Dans un moteur à combustion interne à essence, dans certaines circonstances, on entend un bruit de détonation métallique. Certains automobilistes parlent de « cliquetis des doigts ». En fait, ce phénomène s’appelle la détonation et son apparition est extrêmement indésirable, car elle peut entraîner une défaillance du moteur en raison de l’énorme vitesse de propagation du front de flamme (plus de 2000 m/s) et des chocs importants subis par les parois du cylindre, le piston et la tête du bloc. Pour contrôler le niveau de danger, un capteur de détonation est installé sur le bloc-cylindres.
Le capteur de détonation est utilisé pour surveiller le degré de détonation pendant le fonctionnement d’un moteur à combustion interne à essence. Le capteur est monté sur le bloc-cylindres du moteur. Il s’agit d’un élément important du système de gestion du moteur, car il permet d’obtenir une puissance maximale du moteur et de garantir un bon rendement énergétique.
Qu’est-ce que la détonation ?
La détonation, ou combustion par détonation, se produit lorsqu’une partie du mélange air-carburant retiré de la bougie d’allumage est chauffée par le front de flamme et s’enflamme spontanément pour former une explosion. La détonation s’accompagne de signes acoustiques – un cliquetis métallique dans le mécanisme de la manivelle. Le degré de détonation correspond à la partie du mélange air-carburant qui brûle lors de la détonation.
Les causes de détonation sont:
- la composition chimique du carburant (indice d’octane);
- les caractéristiques de conception du moteur (taux de compression, emplacement des bougies d’allumage, forme de la chambre de combustion, etc.) ;
- conditions de fonctionnement (composition du mélange carburant-air, angle d’avance à l’allumage, charge du moteur, suie sur les pièces de la chambre de combustion, etc.
La conséquence de la combustion par détonation est une dissipation accrue de la chaleur des éléments du mécanisme de la manivelle, accompagnée d’une usure, d’une rupture et d’une destruction accrues. La fréquence de ce phénomène dépend de trois facteurs principaux.
Tout d’abord, la probabilité d’occurrence est affectée par la composition chimique de l’essence, plus précisément par son indice d’octane. Plus il est élevé, plus l’essence est résistante à ce phénomène. Le deuxième facteur, qui n’est pas moins important, est la conception du moteur, à savoir le taux de compression, la forme de la chambre de combustion, l’emplacement des bougies d’allumage, la forme du fond du piston, etc. Par exemple, un moteur avec un taux de compression plus élevé est plus enclin à la détonation et a besoin d’une essence à indice d’octane élevé. Sinon, pourquoi les constructeurs inscrivent-ils l’indice d’octane minimum autorisé sur la trappe du réservoir d’essence ? Le troisième facteur concerne les conditions de fonctionnement du moteur. La probabilité de détonation est influencée par la composition du mélange de travail, la charge, le rapport sélectionné, la suie.
Comment fonctionne le capteur de détonation ?
Le principe de fonctionnement du capteur de détonation est basé sur l’effet piézo. Le capteur est constitué d’une plaque piézoélectrique dans laquelle, lorsque la détonation se produit, une tension apparaît aux extrémités. Plus l’amplitude et la fréquence de l’oscillation sont grandes, plus la tension est élevée. Lorsque la tension à la sortie du capteur dépasse un niveau prédéterminé correspondant à un certain degré de détonation, l’unité de contrôle électronique corrige la caractéristique de fonctionnement du système d’allumage pour réduire l’angle d’avance. De cette manière, la caractéristique optimale du fonctionnement du système pour des conditions de fonctionnement spécifiques est atteinte.
Le capteur de détonation détecte et convertit l’énergie des vibrations mécaniques du bloc-cylindres en impulsions électriques. Le capteur de détonation envoie en permanence des signaux à l’unité de contrôle électronique du moteur, qui réagit en modifiant la composition qualitative du mélange de travail et l’angle d’avance à l’allumage.
Il existe un certain seuil de sécurité, si la valeur de la tension le dépasse, l’unité de contrôle électronique donnera l’ordre de réduire l’angle d’avance à l’allumage.
En cas de dysfonctionnement du capteur de détonation (absence de signal), le témoin correspondant s’allume sur le tableau de bord et le moteur continue de tourner.
Défaillance du capteur de détonation
En cas de dysfonctionnement du capteur de détonation, le témoin s’allume sur le tableau de bord. Le moteur tourne et la voiture peut être conduite. La réponse à la question légitime de savoir pourquoi ce capteur est nécessaire est la suivante.
Sur les voitures anciennes, non équipées d’une unité de contrôle électronique, l’angle d’avance à l’allumage était corrigé manuellement en tournant le capuchon du rupteur du distributeur d’allumage. Cela permettait de régler le système d’allumage en fonction de l’indice d’octane de l’essence, qui peut varier considérablement d’une station-service à l’autre. Dans un moteur moderne, le dispositif du rupteur est différent, son couvercle est fixe, de sorte que cette fonction est assurée par l’ECU. Par conséquent, si le capteur de détonation tombe en panne, l’angle d’avance à l’allumage ne peut pas être corrigé.
Un capteur de détonation défectueux affecte la dynamique et l’économie du moteur. Le principe de fonctionnement de l’unité de contrôle électronique est tel que lorsque le capteur fonctionne mal, il règle l’allumage sur un retard d’allumage connu pour des raisons de sécurité, afin d’exclure la possibilité de destruction du moteur. En conséquence, le moteur fonctionne, mais commence à consommer beaucoup plus de carburant, et la dynamique de la machine se détériore. Le second phénomène est particulièrement visible lorsque la charge est élevée.
Contrôle du capteur de détonation
Les principaux symptômes indiquant une défaillance de ce dispositif sont les suivants :
- baisse de puissance;
- détérioration des caractéristiques d’accélération et forte augmentation de l’appétit du moteur ;
- fumée dans les gaz d’échappement.
En même temps, l’indicateur de dysfonctionnement du moteur s’allume sur le tableau de bord. En outre, il peut brûler en permanence, mais aussi s’allumer brièvement lorsque la charge augmente.
Il n’est pas toujours possible d’avoir à portée de main un scanner capable de lire et de déchiffrer le code d’erreur. Il n’est pas toujours possible de se rendre à la station-service. La question se pose alors : comment vérifier soi-même le capteur de détonation ? Parmi les outils, vous avez besoin d’un multimètre numérique.
Tout d’abord, il est nécessaire de déterminer la résistance que devrait avoir un capteur en état de marche sur un modèle particulier de voiture ou de moteur, car tous les fabricants ont des valeurs différentes. Si elle diffère de la normale, il faut la remplacer.
Vous pouvez également vérifier la tension au niveau des contacts électriques du capteur. Pour ce faire, vous devez débrancher le connecteur électrique de l’alimentation du capteur et le retirer du moteur. Ensuite, le multimètre est mis en mode de mesure de la tension en millivolts, sa sonde plus est connectée au contact du signal, et la sonde moins est connectée à la masse du capteur (le trou par lequel passe le boulon de montage du moteur).
La vérification du capteur de détonation consiste à serrer le capteur avec les sondes connectées dans la paume de la main, qui doit ensuite être tapotée légèrement sur une surface quelconque. En tapant, le multimètre doit détecter l’apparition d’une tension (généralement de l’ordre de 30 à 40 mV). Le principe est simple : plus l’impact est fort, plus la différence de potentiel entre les électrodes est importante. La tension étant faible, tous les appareils ne sont pas en mesure de la mesurer, il faut donc s’assurer que l’appareil de mesure dont on dispose est conçu pour ce type de mesures. L’absence totale de différence de potentiel indique que le capteur de détonation est défectueux.