Ford Workshop Service and Repair Manuals

Catalytic Converter: Description and Operation

CATALYST AND EXHAUST SYSTEMS

Overview

V-Engines

In-Line Engines

The catalytic converter and exhaust Systems work together to control the release of harmful engine exhaust emissions into the atmosphere. The engine
exhaust gas consists mainly of nitrogen (N), carbon dioxide (CO2) and water vapor (H2O). However, it also contains carbon monoxide (CO), oxides
of nitrogen (NOx), hydrogen (H), and various unburned hydrocarbons (HCs). The major air pollutants of CO, NOx, and HCs, and their emission into
the atmosphere must be controlled.

The exhaust system generally consists of an exhaust manifold, front exhaust pipe, front heated oxygen sensor (HO2S), rear exhaust pipe, catalyst
HO2S, a muffler, and an exhaust tailpipe. The catalytic converter is typically installed between the front and rear exhaust pipes. On some vehicle
applications, more than one catalyst is used between the front and rear exhaust pipes. Catalytic converter efficiency is monitored by the on-board
diagnostic (OBD) system strategy in the PCM. For information on the OBD catalyst monitor, refer to the description for the Catalyst Efficiency
Monitor.

The number of HO2Ss used in the exhaust stream and the location of these sensors depend on the vehicle emission certification level (LEV, LEV-II,
ULEV, PZEV). On most vehicles only 2 HO2Ss are used in an exhaust stream. The front sensors (HO2S11/HO2S21) before the catalyst are used for
primary fuel control while the ones after the catalyst (HO2S12/HO2S22) are used to monitor catalyst efficiency. However, some partial zero emission
vehicles (PZEV) use 3 HO2Ss for each engine bank. The stream 1 sensors (HO2S11/HO2S21) located before the catalyst are used for primary fuel
control, the stream 2 sensors (HO2S12/HO2S22) are used to monitor the light-off catalyst, and the stream 3 sensors (HO2S13/HO2S23) located after
the catalyst are used for long term fuel trim control to optimize catalyst efficiency (fore aft oxygen sensor control). Current PZEV vehicles use only a