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RECYCLAGE DES GAZ D'ÉCHAPPEMENT

Vous trouverez ici des connaissances utiles et des conseils importants au sujet du système de recyclage des gaz d'échappement sur les véhicules.

Le système de recyclage des gaz d'échappement (EGR) réduit les émissions de NOx des moteurs à explosion. Il subit des contraintes très importantes. Ceci peut être une source de problèmes sur les véhicules à kilométrage élevé. Vous trouverez sur cette page non seulement des informations intéressantes sur les variantes courantes du système et leur fonctionnement, mais également de nombreux conseils pratiques pour le dépannage, le contrôle et le remplacement de composants du système EGR.

Consigne de sécurité importante
Les informations techniques et les conseils pratiques compilés ci-après ont été rédigés par HELLA afin de fournir une aide professionnelle aux ateliers de la réparation automobile dans le cadre de leurs activités. Toutes les informations mises à disposition sur ce site sont destinées à être exploitées uniquement par des professionnels qualifiés.

 

SYSTÈME DE RECYCLAGE DES GAZ D'ÉCHAPPEMENT: PRINCIPES

Suite à la sévérité sans cesse croissante de la législation, il a été nécessaire de continuer à baisser les émissions. Ceci concerne aussi bien les moteurs diesel que les moteurs essence. Le recyclage des gaz d'échappement réduit les émissions d'oxydes d'azote. En outre, la consommation de carburant diminue sur les moteurs essence dans la plage de charge partielle.

 

Aux températures de combustion élevées, des oxydes d'azote sont produits dans la chambre de combustion du moteur. Le recyclage d'une partie des gaz d'échappement avec l'air d'admission frais fait baisser la température de combustion dans la chambre de combustion. Cette baisse de la température de combustion entraîne une diminution de la production d'oxydes d'azote.
Le tableau suivant illustre la hauteur du taux de recyclage des gaz d'échappement sur les moteurs diesel et essence :

  Diesel Essence Essence
(à injection directe)
Taux de recyclage (max) 50 % 20 % Jusqu'à 50 % (selon le fonctionnement du moteur, charge homogène ou charge stratifiée)
Température des gaz d'échappement lorsque le système EGR est actif 450 °C 650 °C 450 °C à 650 °C
Pourquoi utiliser un système EGR ? Réduction des oxydes d'azote, des particules de suie et de la consommation Réduction des oxydes d'azote et de la consommation Réduction des oxydes d'azote et de la consommation

 

VANNE EGR: FONCTIONNEMENT

On distingue deux types de recyclages des gaz d'échappement : le recyclage « interne » et le recyclage « externe ».

 

Avec le recyclage interne, les gaz d'échappement sont mélangés au mélange frais à l'intérieur de la chambre de combustion. Ceci est obtenu sur tous les moteurs à quatre temps grâce au chevauchement lié au système de la soupape d'admission et de la soupape d'échappement. Du fait de la conception du système, le taux de recyclage des gaz d'échappement est très faible et ne peut être que très peu influencé. Ce n'est que depuis le développement de la commande de soupapes variable qu'il est possible d'agir activement sur le taux de recyclage en fonction de la charge et du régime.

 

Le recyclage externe des gaz d'échappement fait appel à une conduite supplémentaire entre le collecteur/tuyau d'échappement et le collecteur d'admission ainsi que la vanne EGR.

Vanne EGR pneumatique

Les premiers systèmes étaient commandés par une soupape à plateau dont l'ouverture et la fermeture étaient produites par une chambre à dépression (commande pneumatique). La pression dans la tubulure d'admission servait de grandeur de commande pour la chambre à dépression. La position de la soupape à plateau dépendait par conséquent de l'état de fonctionnement du moteur.

Afin de pouvoir davantage agir sur le taux de recyclage des gaz d'échappement, des clapets anti-retour et des soupapes de limitation de pression pneumatiques de même que des soupapes retardatrices ont été utilisées. Certains systèmes tiennent également compte de la contre-pression d'échappement comme pression de régulation pour la chambre à dépression. Dans certains états de fonctionnement, le recyclage des gaz d'échappement est entièrement désactivé. Ceci est rendu possible par l'installation de vannes d'inversion électriques sur la conduite de commande. En dépit de ces possibilités d'influence, le système dépendait toujours de l'état de charge du moteur et de la dépression dans la tubulure d'admission correspondante pour la commande de la chambre à dépression.

Vanne EGR électrique

Afin de tenir compte des exigences des moteurs modernes et de s'affranchir de la dépression dans la tubulure d'admission, des entraînements électriques ont été développés pour les vannes de recyclage des gaz d'échappement. Des capteurs ont également été intégrés pour détecter la position de la vanne. Ces évolutions rendent possible une régulation précise avec des temps de réaction courts. Outre les moteurs pas à pas, les aimants de levage et les aimants de rotation, des moteurs à courant continu sont également utilisés aujourd'hui comme entraînement électrique. La soupape de régulation a, elle aussi, changé au fil du temps. En dehors des soupapes à pointeau et à plateau de différentes tailles et dimensions, on utilise également aujourd'hui des soupapes à tiroir rotatif et des soupapes à clapet.

COMPOSANTS D'UN SYSTÈME DE RECYCLAGE DES GAZ D'ÉCHAPPEMENT: VUE D'ENSEMBLE

Vanne EGR (vanne de recyclage des gaz d'échappement)

Le composant le plus important du système est la vanne EGR. Elle fait la liaison entre le tuyau d'échappement et le système d'admission. Selon la façon dont elle est commandée, la vanne EGR libère l'ouverture et laisse les gaz d'échappement entrer dans le collecteur d'admission. Il existe différents types de vannes EGR : avec une ou deux membranes, avec et sans information de position ou sonde de température et bien sûr à commande électrique. Information de position signifie que la vanne EGR comporte un potentiomètre qui transmet au calculateur des signaux correspondant à la position de la vanne. Ceci permet de détecter avec précision la quantité de gaz d'échappement recyclée dans chaque état de charge. Une éventuelle sonde de température sert à l'autodiagnostic de la vanne EGR.

Transducteurs de pression

La fonction des transducteurs de pression consiste à commander la dépression nécessaire à la vanne EGR. Ils adaptent la dépression à l'état de charge du moteur afin que soit respecté un taux de recyclage précisément défini. Ils sont à commande mécanique ou électrique.

Thermovannes

Elles ont une fonction similaire à celle des transducteurs de pression mais fonctionnent en lien avec la température. Les transducteurs de pression et les thermovannes peuvent également être combinés.

VANNE EGR DÉFECTUEUSE: CAUSE DE DÉFAILLANCE : PANNE EGR

Défauts et leurs causes

Compte tenu des importantes contraintes qu'elle subit, la vanne EGR est certainement la principale source de défaut. Le brouillard d'huile et la suie provenant des gaz d'échappement encrassent la vanne dont la section d'ouverture diminue avec le temps jusqu'à l'obturation complète. La quantité de gaz d'échappement recyclée baisse alors constamment, ce qui se répercute sur le comportement d'échappement. Ce phénomène est également favorisé par la forte charge thermique. Le système de flexible de dépression est lui aussi une cause fréquente de défaut. En cas de fuite, la dépression nécessaire à la vanne EGR est perdue et la vanne ne s'ouvre plus. Le disfonctionnement de la vanne EGR suite à l'absence de dépression peut également être dû à un transducteur de pression défectueux ou au mauvais fonctionnement de la thermovanne.

 

Il existe différentes possibilités de contrôler le système de recyclage des gaz d'échappement. Celles-ci dépendent de la possibilité d'autodiagnostic du système ou non. Les systèmes qui ne peuvent pas effectuer d'autodiagnostic peuvent être contrôlés à l'aide d'un multimètre, d'une pompe manuelle à dépression et d'un thermomètre numérique.

 

Mais avant de se lancer dans des contrôles fastidieux, commencer par effectuer un contrôle visuel de tous les composants du système. À savoir :

  • Toutes les conduites à dépression sont-elles étanches, correctement raccordées et exemptes de plis ?
  • Toutes les connexions électriques du transducteur de pression et de l'inverseur sont-elles effectuées correctement ? Les câbles sont-ils en ordre ?
  • La vanne EGR ou les conduites raccordées présentent-elles des fuites ?

 

Si le contrôle visuel ne révèle aucune anomalie, contrôler le système à l'aide de tests et de mesures supplémentaires.

CONTRÔLER LA VANNE EGR: DÉPANNAGE

Contrôle des vannes commandées par dépression sur les moteurs à explosion

La marche à suivre pour le contrôle d'une vanne EGR commandée par dépression est la suivante :

VANNES AVEC UNE MEMBRANE

Moteur arrêté, retirer la conduite à dépression et raccorder la pompe manuelle à dépression. Produire une dépression d'env. 300 mbar. Si la vanne est en ordre, la pression ne doit pas chuter pendant 5 minutes. Répéter le contrôle avec le moteur chaud, en marche. Avec une différence de pression d'env. 300 mbar, le ralenti doit se détériorer ou le moteur s'arrêter.

 

Si la vanne est équipée d'une sonde de température, celle-ci peut également être contrôlée. Pour ce faire, démonter la sonde de température et mesurer la résistance. Le tableau suivant indique les résistances approximatives pour les différentes températures :

 

Température     Résistance
    20 °C               > 1000 kΩ
    70 °C              60 - 280 kΩ
   100 °C             60 - 120 kΩ

 

Utiliser un pistolet à air chaud ou de l'eau chaude pour chauffer. Contrôler la température à l'aide d'un thermomètre numérique afin de comparer les valeurs mesurées aux valeurs de consigne.

VANNES AVEC DEUX MEMBRANES

Les vannes dont les raccords de dépression sont décalés latéralement ne sont ouvertes que par un raccord. Ceux-ci peuvent être superposés ou décalés latéralement sur un même plan. Les vannes dont les raccords de dépression sont superposés fonctionnent sur deux niveaux. La vanne s'ouvre partiellement par le raccord supérieur et complètement par le raccord inférieur. Les vannes dont les raccords de dépression sont décalés latéralement ne sont ouvertes que par un raccord. Les raccords sont repérés par une couleur.

 

Les combinaisons possibles sont les suivantes :

  • Noir et brun
  • Rouge et brun
  • Rouge et bleu

 

L'alimentation en dépression est reliée au raccord rouge ou noir.

 

Les contrôles d'étanchéité se font dans les mêmes conditions que pour les vannes avec une membrane, mais doivent être effectués sur les deux raccords à dépression. La pompe manuelle à dépression peut être utilisée comme un manomètre pour contrôler l'alimentation en dépression de la vanne. La raccorder à la conduite d'alimentation de la vanne EGR. La dépression qui règne moteur en marche est indiquée. Dans le cas des vannes dont les raccords sont superposés, relier la pompe manuelle à dépression à la conduite du raccord inférieur et dans le cas des vannes dont les raccords sont décalés latéralement, la relier à la conduite du raccord rouge ou noir.

Vannes EGR sur les moteurs diesel

Les vannes EGR sur les moteurs diesel peuvent être contrôlées de la même manière que sur les moteurs essence : moteur arrêté, produire une dépression d'env. 500 mbar à l'aide de la pompe manuelle à dépression. Cette dépression doit être maintenanue pendant 5 minutes et ne doit pas baisser. Un contrôle visuel peut également être effectué. À cet effet, produire à nouveau une dépression via le raccord à dépression à l'aide de la pompe manuelle à dépression. Observer la tige de la vanne (liaison entre la membrane et la vanne) à travers les ouvertures. Elle doit se déplacer de façon régulière lors de l'actionnement de la pompe manuelle à dépression.

Vannes EGR avec potentiomètre

Certaines vannes EGR possèdent un potentiomètre pour l'information de position de la vanne. Le contrôle de la vanne EGR se déroule de la manière décrite ci-dessus. Procéder comme suit pour le contrôle du potentiomètre :
Débrancher le connecteur à 3 broches et mesurer la résistance totale aux broches 2 et 3 du potentiomètre. La valeur mesurée doit être comprise entre 1 500 et 2 500 ohms. Pour mesurer la résistance de la piste, le multimètre doit être relié aux broches 1 et 2. Ouvrir lentement la vanne avec la pompe manuelle à dépression. La valeur mesurée commence à env. 700 ohms et monte à 2 500 ohms.

CONTRÔLE DES TRANSDUCTEURS DE PRESSION ET DES THERMOVANNES: DÉPANNAGE

Contrôle des transducteurs de pression mécaniques

Pour ce contrôle, la pompe manuelle à dépression n'est pas utilisée pour produire une dépression, mais comme un manomètre. Retirer le flexible à dépression du transducteur de pression de la vanne EGR et raccorder la pompe manuelle à dépression. Démarrer le moteur et bouger lentement la tringlerie du transducteur de pression. La valeur indiquée par le manomètre de la pompe à dépression doit changer en conséquence.

Contrôle de transducteurs de pression électro-pneumatiques

Là aussi, la pompe manuelle à dépression est utilisée comme un manomètre. Le raccordement au transducteur de pression électro-pneumatique se fait également au raccord à dépression qui va à la vanne EGR. Démarrer le moteur et débrancher le connecteur électrique du transducteur de pression. La dépression indiquée par le manomètre ne doit pas dépasser 60 mbar. Rebrancher le connecteur et faire monter le moteur en régime. La valeur indiquée par le manomètre doit également augmenter.

 

Pour contrôler la résistance de l'enroulement du transducteur de pression, débrancher à nouveau le connecteur électrique et relier un multimètre aux deux broches. La résistance devrait se situer entre 4 et 20 ohms.

 

Pour contrôler la commande du transducteur de pression, relier le multimètre aux contacts du connecteur et observer la tension indiquée. Celle-ci doit changer en même temps que le régime du moteur.

MESURE DE LA RÉSISTANCE SUR LE TRANSDUCTEUR DE PRESSION: DÉPANNAGE

Contrôle de transducteurs de pression électriques

Le contrôle de transducteurs de pression électriques est identique à celui d'électrovannes d'inversion.

Contrôle d'électrovannes d'inversion

Les électrovannes d'inversion possèdent trois raccords à dépression. Si deux raccords seulement sont utilisés, le troisième est muni d'un capuchon qui ne doit pas être étanche.

 

Pour le contrôle, le passage à travers les conduites de sortie de la vanne d'inversion peut être vérifié à l'aide de la pompe manuelle à dépression. Pour ce faire, raccorder la pompe à dépression à une conduite de sortie. Si une dépression peut être produite, la vanne d'inversion doit être alimentée en tension.

IMPORTANT :

Si la polarité des contacts (+ et -) de connexion de la vanne d'inversion est prescrite, celle-ci doit être respectée. Lorsque la vanne d'inversion est alimentée en tension, elle doit inverser et la dépression produite est évacuée. Répéter ce contrôle sur l'autre connexion.

Contrôle de thermovannes

Pour contrôler des thermovannes, il est nécessaire de retirer les flexibles à dépression. Relier la pompe manuelle à dépression au raccord central. Lorsque le moteur est froid, il ne doit pas y avoir de passage à travers la thermovanne. Lorsque le moteur est chaud, la vanne doit ouvrir le passage. Afin de ne pas être dépendant de la température du moteur, il est possible de démonter la thermovanne et de la chauffer dans un bain d'eau ou à l'aide d'un pistolet à air chaud. Surveiller constamment la température pour trouver les points de commutation.

 

Toutes les valeurs de contrôle indiquées ici sont approximatives. Les plans de connexion et les valeurs de contrôle du véhicule sont nécessaires pour obtenir des indications précises.

CONTRÔLER L'EGR AVEC UN APPAREIL DE DIAGNOSTIC: DÉPANNAGE

Les systèmes EGR capables d'effectuer un autodiagnostic peuvent être contrôlés avec un appareil de diagnostic approprié. Là encore, l'élément déterminant est la profondeur de contrôle de l'appareil utilisé et du système à contrôler. Il est parfois seulement possible de lire le contenu de la mémoire de défauts ou encore des blocs de valeurs de mesure et de réaliser un test des actionneurs.

 

Il est important, à cet égard, de contrôler également les composants dont l'effet sur le système EGR n'est qu'indirect. C'est le cas, par exemple, du débitmètre d'air massique ou de la sonde de température du moteur. Si le calculateur reçoit une valeur erronée du débitmètre d'air massique, la quantité de gaz d'échappement à recycler sera mal calculée. Il peut en résulter une altération des émissions polluantes et de gros problèmes de fonctionnement du moteur.

 

Dans le cas des vannes EGR électriques, il est possible qu'aucun défaut ne soit affiché pendant le diagnostic et qu'un test des actionneurs ne renseigne pas non plus sur les problèmes. Il se peut alors que la vanne soit très encrassée et que son ouverture ne libère plus la section requise par le calculateur. Il est donc conseillé de déposer la vanne EGR et de vérifier sa propreté.

VIDÉO SUR LE SUJET

Diagnostic du système EGR

Diagnostic du système EGR y compris l'appareil de diagnostic mega macs 66

 

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REMPLACER LA VANNE EGR: VIDÉO

Remplacement de la vanne de recyclage des gaz d'échappement

Remplacement de la vanne EGR avec instructions de démontage et de montage

 

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