Pas de pression turbo TD5

[TheCat]

Je vais faire une capture des courbes dès que possible.

[Normand 1400]

The Cat,

on ne pourra pas faire grand chose avec une capture des courbes ; parce qu'il me permettra d'effectuer directement des calculs — dont je n'ai encore qu'une vague idée, car ils dépendront de la trombine des résultats — je préfère un fichier csv...

Cela dit, tu peux mettre la capture des courbes en ligne ou je m'en chargerai en même temps que les résultats des premières analyses. A toi de me dire ce que tu préfères.

Et si ... la manip pour récupérer les fichiers csv est ici (merci Pascal! ).

[africastef]

@africastef, je ne sais pas comment mesurer cette pression de gazole au niveau du régulateur.
J'ai cherché sur le forum, mais je n'ai pas trouvé la solution.

Il faut mettre un manometre en serie sur la durit qui arrive du filtre et entre dans le regulateur.
Le mieux sans outils specifique c'est de le faire faire.

[africastef]

The Cat,

on ne pourra pas faire grand chose avec une capture des courbes ; parce qu'il me permettra d'effectuer directement des calculs — dont je n'ai encore qu'une vague idée, car ils dépendront de la trombine des résultats — je préfère un fichier csv...

Cela dit, tu peux mettre la capture des courbes en ligne ou je m'en chargerai en même temps que les résultats des premières analyses. A toi de me dire ce que tu préfères.

Et si ... la manip pour récupérer les fichiers csv est ici (merci Pascal! ).

Dés que j'ai un peu de temps et que je roule avec le def, je sort un fichier CSV des données des capteurs d'un TD5 (le miens) qui pour l'instant fonctionne bien.

[Normand 1400]

Merci d'avance, Africastef!

Idéalement, il faudrait pouvoir disposer de deux groupes de données — qui peuvent être enregistrées en deux temps (en fait, ça dépend du nombre de variables que le Nanocom peut capturer simultanément) vu que les corrélations qu'on va chercher à établir au sein d'un groupe sont indépendantes :

• celles permettant d'analyser la « ligne d'énergie » de la veine d'air admise tout au long de son parcours jusqu'aux soupapes d'admission ;

• celles permettant d'analyser l'énergie apportée à cette veine d'air par le turbocompresseur.

En clair, la première série devrait comporter :

• la valeur de la pression atmosphérique. Sur les calculateurs modernes, le capteur de pression atmo est généralement situé sur la carte mère, donc complètement en dehors du circuit d'admission. Sur le Td5, je ne pense pas que ce soit le cas : on relèvera donc la pression le plus près possible de la prise d'air, en tout état de cause juste avant le turbo ;

• la pression à l'aval du filtre à air (idéalement) ;

• la température de l'air atmosphérique (idéalement) ;

• le débit d'air massique ;

• la pression de suralimentation ;

• la température de l'air compressé (idéalement).

Ces données permettent de vérifier que le circuit n'est pas le siège d'une perte de charge anormale (filtre à air crade, Durit sujette à l'occlusion, entrée d'air parasite) et que les capteurs fonctionnent correctement.

Et la seconde devrait être constituée :

• du régime moteur ;

• du débit d'air massique ;

• de la pression juste à l'amont du turbo ;

• de la pression de suralimentation.

On récupérera les valeurs de pression et de température de l'air atmosphérique à partir de l'essai précédent, ce qui signifie qu'il faut les réaliser tous les deux le même jour...

Les données de la deuxième série permettent, d'une part, de corréler régime moteur et débit d'air massique via un calcul relativement réaliste du taux de remplissage en air des cylindres et, d'autre part, de vérifier si la pression de régulation du turbo est correcte.

Puisque tu nous offres l'occasion de réaliser de la mesure destinée à la construction d'une situation de référence digne de ce nom, encore un point : outre les valeurs caractéristiques — la pression de suralimentation étant la plus intuitive de ces valeurs dites caractéristiques — la manière dont ces valeurs sont atteintes est également essentielle.

Le terme « manière dont ces valeurs sont atteintes » signifiant :

• combien de temps faut-il pour que la pression régnant à l'aval du turbo passe de la pression atmosphérique à la pression de suralimentation maximale ;

• et durant le même temps, comment varie le grammage d'air admis.

Le calcul illustrera le propos en son temps mais cela nécessite de bien choisir la zone d'essai. En tant qu'essayeur, il faut choisir une rampe (une côte) permettant, selon le rapport choisi, de faire brutalement monter le régime (moteur et turbo) en soudant l'accélérateur de bout en bout de la manip, en l'espèce entre 1 500 et 4 000 (4 500 grand max) t/mn avec un rapport plutôt court enclenché (2 ou 3). Le but de cette première manip est de mesurer la réactivité du turbo et la vitesse à laquelle il va accrocher. Mais cela ne conduira pas nécessairement au débit d'air maxi, le temps de l'essai pouvant s'avérer trop court.

Pour consolider un minimum l'essai au plan statistique, il est intéressant de réaliser trois ou quatre séquences d'accélérations successives (en laissant le turbo décrocher entre chaque séquence), d'où l'intérêt de choisir une rampe assez longue (et assez déserte, sinon y vont rien comprendre, derrière! ).

Il faut ensuite réaliser une seconde manip permettant de mesurer, de manière absolument certaine cette fois, le grammage d'air maximal admis : là, il faut plutôt choisir un rapport long (4, voire 5) afin de charger le moteur de manière plus insistante. C'est de cette manière qu'on peut vérifier que la cartographie du turbo se déroule correctement et, surtout, vérifier que la puissance délivrée par le turbo est correcte, sachant que par puissance, j'entends le plus gros débit massique d'air sous la plus grande pression possibles.

Tout est affaire de ressenti et de logique en phase d'essai et les calculs à venir auront uniquement pour rôle d'objectiver ce qui s'est passé en conduite réelle.

Autre point, capital également, que tu évoques à juste titre pour la deuxième fois dans ce sujet : la pression de gavage des injecteurs-pompe. La mesure de cette pression est essentielle mais elle est effectivement emmerdante à réaliser, car le calculateur ne la gère ni, surtout, ne la voit. Compte tenu du dysfonctionnement auquel est confronté notre ami, on ne pourra pas se contenter d'une mesure simple, à savoir moteur au ralenti, ce qui en rajoute une couche.

Comme pour les injections essence — et j'espère qu'on y reviendra dans le cadre du sujet sur le V8 injection qui ne prend pas ses tours — la pression de gas oil à l'admission des injecteurs doit être rigoureusement constante quel que soit le débit à injecter. En pratique, il faut formellement démontrer que la pression ne chute absolument pas même quand on demande de la puissance au moteur. En d'autres termes il faut donc, une nouvelle fois, réaliser la mesure sur route, pied dedans, turbo accroché depuis plusieurs secondes et moteur tournant à 4 000 t/mn au moins.

Si la pression de GO à l'amont des injecteurs chute quand la puissance demandée augmente, la quantité d'énergie fournie au moteur sera insuffisante et ses performances — en particulier son couple — vont évidemment s'écrouler.

Une autre solution existe pour mesurer les performances de la pompe de gavage : la faire débiter dès la sortie du réservoir et mesurer la quantité de GO pompée pendant un temps chronométré. Attention : dans ces conditions, la pompe débite à la pression atmosphérique et sans aucune perte de charge vu que le combustible ne circule plus dans le circuit normal. En clair, ça signifie que cette paisible pompe va se mettre à cracher comme une lance à incendie, ce qui peut être assez surprenant!

Donc attention à cet essai (prévoir un seau de 10 litres, des gants et des lunettes et se faire aider d'un chronométreur ) au demeurant très fiable et dont les résultats devraient, à ce titre, figurer en bonne place dans la base de données de référence attachée au Td5...

Bonnes mesures!

[TheCat]

Bonjour,

Comme promis voici un fichier CSV issu de mon Nanocom.
Le TD5 tourne maintenant normalement, après un bon nettoyage de la sonde température et pression d'air.
Les experts devraient être ravis de pouvoir analyser ces chiffres, qui semblent manquer sur le forum.

Le lien vers le fichier (que je ne peux attacher à ce message) :
https://kdrive.infomaniak.com/app/share ... 1e0109d65f

EDIT : un nouveau lien permettant de télécharger le fichier :
https://kdrive.infomaniak.com/app/share ... les/663970

Merci.

[Normand 1400]

TheCat,

c'est good, j'ai récupéré le fichier, par « la bande » et par ton nouveau lien!

Par contre, informatiquement, il manque la base temps et, techniquement, l'essai n'est pas significatif...

J'ai juste pu croiser les valeurs max de grammage d'air avec celles de Tsentsaï : elles se recoupent.

Par ailleurs, ta pression turbo s'envole par moments (on trouve pas mal de valeurs à 2 bars) ce qui n'est pas normal : il faut donc regarder d'un peu plus près le coude de montée en pression et la régulation en régime établi.

Du coup, j'ai cherché avec un peu plus d'insistance d'où pouvait venir l'erreur (un rapport d'environ 7,6) entre les restitutions Nanocom et les valeurs physiques vraisemblables.

Au final, on tombe sur un grand classique : les pisseurs de code se sont pris les pieds dans le tapis des unités...

Les valeurs Nanocom sont exprimées non pas en g/s mais en Lb/mn ; du coup, sachant qu'une livre correspond à 453,59 g, en divisant ce dernier terme par 60, on aboutit à un coefficient correcteur de 7,560, ce qui fait que les 600 « g/s » du début (et évoquées ici) deviennent physiquement cohérents (environ 80 g/s) même si au ralenti, le compte n'y est pas encore tout à fait (à peine la moitié de la valeur théorique) ce qui s'explique probablement par l'inévitable encrassement du débitmètre vu que tu n'as plus d'EGR...

J'ai poursuivi l'exploitation (qui relève malheureusement de la bidouille de précision comme dirait Pater) à partir des graphiques de Tsentsaï et je vais en poster les principaux résultats, ce qui permettra à ceux que ça intéresse de mieux comprendre ce qu'on peut tirer de tout ce fatras et, conséquemment, de mieux cadrer les essais routiers.

A suivre...

[TheCat]

Merci pour ton analyse Normand.

Pour ce qui est l'erreur sur l'unité de mesure, la doc de Nanocom dont je dispose parle de gramme par heure (voir CSV), ce qui est impossible en effet : 80 gr par heure au ralenti (sachant qu'un litre pèse +/- 1,2 gramme selon la pression ambiante et le température), ça voudrait dire 66 litres par heure... C'est donc complètement farfelu, on est d'accord. Si ce sont des grammes par seconde, 66 litres par seconde est tout aussi idiot. Maintenant le calcul simple de 2,5 litres de cylindrée à 850 tours par minute correspond à une volume requis (à pression ambiante) de 2125 litres par minute, soit 35 litres par seconde, soit donc 42 grammes pas seconde, ce qui est semble cohérent. A 3000 tours/minutes, cela nous mêne si mes calculs sont bons à 147 grammes... Si le turbo est à deux bars, on peut peut-être doubler ce volume (je ne sais pas si cette hypothèse est valide), soit 300 gr. Or je lis en effet souvent des montées à 500gr / seconde (à fond) pas enregistrées dans le CSV. Bref, mystère.

Pour ce qui est de la pression "manifold" (je ne sais pas la différence avec la pression turbo, par enregistrée dans le CSV), la doc Nanocom parle d'un max de 210 pour le Defender et 230 pour un Disco. Nous n'en sommes pas loin, même si un peu au-dessus.

Enfin, je ne comprends pas en quoi le shunt de l'EGR peut avoir une influence sur l'encrassement du débimètre qui se trouve juste en sortie de filtre à air.

[Normand 1400]

Les choses devraient s'éclairer d'elles-mêmes avec les restitutions que je prépare mais à ce stade, j'ai réagi parce que les graphes de Tsentsaï ne révélaient aucun pic de pression turbo (la pression « manifold » est la pression turbo, car elle est donnée par le capteur implanté dans le circuit d'admission à l'aval du turbocompresseur).

Par contre, ce qui est intéressant, c'est la valeur de 210 kPa rapportée dans ta doc : il est possible qu'on atteigne une telle valeur en pointe, mais le tout sera alors de savoir comment la régulation ramène la pression à sa valeur de consigne, soit 120 kPa (1,2 bars) d'après ma doc. Sur les graphes de Tsentsaï, on distingue un début de « flottement » de la soupape de régulation du turbo, mais la résolution temporelle du Nano n'est pas suffisante pour sortir une belle mesure.

Si, à l'occasion, tu peux trouver de l'info sur la durée maximale d'enregistrement et la meilleure résolution temporelle du Nano, je suis preneur. Pour savoir de quoi il est question, tu peux éventuellement lire ça.

En ce qui concerne le débit d'air massique, la présence d'un EGR réduit le débit apparent (ce que voit le débitmètre) une partie de la masse d'air aspirée par le moteur provenant de l'échappement. Ainsi, sur mon 300 TDi, le taux de recyclage atteint quasiment 60% du grammage d'air total aspiré au ralenti. Ce chiffre peut paraître énorme (la mesure a été faite avec un débitmètre de labo que j'utilise pour régler les ventilations mécaniques contrôlées, donc il est fiable) mais il faut juste se souvenir que la quantité d'oxygène contenue par les gaz d'échappement au ralenti est encore très élevée...

Enfin, la doc du Td5 parle d'un papillon situé sur le circuit d'admission : existe-t-il sur ton moteur?

[Normand 1400]

Comme annoncé, j’ai pris un peu de temps pour analyser la sortie Nanocom de The Cat. Sachant que c’était la première fois que je disposais d’un tel fichier, j’en ai profité pour regarder dans le détail ce qu’il contient, ce qu’on peut en tirer et en déduire comment réaliser des essais suffisamment représentatifs permettant de cerner les contours de la situation de référence, ce terme désignant l’état de fonctionnement normal de ce moteur.

C’était également l’occasion de présenter quelques idées permettant, via des calculs numériques plus ou moins élaborés, de se faire une idée un peu plus précise du fonctionnement de détail du Td5.

Voici ce que contient le fichier :

L’unité dans laquelle est exprimée la colonne A n’est pas précisée : c’est dommage, car c’est la base temps, autrement dit la colonne vertébrale de l’ensemble du système de mesure. Lors de nos échanges à propos du modulateur ABS du Td5, nous avions déjà soulevé cette question, sans obtenir de réponse de la communauté. Du coup, en chronométrant les temps d’acquisition, nous avions fini par considérer que l’unité en question était la seconde.

J'ai donc repris cette base.

Si on excepte la colonne M que j’ai rajoutée afin de calculer la pression relative de suralimentation, on dispose donc de 23 paramètres reflétant le fonctionnement du moteur qui sont le résultat d’une requête informatique adressée au calculateur moteur par l’interface Nanocom, lequel retourne une réponse à la cadence de l’ordre de la seconde, la durée maxi d’une séquence d’enregistrement ne semblant pas limitée.

Pour l’époque (fin des années 90) on peut considérer ce résultat comme excellent : il faut bien voir qu’on dispose de toutes les informations communicables par l’ECU ce qui, lors d’une exploitation un peu plus poussée, permet de jongler avec les différents paramètres afin d’en analyser les tendances de fond.

Par ailleurs, les fichiers générés restent simples et légers ; contrairement aux fichiers générés par les appareils de mesure numériques (notamment les oscilloscopes) leur manipulation et leur exploitation ne requièrent pas de grosses capacités de stockage ni de calcul.

La limite de l'interface concerne l’injection et, de mon point de vue, elle est double.

La première concerne la pression d’alimentation des injecteurs : il n’a pas été jugé utile par les concepteurs du système de faire remonter cette donnée, la dite pression étant fournie par une pompe électrique et régulée par une soupape mécanique classique. Dans l’absolu, ce choix est fondé : si la pompe lâche, le moteur s’arrête, donc la panne sera rapidement trouvée. Par contre, si le couple débit/pression n’est pas conforme, notamment lorsque la consommation instantanée du moteur devient significative, la détection du défaut ne pourra se faire qu’en raccordant un manomètre sur le d’admission circuit gas oil (circuit culasse) afin de suivre plus ou moins manuellement l’évolution de la pression, ce qui est peu efficace et, surtout, très lourd à mettre en œuvre, surtout en conduisant.

Ensuite, aucune information de remonte sur la gestion de l’injection proprement dite. Il aurait pourtant été judicieux de disposer à minima du résultat des calculs de l’automate, généralement exprimé sous forme de consommation instantanée (en g/unité de temps généralement). Là encore, ce choix peut se comprendre : sur des injecteurs-pompes, le pilotage du débit injecté se fait uniquement via leur temps d’ouverture, la pression d’alimentation étant en théorie à peu près constante. Dans ces conditions, l’affectation d’un code défaut en cas de défaillance est inutile, tout simplement parce qu’en cas de panne (coupure de l’électrovanne de commande de l’injecteur) le moteur va là encore s’arrêter.

La colonne B est le régime moteur, exprimé en tours/mn.

On note que la colonne C fait remonter la vitesse du véhicule en km/h : cette vitesse est déterminée par le calculateur d’ABS qui dispose pour cela des quatre capteurs dédiés au suivi de la rotation des roues.

Il était donc possible de faire remonter, soit la conso instantanée, soit la conso kilométrique. Perso, je préfère la première, car elle permet d’étudier la conso au ralenti, ce qui permet de repérer un début de dérive de la qualité de pulvérisation ou de la pression d’alimentation des injecteurs sans devoir recourir à la métrologie lourde qu’exige un contrôle complet des injecteurs-pompes. En d’autres termes, il me semble toujours préférable de disposer de la conso horaire que de la conso kilométrique, qui devient évidemment infinie quand le véhicule est arrêté (division d’une grandeur finie, la conso instantanée, par 0 km/h) donc inexploitable.

À ce stade, il est intéressant d’ouvrir une parenthèse sur l’intérêt de croiser les colonnes B et C : ce peut être notamment l’occasion de vérifier que le calculateur d’ABS fonctionne correctement — du moins le module dédié au suivi de la vitesse de rotation des roues — et que les calculateurs moteur et ABS communiquent normalement.

La planche suivante montre ce que l’on obtient en croisant le régime moteur et la vitesse du véhicule :

En partie gauche du graphe, les données sont dans un état que l'on peut qualifier d'« indéterminé » : régime et vitesse ne sont pas corrélés, tout simplement parce que les points peuvent être enregistrés lors des changements de rapport, la transmission étant alors débrayée. En revanche, dès qu’un rapport est engagé, on voit se dessiner quatre groupes de points parfaitement alignés ; cet alignement traduit le rapport existant entre le régime et la vitesse du véhicule, autrement dit représente la démultiplication totale, qui inclus également le rayon sous charge des pneumatiques, cette donnée étant introduite dans les registres du calculateur d'ABS, chargé de déterminer en temps réel la vitesse du véhicule à partir de celle de ses quatre roues.

Un traitement statistique classique permet d’obtenir les quatre droites matérialisant les rapports utilisés durant l’essai. On remarque que la cinquième n’a pas été utilisée :

L’exploitation du graphe est très simple : on regarde, pour un régime moteur choisi (ici 3 000 t/mn) quelle vitesse on obtient (87,4 km/h dans l’exemple). Et en faisant de même pour tous les rapports, on visualise instantanément l’étagement de la boîte, que l’on peut également présenter sous forme de tableau :

Un œil attentif remarquera que plus le régime moteur augmente, plus le gradient (l’écart de vitesse) entre chaque rapport est grand. Cette constatation me permet de revenir un instant sur les boîtes robotisées : d’aucun se demandent sans doute pourquoi, alors que le couple, le rendement et la disponibilité des moteurs actuels sont très supérieurs à ceux des moteurs de naguère, les boites d’aujourd’hui comptent jusqu’à dix rapports quand les vieux treuils d’antan n’en comportaient généralement que quatre. La réponse est dans ce graphe : si on ne veut pas que les régimes moteur varient très brutalement à chaque montée de rapport, ce qui aurait pour conséquence des efforts colossaux liés à la variation de l’énergie cinétique des pièces en mouvement dans le moteur, notamment la distribution (changement de rapport qui, actuellement, prend en moyenne deux dixièmes de seconde et, dans quelque temps, prendra environ la moitié de ce temps, je laisse donc aux amateurs le soin de faire les calculs qui vont bien) il faut donc resserrer l’ « éventail » des rapports — autrement dit en multiplier le nombre — si on veut que la mécanique ait quelques chances de survivre durant un temps raisonnable.

Celui du leasing, par exemple.

Il faut aussi multiplier le nombre d’embrayages, sans parler de toute la quincaillerie mécanique, électrique, électronique et informatique dédiée à la gestion de tout ce petit monde. L'ensemble étant, bien entendu, totalement incapable d’anticiper sur les conditions de conduite qui s’ensuivront dans les deux secondes en présence de configurations un peu compliquées (le calculateur ne dispose évidemment d’aucune information lui permettant d’anticiper sur les conditions à venir — profil en long et tracé en plan du parcours, congestion, présence d’obstacles divers tels les giratoires, etc. — et cette situation risque de durer encore un petit moment) d’où des changements de rapports aux moments les plus inopportuns, notamment en montagne.

Bon, c’est sûr, pour aller d’un feu rouge à l’autre en plein Paris en soudant l’accélérateur musikàdonf, ça marche plutôt bien.

Bref, comment utiliser une sonnette de quinze tonnes pour écraser une mouche, ou flatter la fainéantise des uns et l’image de soi des autres en créant des usines à gaz aussi coûteuses — en matière grise, matériaux nobles et énergie — que discutables.

Le paramètre suivant est un grand mystère : la colonne D fait remonter une erreur sur le régime de ralenti. J’avoue ne toujours pas avoir bien capté le sens et l'objectif de cette donnée.

Le graphe suivant permet de se faire une idée du lien entre le régime moteur et l’erreur ralenti :

On voit nettement que les deux grandeurs évoluent ensemble : il ne s’agit donc pas d’une « erreur », mais d’autre chose.

Si on examine l’évolution des courbes à l’instant précis où l’Idle Speed Error devient nulle (point en lequel la courbe bleue coupe l’axe des abscisses) on constate que le régime moteur (courbe rouge) est de 780 t/mn environ.

Formulé autrement, l’erreur devient nulle quand le régime moteur est de 780 t/mn : j’en conclus donc que cette fonction sert à piloter le régime de ralenti. Et il se pourrait qu’elle le pilote à partir de l’écart entre le régime moteur constaté et le régime de consigne.

Étant d’un naturel méfiant face à des conclusions apparemment simples, j’ai regardé ce qui se passait lorsque cet écart grandissait, notamment au moment où il est le plus élevé.

Le graphe suivant résume la manip :

L’axe vertical pointillé montre que pour un régime moteur de 1 410 t/mn, l’erreur ralenti est de 390 t/mn, l’écart étant de 1 020 t/mn : ce résultat est donc incohérent.

Par contre, on remarque qu’il l’était l’instant d’avant (pour être précis, un peu plus de deux seconde avant, comme l’indique la base temps) : le régime moteur était alors un petit 1 000 t/mn et l’Idle Speed Error pointait à ce moment aux alentours de 250 t/mn, soit toujours un ralenti théorique de l’ordre de 780 t/mn.

On en conclut que cette fonction a bien pour objet de gérer le ralenti mais que la remontée des données, du genre lente, en réduit l'intérêt. En d’autres termes, la logique aurait voulu qu’aucune donnée ne remonte dès que le conducteur commence à donner des ordres au moteur (via le transducteur d’accélérateur sur ce type d'injection).

Ça tombe bien, on va justement s’intéresser au transducteur d’accélérateur (colonne E, F, G et H). Au passage, j’en profite pour évacuer la colonne I (tension batterie) : comme dit précédemment, les injecteurs sont pilotés uniquement par le temps d’ouverture, la pression de GO les alimentant étant supposée constante. Par contre, il faut aussi que la tension électrique alimentant leur solénoïde le soit si on veut éviter les dérives de dosage. Comme une tension constante est impossible à tenir en pratique, le calculateur doit donc systématiquement tenir compte du niveau de cette tension pour le calcul de ses temps d’ouverture (plus elle est faible et plus le temps d’ouverture sera long). D’où la remontée de cette variable (et mon regret sur la non remontée de celle de la pression de GO ).

Dans notre cas, la valeur moyenne de la tension s’établit à 13,797 V, l’écart-type étant de 3,087 V, ce qui n’appelle aucun commentaire particulier.

Je laisse pour l’instant de côté tout ce qui concerne la gestion de l’air et notamment la colonne J avec son unité bizarre dont il a déjà été question. Pourquoi ? Parce que les essais réalisés ne permettront pas, in fine, d’obtenir des valeurs suffisamment discriminantes.

Les colonnes N, O et P montrent que le moteur n’était pas suffisamment en température lors des mesures : 67° en début d’essai pour 89 en fin pour la tempé moteur et 43°/58° pour la tempé mazout.

L’EGR étant désactivée sur notre moteur, les colonne Q et R n'ont pas lieu d'être exploitées.

La colonne R (modulation de la soupape de régulation turbo) sera exploitée par des traitements à venir.

On va maintenant s’intéresser à ces fameuses corrections injecteurs (colonnes T à X). Mais là, j’avoue que la signification physique de ces paramètres me laisse toujours aussi perplexe. Certains ici doivent d'ailleurs se souvenir qu’on a déjà tourné un petit moment autour de cette question avec au moins deux sujets consacrés au Td4.

Sur ce moteur, plus récent, on avait constaté que les sommes des corrections injecteurs étaient en permanence égales à 0 et que certaines d’entre elles dérivaient dans le temps et/ou avec la pression de rampe, ce qui n’avait aucun sens physique ou révélait une gestion étonnante du moteur.

Dans mon monde, pour que des corrections dynamiques du débit aux injecteurs aient un sens, il faut obligatoirement disposer d’une boucle de régulation et d’un état de référence.

Ce moteur n’étant pas catalysé, on perd une boucle possible ; il ne reste donc que le ralenti.

Je pense que le Idle Speed Error a un vague rapport avec notre affaire mais pour le savoir — et surtout le démontrer — il faudrait faire tourner le moteur au ralenti quelques minutes puis analyser l’évolution des différents paramètre dans le but de faire émerger, s’il en existe, des corrélations.

L’essai n’ayant pas du tout été configuré pour cela, il est impossible de statuer davantage sur cette thématique.

Par contre, l’essai révèle déjà des éléments intéressants :

Les cinq premiers graphiques correspondent à nos cinq cylindres : malgré les importantes fluctuations de régime caractérisant l’essai, les corrections sont permanentes et apparaissent toutes assez régulières, plutôt positives ou plutôt négatives pour certaines.

Le sixième et dernier graphe représente la somme des cinq corrections instantanées : on constate que ce terme n’est jamais nul et que les pointes observées résultent de fluctuations qu’il serait nécessaire d’explorer davantage au moyen d’essais spécifiques pour en comprendre le sens. Comme ce n’est pas le cas pour le moment, on arrêtera également là l’analyse.

Par contre, histoire de mieux en sentir les tendances, j’ai quand même procédé à une petite analyse statistique de la somme de ces corrections.

Voici d’abord la restitution générale :

Classiquement, on trouve les corrections en abscisses et la population (c’est-à-dire le nombre de valeurs pour une valeur de correction donnée) en ordonnées ; les croix représentent les données brutes et la courbe bleue ce que l’on obtient après filtrage des données.

Les croix et la courbe bleue appartiennent à la famille des sigmoïdes, ce type de fonction modélisant assez bien le passage d’un contexte à un autre : on les retrouve en statistique, en logistique (pénétration d’un marché par une technologie nouvelle) et dans d’autres domaines très divers (j’y reviendrai lors de l’analyse de la dynamique d’évolution du couple délivré par le Td5). En stats, une telle fonction elle est plus souvent appelée fonction de répartition : elle tend vers 0 dans sa partie gauche et vers une valeur finie dans sa partie droite. En résumé, elle forme un « S », d'où son petit nom.

La courbe rouge, elle, représente la manière dont cette sigmoïde varie ; mathématiquement, c’est sa dérivée, autrement dit la pente de la droite tangente à la sigmoïde en chaque point. Elle est également appelée fonction de répartition : dans le cas qui nous concerne, son pic correspond à la valeur de correction des injecteurs que l’on a le plus de chances de voir apparaître au bout d’un temps suffisamment long.

Bien sûr, la construction de ces courbes relève de la plus parfaite blairométrie : je travaille complètement au feeling en faisant varier les différents paramètres de la machinerie calculatoire sous-jacente et lorsque l’affaire se stabilise à un niveau qui me semble cohérent et que les quelques corrélations théoriques basiques avec lesquelles je pilote le zinzin me semblent suffisamment robustes, je passe à l’étape suivante.

La pire des boulettes serait en effet de claquer sur cette matière brute des modèles préétablis (Gauss, Weibull, etc.) : l’intérêt de la manip est précisément de voir quelle est la structure réelle des données remontées, pas de tout écraser avec des modèles préétablis dont le domaine de validité est en général bien trop réduit au regard de la grande diversité des données remontées.

Et ce d’autant plus que la variation de la structure même de chaque courbe (la famille mathématique dont elle relève) peut constituer un signe avant-coureur que quelque chose est en train d’évoluer à bas bruit dans les mécanismes de régulation du moteur.

Pour résumer, exit les logiciels clefs en main et autres gadgets « intelligents » : à l'ancienne, tout à la mano et au flair et c’est très bien ainsi!

En l’espèce, on voit que la corrélation moyenne (en rouge) correspond à une valeur légèrement négative et que l’allure du modèle statistique sous-jacent est globalement gaussienne, sans plus. Un calcul classique de moyenne montrerait que celle-ci vaut 0 alors que l’analyse de la courbe réelle révèle que la valeur dont la probabilité est de 50 % (une chance sur deux de la dépasser ou une chance sur deux de ne pas la dépasser) est en réalité de l’ordre de -0,5.

L’écart à la moyenne théorique induit par la légère dissymétrie de la distributive a très certainement un sens physique : il est en effet probable que la tendance baissière de la correction sur les cinq minutes (environ) qu’a duré l’essai soit liée à la montée en température du moteur et du combustible. En d’autres termes, le calculateur a probablement réduit d’un poil la quantité de GO injectée en raison de la baisse des frottements internes (huile plus fluide) et des meilleures pulvérisation et inflammabilité du fuel.

Pour info, voici le détail du calcul :

La droite verticale pointillée sépare l’aire comprise entre la courbe rouge et l’axe des abscisses en deux surfaces rigoureusement égales et coupe l’axe des abscisses pour une correction injecteurs valant -0,496.

Pour proposer des valeurs de référence il faudrait, a minima après avoir mis le moteur complètement en température, le laisser tourner cinq bonnes minutes au ralenti afin de s’assurer de la bonne robustesse statistique de la mesure puis, après avoir vérifié l’absence de dérives suspectes, refaire le calcul. Lequel devrait, cette fois, logiquement aboutir à une correction moyenne très proche de zéro et à une répartition quasiment gaussienne des corrections.

Donc attention aux températures lors des essais.

Pour autant, avec l’essai dont on dispose, on ne remarque aucune dérive d’ampleur ni de corrélations/décorrélations improbables comme c’était le cas avec le Td4 : en résumé, l’affaire se présente plutôt mieux avec ce moteur, pourtant plus ancien.

Venons-en maintenant à l’étude de la dynamique de gestion de l’air admis.

Pour ce faire, il faut vérifier que l’essai pousse suffisamment le moteur dans ses retranchements pour rendre visibles les mécanismes de régulation que l’on cherche à vérifier.

Une piste d'analyse consiste à corréler l’intensité de l’accélération, le régime moteur et la pression régnant dans le circuit d’admission. L’idéal pour cela aurait été de prendre également en compte la consommation instantanée du moteur mais, comme déjà évoqué, l’interface Nanocom ne le permet pas.

En théorie, cette lacune pourrait être contournée, mais à la double condition :

de connaître la loi de débit théorique des injecteurs (autrement dit, le débit injecté en fonction de leur temps d’ouverture) ;
de pouvoir mesurer ce temps, ce qui nécessite impérativement de faire appel à un oscilloscope.

Sachant que pour ce faire, il faut mesurer le courant et la tension commandant les électrovannes des injecteurs. Pas de bol, la structure du faisceau rend la manip compliquée, ce qui rend la vérification du débit injecté pratiquement irréalisable.

Idem pour la qualité de la pulvérisation : les injecteurs pompes sont mus par une came directement commandée par le moteur et tarés à une pression d’ouverture de l'ordre de 1 800 bars. En pratique, même en imaginant une commande électronique de leur électrovanne, il est impossible de les faire monter en pression sans disposer d’un banc spécifique.

La seule solution à peu près réaliste consiste donc à suivre en temps long la dérive des corrections injecteurs au ralenti et, surtout, analyser la gestion de l’alimentation en air et la manière dont le moteur encaisse une forte demande de charge en mesurant la dynamique de sa montée en régime afin de la comparer à une situation de référence.

Le Nano nous fournit quatre données : la position du transducteur d’accélérateur (accélérateur électronique), le régime moteur, la pression dans la tubulure d’admission et l’activité de la soupape de régulation du turbo (Wastegate).

L’accélérateur traduit la demande de charge en provenance du conducteur : c’est donc lui qui gouverne le système.

Graphiquement, on obtient :

Afin de limiter les coups de hache rendant les courbes peu agréables à l’œil — lesquels trouvent leur origine dans une fréquence d’acquisition trop limitée — elles ont été lissées avec une cubique.

Bah oui, j’ai mes petites habitudes…

On remarque immédiatement que sur l’ensemble des coups de chausson distribués lors de l’essai, seuls cinq ont donné lieu à un début de régulation du turbo : entre 30 et 70 secondes pour être précis.

Regardons d’un peu plus près ce qui se passe sur l’intervalle de temps en question :

Les règles verticales (de A à E) nous fournissent une vision qualitative assez précise du travail fourni par la cybernétique.

En A, alors que l’accélération ne faiblit toujours pas, la pression turbo a commencé à s’installer. À partir du moment où le régime moteur a dépassé un certain niveau (probablement 1 500 t/mn) le calculateur commence à anticiper sur le risque d’emballement et déclenche l’ouverture de la soupape de régulation. Quelques secondes après, l’accélérateur commence à être relâché : le calculateur referme alors la soupape de régulation.

En B, la pression de suralimentation résiduelle est plus élevée qu’en A. Bien que le régime moteur soit assez similaire au cas précédent, l’ECU, percevant une demande de charge s’intensifiant dans un contexte un peu plus tendu, va immédiatement commencer à ouvrir la wastegate. L’accélération étant maintenue à un niveau très élevé, la pression de suralimentation s’élève très rapidement : le système va alors ouvrir significativement la soupape de régulation du turbo afin de faire baisser la pression de suralimentation. Il ne refermera complètement la soupape de commande qu’une fois l’accélération significativement relâchée.

En C, le moteur ne tourne pas encore très vite et le turbo a complètement décroché : l’effet de l’accélération ne se fait donc sentir qu’au bout de deux bonnes secondes. Mais dès que le calculateur comprend que le moteur risque d’entrer dans une phase de libération d’énergie quasi-exponentielle — ce que l’on identifie par la forme caractéristique de la courbe modélisant la pression de suralimentation, j’y reviendrai plus loin — il enclenche la régulation turbo. Qu’il va ensuite limiter dès la diminution de l’accélération.

En D, la pression de suralimentation résiduelle reste très élevée et le régime moteur, bien qu’à tendance baissière, n’a pas encore beaucoup faibli : le temps de réponse du turbo sera par conséquent très court. Il en résulte que l’ECU va commencer à réguler la suralimentation dès la première sollicitation de l’accélérateur.

En E, le régime moteur reste stationnaire et la pression turbo résiduelle élevée : pour ne pas que la bête s’emballe, le calculateur intervient donc dès le début de la nouvelle accélération.

Il est bien évident que la cybernétique régule également le volume de gas oil injecté, mais comme on ne peut pas le voir…

La description qui vient d’être faite, très qualitative au sens où elle permet de bien faire émerger le travail de régulation, doit maintenant être suivie de la construction de corrélations plus robustes permettant la construction d'une situation de référence.

C’est là où les choses se compliquent un peu, car il faut recourir à plus haute dose à la cuisine numérique.

On commence par superposer toutes les montées en pression de l’admission jugées significatives. Comme déjà dit précédemment, j’ai calé les seuils au feeling : en pratique, j’ai retenu 14 montées en pression :

L’affaire ressemble à une chevelure flottant au gré du vent ; un peu de poésie dans ce monde de brutes ne fait pas de mal, hein ?

On voit immédiatement que ces quatorze essais ne sont pas du tout comparables : les temps sont différents, les montées en pression aussi, les pressions résiduelles également.

Les esprits chagrins vont commencer à suspecter la médiocre répétabilité, la folklorique reproductibilité, etc, etc, de l’essai.

Si on met de l’ordre dans ce fatras en tirant la meilleure régression possible, on obtient quelque chose. En fait, le problème est qu’on obtient toujours quelque chose : le tout est de savoir si le résultat obtenu est significatif.

Le calcul aboutit à un coefficient de régression de 0,54 (le R²). Les esprits chagrins avaient raison : la dispersion de la donnée la rend inexploitable.

Pour avancer malgré tout, j'ai ressorti un vieux dossier : les graphes mis en ligne par Tsentsai. Pour rappel, les voici :

Ensuite, on délimite la partie intéressante :

Après, la tambouille devient lourdingue à souhait, car il faut numériser les graphiques, d’où ma demande d’obtention de fichiers CSV, car c’est quand même beaucoup plus simple ainsi !

On obtient ceci :

Derrière ce graphe d’apparence anodine et reproduisant assez fidèlement l’original, on a maintenant des fichiers dont la fréquence d’échantillonnage a été passée à 175 millisecondes, ce qui permet de leur faire subir des traitements mathématiques divers et variés. Évidemment, tout cela relève d’une cuisine numérique des plus indigestes et qui, en aucun cas, n'a permis de créer de la « vraie » donnée...

Pour ceux qui aiment bien visualiser, ça donne un truc du genre :

Comme dans le cas précédent, on a donc relié les quatre paramètres indispensables à l’analyse : le temps, la pression de suralimentation, le régime moteur et le grammage d’air absorbé.

La tambouille peut alors commencer : attaquons par le régime moteur.

Le graphe suivant montre le détail de la variation du régime en fonction du temps :

Ce qui est intéressant dans cette histoire, c’est la forme de la courbe : on a une très belle courbe en « S » dont l’interprétation physique est la suivante : tant que le régime augmente, c’est que le couple résistant reste inférieur au couple moteur. Malheureusement, la difficulté d’un essai routier, contrairement à un essai au banc, c’est que le couple résistant n’est pas nécessairement constant : on a d’abord l’effet du vent/de l'air, qui se fait d’autant plus sentir que la vitesse du véhicule augmente, mais aussi les frottements divers et variés (frottements mécaniques, des pneus sur le sol, etc.) qui, globalement, ont tendance à augmenter avec le carré de la vitesse.

Si on revient à ce qui définit un bon essai, il faut donc choisir une rampe très régulière, que l’on va parcourir à la vitesse la plus réduite possible, tout en s’arrangeant pour que l’essai soit le plus long possible vu que lorsqu’il génère son CSV, le Nanocom ne sort qu’un point par seconde ce qui est, comme déjà dit, un peu trop lent.

Là, quelques bricolages mathématiques que l'on va laisser dans l'ombre ont révélé que la courbe n’avait pas trop mauvaise allure et qu’on pouvait conséquemment en tirer des ordres de grandeurs pas complètement déconnants. En d’autres termes, le couple résistant n’a pas tellement varié, d’où une courbe d’évolution temporelle du couple moteur assez proche de la courbe théorique qu’on obtiendrait au banc.

La subtilité de l’affaire consiste à regarder comment cette courbe varie l’instant d’après par rapport à l’instant d’avant. C’est un peu comme le pic du pétrole : de nos jours, chaque année, on découvre moins de pétrole qu’on n’en avait trouvé l’année précédente, ce qui n’empêche pas la consommation mondiale d’augmenter encore et toujours, ce qui fait qu'on en conclut que tout va bien…

Ce fameux pic du pétrole, notion pour le moins absconse, traduit simplement le fait qu’une ressource n’est pas épuisable. C’est Ron Hubbert qui, le premier, a pointé ce phénomène dans les années 50 pour le pétrole US. Dans le cas qui nous concerne, les ressources du moteur ne naturellement pas infinies non plus, mais un autre mécanisme vient d’entrer en jeu : la régulation.

Si on revient à notre courbe, on obtient ceci :

En bleu, le régime moteur et en rouge, la variation de ce régime en fonction du temps. Comme pour l’exemple du pétrole, le régime ne cesse pas de croître en fonction du temps mais, à partir d’un moment précis, il va se mettre à croître moins vite l’instant suivant qu’il n’avait crû l’instant précédent.

Physiquement, cela signifie que la montée en régime va s’infléchir pour finir par stagner, voire régresser si l’essai avait été poursuivi jusqu’à atteindre des régimes significativement élevés.

Mathématiquement, la courbe bleue est la dérivée du régime et elle passe par un pic que l’analyse du graphe permet de situer aux environs de 2 200 t/mn.

Les croix correspondent à ce qui sort de la numérisation des données du Nano et la courbe bleue est une fonction mathématiquement assez proche de la courbe de Hubbert : pour les amateurs, c’est une « sigmoïde logistique» (enfin presque! ) et, en la dérivant, on met en évidence notre pic qui, mathématiquement, n’est autre que le point d’inflexion de la montée en régime (point où la seconde dérivée du régime moteur est égale à zéro).

On constate que ce point est assez proche du couple maxi atteint par le moteur (2 000 t/mn). Toutes les mesures un peu soignées que j’ai pu effectuer montrent qu’il en est toujours ainsi : la courbe de variation du régime se situe toujours à une valeur un poil plus élevé que celui du couple maxi.

Je vais y revenir tout à l’heure en passant par la case « étude de la loi de régulation d’une pompe d’injection mécanique ».

On obtient donc une première valeur remarquable : un moteur de Td5 en état doit se caractériser, dans le cadre d’un essai routier représentatif, par une courbe de variation de sa montée en régime s’infléchissant entre 2 000 et 2 200 t/mn.

Regardons maintenant ce qui se passe du côté de la pression turbo, plus précisément la relation reliant le régime moteur à cette pression. Ne pas oublier que l’accélérateur est toujours censé être soudé au plancher vu que le but du jeu est de faire jouer l’ensemble des mécanismes de régulation.

La fonction modélisant le fonctionnement du turbo est la suivante :

On distingue d’emblée une portion intéressante : entre les points A et B, la montée en pression est quasiment linéaire. Au point B, on atteint le coude de régulation, qui se poursuit ensuite par un palier, lequel cède alors la place à la phase de régulation proprement dite.

Au plan théorique, cette partie de la courbe est essentielle, car elle permet de se faire une idée très précise de la manière dont le système réagit.

Autrement dit, si on disposait de mesures beaucoup plus précises (fréquence d’échantillonnage de l’ordre de 50 ms et résolution en pression de l’ordre de 0,1 bar) il serait possible de déterminer l’amplitude et la fréquence exactes de la régulation, autrement dit de définir très précisément la signature de l’algorithme de régulation de la pression turbo et la réponse du système mécanique piloté.
Afin d’affiner un peu, je n’ai volontairement pas retenu un modèle de régression linéaire pour le tronçon A B de la courbe. Supposant en effet que les inflexions successives sont le résultat de l’algo de régulation et non d’un flou métrologique — toujours la même logique de ne pas raboter le signal comme une brute dans le but de simplifier le boulot d’analyse — j’ai opté pour un modèle un peu plus fin, ce qui donne :

Les croix représentent les points issus du Nano et la courbe bleue, la fonction de régression.

Si on analyse les variations de cette régression et notamment le régime qui coïncide avec une inflexion de sa tendance haussière, on obtient ceci :

La courbe rouge décrit elle aussi un pic aux environs de 1 600 t/mn qui, physiquement, correspond à la réactivité maximale du turbo compresseur, toujours exprimée en fonction du régime moteur. Là encore, si l’essai est correctement exécuté, la pédale d’accélérateur peut être considérée comme soudée au plancher ce qui, d’une part, signifie que le calculateur va injecter la charge de gas oil maximale théorique et, d’autre part, que ce qui est mesuré est uniquement la réponse des différents sous-systèmes à un état de charge donné.

Si on connaissait le type exact de turbo, on pourrait comparer cette signature aux caractéristiques intrinsèques du dit turbo (cartographie turbo).

On note également que la réactivité maximale du turbo correspond à une pression de suralimentation — on parle ici de pression relative — de l’ordre de 0,8 bars.

En résumé, avec un moteur en état, l’accélérateur étant continuellement maintenu au plancher :

• la suralimentation débute pour un régime moteur de l’ordre de 1 000 t/mn ;

• s’ensuit une phase à peu près linéaire d’augmentation de la pression en fonction du régime prenant fin à environ 2 000 t/mn, ce point correspondant à une pression de suralimentation de l’ordre de 1,2 bars. Cette phase comprend le pic de réactivité maximale du turbo situé à environ 1 600 t/mn qui correspond à une pression de l’ordre de 0,8 bars ;

• au-delà de 1,2 bars, la régulation est parfaitement stabilisée jusqu’au moment où le calculateur commence à réguler le débit de GO injecté, soit un peu avant 2 500 t/mn ;

• au-delà de ce régime, tout le système (régulation air admis et régulation gas oil) entre en équilibre : la Wastegate commence alors à « flotter », d’où une pression ondulant de manière pseudo-périodique entre 1,2 et 1,3 bars.

Si, maintenant, on s’intéresse à la masse d’air effectivement admise dans le moteur en fonction du régime, on obtient la courbe suivante :

Les croix correspondent aux points collectés, la courbe bleue à la fonction de régression qui passe le mieux dans le nuage de points et la courbe rouge à la variation instantanée (dérivée première) de la fonction de régression.

La courbe rouge révèle que le taux de remplissage varie très fortement entre 1 000 et 1 350 t/mn, passe par un pic aux alentours de 1 400/ 1 600 t/mn, puis décroît lentement jusqu’à 2 500 t/mn. Elle se stabilise ensuite entre 2 500 et 3 000 t/mn pour, ensuite, fléchir assez brutalement au-delà de ce régime, signe que le calculateur commence très sérieusement à limiter l’énergie introduite dans le moteur, préparant ainsi l’accostage au régime maximum théorique.

Tous les éléments révélés par cet essai me paraissent parfaitement cohérents et, à ce titre, me semble pouvoir faire office de situation de référence.

On peut revenir un instant sur ce qu’il manque à l’essai de The Cat pour être significatif.

Un graphe déjà posté fournit toutes les explications nécessaires :

À chaque séquence d’essai, le graphe révèle que l’accélération a été coupée trop tôt. Ainsi, au-delà point B, il aurait fallu que la pression de suralimentation grimpe encore pour atteindre son asymptote horizontale. Comme cela n’a pas été le cas, la courbe de régime ne s’est pas infléchie non plus et le travail de modulation de la Waste n'a pas pu se stabiliser.

Résultat des courses : on ne peut pas pousser l’analyse assez loin.

J’imagine que The Cat, comme la plupart des conducteurs de Land, n’aime pas tirer sur sa mécanique, d’où les restitutions observées. Le problème est qu’il devait en principe s’agir d’un essai qui, pour être significatif, devait obligatoirement atteindre puis dépasser certaines limites.

J’espère que cet aspect sera à présent plus clair pour les futurs candidats essayeurs !

J’ai fait le choix de terminer cette inter pourtant/déjà assez consistante en effectuant un petit tour du côté de ce qui constitue un aspect majeur des systèmes d’injection Diesel : la régulation des débits injectés (régulation « combustible »).

L’objectif est d’effectuer certains rapprochements entre les injections mécaniques et électroniques afin de faciliter la compréhension de certains points essentiels que le Nano ne peut pas mettre en évidence, sachant que les deux générations de systèmes n’ont pas fait bouger beaucoup les lignes sur ce point précis. En d'autres termes, le but du propos est que cette dernière partie compense partiellement le manque d’informations remontées par le Nano sur la gestion des injecteurs-pompes.

Le premier graphe est issu de la fiche d’essai de deux Bosch (les VE4/11 F 2000 R 462 et R 437).

Les points carrés correspondent aux valeurs de contrôle de la fiche d’essai et le tracé en rouge à la fonction théorique de débit (en réalité, il s’agit d’une régression mathématique reliant les valeurs précisées par la fiche d’essai).

Ces valeurs doivent être obtenues au banc sous une pression de suralimentation de 1 bar : on notera qu’une telle pression ne peut être physiquement obtenue en conditions de conduites réelles. De même, les fiches d’essai précisent généralement la valeur de tarage de l’injecteur servant à la mesure des débits (injecteur n°1) souvent différente (plus faible) de celle du tarage normal. Pas de bol, cette valeur n'est pas précisée dans le document dont je dispose.

Si, malgré ces réserves méthodologiques susceptibles de biaiser une partie de l’analyse, on étudie l’allure de la courbe, on voit que le débit instantané — exprimé en cm³ pour 1 000 coups de piston d’injection — augmente de manière à peu près linéaire jusqu’à 2 800 t/mn pour, ensuite, plafonner jusqu’à 3 800 t/mn avant de s’effondrer si on poursuit vers le régime maxi.

J’ai transposé les valeurs de la fiche pour pouvoir raisonner en régimes moteur.

Une précision concernant la partie linéaire de la loi de débit : du temps des pompes mécaniques, l’étude de la linéarité du débit instantané permettait de se faire une idée très précise du fonctionnement du système de régulation de la pression de transfert de la pompe. Je n’ai pas conservé les mesures que j’ai pu effectuer du temps où je disposais d’un banc Hartridge pour ma cuisine perso, mais après réglage fin de plusieurs pompes, j'avais pu constater que la perte de linéarité du débit instantané en fonction du régime présentait systématiquement cette allure (en rouge, la fonction théorique de débit et en bleu, la perte de linéarité) :

Cette mesure, assez taquine à réaliser et à interpréter, ne figurait évidemment pas dans les fiches d’essais des pompes mécaniques de naguère mais perso, je trouvais qu’elle complétait assez judicieusement la vérification de la loi d’avance à l’injection, généralement réalisée via une autre procédure. Noter qu’on retrouve ce modus operandi sous une forme assez similaire aujourd’hui pour tous les injecteurs essence et Diesel, car c’est lui qui permet de définir les classes de débit des injecteurs, autrement dit, permet aux ECU de calculer de manière assez simple les temps « ti » d’ouverture injecteurs pour obtenir, sous une pression de rampe ou d’alimentation donnée, le débit requis.

Je ne vais pas entrer dans les détails de la manière dont la loi de débit instantané était obtenue sur une pompe mécanique : retenons simplement que la première partie de la courbe est globalement gouvernée par la pression de transfert — qui augmente à peu près proportionnellement au régime moteur — que la deuxième résulte d’un équilibre entre cette pression, l’effort développé par les ressorts de régulation et la poussée exercée directement sur eux par le manchon du régulateur centrifuge et que la dernière est presque totalement prise en charge par le régulateur centrifuge et son interaction avec le ressort de régulation principal.

Tous ces équilibres résultent de montages mécaniques et hydrauliques plus ou moins complexes dont les réponses, par essence analogiques, sont assez subtiles à agencer. D’où l’importance d’un passage au banc, car c’est le seul moyen de vérifier que le développement des différentes lois est correct.

Formulé autrement, l’électronique a permis de multiplier les paramètres gérés et la souplesse illimitée des algorithmes a autorisé des réponses nettement plus alambiquées des sous-ensembles mécaniques pilotés (injecteurs en particulier) ce qui a considérablement simplifié le problème initial. En d’autres termes, il est devenu très facile de trafiquer une carto d’injection et de la revendre alors que bidouiller une pompe mécanique était un tout autre travail, virtuellement impossible à mener à bien en pratique. En effet, pour conserver rendement et agrément de conduite tout en contenant au maximum la pollution émise, il faut agir simultanément sur les trois lois fondamentales régissant le fonctionnement d’une pompe, à savoir les lois de débit, d’injection et d’avance.

Ce qui, en toute rigueur, nécessite de changer le profil du plateau à cames, les masselottes du régulateur, la plupart des ressorts de régulation, de modifier le tarage de la soupape de transfert, le calibrage de la vis creuse de retour, voire de modifier le tarage des injecteurs.

Voyons maintenant comment la loi de débit était gérée sur une pompe mécanique.

En multipliant les débits instantanés par le régime moteur, on obtient la fonction reflétant l’énergie fournie au moteur par le système d’injection (courbe rouge, dénommée Vi).

Cette courbe présente un point d’inflexion, que sa seconde dérivée (courbe bleue d2Vi) nous permet de situer : ce point correspond à la valeur du régime moteur pour laquelle la dérivée seconde de Vi s’annule : soit 2 450 t/mn pour un 200 Tdi (valeur à rapprocher des 2 200 t/mn marquant l’inflexion de la croissance du régime moteur sur le Td5).

Ce régime marque donc le début de la prise de contrôle effective du moteur par la régulation « combustible » ; on voit donc un peu mieux comment la régulation « air » et la régulation « combustible » s’articulent.

Petite parenthèse encyclopédique : cette génération de pompes est intéressante, car elle marque, avec l’arrivée de la R500 sur le Disco, la mise sous RED — ce sigle signifiant Régulation Électronique Diesel — d’une pompe rotative distributrice à piston axial (si ma mémoire est bonne, une Nippon Denso sous RED a équipé les Land Cruiser 3 litres Toyota à injection indirecte à partir de 1996). Sur les trois lois précitées, seules les lois de débit et d’avance ont été prises en charge par l’électronique. Pour la première loi, cela s’est traduit par l’abandon de tout le système de régulation mécanique (régulateur surmultiplié, ressorts et tringlerie de commande du tiroir de débit) et la commande directe du dit tiroir via un électroaimant piloté électroniquement. La loi d’avance, en revanche, a pu être gérée bien plus finement via un pilotage beaucoup plus élaboré de la pression de transfert : il a en particulier été possible de gérer de manière plus précise l’avance à faible charge.

Noter que la boucle de rétroaction (vérification de la conformité de l’avance) faisait appel à un injecteur pilote monté sur le porte-injecteur du cylindre n°1.

Pour autant, ces pompes ont révélé un point faible à l’usage : le pilotage du tiroir de débit via un électroaimant a généré, via son champ magnétique associé, une accumulation de limaille qui, en entravant le mouvement du tiroir de débit, finissait par provoquer des instabilités au ralenti.

La loi d’injection, toujours définie par le profil du plateau à cames, n’a guère évolué. Sur le Td5, on note que la loi d’injection est toujours assez simpliste — pilotage des injecteurs via une séquence de type ouvert/fermé — ces derniers étant donc uniquement commandés par leur temps d’ouverture : c’est essentiellement grâce à la très haute pression d’injection permise par les injecteurs-pompe que les émissions polluantes ont pu être réduites (obtention d’une plus grande finesse de pulvérisation).

Il faudra attendre la généralisation des rampes haute pression pour gérer de manière totalement ouverte la loi d’injection : pour la première fois, la gestion de cette loi pouvait s’effectuer dans un espace à deux dimensions (pression de rampe et temps d’ouverture) ce qui a permis d’aller encore plus loin dans la manière d’étaler et de moduler l’injection de la charge de combustible.

Le Td5 n’étant pas si éloigné des 200 et 300 Tdi en termes de cylindrée, de couple et de puissance et présentant conséquemment des lois de gestion de la régulation « combustible » assez similaires, on peut, en comparant les réponses quantitatives des deux injections, établir un lien entre la quantité de gas oil injectée (paramètre non fourni par le Nanocom) et l’inflexion de la variation du régime moteur.

D’où la dernière valeur remarquable : pour être conforme, la régulation d’un Td5 par le grammage de gas oil injecté doit logiquement commencer à s’installer entre 2 300 à 2 500 t/mn. Mais cette affirmation, seule une mesure du temps réel d’ouverture des injecteurs réalisée à l’oscilloscope permettrait de la démontrer d’une manière incontestable.

Voili, voilu.

[TheCat]

Bonjour Normand 1400.

Je suis absolument sidéré par ce que tu es parvenu à tirer de ces 6270 données que je t'ai fournies.
C'est très intéressant.
Tu sais tout de mon moteur, et tu sais (presque) tout de moi : c'est clair que je n'aime pas trop bourrer avec ce moteur qui a 330.000 kilomètres dans les chaussettes. J'espère ainsi le mener encore très loin.

J'ai juste une remarque sur la base temps que tu as choisie, et qui est incorrecte : cet essai à duré à peu près 12 minutes, le temps de revenir du Super U vers chez moi, sur une route sinueuse, les premiers 50% en moyenne montée vers un col, le suite plutôt en descente. Le base temps me semble donc plus proche des 3 secondes. Si tu vois les écarts de vitesse (de 70 à 73 km/h par exemple) cette base temps est plus réaliste. Je ne pense pas avoir jamais gagné 3km/h en une seconde avec ce camion.

Merci en tous cas d'avoir partagé cette analyse.

[Normand 1400]

The Cat,

concernant la base temps, je suis incapable de te répondre : il aurait fallu que j'aie le véhicule sous la main pour croiser ce que sort le Nano avec les bases temps fournies par des appareils de métrologie spécialisés.

Là, il faudrait que l'un d'entre vous s'y colle sérieusement pour lever le doute. Comment, je n'en sais encore rien dans le détail, tu as compris que je m'adapte à ce que je rencontre. Par contre, vu de derrière mon clavier, j'ai l'impression que les graphes restitués par le Nano font appel à une base temps plus fine mais là encore, sans la bête sous la main, impossible d'être catégorique. C'est également pour cela que j'avais ressorti mon vieux dossier!

C'est le problème général des outils OBD, cette base temps : soit elle ne monte pas assez en fréquence, soit elle fluctue. Et quand tu montes en fréquence, tu limites le nombre de données remontées. Et si tu veux en tirer autre chose qu'une liste de codes défaut, ça devient la galère à double rangée de rameurs alors qu'objectivement, rien n'est plus simple.

Perso, je suis exaspéré par le manque de rigueur caractérisant cette prétendue corporation de spécialistes : que dalle sur les définitions des paramètres ni sur les performances/fonctionnalités des outils, que dalle sur les fondements théoriques et pratiques que les opérateurs sont censés manipuler et, au final, des gens qui se cramponnent à des bribes de savoir afin de garder le pouvoir sur le pékin moyen et lui piquer sa thune.

C'est consternant. Et ce caviardage systématique mêlé d'incompétence devient une tendance lourde, ce qui arrange évidemment les affaires de cette p... d'économie libérale. A part que si on ne sait rien sur rien, prendre les décisions qui engagent l'avenir de pays entiers devient très compliqué : on va le voir une fois de plus et dans pas très longtemps avec l'intelligence artificielle.

Quoi qu'il en soit, cela ne change pas fondamentalement les conclusions, cela élargit juste des fourchettes statistiques dans lesquelles s'inscrivent les valeurs trouvées.

J'espère que d'autres auront envie de confirmer les mesures et les résultats : avec nos engins vieillissants, il va devenir de plus en plus prégnant d'effectuer des suivis fin si on veut les garder en état. C'est essentiellement pour cette raison que j'ai souhaité apporter quelques biscuits à la communauté...