Comprendre les capteurs de base dans un véhicule moderne

Jul 24, 2023

Kunle Shonaike

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Kunle Shonaike

Les ordinateurs ne peuvent faire que ce pour quoi ils sont programmés. S'ils font entrer des ordures, ils sortent les ordures. Dans un ordinateur de commande de moteur automobile (appelé module de commande du groupe motopropulseur ou PCM ; ce qu'on appelle familièrement "brainbox" dans "Naija motor speak"), les données d'entrée ne proviennent pas d'un clavier mais de signaux électroniques provenant de divers capteurs. Ils agissent comme les yeux et les oreilles du moteur, l'aidant à tirer le meilleur parti de ses conditions de conduite. Par conséquent, le PCM ne peut pas le faire si l'entrée qu'il reçoit est défectueuse ou manquante. Le système de commande du moteur n'entrera pas en «boucle fermée» si le PCM ne reçoit pas un bon signal du capteur de liquide de refroidissement ou du capteur d'oxygène. Il ne peut pas non plus équilibrer correctement le mélange de carburant s'il ne reçoit pas de bonnes entrées du capteur de position du papillon, du capteur MAP ou du capteur de débit d'air. Le moteur peut même ne pas démarrer si le PCM ne reçoit pas de signal ou reçoit un mauvais signal du capteur de position du vilebrequin. Les capteurs surveillent toutes les fonctions clés nécessaires pour gérer le calage de l'allumage, l'alimentation en carburant, les contrôles des émissions, le changement de vitesse, le régulateur de vitesse, la réduction du couple moteur (si le véhicule est équipé de freins antiblocage avec antipatinage) et la sortie de charge de l'alternateur. Sur la plupart des modèles de véhicules récents, le PCM contrôle également l'accélérateur. Il n'y a pas de liaison mécanique ou de câble (comme c'était le cas dans les automobiles avant cette ère de la mécatronique) entre l'accélérateur ou la pédale d'accélérateur et l'accélérateur (communément appelé «corps d'accélérateur»). Des entrées de capteur fiables sont indispensables pour que l'ensemble du système fonctionne correctement. Voici quelques types de capteurs dans un véhicule moderne.

Capteur de liquide de refroidissement : Généralement placé sur la culasse ou le collecteur d'admission, le capteur de liquide de refroidissement sert à surveiller la température du liquide de refroidissement du moteur. Sa résistance change proportionnellement à la température du liquide de refroidissement. L'entrée du capteur de liquide de refroidissement indique à l'ordinateur lorsque le moteur est chaud, de sorte que le PCM peut passer en contrôle de carburant en boucle fermée et gérer d'autres fonctions d'émission (EGR, purge de la cartouche, etc.) qui peuvent dépendre de la température.

Stratégies de capteur de liquide de refroidissement : Le capteur de liquide de refroidissement est un capteur assez fiable, mais s'il tombe en panne, il peut empêcher le système de contrôle du moteur d'entrer en boucle fermée. Cela se traduira par un mélange de carburant riche, une consommation de carburant excessive et des émissions élevées de monoxyde de carbone (CO); polluer l'environnement - ce qui peut entraîner l'échec du véhicule à un test d'émissions.

Un mauvais capteur peut être diagnostiqué en mesurant sa résistance et en surveillant un changement lorsque le moteur se réchauffe. Aucun changement, ou une lecture ouverte ou fermée, indiquerait un mauvais capteur.

Capteur d'oxygène (O2) : Utilisé sur les moteurs à carburateur et à injection de carburant depuis 1981, le capteur d'oxygène (ou "capteur O2", comme on l'appelle communément) est le capteur clé dans la boucle de contrôle de rétroaction du mélange de carburant. Monté dans le collecteur d'échappement, le capteur O2 surveille la quantité d'oxygène non brûlé dans l'échappement. Sur de nombreux moteurs V6 et V8, il existe deux capteurs de ce type (un pour chaque banc de cylindres).

Le capteur d'O2 génère un signal de tension proportionnel à la quantité d'oxygène non brûlé dans les gaz d'échappement. Lorsque le mélange de carburant est riche (c'est-à-dire lorsque votre véhicule déverse et gaspille du carburant), la majeure partie de l'oxygène est consommée pendant la combustion, il y a donc peu d'oxygène non brûlé dans les gaz d'échappement. La différence de niveaux d'oxygène entre l'échappement à l'intérieur du collecteur et l'air à l'extérieur crée un potentiel électrique à travers les capteurs en platine et en zirconium. Cela amène le capteur à générer un signal de tension. La sortie du capteur est élevée (jusqu'à 0,9 V) lorsque le mélange de carburant est riche (faible teneur en oxygène) et faible (jusqu'à 0,1 V) lorsque le mélange est pauvre (riche en oxygène). La sortie du capteur est surveillée par l'ordinateur et est utilisée pour rééquilibrer le mélange de carburant pour les émissions les plus faibles. Lorsque le capteur indique «maigre», le PCM augmente le temps d'activation des injecteurs pour enrichir le mélange de carburant. Inversement, lorsque le capteur indique «riche», le PCM raccourcit le temps d'activation des injecteurs pour rendre le mélange de carburant pauvre. Cela provoque un va-et-vient rapide de riche à pauvre et inversement lorsque le moteur tourne. Ces ondes régulières donnent un mélange "moyen" presque parfaitement équilibré pour une combustion propre. Le taux de commutation est le plus lent dans les carburateurs à rétroaction plus anciens, plus rapide dans les systèmes d'injection de corps de papillon et plus rapide dans l'injection séquentielle de carburant multiport. Si la sortie du capteur d'O2 est surveillée sur un oscilloscope, elle produira une ligne en zigzag qui danse d'avant en arrière de riche à pauvre. Considérez-le comme une sorte de moniteur cardiaque pour le mélange air/carburant du moteur.

Stratégies de capteur O2 : Les capteurs d'O2 à un ou deux fils non chauffés sur les applications de 1976 au début des années 1990 doivent être remplacés tous les 30 000 à 50 000 miles pour assurer des performances fiables. Les capteurs O2 chauffés à trois et quatre fils des applications du milieu des années 1980 au milieu des années 1990 doivent être changés tous les 60 000 milles. Sur les véhicules équipés d'OBD II, l'intervalle de remplacement recommandé est de 100 000 milles. La réactivité et la tension de sortie du capteur O2 peuvent diminuer avec l'âge et l'exposition à certains contaminants dans les gaz d'échappement tels que le plomb, le soufre, le silicone (fuites de liquide de refroidissement) et le phosphore (combustion d'huile). Si le capteur est contaminé, il peut ne pas réagir très rapidement aux changements du mélange air/carburant, ce qui entraîne un retard dans la capacité du PCM à contrôler le mélange air/carburant. La tension de sortie du capteur peut diminuer, donnant une lecture inférieure à la normale. Cela peut amener le PCM à réagir comme si le mélange de carburant était plus pauvre qu'il ne l'est réellement, ce qui entraîne un mélange de carburant trop riche. Quelle est la fréquence de ce problème ? Une étude a révélé que 70 % des véhicules qui ont échoué au test d'émissions avaient besoin d'un nouveau capteur d'O2.

Capteur de pression absolue du collecteur (MAP) : Le capteur MAP est monté sur ou connecté au collecteur d'admission pour surveiller le vide d'admission. Il change de tension ou de fréquence lorsque la pression d'admission change. L'ordinateur utilise ces informations pour mesurer la charge du moteur afin que le calage de l'allumage puisse être avancé et retardé selon les besoins. Il effectue essentiellement le même travail que le diaphragme d'avance à vide sur un distributeur mécanique à l'ancienne. Sur les moteurs à injection de carburant de type "densité de vitesse", le capteur MAP aide également le PCM à estimer le débit d'air. Les problèmes ici peuvent provoquer un voyant de contrôle du moteur intermittent (le voyant s'allume lors de l'accélération ou lorsque le moteur est sous charge), une hésitation lors de l'accélération, des émissions élevées et de mauvaises performances du moteur. Le moteur fonctionnera avec un mauvais capteur MAP, mais il fonctionnera mal. Certains PCM peuvent substituer des "données estimées" à un signal MAP manquant ou hors de portée, mais les performances du moteur seront considérablement réduites.

Stratégies des capteurs MAP : Certains problèmes de capteur MAP ne sont pas la faute du capteur lui-même. Si le tuyau d'aspiration qui relie le capteur MAP au collecteur d'admission est desserré, fuit ou est bouché, le capteur ne peut pas produire un signal précis. De plus, s'il y a un problème dans le moteur lui-même qui fait que le vide d'admission est inférieur à la normale (comme une fuite de vide, une vanne EGR qui est bloquée en position ouverte ou un tuyau PCV qui fuit), les lectures du capteur MAP peuvent être inférieures à la normale.

Capteur de position du papillon : Monté sur l'arbre de papillon du carburateur ou du corps de papillon, le capteur de position de papillon (TPS) change de résistance lorsque le papillon s'ouvre et se ferme. L'ordinateur utilise ces informations pour surveiller la charge du moteur, l'accélération, la décélération et lorsque le moteur est au ralenti ou à plein régime. Le signal du capteur est utilisé par le PCM pour enrichir le mélange de carburant pendant l'accélération et pour retarder et avancer le calage de l'allumage.

Stratégies du capteur de position du papillon : De nombreux capteurs TPS nécessitent un réglage initial de la tension lors de l'installation. Ce réglage est essentiel pour un fonctionnement précis. Sur certains moteurs, un interrupteur de ralenti séparé et/ou un interrupteur d'ouverture des gaz (WOT) peuvent également être utilisés. Les symptômes de maniabilité dus à un mauvais TPS peuvent être similaires à ceux causés par un mauvais capteur MAP : le moteur fonctionnera sans cette entrée, mais il fonctionnera mal.

Capteur de débit d'air massique (MAF): Monté devant le corps de papillon sur les moteurs à injection de carburant multiport, le capteur MAF surveille le volume d'air entrant dans le moteur. Le capteur utilise un fil chaud ou un filament chauffé pour mesurer à la fois le débit d'air et la densité de l'air.

Stratégies de capteur MAF : L'élément de détection des capteurs MAF peut être facilement contaminé, provoquant des problèmes de démarrage difficile, de ralenti irrégulier, d'hésitation et de calage. Le nettoyage d'un capteur MAF sale avec un nettoyant électronique peut souvent rétablir le fonctionnement normal du capteur et économiser le coût de remplacement du capteur (ce qui est très coûteux !)

Capteur de débit d'air à palette (VAF): Le capteur VAF est doté d'un capteur mécanique de style volet qui est utilisé sur Bosch et d'autres moteurs importés à injection de carburant multiport. La fonction est la même qu'un capteur de débit d'air massique, mais l'air poussant contre un volet à ressort déplace un rhéostat pour générer un signal électronique.

Stratégies de capteur VAF :Les symptômes de conduite pour le VAF sont les mêmes que ceux d'un capteur de débit d'air massique si le capteur tombe en panne.

Capteur de température de l'air du collecteur (MAT) : Monté sur le collecteur d'admission, ce capteur modifie la résistance pour surveiller la température de l'air entrant. L'entrée du capteur est utilisée pour ajuster le mélange de carburant aux changements de densité de l'air.

Stratégies de capteur MAT :Des problèmes avec le capteur de température d'air du collecteur peuvent affecter le mélange air / carburant, provoquant un fonctionnement riche ou pauvre du moteur.

Capteur de position de vilebrequin: Utilisé sur les moteurs avec des systèmes d'allumage sans distributeur, le capteur de position du vilebrequin (CKP) a essentiellement le même objectif que le capteur d'allumage et la roue de déclenchement dans un distributeur électronique. Il génère un signal dont le PCM a besoin pour déterminer la position du vilebrequin et du cylindre numéro un. Ces informations sont nécessaires pour contrôler le calage de l'allumage et le fonctionnement des injecteurs de carburant. Le signal du capteur de manivelle indique également au PCM la vitesse à laquelle le moteur tourne (régime moteur) afin que le calage de l'allumage puisse être avancé ou retardé selon les besoins.

Sur certains moteurs, un capteur de position d'arbre à cames séparé est également utilisé pour aider le PCM à déterminer l'ordre d'allumage correct. Le moteur ne fonctionnera pas sans l'entrée de ce capteur. Il existe deux types de base de capteurs de position de vilebrequin : magnétique et à effet Hall. Le type magnétique utilise un aimant pour détecter les encoches dans le vilebrequin ou l'équilibreur harmonique. Lorsque l'encoche passe en dessous, elle provoque une modification du champ magnétique qui produit un signal de courant alternatif. La fréquence du signal donne au PCM les informations dont il a besoin pour contrôler la synchronisation. Le type de capteur à manivelle à effet Hall utilise des encoches ou des lames d'obturation sur la manivelle, l'engrenage à came ou l'équilibreur pour perturber un champ magnétique dans la fenêtre du capteur à effet Hall. Cela provoque l'activation et la désactivation du capteur, produisant un signal numérique que le PCM lit pour déterminer la position et la vitesse de la manivelle.

Stratégies du capteur de position de manivelle : Si un capteur de position de manivelle tombe en panne, le moteur mourra. Le moteur peut cependant tourner encore mais il ne démarre pas. La plupart des problèmes peuvent être attribués à des défauts dans le faisceau de câblage du capteur. Une perturbation de la tension d'alimentation du capteur (types à effet Hall), de la masse ou des circuits de retour peut entraîner une perte du signal de synchronisation très important.

Détecteur de cliquetis: Le capteur de cliquetis détecte les vibrations du moteur qui indiquent qu'une détonation se produit afin que l'ordinateur puisse momentanément retarder le chronométrage. Certains moteurs ont deux capteurs de cliquetis.

Stratégies du capteur de cognement :Une défaillance du capteur de cognement peut provoquer un cognement d'étincelle et une détonation endommageant le moteur, car le PCM ne saura pas retarder le calage de l'allumage en cas de cognement.

Capteur de pression barométrique (BARO) : Le capteur barométrique mesure la pression barométrique afin que l'ordinateur puisse compenser les changements d'altitude et/ou de pression barométrique qui affecteraient le mélange de carburant ou la synchronisation. Certains capteurs MAP remplissent également cette fonction.

Capteur de vitesse du véhicule (VSS) :Le capteur de vitesse du véhicule, ou VSS, surveille la vitesse du véhicule afin que l'ordinateur puisse réguler le blocage de l'embrayage du convertisseur de couple, le changement de vitesse, etc. Le capteur peut être situé sur la transmission, le différentiel, la boîte-pont ou la tête du compteur de vitesse.

Stratégies du capteur de vitesse du véhicule :Un problème avec le capteur de vitesse du véhicule peut désactiver le système de régulateur de vitesse et affecter le changement de vitesse de la transmission et l'engagement du convertisseur.

Donner du sens à tous ces capteurs : Si vous n'avez pas fait vos devoirs de diagnostic et que vous remplacez un capteur parce que vous pensez qu'il pourrait être mauvais, vous gaspillez peut-être de l'argent. Le remplacement d'un capteur ne résoudra pas un problème de maniabilité ou d'émissions si le problème n'est pas le capteur. Des conditions courantes telles que des bougies d'allumage encrassées, de mauvais fils de bougie, une bobine d'allumage faible, une soupape EGR qui fuit, des fuites de vide, une faible compression, des injecteurs sales, une faible pression de carburant ou même une faible tension de charge peuvent toutes provoquer des symptômes de maniabilité qui peuvent être attribués à un mauvais capteur. S'il n'y a pas de codes d'erreur spécifiques au capteur, ces types de possibilités doivent être exclus avant que beaucoup de temps ne soit consacré au diagnostic électronique.

Le problème supplémentaire avec les capteurs au Nigeria est d'obtenir le bon qui fonctionnera bien pour remplacer un mauvais, même lorsqu'un diagnostic approprié a été fait. Pour vous aider à obtenir les bons capteurs pour votre véhicule, appelez le 08023025022 ou le 08073038173 pour plus d'informations et d'aide.

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