- - Mesures
- Monoxyde de carbone (CO)
- On mesure en pour-cent de volume (% Vol).
Témoignage d'un problème de :
- - préparation de mélange incorrecte, mélange trop riche ou trop pauvre
- mauvais réglage du carburateur
- niveau de flotteur incorrect
- enrichissement incorrect à l'accélération
- mauvais régime de ralenti
- enrichissement incorrect lors de la phase de chauffe
- aération du reniflard de carter principal défectueuse
- joint de culasse brûlé
- filtre à air encrassé
- s'il y a moyen de mesurer avant et après le catalyseur, catalyseur ensemble avec HC
- Hydrocarbures (HC)
- On mesure en part par million (ppm)
1.000.000 ppm = 100 % vol.
Témoignage d'un problème de :
- - combustion incomplète
- préparation de mélange incorrecte, arrêts de combustion mélange trop riche
- allumage défectueux, trous d'allumage, par exemple causés par des bougies encrassées, des câbles défectueux ou un mauvais calage de l'allumage
- des fuites à l'admission, au carburateur, au système d'injection, aux soupapes d'injection, aux soupapes d'admission ou d'échappement
- s'il y a moyen de mesurer avant et après le catalyseur, catalyseur ensemble avec CO
- Dioxyde de carbone (CO2)
- On mesure en pour cent de volume (% Vol)
Témoignage d'un problème de :
- - combustion incomplète (en liaison avec CO et HC)
- réglage de la préparation de mélange, lambda [en liaison avec CO et O2)
- Oxygène (O2)
- On mesure en pour-cent de volume (% Vol).
Témoignage d'un problème de :
- - réglage de la préparation de mélange en liaison avec CO et O2
- Oxydes d'azote (NOx)
- On mesure en parts par million (ppm)
Témoignage d'un problème de : (uniquement par mesure de puissance au banc moteur)
- - système d'épuration des gaz d'échappement (en liaison avec CO et HC)
- ré-injection des gaz d'échappement
- Mesure Delta-HC
- Par la méthode de mesure Delta-HC, on peut juger de la composition du mélange et de la qualité de la combustion sélectivement par cylindre. Pour ce faire, il faut disposer d'un appareil de mesure de taux d'HC et d'un testeur de moteur avec dispositif de mise en court-circuit des cylindres spécialement adapté à la mesure Delta-HC.
Le principe de la mesure Delta-HC et l'interprétation des résultats de mesure se déroulent de la façon suivante :
- au régime de ralenti, il se forme dans le gaz d'échappement une valeur "HC ralenti" définie.
Si on court-circuite l'allumage d'un cylindre, ce dernier rejette la totalité de son mélange non brûlé qui se mélange au reste des gaz d'échappement.
La proportion de HC mesurée dans le gaz augmente donc de manière correspondante.
Cette augmentation sert de base à l'interprétation de la composition du mélange de ce cylindre.
Un mélange riche entraîne une forte augmentation d'HC, une faible augmentation signifie une composition de mélange pauvre.
Une comparaison entre elles des valeurs des différents cylindres fournit une indication sur l'équilibre de la préparation du mélange par cylindre, c'est-à-dire sur des problèmes propres à ceux-ci qui ont une influence sur la proportion d'HC.
Pour être dans la même condition de mesure pour chaque cylindre, la mise en court-circuit de l'allumage et le déroulement de la mesure HC doit suivre un protocole bien précis.
C'est uniquement ainsi que l'on peut s'assurer d'obtenir des résultats de mesures non équivoques.
Il est évident que cette mesure ne peut se faire qu'avant le catalyseur parce que la transformation des hydrocarbures dans celui-ci anéantit l'effet de leur augmentation.
- - Préparation du test
- Un test de gaz d'échappement parfait ne peut se faire que sous les conditions suivantes :
- le moteur doit être chaud, température minimum d'huile 60 °C.
Les starters des carburateurs (automatiques ou manuels) ne doivent pas être actifs.
Le conduit d'échappement doit être étanche.
Le moteur doit avoir le réglage d'allumage préconisé par le constructeur (angle de fermeture, point d'allumage et régime de ralenti).
En ce qui concerne les véhicules munis d'un dispositif de réduction des substances nocives, il faut procéder à une vérification préalable et systématique de tous les éléments influençant l'émission de substances nocives selon les prescriptions du constructeur.
Pour les véhicules à boîte de vitesse automatique, les mesures doivent s'effectuer au point mort.
Pour les véhicules dont le système d'échappement est constitué d'un pot et de deux tubes de fuite, il faut coupler ceux-ci par un collecteur externe dans lequel on introduira alors la sonde de prélèvement.
- - Indications pour l'interprétation
Dans toutes les mesures qui suivent, vous mesurez les valeurs effectives.
Lors de l'interprétation, ces valeurs effectives sont à comparer aux valeurs théoriques.
Vous trouverez les valeurs théoriques, par exemple pour la teneur en CO au ralenti de la plupart des véhicules, dans les feuillets des valeurs de test comme ceux d'AUTODATA.
Si les valeurs pour des véhicules particuliers ou spéciaux n'y sont pas mentionnées, vous trouverez celles-ci dans les manuels d'atelier des constructeurs.
Si lors de la description de l'interprétation qui suit, dans des cas particuliers, des valeurs théoriques sont citées, il ne peut s'agir évidemment que de valeurs indicatives.
Seules les indications fournies par le constructeur doivent servir de référence.
Si une valeur effective mesurée ne concorde pas avec sa valeur théorique, cela met en lumière une fonction défectueuse de l'élément testé.
Pour autant qu'une localisation plus précise des pannes soit possible, celle-ci sera décrite à la suite de l'interprétation du teste en question.
- - Interprétation de la mesure du seul CO
- Teneur en CO au ralenti
- La mesure fait aussi partie de l'examen spécial des gaz d'échappement et doit s'effectuer moteur chaud avec un allumage et un régime de ralenti corrects.
Bons résultats de test :
- La valeur CO mesurée correspond aux indications du constructeur, l'indication est stable et n'évolue pas.
- Teneur en CO trop élevée :
- - Réglage au ralenti trop riche : Régler correctement le mélange du ralenti
- Système d'enrichissement à froid encore en action : Moteur pas encore chaud, starter pas en position zéro, système d'enrichissement à froid défectueux, sensor de température ou injecteur de départ défectueux (injection).
- Filtre à air encrassé. Contrôle du filtre à air : augmenter le régime moteur jusqu'à 2/3 du régime nominal et relever la valeur CO. Enlever la cartouche du filtre à air et répéter la procédure. Si la valeur de CO diminue fortement par rapport au test précédent, renouveler la cartouche du filtre à air, c'est-à-dire nettoyer le filtre à air.
- Dans le cas de carburateurs, mauvais niveau de flotteur, éventuellement pointeau d'arrivée d'essence défectueux.
- Dans le cas d'injection, pression de carburant trop élevée, contrôler la pression de carburant.
- Teneur en CO trop basse :
- - Réglage au ralenti trop pauvre. Régler correctement le mélange du ralenti.
- Système d'admission non étanche : vérifier l'étanchéité du tube d'admission, du bloc moteur et des connexions des tuyaux.
- Dans le cas de carburateurs, mauvais niveau de flotteur, éventuellement encrassement des systèmes de ralenti (gicleurs).
- Dans le cas d'injection, pression de carburant trop faible, contrôler la pression de carburant.
- Tests supplémentaires
- - Fonction de l'enrichissement à l'accélération : l'enrichissement à l'accélération a la fonction d'amener du carburant supplémentaire lors d'une commande rapide de l'accélérateur pour contre balancer l'amaigrissement soudain du mélange. Il entraîne une augmentation claire de la teneur en CO. Lors de coups d'accélérateurs courts et rapides, l'appareil de mesure indique une valeur de CO plus élevée qui revient lentement à sa valeur de départ.
- Fonction de l'enrichissement à froid : avec un système d'enrichissement en fonction, c'est-à-dire avec un moteur froid, starter tiré ou, pour l'injection, la simulation d'une température basse, la valeur de CO doit être clairement supérieure à la valeur théorique du CO au ralenti.
- Mesures sur un véhicule muni d'un catalyseur réglé : on mesure sur un moteur chaud avant et après le catalyseur. La teneur en CO avant le catalyseur, c'est-à-dire l'émission dite "brute", est à lambda = 1.00 à environ 0.7 % vol CO. Avec un bon catalyseur, les valeurs mesurées après celui-ci doivent être d'environ 50 à 80 % en dessous de celles mesurées avant le catalyseur.
- - Interprétation de la mesure CO/HC
- Comme l'interprétation de la teneur en CO a déjà été exposée précédemment, il sera expliqué dans ce paragraphe-ci quels sont les enseignements que la valeur HC, c'est-à-dire de la combinaison des valeurs CO/HC, apporte au diagnostic.
La teneur en HC est, comme déjà expliqué précédemment, un bon critère pour juger de la qualité de la combustion.
Chaque perturbation dans le déroulement ou le déclenchement de la combustion entraîne une augmentation mesurable de la proportion d'hydrocarbures non brûlés.
La teneur en CO et en HC en fonction du rapport carburant/air.
Les valeurs numériques présentées sont des grandeurs indicatives, la teneur en HC au ralenti sur un moteur bien réglé n'excède pas 250 à 300 ppm.
La grandeur de cette valeur dépend aussi de la construction du moteur, de son âge et de son usure.
La température du moteur peut aussi influencer l'émission de HC.
Pour effectuer un jugement correct, il est de bon sens d'examiner la teneur en CO lors d'une évaluation de la teneur en HC.
Véhicules sans catalyseur ou véhicules avec catalyseur non réglé mesurés avant le catalyseur
- Bons résultats de test :
- Teneur en CO correspond aux indications du constructeur. Teneur en HC stable et inférieure à 250-350 ppm.
- Mauvais résultats de test :
- Teneur en HC dans la plage complète de régimes trop importante ou instable. Teneur en CO à la limite des tolérances inférieures ou trop basse, éventuellement moteur ne "tournant pas rond".
- Recherche de pannes à l'aide de l'oscilloscope.
- - Trous d'allumage par allumage défectueux, mauvais contacts de rupteur, câbles de bougies défectueux, mauvais type de bougies ou bougies endommagées. Localiser par mesure Delta-HC les cylindres et en faire la balance.
Teneur en HC trop haute au ralenti se réduisant avec l'augmentation du régime. Teneur en CO normale ou trop basse.
- - Mauvaise compression à l'un ou à tous les cylindres ou un manque d'étanchéité à l'admission. Localiser le(s) cylindre(s) grâce à la mesure Delta-HC et balancer les cylindres.
- Teneur en HC trop haute au ralenti, teneur en CO très basse, tend vers O %
- - Réglage de la préparation du mélange trop pauvre, vérifier et régler correctement.
- Bonne teneur en HC. Teneur en CO trop élevée dans l'ensemble de la plage des régimes
- - Filtre à air encrassé ou enrichisseur à froid encore en fonction.
- Véhicules avec catalyseur réglé et mesure faite avant catalyseur
- Pour comprendre ce qui se passe avec un véhicule muni du réglage lambda lors de défectuosités au moteur, à l'allumage ou dans la préparation du mélange, on doit brièvement revenir sur le fonctionnement du réglage lambda.
La sonde lambda se situe dans le flux de gaz entre moteur et catalyseur.
Elle produit une tension électrique qui peut être utilisée comme mesure pour la proportion d'oxygène dans les gaz d'échappement.
Si la composition du mélange s'écarte de la valeur de référence, la sonde lambda le reconnaît à la teneur du surplus en oxygène dans les gaz d'échappement et le signale au boîtier de contrôle électronique de préparation de mélange.
Ce dernier corrige alors de façon appropriée la proportion de carburant.
La teneur en oxygène dans les gaz d'échappement est donc le facteur déterminant pour la réaction du réglage lambda, peu importe la provenance de cet oxygène.
Que ce soit de l'oxygène restant après une combustion parfaite ou de l'oxygène inutilisé à cause d'un allumage défectueux, la combustion n'a pas eu lieu.
Du encore, par exemple, car des fuites dans le collecteur ou le système d'échappement permettent à de l'air de se mélanger aux gaz de combustion.
Un exemple illustrera la réaction du réglage lambda en cas d'erreur.
Moteur avec réglage lambda et fonctionnement parfait, gaz d'échappement mesurés avant le catalyseur.
- Teneur en CO : 0,65 Vol. %
Teneur en HC : 60 ppm
- Moteur identique, soupape d'injection d'un cylindre hors fonction, ce qui signifie que ce cylindre pompe uniquement de l'air dans le gaz d'échappement, ce qui équivaut à un en on étanchéité extrême du système d'échappement :
- la sonde lambda reconnaît une grande proportion d'oxygène dans le gaz d'échappement, comparable à un mélange "pauvre"
Dés lors, le réglage lambda ajuste à fond dans la direction riche le mélange des autres cylindres, qui était déjà correct.
Résultat de la composition des gaz d'échappement avant catalyseur :
- Teneur en CO monte à prés de 5 Vol. %
Teneur en HC monte à plus de 250 ppm
- Moteur identique, allumage d'un cylindre en court circuit, ce qui signifie que ce cylindre pompe du mélange non brûlé dans le gaz d'échappement :
- ici aussi, la sonde lambda reconnaît l'augmentation en oxygène provenant du mélange non brûlé, même réaction que celle décrite plus haut, le mélange est enrichi.
Résultat de la composition du gaz d'échappement avant catalyseur :
- Teneur en CO monte à plus de 2.5 Vol. %
Teneur en HC monte à plus de 2000 ppm (à cause du mélange non brûlé).
- - Mesure Delta-HC
- a) moteur fonctionnant parfaitement
- Le test Delta-HC se fait habituellement moteur hors charge et au ralenti.
Dans ces conditions, la proportion d'HC dans le mélange non brûlé est supposée être de 1000 ppm.
La proportion d'HC dans le gaz d'échappement après combustion, c'est-à-dire la part au ralenti, est dans notre exemple de 200 ppm.
Comme on suppose un moteur parfait avec une répartition de mélange équilibrée, ces deux valeurs sont valables et pour chaque cylindre particulier et pour le moteur dans son ensemble :
- Valeur HC dans gaz d'échappement (somme des valeurs HC de chaque cylindre) / (nombre de cylindres)
| Pas de cylindre court-circuité | Cylindre 1 court-circuité |
| Zl | 200 ppm |
| Z2 | 200 ppm |
| Z3 | 200 ppm |
| Z4 | 200 ppm |
| somme | 800 ppm |
moyenne HC | 200 ppm |
|
| Zl | 8000 ppm |
| Z2 | 200 ppm |
| Z3 | 200 ppm |
| Z4 | 200 ppm |
| somme | 800 ppm |
moyenne HC | 2150 ppm |
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Mesure Delta-HC complète
- La valeur Delta-HC est équilibrée pour tous les cylindres : 2150 - 200 = 1950 ppm
- b) moteur avec une panne totale d'une soupape d'injection au troisième cylindre
- Comme il n'y a aucune injection de carburant dans le troisième cylindre, il envoie dans le gaz d'échappement uniquement l'air qu'il a aspiré.
Avec les valeurs de départ de l'exemple a) on obtient les valeurs de mesures suivantes :
| Pas de cylindre court-circuité | Cylindre 1 court-circuité | Cylindre 3 court-circuité | Mesure Delta-HC complète |
| Zl | 200 ppm |
| Z2 | 200 ppm |
| Z3 | 0 ppm |
| Z4 | 200 ppm |
| somme | 800 ppm |
moyenne HC | 150 ppm |
|
| Zl | 8000 ppm |
| Z2 | 200 ppm |
| Z3 | 0 ppm |
| Z4 | 200 ppm |
| somme | 800 ppm |
moyenne HC | 2100 ppm |
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| Zl | 200 ppm |
| Z2 | 200 ppm |
| Z3 | 0 ppm |
| Z4 | 200 ppm |
| somme | 600 ppm |
moyenne HC | 150 ppm |
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| Zl | 1950 ppm (2100-150) |
| Z2 | 1950 ppm |
| Z3 | 0 ppm |
| Z4 | 1950 ppm |
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La valeur Delta-HC du troisième cylindre indique un défaut évident.
- c) Moteur avec une panne totale de la bougie dans le troisième cylindre.
- Comme le mélange n'est pas même allumé dans le troisième cylindre, il est expulsé sans avoir brûlé et se mélange avec les gaz d'échappement des autres cylindres.
Avec les mêmes valeurs de départ qu'en a) on obtient les valeurs de mesures suivantes :
| Pas de cylindre court-circuité | Cylindre 1 court-circuité | Cylindre 3 court-circuité | Mesure Delta-HC complète |
| Zl | 200 ppm |
| Z2 | 200 ppm |
| Z3 | 8000 ppm |
| Z4 | 200 ppm |
| somme | 800 ppm |
moyenne HC | 2150 ppm |
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| Zl | 8000 ppm |
| Z2 | 200 ppm |
| Z3 | 800 ppm |
| Z4 | 200 ppm |
| somme | 16400 ppm |
moyenne HC | 4100 ppm |
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| Zl | 200 ppm |
| Z2 | 200 ppm |
| Z3 | 8000 ppm |
| Z4 | 200 ppm |
| somme | 8600 ppm |
moyenne HC | 2150 ppm |
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| Zl | 1950 ppm (4100-1950) |
| Z2 | 1950 ppm |
| Z3 | 0 ppm |
| Z4 | 1950 ppm |
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La valeur Delta-HC de 0 ppm au troisième cylindre indique un défaut évident.
- Pour rendre nos exemples limpides, nous avons choisi des situations extrêmes qui se présentent très rarement en pratique.
Les problèmes réels se manifesteraient par des valeurs comprises entre ces extrêmes.
De plus, dans ces cas-ci, le cylindre défectueux se distingue des autres cylindres par une valeur de Delta-HC trop basse. Pour une localisation plus précise des problèmes, on peut recourir à des fonctions de tests complémentaires des appareils de contrôle du moteur et de celui des gaz d'échappement ; par exemple, si, lors de la baisse de régime, on peut constater des écarts entre cylindres, si l'oscilloscope montre des trous d'allumage ou si la valeur HC au ralenti est déjà trop élevée dans son ensemble.
D'une manière générale, la mesure HC permet de localiser les défauts suivants :
- - défectuosités d'allumage
- distribution déséquilibrée du mélange (injection ou carburateur)
- fuites à l'admission, aux soupapes d'admission et d'échappement, aux segments des pistons et au joint de culasse.
- soupapes d'injection défectueuses ou répartiteur de carburant dans les systèmes à injection.
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