Saiba como realizar o diagnóstico e a substituição do catalisador do Chevrolet Onix com motor 1.4 2015
Conforme avançam as leis de emissões de poluentes que visam menores taxas a serem despejadas no meio ambiente, veículos leves e pesados necessitam de motores mais eficientes e sistemas de controle de emissões melhores. Um componente importante para diminuição desses gases poluentes que são provenientes da combustão interna do motor é o catalisador.
Este componente é formado por uma carcaça metálica e possui em seu interior um núcleo cerâmico ou metálico, usualmente contendo metais preciosos como platina, paládio ou ródio. “O catalisador é composto por um material cerâmico, uma mistura de óxidos e materiais preciosos. Essa mistura de óxidos e materiais preciosos é responsável pela catalise, ou seja, pela reação de oxidação e reação de redução que vai transformar os gases tóxicos, hidrocarbonetos, monóxido de carbono e óxido nitrogênio em gases inofensivos a saúde, tais como água, gás carbônico e nitrogênio”, explica o Gerente Comercial da Umicore, Claudio Furlan.
O catalisador pode ficar localizado em algum ponto ao longo da tubulação do escapamento e é desenvolvido para atuar em conjunto com todo o sistema de alimentação e ignição do veículo. Quando em bom estado é possível realizar a conversão de cerca de 98% dos gases poluentes (NOx, CO e HC). O núcleo (cerâmica) possui 400 células por polegada quadrada (pol²) e sua espessura de parede contém dimensões em milésimos de polegadas. Isso mostra a complexidade em que o componente é fabricado.
É comum a existência de componentes fabricados em cerâmica nos veículos fabricados em larga escala, por ser mais barato e mais adequado. Porém, os carros que possuem maior performance, utilizam catalisador de metal que contém peças em inox, pois, o metal ajuda a dissipar o calor mais rápido.
Para que ocorra o bom funcionamento do componente, o mecânico deve manter a manutenção do veículo em boas condições. Aspectos como óleo do motor, gasolina utilizada e estado das velas de ignição podem contribuir para a vida útil e qualidade de funcionamento do catalisador. Além da luz de injeção que pode se acender no painel do veículo, outros fatores podem demonstrar que há sinais de problemas com o componente como elevação no consumo de combustível e perda de desempenho do veículo.
No Chevrolet Onix 1.4 automático 2015 com 170 mil quilômetros rodados desta reportagem, a luz de injeção estava acesa, indicando que o veículo estava com algum problema. Para um diagnóstico preciso do sistema, a utilização do scanner é importante para detecção de qualquer falha que possa ocorrer no sistema de injeção e escape do carro. Assim como foi apresentado uma falha no sistema com o código P0420-00 que indica a baixa eficácia do sistema do catalisador. “Ele é detectado através do diagnóstico a bordo do veículo”, comenta Furlan sobre o código apresentado e explica o que é o diagnóstico a bordo ou o OBD. “É uma forma que foi encontrada pela legislação e pelas montadoras para avaliar se um catalisador está degradado ou não, através do uso de dois sensores de oxigênio, mais conhecido como sonda lambda”, conclui.
O código já era esperado, pois já era de conhecimento dos técnicos que o catalisador estava sem a cerâmica no momento da venda do veículo. Claudio Furlan comenta sobre os possíveis motivos da falta desse componente e os problemas que podem surgir com a remoção da cerâmica. “Dentro da cerâmica catalítica existem os metais preciosos do grupo da platina, são metais como paládio, ródio ou a própria platina. Esses metais têm um certo valor de mercado e infelizmente há aliciadores que ofertam para os donos do veículo ou tentam convencê-los a vender o miolo do catalisador do seu carro. Tal prática, faz com que o carro passe a não atender emissões, possa apresentar problemas até de dirigibilidade, além de ter a lâmpada do OBD acessa”, explica. “É muito importante que o proprietário do veículo tenha ciência que o catalisador é um produto que não possa ser removido do seu carro”, alerta o Gerente Comercial da Umicore.
Quando o diagnóstico determina que o causador do problema é o catalisador e o componente precisa de substituição, vale ressaltar que o componente precisa obter homologação do Inmetro. “Após adquirir a cerâmica da empresa homologada, nós temos que envelhecer em laboratório essa peça”, comenta o engenheiro de Produto da Mastra, Oswaldo Ferreira, sobre a homologação o catalisador já montado com a cerâmica interna. “Após o envelhecimento, ele vai para o laboratório rodar o teste de emissões, tudo isso procedimentado conforme a portaria do Inmetro 033/2021. Após essa homologação junto ao Inmetro, solicitamos a liberação para comercialização”, explica Ferreira.
Para realizar o procedimento de substituição do componente, contamos com a ajuda de Carlos Vassello, mecânico da Paulicéia Escapamentos, localizada em Piracicaba/SP que nos cedeu o espaço para o procedimento. Oswaldo Ferreira informa sobre a necessidade de deixar o veículo ligado por cerca de 10 a 15 minutos a pós a substituição, ajudando no aquecimento do componente. “Na montagem do conversor catalítico, nós temos uma cerâmica que é envolta por um papel especial. Esse papel, no mercado de reposição é um papel intumescente, ou seja, ele expande”, comenta. “Isso só vai acontecer após 300°C de temperatura quando inicia-se a catálise. Ele vai expandir e vai travar a cerâmica na carcaça do catalisador”, explica o engenheiro de Produto da Mastra.
DIAGNÓSTICO E DESMONTAGEM
1) Ao conectar o scanner no veículo e permanecer em regime de funcionamento do motor, analise o gráfico de sinais emitidos pelas duas sondas lambda do veículo. “A primeira sonda é responsável por controlar a injeção de ar-combustível e a segunda onda para controlar a eficiência catalítica”, comenta o engenheiro de produto da Mastra, Oswaldo Ferreira. “A primeira sonda está chaveando de forma irregular e a segunda sonda que deveria estar estável, ela também está trabalhando um pouco irregular. Devido ao fato deste modelo estar sem o catalisador”, explica Ferreira.
2) Após realizar o diagnóstico, desligue o veículo e inicie a desmontagem dos componentes removendo os cabos de vela de ignição (2a). Em seguida com auxílio de uma chave combinada 13 mm remova um suporte que é fixado ao motor (2b).
3) Interrompa a conexão elétrica da sonda pré-catalisador (3a) e utilize uma chave com soquete sextavado apropriado para remoção da sonda lambda presente no catalisador (3b). “Tem alguns mecânicos que costumam deixar a sonda no próprio catalisador, mas a operação de desmontagem pode danificá-la batendo em qualquer outra peça. O correto é extrair a sonda”, explica Ferreira sobre os cuidados para remoção da sonda.
4) A remoção do defletor de calor do catalisador é feita com o auxílio de uma chave torx 8. Inicie com os 3 parafusos da parte superior (4a). Para remoção dos 2 parafusos da parte inferior do defletor é necessário erguer o veículo no elevador para ter acesso. Utilize uma chave torx E8 para remover os parafusos restantes (4b).
5) Faça a desconexão elétrica da sonda lamba que fica próxima ao catalisador (5) e o apoie com cuidado para que não atrapalhe na remoção dos demais componentes do catalisador e preservando a integridade do conector.
6) Remova os 3 parafusos de fixação do catalisador com o tubo dianteiro do escapamento utilizando a chave L 13 mm (6). Há um suporte inferior no qual o catalisador precisa estar apoiado para evitar qualquer dano ao componente.
7) Utilize uma chave torx E14 para retirar o parafuso único de fixação do suporte com o catalisador (7).
8) Com os componentes soltos na parte inferior, desça o veículo até apoiar ao solo e faça a retirada do defletor de calor do catalisador (8). Esse procedimento necessita atenção, pois o espaço para retirada do componente é muito estreito, exigindo cuidado do mecânico.
9) Para soltar a fixação do catalisador na parte superior é necessário a retirada de 8 porcas com auxílio de uma chave L13 mm (9). Após, remova as porcas totalmente.
10) Faça a remoção completa do catalisador do veículo (10a) e realize uma primeira inspeção no componente. À primeira vista foi possível ver a inexistência da cerâmica do catalisador (10b). Leve o componente a bancada para inspeção completa.
COMPARATIVO EM BANCADA E DICAS
11) Catalisador em bancada, analise as condições em que o componente se encontra. No caso do componente removido a falta da cerâmica ocasionou o código de falha detectado no momento do diagnóstico. Porém, o código P0420-00 não é exclusivo da falta e cerâmica no catalisador e pode ser apresentado mesmo quando o componente possui a cerâmica. Para exemplificar esse fator, Oswaldo apresentou um catalisador (não retirado do veículo) que foi devolvido em garantia para a Mastra e que apresenta o mesmo código de falha, porém esse componente estava com a cerâmica derretida (11).
12) Após a demonstração do componente feita por Oswaldo, foi apresentado ao Gerente Comercial da Umicore, Claudio Furlan, uma cerâmica com sinais de oxidação que foi recebida pelo suporte de garantia da Mastra (12). “Essa peça passou por um derretimento. Esse melting ou derretimento, acontece quando não há queima total do combustível dentro da câmara de combustão do motor”, explica Furlan sobre as possíveis causas para o estado do componente analisado. “Se o veículo tiver uma falha em uma bobina, se o veículo tiver uma falha em velas, cabo de velas, ou se ele tiver um problema de perda de corrente durante a utilização do motor, esse combustível vai atingir a face da peça. O catalisador trabalha em torno de 500°C, 600°C, 700 graus Celsius e qualquer porção de combustível não queimado que atinja sua face, vai imediatamente gerar uma combustão na face do catalisador, vai passar de 1400°C que é o limite de temperatura que aguenta a cerâmica catalítica. Fazendo com que haja um derretimento da superfície, seja da superfície catalítica ou do próprio suporte cerâmico e esse derretimento gera a perda total de eficiência da peça”, explica Furlan sobre os motivos.
13) O mecânico deve atentar-se com as juntas de vedação entre o catalisador e suas conexões. Oswaldo levou um componente que foi devolvido em garantia e analisa o estado em que o catalisador chegou na empresa (13). “A peça está com silicone, algum material inapropriado para este componente. Lembrando que aqui é alta temperatura, não combina qualquer tipo de cola ou silicone”, comenta.
14) Ao realizar a substituição do catalisador deve-se trocar a junta de vedação (14). “Essa junta tem um anel metálico em cada orifício que, no momento do torque ele vai apertar e vai fazer a vedação correta”, explica Ferreira sobre a recomendação de substituir as juntas de vedação quando realizar a troca do catalisador.
15) Antes de efetuar a instalação do novo componente, verifique se o catalisador possui homologação do Inmetro (15). “A legislação no Brasil exige que quem comercializa os catalisadores aqui tem que provar que a peça funciona”, comenta Ferreira.
INSTALAÇÃO
16) Para instalação do novo catalisador, comece pela junta de vedação que vai entre o bloco do motor e o catalisador. Apesar de parecer simétrica, a junta de vedação possui lado correto para montagem com os anéis metálicos voltados para o catalisador (16). Vale ressaltar que pela assimetria da junta, caso tente realizar uma instalação com o lado incorreto, as furações não ficam alinhadas.
17) Posicione o novo catalisador para instalação no veículo e realize um pré aperto das porcas superiores (17). O torque final de perto será efetuado após a instalação dos periféricos da parte inferior.
18) Erga o veículo no elevador e realize o posicionamento da parte inferior do catalisador. Comece a instalação inferior com a nova junta de vedação entre o catalisador e o início da tubulação dianteira do escapamento (18). Vale lembrar que é necessário que o catalisador esteja apoiado no suporte do motor para que não haja danos futuros ao componente.
19) Faça o posicionamento do catalisador na base do suporte do motor (19). “Esse alinhamento é muito importante antes de fazer qualquer aperto. Então é necessário que se alinhe o sistema como um todo para depois realizar o torque final”, explica Ferreira. Em seguida realize o pré aperto com a utilização de uma chave L 13 mm.
20) Realize a conexão do conector elétrico da sonda pós catalisador (20).
21) Desça o veículo para realizar o torque de aperto final da parte superior das fixações do coletor no cabeçote. Com um soquete 13 mm ou uma chave L 13 mm (21), faça o aperto das porcas do centro para as extremidades e utilize toque de 28 Nm.
22) Posicione o defletor de calor (22a) e apenas encoste os parafusos de fixação. Realize a instalação da sonda pré catalisador e com um soquete sextavado apropriado para sonda lambda (22b), aplique o torque de 42 Nm e faça a conexão do conector elétrico da sonda lambda (22c).
23) Erga novamente o veículo no elevador para finalizar a parte inferior do veículo. Comece fixando os dois parafusos da parte inferior do defletor de calor e utilize uma chave estrela 8 mm para o aperto (23).
24) Realize o aperto das porcas do tubo dianteiro do escapamento com a fixação inferior do catalisador e aplique torque final de 25 Nm (24). Para o parafuso do catalisador no suporte inferior, aplique torque de 25 Nm.
25) Finalizando a parte inferior, desça o veículo ao solo e faça o aperto dos parafusos superiores do defletor de calor com auxílio de uma chave torx tipo L T8 (25). Aplique torque final de 9 Nm.
26) Utilize uma chave combinada 13 mm para fixar o parafuso do suporte superior (26).
27) Após conectar os cabos de vela (27), ligue o motor e deixe o veículo em funcionamento de 10 a 15 minutos para que o papel intumescente dentro do catalisador se expanda corretamente, fixando a cerâmica no componente.
28) De uma volta com o veículo para que haja carga no catalisador e após, analise os sinais das sondas pré e pós no scanner. A sonda pré (em azul no gráfico) tende a oscilação natural, já a sonda pós (em verde no gráfico) possui sinal mais linear (28).
29) Verifique se a luz no painel do veículo foi apagada (29), caso ainda permaneça acessa e os sinais obtidos via scanner estejam normais, utilize o veículo normalmente por alguns dias para que a luz se apague. “Uma vez instalado o catalisador no veículo, nem sempre a lâmpada do OBD vai apagar imediatamente. Isso ocorre porque a calibração dos sensores leva em conta algumas manobras de utilização do carro no dia a dia. Então é muito comum que, ao instalar o novo catalisador tenha que utilizar o carro por alguns dias para que essa leitura seja realizada e a central eletrônica do veículo detecte que o novo catalisador está estocando oxigênio”, explica Furlan.
Obs: Caso seja identificado uma fumaça branca saindo do motor após a instalação do catalisador, não há nenhum tipo de problema, pois, por causa do aquecimento do catalisador, algum solvente utilizado no processo de fabricação da cerâmica está sendo consumido.
30) O gerente Comercial da Umicore informa o que deve ser feito caso a luz do OBD no painel não se apague após alguns dias de utilização do veículo. “Se usando alguns dias a lâmpada não apagar é muito importante que faça uma verificação nos sensores de oxigênio pois os mesmos podem estar com problema”, explica.
texto & fotos Vitor Lima & Fernando Andrade Lalli
