Análisis de gases de escape y diagnóstico de catalizador

Los analizadores de gases de escape comúnmente son conocidos por utilizarse en las estaciones de ITV para medir el nivel de contaminantes que emiten los coches. Pero si limitamos su aplicación a las ITVs despreciamos el uso más práctico de estas herramientas en los talleres.

Durante los procesos de combustión en los motores de gasolina se producen una serie de transformaciones entre el aire y el combustible las cuales podemos analizar y a partir del resultado permiten localizar o diagnosticar averías.

En un motor de gasolina se produce la combustión de una mezcla estequiométrica (14,7 partes de aire por cada 1 parte de combustible) entre aire y gasolina. Durante la explosión, dentro de la cámara de combustión, se producen una serie de transformaciones químicas en las que intervienen varios elementos, en un supuesto idealizado, y al tratarse una combustión de una recombinación de hidrocarburo y oxígeno tendríamos:

HxCy = Hidrocarburos

O2 = Oxígeno

• Que se recombinarían durante la combustión produciendo:

CO2 = Dióxido de carbono

H2O2 = Peróxido de hidrógeno

• Dejando la fórmula resultante:

HxCy + O2 = CO2+H2O2

Esta fórmula es meramente teórica ya que en la realidad intervienen más elementos durante la combustión y esta no es perfecta.

Análisis de gases de escape

En la práctica, en la combustión de un motor utilizamos el oxígeno existente en el aire, de este aire tan sólo el 21% es oxígeno mientras que el 78% restante es nitrógeno.

Además, los combustibles utilizados en la automoción tienen una serie de aditivos que sin ellos sería imposible hacer funcionar el motor correctamente, pero que también perjudican a las emisiones.

En un motor de gasolina en el que combustionamos una mezcla de gasolina y aire obtendríamos como resultante una serie de gases que son:

Nitrógeno (N2) 72%

Dióxido de carbono (CO2) 14%

Agua (H2O) 13%

Hidrocarburos (HC), NOx y Monóxido de carbono (CO) 1%

Con un analizador de gases en un coche de gasolina nos centraremos en leer los valores determinantes, estos son:

CO2 – Resultante de una buena combustión

CO – Resultante de una mala combustión

HC – Hidrocarburos que no se han recombinado

O2 – Oxígeno que no se ha recombinado

Lambda – Describe la proporción entre aire y oxígeno en la combustión

Diagnosis con analizador EQT 3000

Valores correctos de la medición de los gases de escape después del catalizador en un sistema de inyección multipunto.

Límite gases ITV gasolina

Es hora de dar los límites de gases ITV gasolina. Si posees un coche de gasolina, te interesará conocer las emisiones CO permitidas para pasar sin que se considere una ITV desfavorable. También es posible que seas rechazado por superar los valores lambda permitidos.

Te indicamos los límites de emisiones según el sistema de control de gases que tenga el vehículo.

Límite de las emisiones de CO en vehículos gasolina SIN CATALIZADOR

El contenido máximo autorizado de CO en los gases de escape no puede superar los límites siguientes:

• Matriculados hasta el 01/10/86: CO-5% vol
• Matriculados después del 01/10/86: CO-3,5% vol

En el caso de que se superen estos valores tras la primera medición, se efectuará una segunda medición.

Límite de las emisiones de CO en vehículos gasolina CON CATALIZADOR

Límites en la medición con el motor en ralentí.

• El máximo autorizado de CO en los gases de escape será el declarado por el fabricante del vehículo, si no se conocen, serán:

-Vehículos matriculados por primera vez antes del 01/07/02: CO 0,5% vol

-Vehículos matriculados por primera vez después del 01/07/02: CO 0,3% vol

-Los valores declarados por el fabricante no podrán ser superiores a los anteriores, en ningún caso.

Límites en la medición con el motor en ralentí acelerado

• El máximo autorizado de CO en los gases de escape será el declarado por el fabricante del vehículo, si no se conocen, serán:

-CO 0,3% vol

-Vehículos matriculados por primera vez a partir del 01/07/02: CO 0,2% vol

-Valor del coeficiente Lambda (λ). El valor de este coeficiente, medido de acuerdo con la fórmula de Brettschneider, debe estar de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Si este valor no se conoce, el valor deberá estar comprendido en el intervalo: λ =1 ∓ 0,03.

-En caso de que no se cumpla alguna de las condiciones anteriores, se realizará otra segunda serie de medidas. Si el vehículo no cumple será rechazado.

-A fin de evitar ensayos innecesarios, no obstante, lo dispuesto en el párrafo anterior, se podrán rechazar vehículos que hayan presentado valores superiores en un 50% a los valores límite.

Diagnóstico de catalizador

Gracias a los catalizadores podemos reducir considerablemente las emisiones contaminantes en los choches de gasolina hasta el punto de ser casi inexistentes. Sin embargo, se trata de un componente bastante caro y susceptible de avería, existen varias formas de comprobar la eficacia de un catalizador:

Con equipo de diagnosis:

Con un equipo de diagnosis como MaxiSys de Autel, podemos acceder a la lectura de códigos de avería y de parámetros en la unidad de control de motor. Antes de diagnosticar el estado del catalizador es preferible hacer una lectura de códigos de avería ya que puede acortar en gran medida el proceso de diagnóstico, por ejemplo:

Si tenemos el DTC P0420 el equipo de diagnosis nos está indicando un problema centrado en el catalizador.

Si por el contrario tenemos el DTC P0172 el equipo nos advierte de una gestión de la mezcla demasiado rica derivada del mal funcionamiento de algún sensor como, por ejemplo, la sonda Lambda o alguna avería mecánica.

Si todos los datos apuntan a un problema de catalizador, podemos verificar la medición de las sondas Lambda a través de la lectura de parámetros en la unidad de control de motor. Para ello seleccionamos los parámetros de ambas sondas, es muy recomendable visualizarlas en forma de gráfico.

La lectura de la primera sonda Lambda (encargada de regular la mezcla) deberá oscilar entre 0.2V y 0.8V, mientras que si el catalizador está funcionando correctamente la segunda sonda Lambda tendrá un valor estable de unos 500-600mV.

Con osciloscopio:

Otra forma de verificar el estado del catalizador, muy similar a la anterior a través de los datos en vivo pero mucho más precisa ya que la velocidad de las líneas de comunicación de las UCEs está condicionada al bus de datos utilizado, es a través de un osciloscopio como el MP408 de Autel, que además de darnos una medición rápida y precisa nos permite utilizar dos de los cuatro canales para ver las señales de ambas sondas Lambda, o incluso de las cuatro sondas si se tratase de un motor de doble bancada, a la vez en una misma pantalla. Además, con el osciloscopio podremos concretar, si no se tratase de un problema de catalizador, cuál es el problema que provoca la mala regulación de la mezcla o el DTC de avería.

Con termómetro:

Es posible comprobar el estado de un catalizador a partir de la temperatura de entrada y salida ya que durante el efecto catalítico se eleva la temperatura de los gases de escape siguiendo el siguiente esquema:

Con analizador de gases de escape:

Un catalizador convencional funciona recombinando, mayoritariamente, CO sobrante con O2 sobrante y generando CO2, a partir de la lectura del CO2 en el tubo de escape se puede determinar el estado del catalizador, también utilizaremos los demás parámetros para asegurar que no existe ningún problema de combustión y que la avería está centrada únicamente en el catalizador.