République algérienne démocratique et populaire Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université de Constantine Faculté des sciences de l’ingénieur Département de génie transport Filière Ingénierie de transport (It) Recherche présenté pour : RÉALISE PAR : o ZENATI OUSSAMA o RAHALI ISSAM ENCADRE PAR : o Dr. chkired oru Sni* to View Université de Constantine 1 Filière • Recherche présenté pour LA REGULATIN LAMBDA INDEX CHAPITRE 8 LA BOUCLE DE REGULATION CONTROLE DE LA SONDE LAMBDA DETECTION DES DEFAILLANCES DE LA REGULATION PAR SONDE
LAMBDA IO VERIFICATION DE LA REGULATION PAR SONDE LAMBDA DANS UN CIRCUIT 10 DE REGULATION OUVERT SIMULATION D’UN MELANGE RICHE SIMULATION D’UN MELANGE PAUVRE 11 16 SURVEILLANCE ET ANALYSE DE L’ETAT DU POT CATALYTIQUE FIGURE 12 : POT CATA YTIQUE 17 FIGURE 12 : CATALYSEUR EN BON ETAT DEFAUTS TYPIQUES DES SONDES LAMBDA CAUSES LES PLUS FREQUENTES DES DEFAILLANCES DES SONDES LAMBDA…. COMMENT NTERPRETER L’ETAT DU TUBE DE PROTECTION 18 LES SOU RCES 3 OF à 10 % en air (donc entre et ,O), et que la moindre consommation d’essence s’obtient avec un excédent d’air d’environ IO % (soit À 1,1
En matière de mélange air/carburant, il faut faire la différence entre un „mélange riche » (part de carburant relativement élevée) et un „mélange pauvre » (part dair relativement élevée). Dans les gaz d’échappement d’un mélange très riche, la part de monoxyde de carbone et d’hydrocarbures est très élevée et baisse au fur et à mesure que l’indice lambda augmente. Dans un mélange riche, la part d’azote est relativement faible et atteint son maximum ? Dans un mélange pauvre par contre, la part d’air dans les gaz d’échappement, donc la part d’oxygène, est relativement élevée.
Avec un pot catalytique fonctionnant optimalement, la part de monoxyde de carbone se transforme en gaz carbonique par oxydation avec l’oxygène. De la sorte, il resterait cependant trop peu de CO pour convertir le monoxyde d’azote en azote élémentaire. L’épuration catalytique des gaz d’échappement ne dépend donc pas que de l’adéquation du pot catalytique, il faut aussi que la composition des gaz d’échappement soit optimale dans chaque C’est dans ce but que le catalyseur à trois voies a été développé.
Faisant office de réacteur, il transforme simultanément le monoxyde de carbone, les hydrocarbures t les oxydes d’azote. La composition des gaz d’échappement requise à cette fin lui est fournie par le traitement, à régulation électronique, du mélange air/ carburant. Opération préalable: il faut mesurer en permanence la teneur des gaz d’échappement en oxygène. Le capteur chargé de cette fonction est la sonde lambda teneur des gaz d’échappement en oxygène. Le capteur chargé de cette fonction est la sonde lambda. La valeur mesurée indique le rapport du mélange air/carburant.
La sonde lambda détermine la concentration des gaz d’échappement par une mesure comparative de l’oxygène lle compare la teneur en oxygène de l’air atmosphérique avec l’oxygène résiduel présent dans les gaz d’échappement. Elle communique les différences à l’appareil de commande sous la forme d’un signal électrique. L’appareil de commande corrige ensuite l’allumage et Pinjection en consequence. Vu les fortes contraintes auxquelles la sonde lambda est exposée dans le flux des gaz d’échappement, elle est sujette à une usure naturelle.
Lors des contrôles périodiques des gaz d’échappement, le technicien vérifie le fonctionnement de la sonde lambda et détermine une usure éventuelle. Le emplacement d’une sonde lambda doit s’effectuer entre 60 000 et 80 000 km maximum. LA REGULATION LAMBDA 2014 -2015 LA BOUCLE DE RÉGULATION Quantité Chambre du D’essence combustion PAGF s OF carburant ou pas assez de carburant pour être brûlé par le comburant. un manque d’air ou un excès de carburant — carburation riche — réduira la quantité d’oxygène résiduel après combustion.
Il n’y a pas assez d’air pour brûler le carburant ou il y a trop de carburant compte tenu de la quantité de comburant disponible. Inutile de dire que ce procédé nécessite un dispositif de contrôle électronique ssocie. Tiens, voilà une jolie photo du bébé : FIGURE 2 : la sonde lambda 2 LA RÉGULATION LAMBDA 3 : VUE EN COUPE D’UNE SONDE LAMBDA Il faut bien comprendre la subtilité du rapport air/essence. un mélange pauvre n’est pas forcément une absence d’essence, mais peut être aussi un excès d’air.
Et inversement, un mélange riche n’est pas forcément un excès d’essence mais peut être un manque d’air. Dans la plupart des cas, les ingénieurs ont fait au plus simple : modification de la quantité d’essence. La sonde Lambda va en permanence mesurer l’oxygène résiduel contenu dans les gaz ‘échappement. Elle est donc toujours placée avant les silencieux et le plus proche possible des soupapes d’échappement alyser le mieux possible la PAGF OF envoyée dans les cylindres.
Si la sonde Lambda lui dit «trop pauvre», l’ECU va gaver le moteur en modifiant la durée d’Injectlon d’essence. Si la sonde lui dit «trop riche», la durée d’injection sera réduite. À noter que la sonde Lambda vient interagir avec le dispositif « ‘alpha-N » de nos injectées. En effet, l’ECU reçoit un signal en provenance du TPS (Throttle Potentiometer Sensor) lui indiquant l’angle ‘ouverture du papillon d’admission (c’est la partie « alpha » du dispositif). En fonction du régime moteur (la partie « N » du dispositif), l’ECU gave plus ou moins le moteur en essence. ar exemple, si le papillon est grand ouvert et que le régime moteur est bas (démarrage en trombe avec poignée dans le coin) l’ECU va « enrichir » le mélange air-essence. Dans le cas contraire, c’est à dire papillon quasi fermé et régime moteur élevé (décélération) l’ECU peut aller jusqu’à couper l’injection de carburant. On verra que dans ces 2 cas au moins, la sonde Lambda n’a plus de rôle… Donc, répétons-le, la sonde Lambda « teste » la quantité d’oxygène d’échappement. Comment fait-elle ?
La sonde Lambda doit envoyer un signal électrique à l’ECU. Pas moyen de faire autrement dans un dispositif électronique. Nous Pavons vu, son signal est simple : « trop pauvre » ou « trop riche ». Bref, tout ou rien. Et ça, c’est simple à faire : ça s’appelle un interrupteur. Imaglnez simplement que quand il y a trop d’oxygène résiduel (trop pauvre) on dise : «va-z-y, envoie le pétrole». Et puis, quand il n’y a pas assez d’oxygène résiduel (tro riche ben… on coupe lejus… faut mesurer la quantité Donc reprenons notre pro PAGF 7 riche), ben… n coupe lejus… Donc reprenons notre problème : il nous faut mesurer la quantité d’oxygène résiduel. Pour le mesurer, il existe 2 moyens : l’absolu et le relatif. une mesure absolue consisterait à analyser exactement la quantité d’oxygène par rapport à une quantité de référence. Mouais, comment je fais ça avec un zinzinet électromécanique planté dans un échappement ? Faut que je mesure la quantité d’oxygène et que j’envoie le résultat à un calculateur qui va comparer à une valeur étalon ?
Vous imaginez le laboratoire ambulant qu’il faudrait trimbaler…. 4 Donc, on va faire dans le relatif. Oui mais, relatif à quoi ? Ben tiens, la moto, elle roule pas dans une atmosphère composé d’oxygène, d’azote et de gaz carbonique ? Bon alors c’est simple, on va comparer l’oxygène des gaz d’échappement à l’oxygène extérieur. Enfantin, non ? Jusque là, vous suivez ? Bon, maintenant j’ai deux éléments : l’oxygène des gaz d’échappement et l’oxygène de l’air ambiant. Faut que je les fasse communiquer, ces deux-là.
C’est relativement simple : on va se ervir dune céramique qui devient poreuse à une certaine température et qui va laisser passer les atomes d’oxygène de l’extérieur vers ses petits copains des gaz d’échappement. Cette cér PAGF 8 OF trop d’oxygène dans les gaz d’échappement. Donc on va enrichir en essence. Et si les oygènes ne se rencontrent pas, ya pas contact et on va réduire l’apport en essence. Vachement simple, non ? Enfin, bon, là, j’ai un peu simplifié. C’est un peu plus compliqué sur le schéma ci-dessous… Le courant généré par le mouvement de l’oxygène au travers de la sonde varie de 0,1 (riche) à 0,9 olt. pauvre). FIGURE 5 : LES COMPOSANT DE LA SONDE LAMBDA STRUCTURE ET FONCTIONNEMENT D’UNE SONDE LAMBDA La sonde lambda se compose essentiellement d’un corps en céramique spéciale dont les surfaces présentent des électrodes en platine perméables aux gaz. L’action de la sonde se fonde sur deux types de facteurs physiques : d’une part cette céramique est poreuse et permet ainsi à Foxygène de l’air de se diffuser, d’autre part la céramique devient électroconductrice à partir de 3000C env. Les teneurs en oxygène de l’air sont mesurées des deux côtés des électrodes.
La différence variant entre les deux teneurs engendre une tension électrique, de l’ordre de quelques milli-volts, au niveau des électrodes. Les sondes lambda présentent différents modes de fonctionnement : les sondes à l’oxyde de titane présentent une résistance variable en fonction de la différence des taux, les sondes au zirconium font varier la tension en fonction de cette différence. Vu que les sondes au zirconium sont les plus employées, c’est sur elles que porte la suite de ce descriptif. Dans un corps en acier est Io é un élément en céramique (électrolyte solide). PAGF
La partie extérieure du corps en céramique baigne dans les gaz d’échappement, sa partie intérieure baigne dans l’air atmosphérique. La différence de taux mesurée aux extrémités des électrodes provoque une hausse brutale de la tension émise par la sonde. Ce saut detension sert à la régulation lambda. LA PLAGE DE FONCTIONNEMENT DE LA SONDE LAMBDA Le petit dessin ci-dessous vous indique la plage de fonctionnement de la sonde. Cette plage est très étroite. Ne vous occupez pas des courbes pour l’instant, on y reviendra plus loin Regardez simplement la fourchette de fonctionnement de la onde.
Cette fourchette est très étroite : de l’ordre de par rapport à la valeur de référence. Ce qui fait que la sonde envoie en permanence des signaux « on-off’ vers l’ECU. Les passages « on-off’ durent environ 1 » sur un moteur chaud, à 1500 trs-minute. Les chiffres horizontaux indiquent Pécart par rapport au ratio idéal air/essence. Vous constaterez que la sonde travaille dans la zone « riche » : elle permet d’éviter de monter en zone pauvre, dangereuse pour un moteur. FIGURE 6 : LA PLAGE DE FONCTIONNEMENT DE LA SONDE 6 PRINCIPE DE LA MESURE DE L’OXYGENE
