Temps de lecture : 5 minutes
La nécessité de contrôler les émissions des automobiles a donné lieu à l’informatisation de l’automobile. Les hydrocarbures, le monoxyde de carbone et les oxydes d’azote sont créés lors du processus de combustion et sont émis dans l’atmosphère par le tuyau d’échappement. Des hydrocarbures sont également émis à la suite de la vaporisation de l’essence et par le carter de l’automobile. La loi sur la pureté de l’air de 1977 a fixé des limites quant à la quantité de chacun de ces polluants pouvant être émis par une automobile. La réponse des constructeurs a été l’ajout de certains dispositifs de contrôle de la pollution et la création d’un moteur à réglage automatique. En 1981, le premier de ces moteurs à réglage automatique a vu le jour. Ils étaient appelés systèmes de contrôle du carburant par rétroaction. Un capteur d’oxygène était installé dans le système d’échappement et mesurait la teneur en carburant du flux d’échappement. Il envoyait ensuite un signal à un microprocesseur, qui analysait la lecture et actionnait un dispositif de mélange de carburant ou d’air pour créer le bon rapport air/carburant. Au fur et à mesure que les systèmes informatiques ont progressé, ils ont été capables de régler l’avance à l’allumage et d’actionner les autres dispositifs antipollution installés sur le véhicule. L’ordinateur est également capable de se surveiller et de se diagnostiquer lui-même. Si un défaut est constaté, l’ordinateur alerte le conducteur du véhicule en allumant un témoin de dysfonctionnement. L’ordinateur enregistre en même temps le défaut dans sa mémoire, de sorte qu’un technicien puisse ultérieurement retrouver ce défaut sous la forme d’un code qui l’aidera à déterminer la réparation appropriée. Certains des dispositifs de contrôle des émissions les plus populaires installés sur l’automobile sont : VALVE EGR, CONVERTISSEUR CATALYTIQUE, POMPE À AIR, VALVE PCV, CANISTER À CHARBON.
Convertisseur catalytique
Les émissions des automobiles sont contrôlées de trois façons, la première est de promouvoir une combustion plus complète afin qu’il y ait moins de sous-produits. La deuxième est de réintroduire les hydrocarbures excessifs dans le moteur pour la combustion et la troisième est de fournir une zone supplémentaire pour l’oxydation ou la combustion à se produire. Cette zone supplémentaire s’appelle un convertisseur catalytique. Le convertisseur catalytique ressemble à un silencieux. Il est situé dans le système d’échappement en amont du silencieux. À l’intérieur du convertisseur se trouvent des pastilles ou un nid d’abeille en platine ou en palladium. Le platine ou le palladium sont utilisés comme catalyseurs (un catalyseur est une substance utilisée pour accélérer un processus chimique). Lorsque les hydrocarbures ou le monoxyde de carbone contenus dans les gaz d’échappement passent sur le catalyseur, ils sont chimiquement oxydés ou convertis en dioxyde de carbone et en eau. Lorsque le convertisseur travaille pour nettoyer les gaz d’échappement, il développe de la chaleur. Plus les gaz d’échappement sont sales, plus le convertisseur travaille dur et plus il développe de la chaleur. Dans certains cas, on peut voir le convertisseur briller à cause de la chaleur excessive. Si le convertisseur travaille aussi dur pour nettoyer un échappement sale, il va se détruire. De plus, le carburant au plomb dépose un revêtement sur le platine ou le palladium et rend le convertisseur inefficace. C’est pourquoi, aux États-Unis, tous les carburants conçus pour les moteurs automobiles sont maintenant sans plomb.
Valve PCV
Le but du système de ventilation positive du carter (PCV), est de prendre les vapeurs produites dans le carter pendant le processus normal de combustion, et de les rediriger dans le système d’admission air/carburant pour être brûlées pendant la combustion. Ces vapeurs diluent le mélange air/carburant et doivent donc être soigneusement contrôlées et dosées afin de ne pas affecter les performances du moteur. C’est le rôle de la soupape de ventilation positive du carter (VPC). Au ralenti, lorsque le mélange air/carburant est très critique, seule une petite partie des vapeurs est admise dans le système d’admission. À haut régime, lorsque le mélange est moins critique et que les pressions dans le moteur sont plus élevées, une plus grande partie des vapeurs est admise dans le système d’admission. Lorsque la soupape ou le système est obstrué, les vapeurs remontent dans le boîtier du filtre à air ou, dans le pire des cas, la pression excessive pousse les joints et crée des fuites d’huile moteur. Si la mauvaise valve est utilisée ou si le système a des fuites d’air, le moteur aura un ralenti irrégulier, ou au pire, l’huile moteur sera aspirée hors du moteur.
Soupape EGR
Le but de la soupape de recirculation des gaz d’échappement (EGR) est de doser une petite quantité de gaz d’échappement dans le système d’admission, cela dilue le mélange air/carburant de façon à abaisser la température de la chambre de combustion. Une température excessive de la chambre de combustion crée des oxydes d’azote, qui sont un polluant majeur. Bien que la soupape EGR soit la méthode la plus efficace pour contrôler les oxydes d’azote, sa conception même a un impact négatif sur les performances du moteur. Le moteur n’a pas été conçu pour fonctionner avec des gaz d’échappement. C’est pourquoi la quantité de gaz d’échappement entrant dans le système d’admission doit être soigneusement surveillée et contrôlée. Ceci est réalisé par une série d’interrupteurs électriques et à vide et par l’ordinateur du véhicule. Puisque l’action RGE réduit la performance en diluant le mélange air/carburant, le système ne permet pas l’action RGE lorsque le moteur est froid ou lorsque le moteur a besoin de toute sa puissance.
Contrôles évaporatifs
L’essence s’évapore assez facilement. Dans le passé, ces émissions par évaporation étaient évacuées dans l’atmosphère. 20% de toutes les émissions de HC de l’automobile proviennent du réservoir d’essence. En 1970, une loi a été adoptée, interdisant l’évacuation des vapeurs du réservoir d’essence dans l’atmosphère. Un système de contrôle de l’évaporation a été mis au point pour éliminer cette source de pollution. La fonction du système de contrôle de l’évaporation du carburant est de piéger et de stocker les émissions par évaporation provenant du réservoir à essence et du carburateur. Une cartouche de charbon de bois est utilisée pour piéger les vapeurs de carburant. Les vapeurs de carburant adhèrent au charbon de bois jusqu’à ce que le moteur démarre, et la dépression du moteur peut être utilisée pour aspirer les vapeurs dans le moteur, afin qu’elles puissent être brûlées avec le mélange carburant/air. Ce système nécessite l’utilisation d’un bouchon de remplissage du réservoir d’essence scellé. Ce bouchon est si important pour le fonctionnement du système qu’un test du bouchon est maintenant intégré dans de nombreux programmes d’inspection des émissions des États. Les voitures d’avant 1970 rejetaient les vapeurs de carburant dans l’atmosphère grâce à l’utilisation d’un bouchon de réservoir ventilé. Aujourd’hui, avec l’utilisation de bouchons scellés, on utilise des réservoirs de gaz redessinés. Le réservoir doit disposer de l’espace nécessaire pour que les vapeurs s’accumulent et puissent ensuite être évacuées vers la cartouche de charbon. Une soupape de purge est utilisée pour contrôler le flux de vapeurs dans le moteur. La soupape de purge est actionnée par la dépression du moteur. Un problème courant avec ce système est que la soupape de purge est défectueuse et que la dépression du moteur aspire le carburant directement dans le système d’admission. Cela enrichit le mélange de carburant et encrasse les bougies d’allumage. La plupart des cartouches de charbon sont équipées d’un filtre qui doit être remplacé périodiquement. Ce système devrait être vérifié lorsque le kilométrage de carburant diminue.
Injection d’air
Comme aucun moteur à combustion interne n’est efficace à 100 %, il y aura toujours du carburant non brûlé dans l’échappement. Cela augmente les émissions d’hydrocarbures. Pour éliminer cette source d’émissions, un système d’injection d’air a été créé. La combustion nécessite du carburant, de l’oxygène et de la chaleur. Sans l’un de ces trois éléments, la combustion ne peut avoir lieu. À l’intérieur du collecteur d’échappement, il y a suffisamment de chaleur pour soutenir la combustion, si nous introduisons un peu d’oxygène, le carburant non brûlé s’enflammera. Cette combustion ne produira aucune puissance, mais elle réduira les émissions excessives d’hydrocarbures. Contrairement à ce qui se passe dans la chambre de combustion, cette combustion n’est pas contrôlée, donc si la teneur en carburant de l’échappement est excessive, des explosions, qui ressemblent à des éclatements, se produiront. Dans des conditions normales, par exemple en cas de décélération, il arrive que la teneur en carburant soit excessive. Dans ces conditions, il faut couper le système d’injection d’air. Pour ce faire, on utilise une soupape de dérivation qui, au lieu d’arrêter la pompe à air, détourne l’air du collecteur d’échappement. Étant donné que tout cela se fait une fois le processus de combustion terminé, il s’agit d’un contrôle des émissions qui n’a aucun effet sur les performances du moteur. Le seul entretien nécessaire est une inspection minutieuse de la courroie d’entraînement de la pompe à air.
.