden, normalem Abbau, Kontamination, Überhitzung, internem Zerfall und Einschränkungen im Substrat ausfallen. Ein physischer Schaden sollte ein offensichtlicher Grund für die Speicherung des Fehlercodes P0420/0430 im Diagnosespeicher sein.

Konverter, die im Rahmen dieser Garantie mit einem Fehlercode P0420/0430 ausfallen, sollten zum Garantieaustausch an einen autorisierten OE-Händler verwiesen werden. Auch wenn OE-Konverter altern, sind sie im Allgemeinen so konzipiert, dass sie weit über die normale EPA-Garantiezeit hinaus halten. Nachrüstkonverter haben eine deutlich kürzere Garantiezeit und erfüllen in der Regel nicht den „8/80“-Standard.

Überprüfen Sie vor dem Austausch eines Wandlers, der einen DTC P0420/0430 speichert, immer die TSBs, um sicherzustellen, dass das Problem nicht durch das Herunterladen neuer Schwellenwertkalibrierungen in das PCM behoben werden kann. Befolgen Sie nach dem Austausch eines Konverters unbedingt die Bundes- und Landesvorschriften zur Dokumentation, Lagerung und Entsorgung des alten Geräts.

Vor dem Austausch eines Wandlers sollte jedoch ein Motor auf übermäßigen Kühlmittel- oder Flüssigkeitsverbrauch untersucht werden, um eine mögliche Verunreinigung des neuen Wandlers zu verhindern.

Ein thermischer oder Überhitzungsschaden entsteht, wenn eine Zylinderfehlzündung dazu führt, dass übermäßig viel unverbrannter Sauerstoff und Benzin in den Konverter gelangen. Im Allgemeinen beginnt der Katalysator bei 550 °F zu funktionieren und beginnt bei 1.800 °F an Effizienz zu verlieren. Temperaturen nahe 2.500 °F führen zum Schmelzen des Substrats. Während viele neuere Fahrzeuge die Einspritzdüse eines Zylinders mit Fehlzündung deaktivieren, um eine Überhitzung des Katalysators zu verhindern, ist dies bei anderen möglicherweise nicht der Fall.

In diesen Fällen lohnt es sich, Zündkerzen, Kabel, Spulen und andere Zündungsteile als vorbeugende Maßnahme auszutauschen, wenn das Katalysatorsubstrat geschmolzen zu sein scheint oder wenn der Diagnosespeicher des PCM aktuelle Fehlzündungscodes der P0300-Serie enthält oder Fehlzündungen darin aufgezeichnet sind Fehlzündungsgeschichte.

Der innere Zerfall kann durch leichtes Klopfen mit einem Gummihammer auf das Konvertergehäuse getestet werden. Wenn der Konverter klappert, hat sich die Umhüllung, die das Substrat gegen das Konvertergehäuse isoliert, gelöst oder das Substrat selbst zerfällt möglicherweise.

Eine Abgasbeschränkung tritt häufig auf, wenn das Substrat verunreinigt ist oder zu zerfallen beginnt. Die Einschränkung kann so stark sein, dass der Motor abgewürgt wird, oder so gering, dass der Fahrer beim Beschleunigen kaum einen Leistungsverlust bemerkt. Denken Sie auch daran, dass ein eingeschränkter Konverter möglicherweise keinen P0420/0430-Fehlercode speichert.

Während andere Testmethoden effektiv sind, besteht der definitivste Test für den Abgasgegendruck darin, einen Adapter in den vorgeschalteten Sauerstoffsensoranschluss zu stecken und ein Niederdruckmessgerät mit einer Kapazität von mindestens 15 psi anzubringen. Im Leerlauf sollte der Druck weniger als 1 psi betragen. Bei einem Schnappgastest sollte der Druck im Allgemeinen 4 psi nicht überschreiten. Auch wenn es manchmal schwierig sein kann, die Fehlercodes P0420/0430 zu diagnostizieren, werden Sie feststellen, dass es weniger Fehler gibt und Sie eine höhere Rentabilität erzielen, wenn Sie sich an die Grundlagen der Katalysatordiagnose erinnern.