Merci à Pascal 30 pour ses docs.
Effectivement, ça ressemble bien à un circuit série...
J'en profite pour faire un appel au peuple, car la doc ne suffit pas pour se faire une idée précise du circuit d'eau : si quelqu'un à la photo d'un joint de culasse usagé sur laquelle il peut indiquer les passages d'eau principaux et secondaires, ça m'intéresse...
nanard833 a écrit :Salut,
je ne serai pas si affirmatif
regardes
ici
A+
C'est à ce type d'essai que je pensais en évoquant quelque chose de simple à réaliser avec les moyens du bord.
La vidéo montre des écarts importants entre les débits de retour des injecteurs, ce qui traduit bien une anomalie, mais ça, le calculateur ne peut pas le détecter. Donc on ne peut pas vraiment parler de gestion folklorique de l'injection.
En fait, on est revenus - on est toujours restés devrais-je dire - au temps de la bonne vieille injection qui reste, électronique ou pas, bien ancrée dans le monde analogique, bien plus compliqué que celui de l'électronique numérique...
Du coup, ça m'a donné l'idée de développer un peu plus histoire d'échanger un peu plus finement sur cet intéressant sujet...
Commençons avec un crobard bien dégueu et continuons avec un baratin bien lourdingue...
Électronique ou pas, le problème reste inchangé depuis le début du Diesel : il faut faire décoller de son siège une aiguille d'injecteur dans un temps le plus court possible et avec une précision la plus élevée possible.
Mon dessin pourri montre, de manière très schématique, le principe utilisé, à savoir celui du tiroir.
L'idée consiste à jouer sur les équilibres - ou déséquilibres - d'efforts obtenus par une gestion astucieuse des pressions d'un côté ou l'autre de l'aiguille. Si la même pression est appliquée à chaque extrémité de l'aiguille, le rapport des surfaces est tel (plus l'effet du ressort de rappel) que l'aiguille reste bien plaquée sur son siège. On obtient cet état lorsque l'électrovanne de commande (en partie supérieure du dessin) est fermée.
Il ne se passe donc rien : pas d'injection et pas de fuite au delà du clapet. Et ce quelle que soit la pression dans le circuit (j'ai pris 1 500 bars pour le fun).
Que se passe-t-il si on ouvre l'électrovanne?
En partie haute, la pression baisse fortement (les chiffres indiqués sont bidon, c'est juste histoire d'aider à piger ce qui se passe). Il y a donc un mouvement de combustible en partie haute (une fuite se crée et le tout petit débit que permet l'ajutage ne permettant pas de maintenir la pression dans cette chambre, la pression baisse) et du coup, en partie basse, l'injection commence puisque l'inversion des efforts provoquée par la chute de pression de la chambre supérieure permet de vaincre la tension du ressort de rappel et à l'aiguille de se lever.
L'injection ne s'arrête que lorsque l'électrovanne se referme.
La vidéo montre précisément ce que représente le débit de fuite ; on voit tout de suite que si les débits sont déséquilibrés cela veut dire que l'électrovanne débloque. Et si elle débloque, ça veut dire que l'injection dérive en temps et en quantité de gas oil injecté par rapport à la situation de référence. On peut même imaginer que la fuite atteigne un niveau si élevé (au delà d'un certain stade, on peut même penser que la pompe HP peinera à compenser la fuite et que le calculateur le verra, mais ça reste à prouver) que l'injecteur peine à se refermer, le tiroir constitué de l'aiguille ne retrouvant pas un état d'équilibre totalement stable.
Par rapport à une injection purement mécanique dont les injecteurs se refermaient systématiquement dès que la pression délivrée par la pompe baissait, on constate que le recours à l'injection électronique et son corollaire obligatoire, le tiroir hydraulique, a introduit un point de complexité supplémentaire dans le système. En d'autres termes, non seulement on peut avoir un injecteur "pisseux" en raison d'une fuite au niveau de la portée de l'aiguille sur son siège mais aussi en raison d'une défaillance au niveau de l'électrovanne de commande.
Car il ne faut pas perdre de vue qu'une pression très élevée règne
en permanence au niveau du siège de l'injecteur ce qui n'était pas le cas pour les injections purement mécaniques.
Pourquoi a-t-il été nécessaire de faire appel à un tiroir? Ne pouvait-on pas commander directement au moyen d'une électrovanne sans passer par ce système de tiroir hydraulique?
Je suppose qu'il y a deux raisons à cela :
- les pressions et les efforts sont tels qu'il faut fortement amplifier les efforts de commande nécessaires à l'asservissement du système. Le problème est d'ailleurs rigoureusement le même pour les injecteurs piézométriques (empilement de pastilles de quartz, conception pour le moins alambiquée des actionneurs des piézos et tensions de commande avoisinant les 100 volts, donnent une petite idée du sac de nœuds à démêler pour maîtriser un tel système et en tirer des réponses précises et rapides) ;
ainsi qu'on l'a évoqué dans l'article sur les bobines d'allumage, l'inductance d'une bobine retarde l'établissement du courant en son sein ; commander une électrovanne de forte puissance, capable de vaincre des pressions élevées et laissant passer des débits instantanés non négligeables aurait certainement nécessité des bobinages à forte inductance. Or à régime élevé, comme pour les bobines d'allumage, les millisecondes pèsent très lourd. Donc il a fallu conserver des bobines minuscules, suffisamment rapides pour rester dans le tempo. D'où le développement des commandes piézométriques, qui permettent de s'affranchir de ces latences, donc de multiplier les injections dans un laps de temps très court.
Le problème est que l'électronique du moteur Ford ne peut pas vérifier si tout se passe normalement et en particulier si l'aiguille se déplace correctement : le calculateur ne mesure pas les fuites, il ne mesure pas non plus les levées d'aiguilles.
Il travaille seulement par algorithmes...
J'ai trouvé un document de Bosch qui, bien que simplifié à outrance, illustre bien qu'on est en présence de plusieurs espaces/temps :
- celui de l'électronique ;
celui de la levée d'aiguille ;
celui de la variation de pression dans le nez de l'injecteur ;
et enfin celui de l'atomisation du gas oil, seul paramètre vraiment important...
Bien qu'il s'agisse de chiffres très globaux, on constate qu'un temps de latence d'environ 0,35 millisecondes sépare l'ordre d'ouverture donné par l'ECU de la pénétration de la première gouttelette de gas oil dans la masse d'air comprimée.
On imagine alors bien que tout incident mécanique/hydraulique dans l'injecteur, et notamment un clapet insuffisamment étanche, va faire évoluer ces temps.
De même, à la fermeture, on constate qu'il faut environ 0,700 millisecondes pour que la pulvérisation s'arrête après que l'ECU ait passé son ordre de fin d'injection.
Là encore, tout retard dans la réponse du tiroir hydraulique entraîne une forte dérive par rapport au tempo théorique.
Je me répète, le calculateur du Ford ne dispose d'aucun moyen d'apprécier directement ce qui se passe dans l'univers hydraulique et mécanique de l'injecteur.
Pour le reste, je subodore que ces fameux codes à entrer dans la mémoire du calculateur portent sur deux paramètres clefs :
- la classe de débit (à temps d'ouverture et à pression identiques, chaque injecteur a un débit qui lui est propre) ;
et son délai de réaction.
Mais à chaque fois que j'ai posé la question, j'ai eu droit à une restitution en règle du protocole informatique prévu par le constructeur, pas à une analyse "personnalisée et commentée" des finalités du protocole en question...
J'en conclus qu'il faut donc, comme au temps de l'injection mécanique, suivre de près et manuellement l'évolution du système d'injection. En d'autres termes, rien n'a changé.
Je pense pourtant qu'il aurait été possible d'exploiter les ressources du contrôle commande électronique pour faire un peu plus simple, donc si ce n'est pas le cas, c'est que les constructeurs en ont décidé ainsi.
Pour protéger leur pré carré, évidemment.
Ça suffit à arrêter la majorité des mécaniciens de l'ancienne génération et perso, je trouve ça bien dommage.
C'est ici qu'on en arrive à mon histoire de point 0.
Le calculateur n'est pas totalement aveugle quand même : grâce au capteur de rotation de vilebrequin, il peut calculer la vitesse de rotation instantanée du moteur à partir d'un mouvement s'étendant sur quelques degrés de rotation du volant. Dès qu'il détecte une accélération ou un ralentissement à la suite d'une injection, il corrige le débit en + comme en -.
Cette correction est visible au travers de l'intensité (valeur et durée) à laquelle le calculateur soumet l'électrovanne de l'injecteur. Avec les appareils de diagnostic à 4 000 roros pièce (soit le prix de quelques bons oscillos classiques) il suffit de lire les valeurs de correction en clair sur un écran...
Ou alors, on en revient aux fondamentaux : l'oscillo. Et c'est beaucoup plus rigolo, car on peut même calculer les surfaces délimitées par les courbes, les dériver pour mieux comparer les 4 injecteurs entre eux, croiser tout ça avec les signaux délivrés par le capteur de vilebrequin, bref, que du bonheur!
Je me suis amusé à regarder cela dans le détail sur une des voitures du boulot dont le ralenti était instable (ce qui a montré qu'un injecteur commençait à "pisser de travers") mais je n'ai pas davantage gardé les oscillogrammes correspondants car je ne pensais pas intervenir sur ce thème un jour...
Alors je vous livre de la conserve issue d'une documentation générale. Comme les commentaires sont déjà faits, y a plus qu'à rédiger les bricoles qui manquent!
L'oscillogramme en question fait apparaître les corrections apportées par le calculateur en cas d'injecteur défaillant : son temps d'ouverture est prolongé et ce temps équivaut évidement à un débit supplémentaire.
Quand j'ai évoqué cette histoire de point 0, c'est cela qu'il me semble devoir être fourni par tout mécatronicien digne de ce nom : les valeurs des corrections ou les oscillogrammes commentés.
Car injecteurs neufs = corrections nulles ou presque. Dans le cas contraire, c'est que moteur débloque (défaut d'étanchéité).
En résumé, dans le cas qui nous intéresse, les mesures des débits de retours constituent un indice mais pour vraiment être sûr de son coup, une vérification à l'oscilloscope me semble indispensable. Et si on a le bonheur de disposer des points 0 relevés sur injecteurs neufs, il n'y a plus qu'à suivre les dérives.
Les règles usuelles conduisent apparemment à préconiser qu'au delà de 25% de dérive, il faut vérifier l'état des injecteurs.
Pour autant, le document de Bosch montre assez clairement qu'un contrôle complet des injecteurs (la cohérence de nos quatre espaces temps) semble quelque peu compliqué à réaliser. Et surtout dangereux : 1 600 bars, quand quelque chose claque sous cette pression, ça doit décoiffer...
C'est notamment pour cela que les règles de l'art précisent qu'après chaque changement d'organe, le premier démarrage moteur doit être fait capot semi-fermé. Qu'on ouvre ensuite progressivement pour voir si tout va bien...
Mais de là à faire régner l'omerta générale sur le contrôle des injecteurs, faut quand même pas pousser non plus. Peut-être aura-t-on l'occasion de débattre là-dessus...
Cela dit, cela ne règle pas le problème des casses moteur prématurées : la seule chose qu'il me semble raisonnable de faire, c'est de donc suivre l'injection de très près. Par les mesures de débit (c'est facile, pas cher et pas dangereux) et, pour ceux qui sont équipés, par les commandes en courant via un oscilloscope. Si on voit que les injecteurs dérivent rapidement (compte tenu de ce qui se dit sur les Ford, un contrôle tous les 20 000 km me semble constituer un ordre de grandeur raisonnable) c'est que leurs conditions de fonctionnement, et notamment l'évacuation de la chaleur, sont anormales.
Un puits d'injecteur qui se calamine, ce n'est pas normal. Et si les puits restent crades après changement des injecteurs, c'est encore des échanges thermiques en moins et des galères au démontage suivant en plus... D'où ma remarque en ce sens à la dernière inter, et les questions sur le refroidissement.
Où alors, les électrovannes ne tiennent pas la longueur.
Il me semble que ça a été le point faible des premiers injecteurs d'une marque plutôt réputée, pourtant...
Affaire à suivre!
