le débitmètre en mécanique automobile

sommaire

descriptif

différents types

test et courbes caractéristiques

pannes fréquentes

cas concret

I-Descriptif

Un moteur thermique essence ou diesel permet d’obtenir un couple et une puissance mécanique à partir de la combustion d’une énergie chimique à base de carbone. La combustion parfaite, qui permet le meilleur rapport puissance/consommation/pollution moindre nécessite 1g de carburant pour 14.7 g d’air. Le système d’injection mesure l’air entrant dans le moteur à l’aide d’un DEBITMETRE afin de donner la quantité exacte et nécessaire de carburant. Le débitmètre assure un rôle essentiel dans le bon fonctionnement du moteur.

Un système d’injection électronique nécessite la mesure de la quantité d’air, mesuré soit par un débitmètre, soit par un capteur de pression à l’admission.

II-Différents types

plateau sonde (en K ou KE) :

l’aspiration du moteur déplace un plateau, plus le plateau bouge, plus il y a d’air qui rentre dans le moteur, plus on injecte de carburant.

Système très compact car le débitmètre gère  l’arrivée du carburant aux injecteurs, qui injecte en continu. Système très fiable monté d'abord sur les porsches 911 dès 1973, les 928 avec leur fameux v8, bmw, audi, golf 1 gti, mercedes des années 80 et aussi chez Ferrari jusqu'en 1991 sur les Testarossa équipée pour le 12 à plat de 2 débimètres en parallèle (1 par rampe de 6 cylindres). Le seul souci est une consommation un peu élevée et un contrôle stoéchiométrique pas toujours maîtrisé. En effet, il n'y a pas de coupure d'injection en deccelération et l'injection en continue n'est pas très homogène. La régulation avec sonde lambda existe mais est rare. Le système KE est une évolution de ce système avec l'intégration d'un petit calculateur électronique. Ce système sera utilisé jusqu'en 1992.

 photo  de l'injection k testarossa quand Sebastien sera d'accord.

à volet (injection L) :

système avec mouvement rotatif de volet, lui aussi très fiable. La position du volet est lue par un potentiomètre qui indiquera à la commande électronique le temps d’ouverture des injecteurs.

Les injecteurs sont à commande électronique par un calculateur. La régulation par sonde lambda est gérée. Une évolution de ce système, mauvaise à mon sens car la fiabilité diminue, est l’injection LH qui remplace le débitmètre à volet par un débitmètre à fil chaud. Le but est de diminuer la perte de charge de poussée du volet qui freine l’entrée de l’air dans le moteur.

La 205 gti avait ce type d’injection, ainsi que alfa GTV, R21 injection, opel GSI. Le LH sera monté sur de grosse cylindrée haut de gamme de la fin des années 80 (928 S4 par exemple avec son V8 de 5 litres).

 Prometteur mais oublié :

à vortex, à ultrason, très fiables mais utilisé en industrie, pour le débit de fluides souvent liquides mais aussi gazeux, dommage que ces systèmes n’aient pas été développés en auto car ils sont très robustes.

Bosch a préféré développer le fil chaud puis le film chaud.

à fil chaud :

en entrant dans le moteur, l’air refroidie un fil très fin en platine que l’on chauffe électriquement à environ 120°C. Plus la quantité d’air qui entre dans le moteur est grande, plus le chauffage du fil demande de l’énergie électrique. On mesure le courant électrique nécessaire pour chauffer le fil et on en déduit le débit d’air. Simple et robuste en théorie, le recyclage des vapeurs d’huile du moteur doit passer par le filtre à air (normes antipollution pour baisser les HC), ce qui a pour conséquence de salir le fil assez souvent. A l’extinction du moteur, un fort courant pendant environ 4 secondes chauffe à rouge (environ 1000°C) ce fil pour le nettoyer. Il ne faut pas déranger ce nettoyage et les vibrations cassent le fil. Monté sur LH des 928, motronic vr6, les tdi (audi et vw comme A3, A4, golf..) et bien d'autres.

à film chaud :

cette technologie utilise le même principe que le débitmètre à fil chaud sauf que le fil est remplacé par un film fin plus robuste. Le chauffage est porté à 160°C et l’indication plus précise que le fil. Cette évolution du fil chaud permet d'être plus robuste et moins sensible aux saletés. Un nettoyage manuel à la bombe type nettoyant frein est préconisé tous les 60000km (chez O..L).voir la vidéo dans cas concret ci-dessous

Le film est dans le petit trou, il est presque invisible.

Monté sur  essence et diesel renault dci , hdi des 307, opel..., année 1990 à aujourd'hui.

 à fréquence variable :

partir de 2006, le débit d’air fait varier la fréquence du signal de sortie et non plus une tension. Le contrôle requiert un oscilloscope. L’avantage est la précision des mesures ainsi que le très bon temps de réponse. Le principal inconvénient est le prix élevé. Monté sur GM et quelques autres tel que Nissan.

 III-test et courbes caractéristiques 

sont traités ici seulement les débitmètres à fil chaud et film chaud.

Les contrôles des débitmètres à plateau KE et à volet Ljetronic se résume à vérifier si la résistance varie en fonction du déplacement du plateau ou volet. Un simple contrôle de résistance (connecteurs débranchés suffit).

Pour les débitmètres à fil ou film chaud c’est pareil, il suffit de vérifier que la tension du signal varier entre 0,5 à1volt au ralenti jusqu’à 4,5 volts au débit d’air passant maxi. Les valeurs de butée (0 et 5 v ) ne sont jamais atteintes car elles permettent au calculateur de vérifier qu’il n’y a pas court circuit au plus ou à la masse lors de son autodiagnostic. En effet, si on a 0v sur le signa, cela signifie que le fil touche la masse.

Le signal est généré par un amplificateur intégré au débitmètre (voir photo).

Un débitmètre possède un +12v provenant de la batterie (via contact par clé) et un +5v provenant du calculateur. Il y a forcément une masse et la sonde de température d’air est intégrée. La sonde de température d’air est une petite résistance en verre qui change de valeur avec la température.

Pour tester un débitmètre, on le fait soit avec un outil de diagnostic via l’OBD, soit avec un voltmètre ou oscilloscope. Le test consiste à mesurer la valeur du signal au ralenti, 1volt, à 2000 tour, 2 à 2,5 et à pied plancher ou le maximum est mesuré à 4,5 volt. Un débitmètre qui est très long à réagir ou plafonne à 3,5v maxi est sale ou défectueux.

Exemple de courbe :

 en attendant voir video ci-dessous

IV-pannes fréquentes

le tableau moteur essence ci-dessus extrait d'une documentation bosch des années 90 pour un moteur essence. Il apparait évident que le débitmètre engendre différents symptômes sur ce moteur essence, on ne peut pas écarter le débitmètre lors d'un diagnostic. Le contrôle ou nettoyage de ce dernier est très simple et décrit plus bas.

classiquement :

peu de puissance, le véhicule peine surtout en montée, il faut rétrograder, on se lance en descente.

Parfois, ne démarre pas.

V- cas concret : contrôle débimètre bosch à film chaud (sur OPEL ess)

 test labo

VI- cas concret : contrôle débimètre bosch

Etapes :

• SYMPTOMES :Le véhicule démarre mais une grosse perte de puissance se fait ressentir, pas de bruit anormal. A chaud, il est très difficile de démarrer.

• Implantation sur véhicule

• Recherche schéma électrique, identification précise du composant

• Câblage et résultat attendu

• Test labo et  Test sur véhicule, outil de mesure et roulage.

1 la panne est présente,

trouvons ce fameux débitmètre sous le capot moteur.

il est souvent nécessaire d'enlever le filtre à air pour sortir le débitmètre.

attention de ne pas casser la fiche électrique en la débranchant

 2 la lecture du schéma électrique du véhicule permet de connaître le brochage du débitmètre. On peut identifier les broches : +12V, masse ou 0v, signal de sortie.

En coloriant l'alimentation en rouge,

on remarque que l'alimentation est la même que celle des injecteurs Y3

  3 câblages et broches, contrôles préconisés

Et au calculateur :

On a donc le câblage :

 constitution du débimètre

(video 3d)

  Test labo et  Test sur véhicule, outil de mesure et roulage.

Avec deux alimentations électriques, une 12v et une 5v, on mesure le signal à l’aide un voltmètre ou oscilloscope branché entre les bornes 5 et 3. On fait varier le signal en soufflant plus ou moins fort sur le film chaud.