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Du nouveau sur votre système d’échappement

L’évolution des quads; Nous l’avons tous remarqué avec l’arrivée de l’injection d’essence électronique. Cette amélioration technologique a alors supprimé la satanée manette d’étrangleur (choke) du paysage. Ce progrès a grandement ravi les quadistes et surtout ceux qui sont un peu moins en symbiose avec les principes de la mécanique. Chacun avait sa recette de démarrage bien adaptée aux caprices de sa monture. Maintenant, l’injection électronique s’occupe à merveille de cette tâche. Par la suite, le progrès a toujours continué, mais plus subtilement. Les constructeurs de quads y mettent continuellement beaucoup d’efforts. Parfois par obligations environnementales, sinon par souci de rendement moteur.

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Du nouveau sur votre système d’échappement
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Dans les dernières années, certaines composantes sont apparues sur les systèmes d’échappement de quelques constructeurs. On remarque alors un nouveau venu dans la famille de capteurs. Il est fixé sur la tubulure d’échappement. Qui est-il? La sonde à oxygène souvent accompagnée d’un convertisseur catalytique.

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La conception de la sonde à oxygène

La sonde à oxygène sert à mesurer la teneur en oxygène des gaz d’échappement. La substance d’analyse de cette sonde est composée de céramique, de dioxyde de zirconium, et plaqué de zircone de platine. Ce mélange est réactif à la différence d’oxygène entre ses surfaces. Cette réaction produit un faible courant de 0 à 1 volt que reçoit et interprète le module moteur. Sa conception lui permet alors d’exposer un côté de sa substance d’analyse aux gaz d’échappement et l’autre à l’air extérieur. Un mélange d’air/essence très riche va alors produire un courant supérieur à 0.5 volt et un mélange pauvre résultera une mesure sous les 0.4 volt.

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Pour être fonctionnelle, elle doit atteindre une température entre 300 et 600 degrés Celsius. Dans certains cas, un élément chauffant à l’intérieur de la sonde est utilisé afin de permettre un réchauffement plus rapide de celle-ci. Cette sonde a tout de même un gros inconvénient. Le module moteur peut interpréter la lecture de son mélange air/essence, à savoir, s’il est riche ou pauvre, mais pas possible de savoir à quel niveau il se situe.
Il existe un capteur beaucoup plus précis pour ce travail : la sonde « rapport air carburant » (air fuel ratio A/F) ou encore appelée à large bande. Malheureusement, son utilisation se fait attendre sur nos quads vendus au détail. On la retrouve sur des quads modifiés ou encore dans d’autres industries motorisées plus raffinées. Elle a l’avantage de réagir très rapidement et de mesurer précisément à quel niveau le mélange est riche ou pauvre. La correction de la cartographie se retrouve alors plus précise. Visuellement elle semble identique à une sonde à oxygène, mais le fonctionnement en est très différent.

Injection sans sonde à oxygène

Les moteurs fonctionnant sans sonde oxygène ajustent le mélange air/essence à partir d’une cartographie bien fixe. Le module effectue le mélange un peu comme une grand-mère qui produit une bonne recette avec des mesures à l’œil, mais sans jamais y goûter. Ça fonctionne à chaque fois, par contre, le résultat sera différent d’une fois à l’autre. Donc selon la dépression de l’admission, la température de l’air et du liquide de refroidissement, la position de l’accélérateur ainsi que le régime moteur, la quantité d’essence à injecter est choisie. Le module injecte sans égard face au résultat donné. On appelle ce principe de gestion moteur « à boucle ouverte» (open loop). Le module moteur effectue une action et aucun retour sur le résultat. La boucle reste ouverte.

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Fonctionnement du moteur avec une sonde à oxygène
La sonde à oxygène est utilisée pour vérifier le résultat du mélange air/essence après combustion. Les modules moteurs qui utilisent une sonde à oxygène monté sur l’échappement ont une cartographie adaptative plutôt que fixe. C’est-à-dire que le module moteur a une forme d’intelligence artificielle. Il conserve aussi en mémoire après l’arrêt du quad les ajustements de cartographie de la dernière randonnée et les utilise à la prochaine mise en marche du moteur. De plus, cette mémoire adaptative est très utile pour compenser l’usure ou l’encrassement de certaines pièces moteur qui peuvent influencer la combustion du mélange. Cette dernière permet au moteur de bien fonctionner malgré une légère défectuosité.

Lorsque le moteur est en marche et froid, l’injection fonctionnera de la même manière que les moteurs sans sonde à oxygène, donc en «boucle ouverte» (open loop). Une fois le moteur réchauffé, la sonde commencera à produire du courant selon la quantité d’oxygène présente dans les gaz d’échappement. À partir de ce moment, le module de commande moteur utilise cette donnée comme résultat de l’équation du mélange air/essence. Ensuite, le module augmente ou réduit continuellement l’injection d’essence de sa cartographie de base. C’est pour cette raison que la mémoire du module est dite adaptative. Ce principe de gestion moteur s’appelle «à boucle fermée» (close loop). On injecte, mesure le résultat et corrige la prochaine injection d’essence. Cette gestion de l’injection augmente grandement la précision et le maintien du rapport stœchiométrique.

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Le convertisseur catalytique

Le convertisseur catalytique n’a aucun effet positif sur la performance de votre quad. Sa mission est uniquement environnementale. Sa construction est de céramique, platine, palladium et bien d’autres produits. On devine que sa composition lui donne le prestige d’une très grande valeur monétaire. Son utilité est de produire une première réaction qui réduit les oxydes d’azote en diazote et en dioxyde de carbone, une seconde réaction d’oxydation des monoxydes de carbone en dioxyde de carbone ainsi qu’une dernière réaction d’oxydation des hydrocarbures imbrûlés (HC) en dioxyde de carbone et en eau. En gros, il agit comme un incinérateur.

Pour ce qui est des modifications de votre quad ou du système d’échappement, il y a une complication bien réelle. Si une modification pousse le module moteur à dévier sa mémoire adaptative au-delà des plages acceptables définies par le constructeur, le témoin d’anomalie moteur va s’allumer et un code de défaillance sera émis. De plus, le convertisseur catalytique a une capacité limitée à brûler les (HC). Si une modification au quad augmente significativement le taux de (HC) dans l’échappement, la combustion de ceux-ci en grande quantité à l’intérieur du convertisseur catalytique produira une très grande chaleur, au point de faire fondre l’intérieur du convertisseur catalytique.

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Vue intérieure d’un convertisseur catalytique

Bien que ces petits changements n’aient aucun effet sur l’utilisation de votre quad, il est à noter que le capteur à oxygène offre la possibilité de rendre votre moteur plus économique. Il n’est plus rare de remarquer de grosses cylindrées qui affichent une consommation d’essence très près des quads de gabarit moyen plus âgés. C’est le résultat d’une avalanche technologique à notre service.

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