Thèmes:
- Sonde lambda
- Élément chauffant
- Mesurer à la sonde lambda
- Valeurs lambda dans un processus de combustion homogène et stratifié
- Ajustements de carburant
Sonde lambda :
Chaque voiture moderne équipée d'un moteur à essence et d'EOBD est équipée de 1 ou 2 sondes lambda montées dans l'échappement. Souvent un capteur de contrôle avant le catalyseur (un capteur à large bande) et un capteur de contrôle après le catalyseur (un capteur de saut). S'il n'y a qu'une seule sonde lambda présente (pour le pot catalytique), il s'agit dans la plupart des cas d'une sonde de saut. Le capteur de saut est également appelé capteur au zirconium. L'image ci-dessous montre les sondes lambda avant et arrière du banc de cylindres 1 (numéros 1 et 2) et du banc de cylindres 2 (numéros 3 et 4).
La sonde lambda vérifie la composition de l'air et du carburant dans les gaz d'échappement. Les données des mesures sont envoyées au calculateur moteur. La sonde lambda est nécessaire au fonctionnement du pot catalytique, car elle fonctionne avec un mélange qui alterne régulièrement entre pauvre et riche. La sonde de contrôle « contrôle » essentiellement la composition du mélange ; l'unité de commande du moteur reçoit les données de mesure de la sonde de commande et ajuste l'injection en conséquence. Si le mélange est trop pauvre, davantage de carburant est injecté. Si le mélange est trop riche, le temps d'injection de l'injecteur sera raccourci pour rendre le mélange à nouveau plus pauvre.
Lorsqu'un véhicule est équipé de deux capteurs, le capteur de saut enregistre la teneur en oxygène dans les gaz d'échappement après le pot catalytique ; Cela vérifie si le catalyseur a correctement converti les gaz d'échappement. Si le catalyseur est défectueux (par exemple si l'intérieur est défectueux ou simplement en raison du vieillissement), le capteur de saut reconnaîtra le mauvais fonctionnement du catalyseur. Le voyant défaut moteur s'allume alors. Lors de la lecture de la voiture, un code d'erreur apparaîtra indiquant que le convertisseur catalytique ne fonctionne pas correctement. Une sonde lambda dure souvent environ 160.000 XNUMX km. Lorsqu'une sonde lambda devient obsolète, les résultats de mesure peuvent être affectés sans qu'un voyant de panne moteur ne s'allume.
La page du système d'injection explique comment la composition du mélange affecte les gaz d'échappement, la puissance et la consommation de carburant.
La sonde lambda compare les gaz d'échappement avec l'air extérieur. Il est donc important que l'arrivée d'air extérieur dans la sonde ne soit pas obstruée. Lorsque ce trou est fermé et que plus aucun air (bleu dans l’image ci-dessous) ne peut pénétrer dans le capteur, le capteur ne fonctionnera pas.
Verwarmingselement :
Les sondes lambda modernes sont équipées d'un élément chauffant interne. Cet élément chauffant garantit que la sonde lambda peut commencer à mesurer le plus rapidement possible après le démarrage à froid. La sonde lambda ne fonctionne que lorsque les gaz d'échappement ont atteint une température d'environ 350 degrés Celsius. En chauffant l'intérieur de la sonde lambda, il est possible de mesurer lorsque les gaz d'échappement ont atteint la moitié de la température initialement requise. Au lieu de quelques minutes seulement, vous pouvez désormais exécuter une situation en boucle fermée en quelques secondes seulement.
Capteur large bande :
Le capteur à large bande a une plage de mesure plus large que le capteur à saut. Même à pleine charge, lorsque le mélange est riche, le rapport air/carburant correct est enregistré et envoyé à l'ECU. Non seulement la précision des mesures est élevée, mais le capteur est rapide et peut résister à des températures élevées (jusqu'à 950-1000 XNUMX°C). L'image ci-dessous montre le schéma du capteur haut débit.
Le capteur large bande doit être à au moins 600°C pour fonctionner correctement. C'est pourquoi un élément chauffant est utilisé (entre les connexions AF) qui réchauffe le capteur après un démarrage à froid du moteur. Le capteur à large bande se compose d'un capteur au zirconium classique et d'une cellule de pompe. Le capteur est placé entre les connexions D et E, et la cellule de pompe est placée entre C et E. La tension de sortie du capteur au zirconium dépend des valeurs lambda :
- Bras : 100 mV ;
- Riche : 900 mV.
La cellule de pompe du capteur à large bande tente de maintenir la tension constante à 450 mV en pompant de l'oxygène vers ou depuis les gaz d'échappement. Dans un mélange riche, la teneur en oxygène est faible, la cellule de pompage doit donc pomper beaucoup d'oxygène pour maintenir la tension de 450 mV. Avec un mélange pauvre, la cellule de pompage pompe l'oxygène loin de la cellule de mesure. Cela modifie la direction d'écoulement utilisée par la cellule de pompe.
Le courant généré lors du pompage est mesuré. La hauteur et la direction du flux sont une mesure du rapport air/carburant actuel. L'unité de contrôle (la partie à droite de la ligne pointillée dans l'image ci-dessus) contrôle la cellule de pompe. La tension au point 4 dépend de la valeur transmise par l'élément de mesure d'oxygène. Cette tension arrive à la connexion négative de l'ampli opérationnel dans l'unité de commande.
- Mélange riche : la tension sur la borne négative de l'ampli opérationnel est plus élevée que sur la borne positive. L'amplificateur est connecté à la masse et la tension de sortie diminuera. Un courant circulera de E vers C.
- Mélange pauvre : la tension sur la borne négative de l'ampli opérationnel est inférieure à 2,45 volts, ce qui provoque la connexion de l'amplificateur à 4 volts et la tension de sortie augmentera. Un courant va circuler de C vers E. Le sens d’écoulement est inversé par rapport au mélange riche.
L'unité de commande peut déterminer l'intensité du courant en mesurant la chute de tension aux bornes de la résistance au niveau de la connexion 3. La taille de cette chute de tension est la mesure de la valeur lambda. Par conséquent, la tension du capteur de saut ne peut pas être vérifiée avec un multimètre pour garantir que le capteur fonctionne toujours correctement.
Capteur de saut :
Le capteur de saut a une zone de mesure limitée. Les voitures plus anciennes équipées uniquement d'une sonde lambda pour le catalyseur sont souvent équipées d'un capteur de saut comme capteur de contrôle. Le capteur de saut génère une tension basée sur la différence d'oxygène. Cette tension est comprise entre 0,1 et 0,9 volts et peut être mesurée avec un multimètre.
Valeurs lambda dans un processus de combustion homogène et stratifié :
Homogène:
Avec un mélange homogène, la valeur lambda est partout de 1. Cela signifie que dans un moteur à essence, le rapport air/carburant est de 14,7:1 (14,7 kg d'air pour 1 kg de carburant). Chaque moteur peut fonctionner de manière homogène. Si un enrichissement a lieu, la valeur lambda diminuera et si le mélange est appauvri, la valeur lambda augmentera :
λ<1 = Riche
λ>1 = Mauvais
Un moteur oscillera toujours entre riche et pauvre pour que le convertisseur catalytique continue de fonctionner correctement.
En couches :
Les moteurs à injection directe peuvent fonctionner par phases à charge partielle. Un processus de combustion en couches signifie qu'il existe différentes couches d'air dans l'espace de combustion qui sont utilisées pendant la combustion. Près de la bougie, la valeur lambda est de 1. Plus loin, la valeur lambda devient plus élevée (plus pauvre, donc plus d'air). Cet air constitue une couche d’air isolante. Dans un procédé en couches, le temps d'injection est plus long que dans un procédé homogène.
À l'aide d'une injection en couches, le papillon des gaz peut être complètement ouvert, de sorte qu'il étouffe moins l'air. L'air aspiré étant étouffé, il rencontre moins de résistance et peut donc être aspiré plus facilement. Étant donné que la valeur lambda dans l'espace de combustion avec injection en couches est inférieure à 1 en raison de la couche d'air isolante, cela ne pose aucun problème de combustion. Pendant le processus de stratification, la consommation de carburant diminue.
À pleine charge, le moteur fonctionne toujours de manière homogène. Cela donne un couple plus élevé qu'avec un processus en couches. Si le moteur tourne de manière homogène, le carburant est injecté précocement. Le moteur tourne également de manière homogène même après un arrêt. Il y a alors un couple de démarrage plus élevé que si le moteur fonctionnait de manière superposée.
Garnitures de carburant :
Les trims de carburant sont formés à partir des données de la sonde lambda. Les garnitures de carburant sont utilisées dans un moteur à essence pour maintenir le rapport air/carburant idéal pour une combustion complète. Cela équivaut à 14,7 kg d'air pour 1 kg de carburant et est appelé rapport de mélange stœchiométrique.
Les trims de carburant fournissent un facteur de correction pour ajuster la quantité de base de carburant injectée si nécessaire. L'usure et la contamination des pièces du moteur, des capteurs et des actionneurs sont prises en compte. Grâce aux réductions de carburant, les émissions de gaz d'échappement sur tout le cycle de vie de la voiture sont maintenues dans les limites des normes légales.
Pour plus d'informations visitez la page : Garnitures de carburant.
