Les composants et les systèmes ajoutés aux moteurs diésels pour combattre les émissions d oxydes d azote et intervenir avec les codes d anomalie

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1 Les composants et les systèmes ajoutés aux moteurs diésels pour combattre les émissions d oxydes d azote et intervenir avec les codes d anomalie Ordinateur Les moniteurs de l ordinateur contrôlent la température et la pression des gaz d échappement à plusieurs endroits et déterminent également quand l injecteur (Diesel Exhaust Fluid injector DEF) ajoutera de l urée dans le système d échappement afin de réduire les émissions d oxydes d azote. DEF Le fluide d échappement diésel ou agent de réduction (Diesel Exhaust Fluid DEF) est injecté dans les gaz d échappement sous la commande de l ordinateur. Un niveau bas du réservoir peut déclencher une stratégie d exploitation limitée qui réduit le régime du moteur jusqu à ce qu il soit de nouveau rempli. T Injecteur T T Manuel de référence technique DOC Mélangeur SCR DPF P Refroidisseur P Le catalyseur d oxydation diésel (Diesel Oxidation Catalyst DOC) fonctionne comme le catalyseur trouvé dans les véhicules à essence. Il oxyde les hydrocarbures (HC) et le monoxyde de carbone (CO) pour produire de l eau (O2) et du dioxyde de carbone (CO2). Un mélangeur de fluide d échappement diésel (DEF Mixer) peut être adapté au système d échappement afin de promouvoir une meilleure réduction des oxydes d azote (NOx). Les sondes de température (T) se rapportent à l ordinateur du moteur. La réduction catalytique sélective (Selective Catalyst Reduction SCR) réduit les NOx, créant de l azote inoffensif. Le filtre à particules diésel (DPF) recueille et incinère la suie (matières particulaires). Le processus de nettoyage est appelé «régénération», un processus qui brûle la suie accumulée au loin; il fonctionne un peu comme un four autonettoyant. Lorsque les capteurs de pression indiquent que le filtre est plein, un processus d incinération spécial brûle le contenu. Le nettoyage DPF se produit automatiquement (nettoyage passif) ou sur commande de l ordinateur (actif). Un processus de nettoyage du mode de service distinct peut être activé par la commande d un outil d analyse et de contrôle. Les capteurs de pression (P) à l entrée et à la sortie du DPF mesurent la chute de pression à travers le DPF afin de déterminer si la régénération est nécessaire. Le tuyau d échappement peut devenir très chaud, en particulier lors de la régénération. Il est généralement équipé d un refroidisseur de type venturi. Christian Haentjens

2 TABLE DES MATIÈRES TABLE DES MATIÈRES...V LISTE DES FIGURES...VII INTRODUCTION... IX CHAPITRE I - LES ÉMISSIONS DES MOTEURS DIÉSELS...1 Moteurs diésels du 21 e siècle...3 Nouvelles astuces contre la pollution des vieux moteurs diésels...4 Plus de composants, plus de systèmes et plus de codes d anomalie...4 Moniteurs des moteurs diésels...7 Composants contrôlés...8 Carburant diésel et les émissions...9 Composants de nettoyage des gaz d échappement...10 Exemples de codes d anomalie...12 Résumé...14 CHAPITRE II - LES OXYDES D AZOTE...17 Prévention...19 Bouchons de radiateur...20 Codes d anomalie de ventilateur de refroidissement...21 Systèmes de refroidissement et les NOx...22 Tests de fonctionnement du système EGR...23 Problèmes communs attribués aux NOx...26 Divers conseils pour combattre les NOx...27 Origines des NOx...28

3 VI Table des matières Vieilles voitures...29 Conseils généraux...30 Trucs d experts sur les injecteurs...31 Soupapes PCV...34 Détecteurs de cliquetis...35 Quand le diagnostic devient compliqué...36 Résumé...38 CONCLUSION...39 ACRONYME...41 INDEX ALPHABÉTIQUE...45

4 LISTE DES FIGURES LES ÉMISSIONS DES MOTEURS DIÉSELS Illustration des composants de nettoyage des gaz d échappement...11 LES OXYDES D AZOTE Exemple d un code d anomalie attribué à un ventilateur de refroidissement...21 LES OXYDES D AZOTE Exemple d un test de fonctionnement d un système EGR avec un doigt...24 LES OXYDES D AZOTE Exemple d un test de fonctionnement d un système EGR avec un manomètre à dépression...25 LES OXYDES D AZOTE Augmentation de la pression d admission versus celle de la soupape EGR ouverte...26 LES OXYDES D AZOTE Origines des oxydes d azote des moteurs à combustion...29

5 INTRODUCTION L Allemand Rudolf Diesel construisit en 1893 le prototype du moteur qui porte son nom. Il s agissait d un moteur à 4 temps dont le combustible est injecté directement à forte pression dans la chambre de combustion. Le moteur diésel fonctionne grâce au principe d auto-inflammation du carburant sous un taux de compression élevé (20 à 35 bars contre 8 à 12 bars pour le moteur à essence) alors qu une étincelle électrique suffit pour enflammer le mélange air et essence. Malheureusement, le moteur diésel génère pendant la combustion du carburant un certain nombre de polluants parmi lesquels sont le dioxyde de carbone (CO 2 ), le monoxyde de carbone (CO), les hydrocarbures (HC), les fines particules, le dioxyde de soufre (SO 2 ), dont l oxyde d azote (NOx). Les moteurs diésels produisent 4 à 8 fois plus de NOx que les moteurs à essence. Un oxyde d azote (NOx) est un composé chimique formé de deux substances d oxygène (O 2 et d azote (N) sous l effet d une température élevée lesquelles constituent les deux composants principaux de l air ambiant. Les oxydes d azote se mesurent en partie par million (ppm). Les particules sont actuellement les polluants les plus combattus à l aide du filtre à particule. Elles se forment lors d une combustion incomplète par manque d oxygène. La pollution produite par les moteurs diésels a contraint les constructeurs automobiles à trouver des solutions pour réduire cette pollution de manière notable et ainsi à respecter les normes qui à mesure que les années passent deviennent de plus en plus exigeantes. Les principales innovations pour réduire la pollution ont fait apparaître l alimentation à rampe commune (common rail), le filtre à particule ainsi que des innovations secondaires comme l évolution des carburants et celle de la mécanique. Le système d autodiagnostic embarqué (On-Board Diagnostics - OBD) est, lui aussi, installé sur la motorisation diésel avec des codes d anomalie semblable à ceux de la motorisation essence et possède ses propres codes distincts que nous avons introduits dans le texte. Le premier chapitre est consacré à la partie innovation du moteur diésel. C est-àdire: à l ajout de composants à contrer les polluants, de systèmes de commande, de surveillance et de nettoyage des suies.

6 X Le second chapitre est voué totalement à la prévention de formation d oxydes d azote et donne également divers conseils généraux de diagnostic et, également, sur l efficacité des tests à accomplir aux systèmes de contrôle à réduire ce polluant. La forme accentuée diésel (nom commun de type de moteur ou de carburant) est privilégiée afin de rendre la graphie conforme à la prononciation la plus courante en français. [Office québécois de la langue française, 2003]

7 CHAPITRE I : Les émissions des moteurs diésels 13 P Fuel Rail Pressure Too Low - détecte une basse pression de rampe de carburant. P Fuel Rail Pressure Too High - détecte une haute pression de carburant. P Fuel Pressure Regulator Control Circuit - détecte une coupure ou un court-circuit dans le circuit de commande du régulateur de pression de carburant. P MAP Sensor Range and Performance - ce code indique que le MAP dépasse les normes de test stockées dans l ordinateur ou que les valeurs du MAP et du BARO ne sont pas en accord lors des états contact fermé/moteur arrêté ou contact fermé/moteur en marche (Key On/Engine Off Key On/Engine On). P Manifold Absolute Pressure (MAP) Sensor Circuit Low - détecte une basse tension dans le circuit du capteur de pression absolue de la tubulure d admission, souvent causée par un court-circuit. P Manifold Absolute Pressure (MAP) Sensor Circuit High - détecte une haute tension dans le circuit du capteur de pression absolue de la tubulure d admission, souvent causée par une ouverture. P Coolant Temperature Below Thermostat Operating Temperature - cela indique un moteur fonctionnant à froid, souvent causé par un problème de thermostat de liquide de refroidissement. P Fuel Rail Pressure Sensor Performance - compare la pression de la rampe de carburant à une pression de référence (pression atmosphérique courant) pour détecter un problème de plage de valeur ou de la performance du capteur de la rampe de carburant. P Fuel Rail Pressure Sensor Circuit Low Voltage - détecte une basse tension dans le circuit du capteur de pression de la rampe de carburant, souvent causée par un court-circuit. P Fuel Rail Pressure Sensor Circuit High Voltage - détecte une haute tension dans le circuit de capteur de pression, souvent causée par une ouverture. P Exhaust Gas Recirculation Control Circuit - Test pour les courts-circuits et les coupures dans le circuit de commande EGR; comprenant les composants et le câblage. LES COMPOSANTS ET LES SYSTÈMES AJOUTÉS AUX MOTEURS DIÉSELS POUR COMBATTRE LES ÉMISSIONS D OXYDES D AZOTE ET INTERVENIR AVEC LES CODES D ANOMALIE

8 14 CHAPITRE I : Les émissions des moteurs diésels P Exhaust Gas Recirculation Position Sensor Circuit Low Voltage - Test le circuit du capteur de position EGR lequel, par son retour de rétroaction fournit la position actuelle de la vanne EGR. P Exhaust Gas Recirculation Position Sensor Circuit High Voltage - Test du capteur de position EGR qui fournit des informations sur la position réelle de la vanne EGR. P Exhaust Gas Recirculation (EGR) Flow Insufficient - utilise d autres capteurs (généralement le débitmètre d air massique, ou MAF) pour comparer la masse d admission d air au volume de gaz EGR à une ouverture de la vanne EGR donnée, indiquant fréquemment un faible débit en raison de restriction due à la vanne EGR ou de passages obstrués. P Exhaust Gas Recirculation (EGR) Flow Excessive - utilise d autres capteurs (communément le débitmètre d air massique, ou MAF) pour comparer la masse d admission d air au volume de gaz EGR à une ouverture de la vanne EGR donnée, indiquant fréquemment un écoulement excessif en raison du dysfonctionnement de la vanne EGR. P046C - Exhaust Gas Recirculation (EGR) Position Sensor Performance - ce test vérifie le capteur de position du système EGR pour confirmer que la vanne se déplace vers sa position commandée. Une fonction utilisée afin de diagnostiquer un collage ou une vanne EGR défectueuse. Résumé Les motorisations diésels sont maintenant de véritables véhicules OBD II. Les véhicules diésels ont un DLC, un MIL, des DTCs, et des moniteurs. Bon nombre des composants qui rendent les moteurs diésels plus propres sont transportés de la technologie des moteurs à essence. Le Soufre Ultra Low Diesel (ULSD) contient beaucoup moins de soufre que le carburant diésel de base. L utilisation de carburant ULSD permet l utilisation de catalyseurs et de dispositifs de nettoyage des gaz d échappement qui incinèrent la matière de particules fines du moteur diésel. LES COMPOSANTS ET LES SYSTÈMES AJOUTÉS AUX MOTEURS DIÉSELS POUR COMBATTRE LES ÉMISSIONS D OXYDES D AZOTE ET INTERVENIR AVEC LES CODES D ANOMALIE

9 CHAPITRE I : Les émissions des moteurs diésels 15 Les systèmes de carburant à rampe commune avec injection pilote pulsée améliorent l efficacité de la combustion, le silence du moteur, et ont plus de puissance. LES COMPOSANTS ET LES SYSTÈMES AJOUTÉS AUX MOTEURS DIÉSELS POUR COMBATTRE LES ÉMISSIONS D OXYDES D AZOTE ET INTERVENIR AVEC LES CODES D ANOMALIE

10 38 CHAPITRE II : Les oxydes d azote Un technicien expérimenté prend le temps de vérifier les bases. S il ne trouve pas son problème en 15 minutes environ, il revient en arrière et vérifier à nouveau les bases, juste pour être sûr qu il n ait pas fait une erreur stupide ou un oubli. La plupart des problèmes sont des problèmes basics. Trop de gens pensent que les tests de base sont en dessous d eux; que chaque opération doit être une chirurgie du cerveau. Tous les échecs sont traçables à un problème fondamental. Résumé Les oxydes d azote à des températures élevées. Le meilleur endroit pour contrôler le NOx est à l intérieur de la chambre de combustion. Le système EGR réduit la formation de NOx en abaissant la température de combustion. Le système de refroidissement négligé contribue à la formation de NOx. Les dépôts de carbone à l intérieur des cylindres augmentent la pression et la chaleur. Utiliser l antigel correct au liquide de refroidissement et le rapport de mélange avec de l eau approprié. Empêcher le cliquetis; supprimer le NOx. Les véhicules corrigés de HC et de CO élevés échouent souvent à un test ultérieur à cause de NOx élevé. LES COMPOSANTS ET LES SYSTÈMES AJOUTÉS AUX MOTEURS DIÉSELS POUR COMBATTRE LES ÉMISSIONS D OXYDES D AZOTE ET INTERVENIR AVEC LES CODES D ANOMALIE

11 DANS LA MÊME COLLECTION (suite) Le système de retenue supplémentaire de protection des véhicules automobiles: description, fonctionnement et diagnostic La technologie des systèmes d injection d essence à commande électronique appliquée à la motorisation diésel Comprendre l électricité, le magnétisme, l électromagnétisme, l induction, l électronique et l alimentation en courant pour le diagnostic automobile Les commandes et les contrôles des systèmes de recyclage des vapeurs de carburant: description, fonctionnement et diagnostic Les systèmes ordinés embarqués dans les véhicules automobiles: description, fonctionnement, autodiagnostic et service Les réseaux de communications multiplexés intravéhiculent: description, fonctionnement et dépannage L hybridation des véhicules automobiles: une solution aux problèmes contemporains d émissions de gaz à effet de serre et de l épuisement des ressources fossiles Corriger un dysfonctionnement du système de diagnostic embarqué signalé par le témoin d anomalie moteur du véhicule à l aide d un analyseur-contrôleur Comment réussir les tests d émissions d un système de diagnostic embarqué avec un analyseur cinq gaz ou à l aide d un outil d analyse et de contrôle Trucs et astuces de dépannage universel associés aux anomalies des systèmes de diagnostic embarqué sans égard à la marque et au modèle d automobile

12 L auteur, Christian Haentjens, est détenteur d un baccalauréat spécialisé en éducation professionnelle ainsi que d une maîtrise en éducation. Il a élaboré, en autres, des programmes de formation professionnelle, en réponse aux besoins de l industrie automobile dans le domaine des systèmes de commande électroniques. Il met à profit, dans «Les composants et les systèmes ajoutés aux moteurs diésels pour combattre les émissions d oxydes d azote et intervenir avec les codes d anomalie», son expérience d une vingtaine d années dans l industrie automobile et de plus de trente ans dans l enseignement professionnel. DANS LA MÊME COLLECTION Méthode de diagnostic et de réparation des circuits électriques et électroniques appliquée à l automobile La technologie OBD-II: Un système de diagnostic de bord évolué et normalisé à l industrie de l automobile Déterminer l état de fonctionnement d un moteur à partir de l analyse des émissions comme moyen de diagnostic Guide d utilisation de l oscilloscope numérique comme outil de diagnostic destiné à la technologie automobile Organigrammes de diagnostic universels reliés aux codes d anomalie de la société des ingénieurs de l automobile Les symptômes à l usage du diagnostic pour déterminer les causes de mauvais fonctionnement des systèmes d injection électronique L évolution du système antiblocage des freins au service du contrôle de la motricité et de la stabilité du véhicule Commande électronique des boîtes de vitesses automatiques d automobiles: description, fonctionnement et diagnostic Les commandes électroniques des systèmes de climatisation automobile: description, fonctionnement et diagnostic La solution à vos problèmes de diagnostic! ÉDITECH AUTO Les manuels de référence techniques LES ÉDITIONS TECHNIQUES DE L AUTOMOBILE CHRISTIAN HAENTJENS, Auteur et Éditeur Spécialiste en Technologie de l Automobile 4440, avenue Montclair, Montréal, Québec, H4B 2J6 Canada Téléphone: (514) Télécopieur: (514) Courriel: c_haentjens@sympatico.ca Internet: ISBN