Mécatronique des véhicules automobiles – La norme AUTOSAR I contrôle optimal du véhicule: actionneurs, capteurs et calculateurs. I améliorer les performances de la conduite et de la manoeuvrabilité. I prédire les situations de risque et les perturbations externes.
Une intervention mécanique sur un véhicule automobile ne se fait pas sans respecter certaines consignes de sécurité, voici quelques précautions à prendre en compte :
La majorité des interventions d’entretien et de réparation d’un véhicule nécessite de travailler sur un véhicule surélevé. Cela n’implique pas forcément l’utilisation d’un pont élévateur, le travail au sol sur chandelles est suffisant (voir Placer une voiture sur chandelle)
La majorité des travaux (freinage, direction, suspension etc.) réalisés sur un véhicule surélevé nécessitent de retirer une ou plusieurs roue(s) au préalable (voir Placer une voiture sur chandelle)
Par mesure de sécurité, lors de l’ouverture du capot, il est impératif de débrancher la borne négative de la batterie. Il ne faut pas débrancher la borne positive de la batterie afin de ne pas risquer un court-circuit dû au contact de la clé sur la carrosserie (masse). La logique voudrait que cette mesure s’applique au seul remplacement d’organes électriques ou électroniques mais un court circuit peut survenir à tout moment. Par exemple laisser échapper un outil métallique (tournevis, clés etc.) dans le compartiment moteur peut provoquer un court circuit et donc un début d’incendie.
Un véhicule contient plusieurs sortes de produits inflammables comme l’essence ou l’huile. Il existe aussi des risques de départ de feu liés aux organes électriques. Il est donc nécessaire de s’équiper d’un extincteur en état de marche à proximité du véhicule.
L’entretien de sa voiture nécessite du matériel de protection : il faut donc se protéger en utilisant des gants en latex (contact avec du liquide corrosif et travail de précision) ou en cuir (travail de gros oeuvre), des chaussures de sécurité, des lunettes et un masque selon les besoins.
Remarque
Aujourd’hui, de plus en plus de véhicules sont équipés de système multiplexer*. Pour ces raisons, après la coupure du contact, un temps de mise en veille des multiples calculateurs est à respecter. Il est donc parfois nécessaire d’attendre plusieurs minutes avant de débrancher la batterie (voir la recommandation dans la notice d’utilisation ou auprès d’un professionnel).
* multiplexer : le multiplexage est une technique qui fait passer plusieurs informations à travers un seul support de transmission. Son rôle est de partager une même information entre plusieurs organes électriques ou électroniques (verrouillage, essuyage, lève vitre, projecteur, sécurité active ou passive, gestion moteur…) du véhicule.
Pour pouvoir réaliser un diagnostic électrique sur son véhicule, il est indispensable de connaître les bases de l’électricité automobile et de comprendre les paramètres comme la tension, l’intensité, la résistance et la puissance électrique. Maîtriser ces bases vous sera utile pour contrôler un faisceau électrique, tester une alimentation ou simplement brancher un nouvel équipement sur le circuit électrique d’origine de votre voiture.
Les bases de l’électricité automobile
L’électricité, comme l’électronique, doit son nom à l’électron qui est un élément constitutif de la matière (eau, air, métal, bois…). Dans ces éléments constitutifs de la matière, il y en a deux pour l’électricité: – Le proton, chargé positivement. – L’électron, chargé négativement.
L’atome
Chaque atome est composé d’un noyau, constitué de neutrons (neutres) et de protons (positifs), autour de lequel gravitent des électrons (négatifs). Les plus éloignés d’entre eux peuvent être attirés par ceux plus proches et quitter leur orbite. Ce sont des électrons libres. Un atome est constitué d’autant de protons que de neutrons.
Le circuit électrique
Définition d’un circuit électrique
Un circuit électrique automobile est composé d’un générateur et d’un ou plusieurs consommateurs reliés entre eux par des conducteurs. On appelle générateur tout système qui fournit du courant et donc des électrons.
Le générateur (la batterie de la voiture) est la source du courant, le conducteur (fils) permet la circulation du courant et le consommateur (ampoule) offre une résistance au passage du courant.
Les paramètres électriques
La tension
La tension, symbolisée par la lettre U, dont l’unité est le Volt (V), est la différence de la quantité d’électrons entre deux points d’un circuit électrique.
L’intensité
L’intensité, symbolisée par la lettre I, dont l’unité est l’Ampère (A), est la quantité d’électrons circulant dans un conducteur lorsqu’on lui applique une tension. Il faut une tension pour avoir de l’intensité.
La résistance
La résistance, symbolisée par la lettre R, dont l’unité est l’Ohm (Ω), se caractérise par la difficulté de passage des électrons dans un conducteur.
Elle varie en fonction du type de conducteur (longueur, section).
La résistivité
La résistance d’un conducteur dépend directement de la résistivité de la matière qui le compose. Elle est à prendre en compte pour le calcul de la section d’un fil.
La résistivité, symbolisée par la lettre ρ, se calcule selon cette formule:
R = Résistance du conducteur ρ = Résistivité (Ω.m) L = Longueur du conducteur (m) S = Section du conducteur (mm2)10-6 (10-6 = 0.000010 pour convertir en m2)On définit la résistivité (ρ) du cuivre à 1.7 Ω.m pour une longueur et une section d’un mètre. Comme cette section est énorme (1m2), la mesure effective en ohm-mètre est de l’ordre de 10-8 ce qui donne 0.00000017. – Plus un fil est long plus sa résistance électrique est grande. – Plus un fil est fin plus sa résistance électrique est grande.
La loi d’Ohm
Extrêmement importante, cette loi fait la liaison entre trois grandeurs fondamentales. U : Tension ou différence de potentiel appliquée aux bornes de la résistance ou chute de tension à ses bornes (Volt). R : Valeur de la résistance. I : Intensité traversant la résistance (Ampère).
La puissance
La puissance, symbolisée par la lettre P, dont l’unité est le Watt (W), dépend de la tension présente aux bornes d’un consommateur et de l’intensité dont il a besoin.
Courant alternatif et continu
Sur un véhicule automobile, on a deux sortes de courant : – Le courant continu, symbole ou DC. C’est celui qui nous concerne principalement. Hormis l’alternateur, avant redressement, tout fonctionne en courant continu dans une automobile. – Le courant alternatif, symbole ou AC. Il ne concerne que l’alternateur qui produit un courant alternatif redressé par un pont de diodes. Les diodes ne laisse passer le courant que dans un sens d’où le redressement en courant continu.
Sur un oscilloscope un courant continu est représentée par un trait horizontal.
Sur un oscilloscope un courant alternatif est représenté par des courbes.
Nous n’irons pas plus loin pour le courant alternatif, ce n’est pas utile pour le diagnostic automobile.
L’électronique est la manipulation de signaux et d’informations électriques afin de les mesurer, les contrôler ou de les modifier.Des éléments désignés « composants » sont assemblés sous la forme de circuits. Ces assemblages peuvent être réalisés à la main ou par des sociétés industrielles qui intègrent et miniaturisent ces circuits. Par exemple, le processeur de la carte Arduino est un circuit intégré contenant des millions de composants.
Notions électriques fondamentales
L’électricité est une forme d’énergie comme les énergies éolienne ou hydraulique. Cette énergie électrique peut se résumer par : mouvements des électrons entre les atomes. Par exemple, en frottant un ballon sur certains vêtements, comme un chandail, des électrons sont échangés entre les atomes du ballon et ceux du chandail. Le ballon se charge ainsi négativement en captant les électrons du vêtement : nous nommons ceci « l’électricité statique ». L’électricité devient « dynamique » si l’on décharge graduellement le ballon en le laissant « coller » à un mur ou à des cheveux.
Pour bien comprendre les éléments de mesure de base de l’électricité, il est pratique d’utiliser l’analogie d’un système hydraulique. Imaginez un système hydraulique composé de deux réservoirs d’eau connectés ensemble via un réseau de tubes.
La tension et la différence de potentiel (Volts)
La tension et le potentiel sont exprimés en Volts (notée V ou souvent U). La source d’alimentation électrique d’un circuit (une pile, par exemple) est une source de tension.
On mesure toujours une altitude par rapport à une référence. En électricité, on place souvent cette référence au (-) de l’alimentation (qui correspond ici au point (2)). Dans les schémas électroniques, cette référence correspond souvent à la « masse ». Lorsqu’on interconnecte deux circuits alimentés différemment, il est indispensable de leur donner la même référence (voir chapitre « Précautions d’utilisation »).
Le courant (Ampères)
Dans notre système, la pression générée par le dénivelé provoque un certain débit d’eau dans le réseau de tuyaux. Le débit correspond au courant. En électronique, le courant est exprimé en Ampères (A ou noté I ou i).
La résistance (Ohms)
une moins grande quantité d’eau peut circuler à la fois. Ce rétrécissement crée ce qu’on appelle une résistance. La pression du système (ou la force avec laquelle l’eau circule) n’est pas changée ; c’est plutôt le débit qui change. En électronique, la résistance est exprimée en Ohms (Ω ou noté R).
L’équation générale qui lie ces trois unités de mesure est : U = RI
Soit le voltage (U) est égal à la résistance (R) multipliée par le courant (I).
Circuits, parallèle ou série
Un circuit est un ensemble de composants électriques. Bien que cela semble contre-intuitif à première vue, on dira qu’il est « fermé » lorsqu’il y a continuité dans les connexions qui lient les composants entre eux. Un circuit « ouvert » comporte une discontinuité dans les connexions. Autrement dit, lorsque le circuit est fermé, le courant passe, et lorsqu’il est ouvert, il ne passe pas.
Lorsqu’on désigne un circuit comme étant en série, cela signifie que les éléments sont connectés les uns à la suite des autres, sur une même branche (5). Dans ce cas les valeurs de résistance vont s’additionner.
Dans un circuit en parallèle, les éléments sont situés chacun sur des branches indépendantes (6). Dans ce cas, les résistances sont situées à altitude égale et donc soumises à la même tension (voltage). Dans ce cas, le courant se partage dans chacune des branches.
AC/DC
Ces deux abréviations ne représentent pas seulement un groupe de rock. Un courant électrique DC, parfois noté CC, signifie « Direct Current » en anglais soit « Courant Continu ». C’est un courant qui ne varie pas dans le temps. Il peut être généré par une pile, une batterie ou un circuit d’alimentation qui redresse un courant alternatif. Le courant DC est le type de courant habituellement utilisé en électronique. Par exemple, votre carte Arduino est alimentée par ce courant.
Le courant AC signifie « Alternating Current » ou « Courant Alternatif ». Il s’agit d’un courant qui change de direction continuellement. Il peut être périodique, c’est-à-dire que sa fréquence est constante. La forme la plus utilisée est le courant sinusoïdal. Il est caractérisé par sa fréquence notée f et exprimée en Hertz, qui correspond au nombre d’aller-retour par seconde. Dans certains calculs, il peut arriver que l’on ait besoin de sa pulsation souvent notée oméga minuscule = 2 x PI x f. Le courant électrique utilisé à la maison est AC.
Multiples
En électronique, les valeurs sont parfois très petites ou très grandes. Pour simplifier leur notation, on rencontre souvent des préfixes qui expriment des multiples des valeurs.
Par exemple, une valeur de 0.001 Ampères pourrait être écrite de plusieurs manières :
• 1 mA = 1 milliampère = 1.10-3 A = 0.001 A • Les composants
Les composants sont des éléments de base en électronique qui, une fois assemblés, constitueront un circuit électronique. Chacun de ces éléments a un comportement bien particulier, dépendant de ses caractéristiques et de ses conditions d’utilisation. Pour le choix et le dimensionnement des composants les plus complexes, il est utile de consulter leur fiche technique (« datasheet » en anglais).
Voici une description de quelques-uns de ceux-ci.
Résistance
Les résistances sont utilisées dans de nombreux cas, pour réduire une tension (voir plus loin le pont diviseur de tension), pour provoquer un courant, ou associées à d’autres composants pour des circuits plus complexes (exemple : filtre RC). Sa valeur est notée R et exprimée en Ohms.
En série, les résistances s’additionnent : Req = R1 + R2 + R3
En électronique, la valeur d’une résistance est codée par des anneaux de couleurs :
Dans l’exemple ci-haut, la résistance est de 220 kOhms, ou 220 000 Ohms. Le premier anneau est rouge. Dans le tableau ci-bas, le chiffre qui correspond à la couleur rouge est 2. Le second anneau est également rouge, donc notre chiffre est également 2. Le chiffre que l’on obtient en combinant à la suite les deux anneaux est donc 22. Finalement, le multiplicateur est jaune, correspondant à 10 000. Donc, 22 x 10 000 nous donne 220 000, ou 220 k.
Condensateur
Le condensateur (« capacitor » en anglais) est constitué de plaques de conducteurs, éléments qui permettent l’échange d’électricité, séparées par un isolant. Un condensateur est capable d’emmagasiner une tension électrique, un peu à la manière d’un réservoir. Sa valeur caractéristique est la capacité, notée C et exprimée en Farad (F). Il est souvent utilisé pour filtrer, c’est-à-dire lisser une tension (car il agit un peu comme un amortisseur) et il ne conduit l’électricité que si le courant change, par exemple lors de la mise sous tension ou l’extinction du circuit.
Les règles d’association sont l’inverse de celles des résistances :
En parallèle, les condensateurs s’additionnent : Ceq = C1 + C2 + C3
La formule associée au condensateur est : i = C ( dU / dt )
Remarque : plus la tension change, plus le courant à ses pattes sera fort. Il faut parfois se méfier de ces pics de courant à l’allumage et à l’extinction du circuit.
Bobine (« Coil »)
La bobine est un enroulement de fil conducteur. La bobine est souvent utilisée pour filtrer un courant, générer un champ magnétique (électroaimant) ou amplifier un signal (radio). Sa valeur caractéristique est l’inductance notée L et exprimée en Henry (H).
La formule associée à la bobine est : U = L ( di / dt )
Remarque : plus la tension change, plus le courant à ses bornes sera fort. Pour cette raison, il faut prendre quelques précautions lorsqu’on commute une bobine dans un montage : utiliser par exemple une diode « de roue libre » (voir « Diode ») qui évacuera la surtension à l’allumage et à l’extinction.
Transistor
Le transistor est une association de trois couches de semi-conducteur et dont la couche du milieu sert à contrôler le passage du courant dans les deux autres. Il s’agit d’un composant actif qui est souvent utilisé comme interrupteur ou amplificateur, à la manière d’un relais. Il existe différents types de transistor aux comportements différents, les NPN et PNP, les transistors à effet de champ, ou MOSFET.
Diode
La diode est composée de deux couches de semi-conducteur et ne laisse passer le courant que dans un sens : de l’anode vers la cathode ; du (+) vers le (-). Elle peut servir à bloquer des retours de courants non désirés ou construire un pont redresseur pour passer d’un courant alternatif à un courant continu. Le trait présent sur le composant indique la cathode c’est-à-dire la borne négative (-).
Diode de « roue libre »
On utilise également la diode pour éliminer la surtension qui apparaît dans une bobine lors de l’allumage et de l’extinction. Il suffit de placer la diode en parallèle avec l’inductance (la bobine). C’est ce qu’on appelle une diode de « roue libre ». (voir projet « La cigarette ne tue pas les machines »).
LED ou DEL
La LED est une diode électroluminescente : elle s’allume lorsqu’un courant passe dedans. Sa cathode (-) est plus courte que son anode (+). C’est un composant très pratique pour visualiser rapidement les états de certains circuits, car elle est facile à mettre en œuvre et consomme très peu de courant (en général 6 à 20 mA). Une LED se caractérise par sa tension de seuil qui exprime la tension à ses bornes lorsqu’elle est alimentée.
Quelques valeurs à titre d’exempleCouleurTension de seuil (Vf)Consommation (If)Longueur d’onderouge1,6 V à 2 V6 à 20 mA650 à 660 nmjaune1,8 V à 2 V6 à 20 mA565 à 570 nmvert1,8 V à 2 V6 à 20 mA585 à 590 nmbleu2,7 V à 3,2 V6 à 20 mA470 nm
Il n’est pas bon d’alimenter une LED directement en 5 V (via une carte Arduino) car elle est en surtension : même si elle fonctionne elle brûlera rapidement. Pour la protéger, il faut utiliser le principe du pont diviseur de tension (expliqué plus loin) en la câblant en série avec une résistance, dont la valeur se calcule de la manière suivante :
• R = ( tension d’alimentation – tension de seuil ) / courant • Ainsi pour une LED rouge par exemple : R = ( 5 – 1,6 ) / 0,02 = 170 Ohms
Remarque : la broche 13 de la carte Arduino est déjà équipée d’une résistance qui permet d’y brancher une LED directement.
Potentiomètre
Le potentiomètre est en fait un composant à résistance variable, qui se règle avec un bouton ou une glissière. On change la résistance du potentiomètre par une manipulation physique ; c’est une interface humain/machine.
Interrupteur
L’interrupteur ouvre ou ferme un circuit. Il est lui aussi une interface humain/machine. Il peut être monostable (il revient à sa position initiale quand on le lâche) ou bistable (il garde sa dernière position). Il peut être NO (ouvert au repos) ou NF ou NC (fermé au repos). Il existe des interrupteurs combinant ces deux fonctions.
Relais
Le relais est un interrupteur électromécanique, ce qui signifie qu’il change de position ou d’état grâce à un électroaimant. Il peut donc être commandé par un signal électrique dans un circuit. Le relais est utilisé pour relayer une commande sur un circuit de plus forte puissance (voir chapitre « Précautions d’utilisation »). Comme l’électroaimant contient une bobine, il est nécessaire d’utiliser une « diode de roue libre ».
Piézoélectrique
Le piézoélectrique est un composant réversible qui génère une tension quand il est déformé et qui se déforme lorsqu’il est soumis à une tension. Il prend souvent la forme d’une pastille qui peut alors servir à la fois de micro-contact et de haut-parleur. Il peut ainsi servir d’interface humain/machine. Le signal sortant d’un piézo est assez erratique.
Cellule photoélectrique
La cellule photoélectrique, ou photorésistance, est un semi-conducteur à résistance photo-variable. Elle permet de détecter et/ou mesurer la lumière.
Thermistance
La thermistance est une résistance qui varie avec la température. La correspondance n’est pas linéaire, c’est pourquoi il est utile de se référer à la fiche technique du composant utilisé.
Moteur
image manquante
Le moteur électrique est un dispositif électromécanique qui fonctionne grâce à l’électromagnétisme généré par des bobines.
Servomoteur
Le servomoteur est un petit moteur asservi c’est-à-dire qu’un circuit interne contrôle en permanence sa position. Il a souvent une plage de liberté réduite (moins d’un tour) mais peut atteindre à coup sûr une position et la maintenir avec force. Il existe de nombreux modèles. Les plus petits peuvent être actionnés directement avec une carte Arduino (voir chapitre « Précautions d’utilisation »).
Circuits intégrés
Ce sont des circuits (donc des assemblages de composants) qui sont intégrés dans un même boîtier. Il en existe de nombreux types aux fonctionnalités et complexités diverses, du simple régulateur de tension au processeur d’ordinateur. La puce ATMEGA qui est au cœur de la carte Arduino est un circuit intégré. Ces composants sont très utiles pour réaliser des montages complexes en un minimum de place. Ils sont identifiés par une référence visible sur leur boîtier. Cette référence permet d’accéder à leur fiche technique (en anglais datasheet), en général facile à trouver sur internet [référence du composant + « datasheet » dans un moteur de recherche.
Quelques circuits de base
L’idée ce cette partie n’est pas de vous montrer de manière exhaustive les circuits possibles car cette tâche est irréalisable. En revanche, quelques circuits constituent le b.a.-ba de l’électronique : en effet ils apparaissent dans presque tous les montages. Connaître leur fonctionnement vous permettra de comprendre plus facilement un circuit.
Pont diviseur de tension
Ce circuit est très utile pour réduire une tension. Dans un pont diviseur, la tension aux bornes de la seconde résistance est proportionnelle au rapport de celle-ci par rapport à la résistance globale du circuit. Dans la métaphore de l’eau, les deux résistances constituent un escalier ou une cascade. Sa fonction est :
• U2 = U X ( R2 / ( R2 + R1 ) ) • Si l’on veut mesurer, par exemple, une tension qui oscille entre 0 et 15 V avec une carte Arduino qui ne supporte que 0-5 V, il faut utiliser un pont diviseur de tension constitué de deux résistances dont la première vaut le double de la seconde.La tension entre les deux résistances oscillera entre 0 et 5 V. La valeur totale des deux résistances déterminera la consommation électrique du circuit (voir « Résistance »).
Exemple : avec 1 MOhm et 2 MOhms, U2= 15X(1000/(1000+2000)) = 5 V
On utilise ce modèle pour limiter la tension aux bornes d’une LED lorsqu’on l’alimente avec une carte Arduino (voir plus haut).
Pont diviseur de courant
Ce circuit est le pendant du pont diviseur de tension. Lorsqu’on branche deux résistances en parallèle, le courant se partage entre les deux branches proportionnellement au rapport des valeurs des résistances. Sa fonction est :
• I1 = I X ( R2 / ( R1 + R2 ) ) • Le multimètre
Le multimètre est un ensemble d’appareils de mesure comprenant habituellement un voltmètre, un ampèremètre et un ohmmètre, pour mesurer rsepeectivement la tension, le courant et la résistance de composants ou de circuits. Il comporte deux broches, habituellement rouge et noire, correspondant à la polarité (positive et négative) du multimètre. Il faut faire bien attention à respecter cette polarité pour certaines mesures et de s’assurer à chaque fois que la base de chaque broche est connectée à la bonne entrée du multimètre. Bien évidemment, il faut spécifier la grandeur à mesurer à l’aide du sélecteur du multimètre. Par exemple, pour mesurer une tension qui devrait se situer entre 0 et 5 V, on place le sélecteur à la barre des 20 V (si disponible). Pour un voltage de plus petite échelle, entre 0 et 1 V par exemple, il faudrait mettre le sélecteur sur le symbole 2 V.
Un multimètre comporte habituellement quatre entrées généralement identifiées par 10 A ou 20 A, mA, COM et V ou Ω. La base de la broche noire est toujours connectée à la broche COM qui correspond au pôle négatif ou au « Gnd » (Ground) sur la carte Arduino ou à la masse. En fonction de la grandeur que l’on veut mesurer, le connecteur de la broche rouge se branche aux autres entrées : Entrée Utilisation 10 A ou 20 A pour mesurer un courant élevé
Tableau Entrée Utilisation 10 A ou 20 Apour mesurer un courant élevé mA pour mesurer un courant faibleV, Ω, diodepour mesurer une tension, une diode, résistance et continuité
La tension se mesure en parallèle et entre deux points d’un circuit, c’est-à-dire qu’il faut « créer » une nouvelle branche avec les broches du multimètre. Le circuit doit être sous tension pour effectuer la mesure.
Le courant se mesure en série, c’est-à-dire qu’il faut insérer le multimètre dans le circuit ou une branche. Le circuit doit être sous tension pour effectuer la mesure. Attention ! Lorsqu’on mesure le courant d’un circuit, il faut s’assurer de brancher la base de la broche positive (rouge) dans l’entrée appropriée du multimètre (souvent identifiée par mA ou A) en fonction de la puissance. Si ceci n’est pas fait de manière correcte, il est possible d’endommager le multimètre. La résistance se mesure sans tension. Pour mesurer la résistance d’un composant, il suffit de connecter les deux broches du multimètre à chacune des pattes du composant que l’on souhaite mesurer.
Pour vérifier la continuité d’un circuit et pour voir s’il n’est pas « ouvert », si une connexion n’est pas interrompue ou encore si il n’y pas de court-circuit, il est possible d’utiliser la fonction « continuité » du multimètre. On prend cette mesure en connectant les broches du multimètre à chacune des extrémités du composant ou du circuit. Il est à noter que, par exemple, un circuit comprenant des résistances ne présente pas de continuité complète.
Qu’est ce que la fumée blanche et comment se forme t-elle ? Problème de fumée blanche voiture Vous reconnaîtrez la fumée blanche qui s’échappe du conduit arrière de votre véhicule par son épaisseur. Une fumée blanche qui s’échappe causée par la condensation due au démarrage du moteur par temps frais est tout à fait normale. Celle-ci disparaît très rapidement une fois dans des conditions normales. Cependant, une fumée épaisse qui perdure doit être source d’inquiétude. Cette fumée se forme toujours à cause de la présence d’eau vaporisée par la chaleur, d’où la couleur blanche. Si la fumée qui s’échappe est bleue, consultez notre article sur l’échappement de fumée bleue.
Si on sait que la présence de fumée blanche est due à la vaporisation de l’eau par la chaleur, plusieurs facteurs peuvent en expliquer la cause et les voici :
La ligne d’échappement au démarrage Lorsque de la fumée blanche s’échappe au démarrage du véhicule et qu’ensuite celle-ci cesse d’apparaître une fois le moteur chaud, la vapeur peut provenir de la ligne d’échappement quand au démarrage, de l’eau de condensation se crée sur les parois en métal et est vaporisée par la mise à chaud de la ligne d’échappement
Le pot catalytique pour un moteur diesel Dans le cas d’un moteur diesel, l’eau peut aussi provenir du traitement d’émissions nocives pour l’environnement par le pot catalytique. Dans ce cas précis, les hydrocarbures polluants sont transformés en monoxyde de carbone et en eau, qu’on peut d’ailleurs voir couler du pot d’échappement. Dans ces deux cas de figure, il n’y a pas vraiment lieu de s’inquiéter et ces réactions sont tout à fait normales.
Si par contre, toujours au démarrage, il y a accumulation du liquide de refroidissement dans un cylindre avec le moteur au repos, vous remarquerez que lorsque le véhicule démarre, une vapeur dense due à la vaporisation de ce liquide s’échappe pendant la phase de chauffage du moteur.
À chaud, la pression de la combustion sera plus élevée que celle du circuit de refroidissement, empêchant ainsi l’écoulement du liquide, comme cela peut être le cas avec un joint de culasse poreux, rendant la fumée peu perceptible. Le diagnostic sera confirmé par des problèmes au démarrage, liés à la présence de liquide dans l’une des chambres de combustion. Il faudra alors vite se rendre chez un garagiste car cette situation peut causer un flambage, à savoir une déformation, de la bielle liée au piston.
Pour information, la bielle est chargée de transformer le mouvement rectiligne des pistons en mouvement rotatif du vilebrequin. Une baisse rapide du liquide de refroidissement aidera aussi à confirmer ce diagnostic, ou encore une température ou pression élevées du circuit de refroidissement. Un remplacement du joint de culasse sera alors à envisager, ainsi que celui de la bielle flambée. Rappelons qu’un joint de culasse a la charge d’assurer l’étanchéité des circuits du moteur. Le professionnel confirmera le bon diagnostic en insufflant de l’air sous pression dans le circuit de refroidissement. En cas de perte de pression sans fuite décelée, la mort du joint de culasse ou de la culasse ne fera aucun doute. Le flambage de la bielle sera confirmé par un piston bas lorsque le véhicule est au point mort. La culasse a pour rôle d’assurer la fermeture du moteur
Vous reconnaîtrez la fumée blanche qui s’échappe du conduit arrière de votre véhicule par son épaisseur. Une fumée blanche qui s’échappe causée par la condensation due au démarrage du moteur par temps frais est tout à fait normale. Celle-ci disparaît très rapidement une fois dans des conditions normales. Cependant, une fumée épaisse qui perdure doit être source d’inquiétude. Cette fumée se forme toujours à cause de la présence d’eau vaporisée par la chaleur, d’où la couleur blanche. Si la fumée qui s’échappe est bleue, consultez notre article sur l’échappement de fumée bleue.
Fumées blanches : causes et solution Qu’est ce que la fumée blanche et comment se forme t-elle ?
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Le calculateur moteur est une pièce d’automobile permettant la gestion des différentes fonctions moteurs d’un véhicule. Il est le cerveau qui traite les différentes informations qui lui arrivent pour commander le fonctionnement électrique du moteur.
Sommaire
Caractéristiques du calculateur moteur
A quoi sert le calculateur moteur?
Comment entretenir le calculateur moteur ?
Que faire en cas de panne du calculateur moteur ?
Caractéristiques du calculateur moteur
Le calculateur moteur (CM), aussi appelé « boîtier de servitude moteur » (BSM) ou « unité de commande moteur » (UCM) selon les constructeurs, est un boîtier métallique composé d’éléments électroniques (processeurs, eeprom, semi-conducteurs, transistors, résistances diodes, etc.).
Il communique avec les éléments extérieurs par le biais de liaisons électriques et possède un ou plusieurs connecteurs composés de 110 à 120 voies environ.
A quoi sert le calculateur moteur?
Le calculateur moteur peut être divisé en 3 étages principaux : la réception des signaux d’entrée, le traitement des données et la sortie des signaux.
1. Étage de réception des signaux d’entrée
Il existe deux types de signaux d’entrée : les signaux analogiques et les signaux numériques.
Les signaux d’entrée analogique sont générés par les capteurs de type inductif (capteur de régime moteur, capteur de roue ancienne génération, etc.), par les capteurs de pression, capteurs électrochimiques (sonde à oxygène) ou encore capteurs de température. Ce sont aussi les informations de tension (alimentation positive, masse…). Afin d’être exploités, ils nécessitent un convertisseur analogique / numérique à l’entrée du boîtier.
Les signaux d’entrée numérique sont de forme carrée et présentent un codage binaire (position 0 ou 1) permettant au boîtier moteur de les exploiter directement. Ce sont les capteurs à effet hall (capteur arbre à cames, capteur vitesse) ou piezoélectriques (capteur cliquetis, capteurs de roue nouvelle génération, etc.).
2. Étage de traitement des données
Les informations peuvent être traitées grâce à aux fonctions de plusieurs microprocesseurs :
La puissance de calcul : elle permet d’exploiter des données pour l’élaboration des signaux de sortie.
Le stockage de la mémoire (eeprom et flash eeprom) : Elle englobe la cartographie moteur et sa reprogrammation si nécessaire.
La communication des données en interne et en externe : Elle permet l’échange de donnée avec le boitier de servitude intérieur avec le codage et décodage nécessaire à l’utilisation des lignes multiplexées (bus de données multiples émises en série sur un même support filaire).
3. Étage de sortie
Le boîtier de servitude moteur envoie des signaux de commande aux divers actionneurs, à savoir :
Aux injecteurs, pour le dosage de l’air/carburant (temps Injection) ;
A la commande de pression turbo, pour la régulation de l’admission d’air ;
Aux fonctions antipollution (vanne EGR, régénération du filtre à particules (FAP) ).
Comment entretenir le calculateur moteur ?
1. Causes de pannes
Le calculateur moteur est relativement fiable. Cependant, ce sont les éléments périphériques tels que les capteurs et les actionneurs du boîtier de servitude moteur qui peuvent être les causes de pannes de celui-ci. Il est rare de devoir remplacer des pièces sur le boîtier.
Afin de diagnostiquer une panne sur le boîtier, il est nécessaire de contrôler l’ensemble des éléments périphériques ainsi que ses alimentations extérieures et les liaisons multiplexées. C’est seulement dans le cas de la découverte d’anomalies que l’on peut envisager de remettre en cause le boîtier de servitude moteur.
2. Intervention avec l’outil de diagnostic
Un outil de diagnostic permet de résoudre les potentielles pannes. Celui-ci permet la communication avec le boîtier de servitude moteur pour des opérations telles que:
Le relevé des défauts mémorisés ;
La suppression des défauts (après une remise en conformité) ;
L’analyse des paramètres et des composants (température, vitesse, pressions, états, etc.) ;
La mise en fonction d’actionneurs pour vérifier les fonctionnements (électrovannes, relais, injecteurs, etc.) ;
Les potentielles réinitialisations, mises à jour (MAJ) et remises à zéro (RAZ).
Que faire en cas de panne du calculateur moteur ?
En cas de panne du BSM, il y a plusieurs solutions envisageables :
Le remplacement du boîtier de servitude moteur par un neuf. Cela nécessite une programmation
Sur un moteur diesel, les bougies de préchauffage servent à préchauffer les chambres de combustion de chaque cylindre avant et pendant le démarrage.
Sur les moteurs diesels les plus récents, il n’est pas nécessaire de préchauffer le gasoil. Les bougies ont pour rôle de rester chaudes après le démarrage pour diminuer la pollution et les fumées noires, c’est ce que l’on appelle le « post heating » (post-chauffage)
Pourquoi changer ses bougies de préchauffage ?
Des bougies de préchauffage fatiguées provoquent des démarrages difficiles et lorsque celles-ci tombent en panne, le démarrage devient impossible.
Pour des bougies de préchauffage type « post-heating », une défaillance de ces dernières entraîne une surconsommation de carburant voir des défaillances moteur.
Quand changer les bougies de préchauffage ?
En général, l’intervalle de remplacement des bougies est d’environ 120 000 km. Il est préconisé par le constructeur avec des bougies de première monte et marque reconnu dans ce domaine (Beru, Ngk, Bosch, Champion, Denso).
Il est nécessaire de remplacer la totalité des bougies, même si une seule bougie est défaillante, afin d’éviter un déséquilibre entre les cylindres au démarrage.
Il faut intervenir sur les bougies lorsque le véhicule éprouve des difficultés à démarrer par temps froid. Des démarrages difficiles sont un signe de fin de vie des bougies de préchauffage. Faire un diagnostic est conseillé.
Le rôle du relai de préchauffage :
Un relai de préchauffage (appareil de commande, temps de préchauffage) assure l’acheminement du courant de forte puissance jusqu’aux bougies et gère selon la température du moteur, le temps de préchauffage.
Diagnostic du relais de préchauffage
Vérifiez la présence du voyant de préchauffage au tableau de bord. S’il ne s’allume pas, il y a un problème dans le système de préchauffage.
S’il s’allume, vérifiez la présence de courant aux bougies :
Dans le cas de bougies de préchauffage : vérifiez à l’aide du voltmètre ou à l’aide d’une lampe témoin l’arrivée du courant sur les bougies de préchauffage pendant que l’assistant met le contact simultanément. La durée d’alimentation dure entre 10 et 20 secondes.
Dans le cas de bougie de post-chauffage : il est parfois nécessaire de démarrer le moteur pour vérifier l’alimentation aux bougies. La durée d’alimentation peut s’étendre sur plusieurs minutes.
Dans les deux cas, en l’absence de courant le problème provient vraisemblablement du relais de préchauffage ou de l’alimentation de ce dernier. Vérifiez l’alimentation du relais, voir schémas de câblage dans la revue technique.
Si l’alimentation fonctionne, alors changez le relais.
Diagnostic des bougies de préchauffage
Débranchez la borne négative de la batterie (voir consignes de sécurité)
Repérez les bougies de préchauffage et leur accessibilité : un cache, une canalisation de gasoil ou une pipe d’admission etc. peuvent être déposé selon les cas.
Déconnectez les fils électriques des bougies, qui sont soit clipsés soit vissés sur la bougie. Dans certains cas il est nécessaire de sortir les bougies afin de déterminer leur état.
Touchez avec la borne positive (rouge) de l’ohmmètre la borne de connexion de la bougie, tout en appliquant la borne négative (noire) de l’ohmmètre au corps ou sur la culasse de la bougie.
Vérifiez à l’aide de l’ohmmètre que la liaison n’est pas interrompue (circuit ouvert) :
Liaison non-interrompue : vérifiez que la résistance mesurée soit la même sur chaque bougie. Si ce n’est pas le cas l’une des bougies est en panne.
Liaison interrompue : alors la bougie est en panne.
Comment changer des bougies de préchauffage ?
La dépose des bougies de préchauffage
Débranchez la borne négative de la batterie.
Repérez les bougies de préchauffage et leur accessibilité (une canalisation de gasoil ou une pipe d’admission peut être déposée si besoin).
Déconnectez les fils électriques des bougies qui sont soit clipsés soit vissés sur la bougie.
Dévissez les bougies.
La pose des bougies de préchauffage
Avant d’installer les nouvelles bougies, bien vérifier que la bougie neuve est identique à celle déposée.
Mettre de la graisse de démontage sur le filetage afin d’éviter la corrosion et de faciliter le démontage.
Installez la bougie avec la rallonge de clé à bougie (toujours à la main), dans son logement en prenant soin qu’elle soit bien droite (une bougie mal montée peut endommager le filetage).
Serrez à la main.
Finir le serrage avec la clé.
Reconnectez les fils électriques aux bougies.
Remontez si nécessaire la canalisation de gasoil ou la pipe d’admission.
= 2 x PI x f. Le courant électrique utilisé à la maison est AC.
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