MODULE DIAGNOSTIC AUTOMOBILE −−−−−−−−−−−−−−−−−−− LES CAPTEURS AUTOMOBILE MECATRONIQUE AUTOMOBILE − − − − − − − − − − − − − − − − −− Abdelwahab MAHDHI I.S.E.T de Djerba − − − − − − − − − − − − − − − − −− Département de Génie Mécanique − − − − − − − − − − − − − − − − −−
[email protected] − − − − − − − − − − − − − − − − −− novembre-décembre 2008
Abdelwahab MAHDHI
DIAGNOSTIC AUTO : Les capteurs Automobile
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Plan du cours
• 1.1 ⇒ Introduction;
DIAGNOSTIC AUTO : Les capteurs Automobile
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Plan du cours
• 1.1 ⇒ Introduction; • 1.2 ⇒ Les capteurs;
DIAGNOSTIC AUTO : Les capteurs Automobile
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Plan du cours
• 1.1 ⇒ Introduction; • 1.2 ⇒ Les capteurs; • 1.3 ⇒ Les capteurs résistifs;
DIAGNOSTIC AUTO : Les capteurs Automobile
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Plan du cours
• 1.1 ⇒ Introduction; • 1.2 ⇒ Les capteurs; • 1.3 ⇒ Les capteurs résistifs; • 1.4 ⇒ Les capteurs inductifs;
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Plan du cours
• 1.1 ⇒ Introduction; • 1.2 ⇒ Les capteurs; • 1.3 ⇒ Les capteurs résistifs; • 1.4 ⇒ Les capteurs inductifs; • 1.5 ⇒ Les capteurs de position du papillon des gaz;
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Plan du cours
• 1.1 ⇒ Introduction; • 1.2 ⇒ Les capteurs; • 1.3 ⇒ Les capteurs résistifs; • 1.4 ⇒ Les capteurs inductifs; • 1.5 ⇒ Les capteurs de position du papillon des gaz; • 1.6 ⇒ Les capteurs Piezo-électrique;
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Plan du cours
• 1.1 ⇒ Introduction; • 1.2 ⇒ Les capteurs; • 1.3 ⇒ Les capteurs résistifs; • 1.4 ⇒ Les capteurs inductifs; • 1.5 ⇒ Les capteurs de position du papillon des gaz; • 1.6 ⇒ Les capteurs Piezo-électrique; • 1.7 ⇒ Sonde à oxygène;
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Plan du cours
• 1.1 ⇒ Introduction; • 1.2 ⇒ Les capteurs; • 1.3 ⇒ Les capteurs résistifs; • 1.4 ⇒ Les capteurs inductifs; • 1.5 ⇒ Les capteurs de position du papillon des gaz; • 1.6 ⇒ Les capteurs Piezo-électrique; • 1.7 ⇒ Sonde à oxygène; Abdelwahab MAHDHI
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Introduction En automobile, tout devient électronique, l’injection, l’allumage, la climatisation, l’indicateur de vitesse du véhicule, la position des sièges, le freinage... Tout cela est géré par des calculateurs qui ne sont autres que de véritables ordinateurs. Cependant, pour fonctionner, ces calculateurs ont besoin d’informations qui sont prélevées sur le moteur, la boite de vitesses, les roues...
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DIAGNOSTIC AUTO : Les capteurs Automobile
Introduction (suite) C’est le rôle des capteurs. Les capteurs sont utilisés notamment dans les trois domaines suivants : • Sécurité (p.ex. système ESP, système ABS et airbag)
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DIAGNOSTIC AUTO : Les capteurs Automobile
Introduction (suite) C’est le rôle des capteurs. Les capteurs sont utilisés notamment dans les trois domaines suivants : • Sécurité (p.ex. système ESP, système ABS et airbag) • Groupe motopropulseur (p.ex. sonde lambda, capteur d’arbre à cames et capteurs de cliquetis)
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DIAGNOSTIC AUTO : Les capteurs Automobile
Introduction (suite) C’est le rôle des capteurs. Les capteurs sont utilisés notamment dans les trois domaines suivants : • Sécurité (p.ex. système ESP, système ABS et airbag) • Groupe motopropulseur (p.ex. sonde lambda, capteur d’arbre à cames et capteurs de cliquetis) • Confort (p.ex. capteur de pluie, capteur pour le système de conditionnement d’air et récepteur de télécommande de portes)
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DIAGNOSTIC AUTO : Les capteurs Automobile
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Introduction (suite) C’est le rôle des capteurs. Les capteurs sont utilisés notamment dans les trois domaines suivants : • Sécurité (p.ex. système ESP, système ABS et airbag) • Groupe motopropulseur (p.ex. sonde lambda, capteur d’arbre à cames et capteurs de cliquetis) • Confort (p.ex. capteur de pluie, capteur pour le système de conditionnement d’air et récepteur de télécommande de portes)
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E XEMPLES DE CONFIGURATIONS
• Configuration A ⇒ Système RED avec pompe VE.E Bosch
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E XEMPLES DE CONFIGURATIONS
• Configuration A ⇒ Système RED avec pompe VE.E Bosch • Configuration B ⇒ Système avec injecteurs pompes
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E XEMPLES DE CONFIGURATIONS
• Configuration A ⇒ Système RED avec pompe VE.E Bosch • Configuration B ⇒ Système avec injecteurs pompes • Configuration C ⇒ Système RED avec pompe PE.H Bosch
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E XEMPLES DE CONFIGURATIONS
• Configuration A ⇒ Système RED avec pompe VE.E Bosch • Configuration B ⇒ Système avec injecteurs pompes • Configuration C ⇒ Système RED avec pompe PE.H Bosch • Configuration D ⇒ Système common rail Bosch
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E XEMPLES DE CONFIGURATIONS
• Configuration A ⇒ Système RED avec pompe VE.E Bosch • Configuration B ⇒ Système avec injecteurs pompes • Configuration C ⇒ Système RED avec pompe PE.H Bosch • Configuration D ⇒ Système common rail Bosch (Plan du cours)
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Système RED avec pompe VE.E Bosch
(Exemples de configurations) Abdelwahab MAHDHI
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Système avec injecteurs pompes
(Exemples de configurations) Abdelwahab MAHDHI
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Système RED avec pompe PE.H Bosch
(Exemples de configurations) Abdelwahab MAHDHI
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Système common rail Bosch
(Exemples de configurations) Abdelwahab MAHDHI
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Les capteurs Ce sont des sondes, des détecteurs qui sont utilisés dans de nombreuses applications. Sur les automobiles actuelles le contacteur est très peu utilisé car les calculateurs ont besoins de capteurs "évolués " dont on va présenté quelques un: 1. Capteur résistif
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Les capteurs Ce sont des sondes, des détecteurs qui sont utilisés dans de nombreuses applications. Sur les automobiles actuelles le contacteur est très peu utilisé car les calculateurs ont besoins de capteurs "évolués " dont on va présenté quelques un: 1. Capteur résistif 2. Capteur type inductif
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Les capteurs Ce sont des sondes, des détecteurs qui sont utilisés dans de nombreuses applications. Sur les automobiles actuelles le contacteur est très peu utilisé car les calculateurs ont besoins de capteurs "évolués " dont on va présenté quelques un: 1. Capteur résistif 2. Capteur type inductif 3. Capteurs spécifiques
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Les capteurs Ce sont des sondes, des détecteurs qui sont utilisés dans de nombreuses applications. Sur les automobiles actuelles le contacteur est très peu utilisé car les calculateurs ont besoins de capteurs "évolués " dont on va présenté quelques un: 1. Capteur résistif 2. Capteur type inductif 3. Capteurs spécifiques 4. Le capteur Piezo-électrique
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Les capteurs Ce sont des sondes, des détecteurs qui sont utilisés dans de nombreuses applications. Sur les automobiles actuelles le contacteur est très peu utilisé car les calculateurs ont besoins de capteurs "évolués " dont on va présenté quelques un: 1. Capteur résistif 2. Capteur type inductif 3. Capteurs spécifiques 4. Le capteur Piezo-électrique (Plan du cours) Abdelwahab MAHDHI
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Les capteurs résistifs
Ce type de capteur est très utilisé. Il peut être construit sur le principe d’un potentiomètre (résistance variable) comme c’est souvent le cas pour la jauge à carburant ou pour relever la position du papillon des gaz, soit sous la forme d’une thermistance CTN, CTP. 1. Exemple 1 ⇒ Capteur de température du liquide de refroidissement;
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Les capteurs résistifs
Ce type de capteur est très utilisé. Il peut être construit sur le principe d’un potentiomètre (résistance variable) comme c’est souvent le cas pour la jauge à carburant ou pour relever la position du papillon des gaz, soit sous la forme d’une thermistance CTN, CTP. 1. Exemple 1 ⇒ Capteur de température du liquide de refroidissement; 2. Commande ⇒ Commande d’une thermistance;
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Les capteurs résistifs
Ce type de capteur est très utilisé. Il peut être construit sur le principe d’un potentiomètre (résistance variable) comme c’est souvent le cas pour la jauge à carburant ou pour relever la position du papillon des gaz, soit sous la forme d’une thermistance CTN, CTP. 1. Exemple 1 ⇒ Capteur de température du liquide de refroidissement; 2. Commande ⇒ Commande d’une thermistance; 3. Exemple 2 ⇒ Capteur de température d’air;
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Les capteurs résistifs
Ce type de capteur est très utilisé. Il peut être construit sur le principe d’un potentiomètre (résistance variable) comme c’est souvent le cas pour la jauge à carburant ou pour relever la position du papillon des gaz, soit sous la forme d’une thermistance CTN, CTP. 1. Exemple 1 ⇒ Capteur de température du liquide de refroidissement; 2. Commande ⇒ Commande d’une thermistance; 3. Exemple 2 ⇒ Capteur de température d’air; (Plan du cours) Abdelwahab MAHDHI
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Capteur de température du liquide de refroidissement
(a)
(b)
(c)
(d)
(Les capteurs résistifs) Abdelwahab MAHDHI
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Commande d’une thermistance
(a)
(b)
(c)
(d)
(Les capteurs résistifs) Abdelwahab MAHDHI
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Capteur de température d’air Une température basse produit une résistance élevée tandis qu’une température élevée produit une résistance faible. L’unité de commande détermine la température d’air, en surveillant la tension par le biais du capteur. • tension d’alimentation: 5 V • résistance: 2 000 - 3 000 ohm / 20o C (Les capteurs résistifs) Abdelwahab MAHDHI
• résistance: 200 - 300 ohm / 90o C ISET Djerba
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Les capteurs inductifs
Ils sont utilisés pour détecter un moment précis, synchroniser des informations, déterminer des vitesses, compter le nombre de tours. Souvent, ils détectent le passage d’une cible. On cite deux exemples de capteurs inductifs sont : 1. types ⇒ Exemple capteur magnétique sur vilbrequin;
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Les capteurs inductifs
Ils sont utilisés pour détecter un moment précis, synchroniser des informations, déterminer des vitesses, compter le nombre de tours. Souvent, ils détectent le passage d’une cible. On cite deux exemples de capteurs inductifs sont : 1. types ⇒ Exemple capteur magnétique sur vilbrequin; 2. Exemple 1 ⇒ Capteur magnétique sur vilbrequin;
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Les capteurs inductifs
Ils sont utilisés pour détecter un moment précis, synchroniser des informations, déterminer des vitesses, compter le nombre de tours. Souvent, ils détectent le passage d’une cible. On cite deux exemples de capteurs inductifs sont : 1. types ⇒ Exemple capteur magnétique sur vilbrequin; 2. Exemple 1 ⇒ Capteur magnétique sur vilbrequin; 3. Exemple 2 ⇒ Le capteur à effet Hall;
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Les capteurs inductifs
Ils sont utilisés pour détecter un moment précis, synchroniser des informations, déterminer des vitesses, compter le nombre de tours. Souvent, ils détectent le passage d’une cible. On cite deux exemples de capteurs inductifs sont : 1. types ⇒ Exemple capteur magnétique sur vilbrequin; 2. Exemple 1 ⇒ Capteur magnétique sur vilbrequin; 3. Exemple 2 ⇒ Le capteur à effet Hall; (Plan du cours) Abdelwahab MAHDHI
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Exemple capteur magnétique sur vilbrequin
(b) Capteur sur (a) Différents capteurs vilbrequin Opel Astra G (Z16XE) magnétiques (Les capteurs inductifs) Abdelwahab MAHDHI
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Capteur magnétique sur vilbrequin • A=aimant permanent ; • B=noyau en fer doux ; • C=bobine ; • D=roue dentée. La capteur de plateau magnétique est constitué d’un aimant permanent et d’une bobine enroulée autour d’un noyau en métal. Une roue dentée en fer est montée sur le vilebrequin. Dès que la roue dentée en fer tourne, elle modifie le champ magnétique à l’intérieur de la bobine et génère une tension dans la bobine du capteur Abdelwahab MAHDHI
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Branchement d’un capteur magnétique
(a)
(b)
(c)
(d)
(Les capteurs inductifs) Abdelwahab MAHDHI
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Image d’un capteur magnétique
(a)
(b)
a) L’image d’oscilloscope d’un capteur à plateau magnétique avec une dent manquante sur la roue dentée (sans tension d’alimentation sur le fil de signal), b) L’image d’oscilloscope d’un capteur à plateau magnétique avec une dent manquante sur la roue dentée (avec tension d’alimentation sur le fil de signal) (Les capteurs inductifs) Abdelwahab MAHDHI
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Le capteur à effet Hall
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(a)
(b)
(c)
(d) ISET Djerba
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Forme des cibles en fonction des capteurs
Forme des cibles en fonction des capteurs. (Les capteurs inductifs) Abdelwahab MAHDHI
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Les capteurs de position du papillon des gaz
Ils sont utilisés pour détecter un moment précis, synchroniser des informations, déterminer des vitesses, compter le nombre de tours. Souvent, ils détectent le passage d’une cible. On cite deux exemples de capteurs inductifs sont :
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Les capteurs de position du papillon des gaz
Ils sont utilisés pour détecter un moment précis, synchroniser des informations, déterminer des vitesses, compter le nombre de tours. Souvent, ils détectent le passage d’une cible. On cite deux exemples de capteurs inductifs sont : 1. Exemples ⇒ Capteurs de position du papillon des gaz;
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Les capteurs de position du papillon des gaz
Ils sont utilisés pour détecter un moment précis, synchroniser des informations, déterminer des vitesses, compter le nombre de tours. Souvent, ils détectent le passage d’une cible. On cite deux exemples de capteurs inductifs sont : 1. Exemples ⇒ Capteurs de position du papillon des gaz; 2. Premier type ⇒ Potentiomètre simple;
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Les capteurs de position du papillon des gaz
Ils sont utilisés pour détecter un moment précis, synchroniser des informations, déterminer des vitesses, compter le nombre de tours. Souvent, ils détectent le passage d’une cible. On cite deux exemples de capteurs inductifs sont : 1. Exemples ⇒ Capteurs de position du papillon des gaz; 2. Premier type ⇒ Potentiomètre simple; 3. Deuxième type ⇒ Potentiomètre double;
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Les capteurs de position du papillon des gaz
Ils sont utilisés pour détecter un moment précis, synchroniser des informations, déterminer des vitesses, compter le nombre de tours. Souvent, ils détectent le passage d’une cible. On cite deux exemples de capteurs inductifs sont : 1. Exemples ⇒ Capteurs de position du papillon des gaz; 2. Premier type ⇒ Potentiomètre simple; 3. Deuxième type ⇒ Potentiomètre double; (Plan du cours) Abdelwahab MAHDHI
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Exemple de capteurs de position du papillon des gaz
(b) Magneti Marelli pour Peugoet (a) Mono Motronic pour Golf 3 607
(c) Multec S(F) pour Astra
(d) Magneti Marelli pour Clio
(Les capteurs de position du papillon des gaz) Abdelwahab MAHDHI
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Potentiomètre simple
Schéma de câblage d’un potentiomètre simple et vue éclatée de la plaque du potentiomètre. Abdelwahab MAHDHI
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Potentiomètre simple
Image d’oscilloscope d’un potentiomètre de soupape du papillon des gaz et les caractéristiques correspondantes. (Les capteurs de position du papillon des gaz) Abdelwahab MAHDHI
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Potentiomètre double
Schéma de câblage pour potentiomètre à double doubles. Abdelwahab MAHDHI
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Potentiomètre double
2 images d’oscilloscope de deux capteurs de position de papillon des gaz largement ouverts et complètement fermés. (Les capteurs de position du papillon des gaz) Abdelwahab MAHDHI
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Les capteurs Piezo-électrique La piézo-électricité est un phénomène propre à certains types de cristaux (le quartz est le plus connu) ou de céramiques anisotropes.
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Les capteurs Piezo-électrique La piézo-électricité est un phénomène propre à certains types de cristaux (le quartz est le plus connu) ou de céramiques anisotropes. • (effet "direct") : application d’une pression ⇒ Charges électriques
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Les capteurs Piezo-électrique La piézo-électricité est un phénomène propre à certains types de cristaux (le quartz est le plus connu) ou de céramiques anisotropes. • (effet "direct") : application d’une pression ⇒ Charges électriques • (effet "inverse") : Application d’une tension électrique ⇒ Modification des dimensions des cristaux.
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Les capteurs Piezo-électrique La piézo-électricité est un phénomène propre à certains types de cristaux (le quartz est le plus connu) ou de céramiques anisotropes. • (effet "direct") : application d’une pression ⇒ Charges électriques • (effet "inverse") : Application d’une tension électrique ⇒ Modification des dimensions des cristaux. Il y a là un moyen de transformer un signal électrique en déformation mécanique et réciproquement.
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Les capteurs Piezo-électrique La piézo-électricité est un phénomène propre à certains types de cristaux (le quartz est le plus connu) ou de céramiques anisotropes. • (effet "direct") : application d’une pression ⇒ Charges électriques • (effet "inverse") : Application d’une tension électrique ⇒ Modification des dimensions des cristaux. Il y a là un moyen de transformer un signal électrique en déformation mécanique et réciproquement.
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DIAGNOSTIC AUTO : Les capteurs Automobile
Les capteurs Piezo-électrique (suite) Ce sont aussi des capteurs capables " d’écouter " une fréquence et de transmettre une image sous forme d’un signal électrique (capteur de cliquetis).
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Les capteurs Piezo-électrique (suite) Ce sont aussi des capteurs capables " d’écouter " une fréquence et de transmettre une image sous forme d’un signal électrique (capteur de cliquetis). 1. Localisation ⇒ Capteur MAP;
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Les capteurs Piezo-électrique (suite) Ce sont aussi des capteurs capables " d’écouter " une fréquence et de transmettre une image sous forme d’un signal électrique (capteur de cliquetis). 1. Localisation ⇒ Capteur MAP; 2. Exemple 1 ⇒ Exemple capteur MAP;
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Les capteurs Piezo-électrique (suite) Ce sont aussi des capteurs capables " d’écouter " une fréquence et de transmettre une image sous forme d’un signal électrique (capteur de cliquetis). 1. Localisation ⇒ Capteur MAP; 2. Exemple 1 ⇒ Exemple capteur MAP; 3. Exemple 2 ⇒ Capteur cliquetis;
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Les capteurs Piezo-électrique (suite) Ce sont aussi des capteurs capables " d’écouter " une fréquence et de transmettre une image sous forme d’un signal électrique (capteur de cliquetis). 1. Localisation ⇒ Capteur MAP; 2. Exemple 1 ⇒ Exemple capteur MAP; 3. Exemple 2 ⇒ Capteur cliquetis; (Plan du cours)
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Capteur MAP Caractéristiques techniques tension d’alimentation: 5 V tension de sortie: 0 - 5 V
(a) CLIO II 1.2 16V (D4F-712)
(b) ASTRA G 1.6 16V (Z 16 XE)
(Les capteurs Piezo-électrique (suite)) Abdelwahab MAHDHI
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Exemple capteur MAP
(a)
(b)
Capteur de pression absolue a) Clio; b) Opel (Les capteurs Piezo-électrique (suite)) Abdelwahab MAHDHI
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Capteur cliquetis Le capteur de détonation détecte les cognements du moteur et envoie un signal à l’unité de commande qui créera un retard à l’allumage jusqu’à ce que les cognements cessent.
(a) CLIO II 1.2 16V (D4F-712)
(b) signal de tension de sortie quand on frappe le capteur avec un petit marteau
(Les capteurs Piezo-électrique (suite)) Abdelwahab MAHDHI
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Sonde à oxygène La sonde à oxygène est un capteur spécifique aux dispositifs d’injection.
Noir = (+) signal Blancs = fils chauffage Gris = (-) signal Abdelwahab MAHDHI
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Sonde à oxygène Les éléments d’une sonde à oxygène sont :
1 à 4 fils
Gaine protectrice Joint d’étanchéité
Support de l’élément Zirconium Joint d’étanchéité
Connecteur
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Tube protecteur
Élément Titane
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Sonde à oxygène Elle fonctionne comme une pile à concentration d’oxygène. Placée dans les gaz d’échappement, elle fournit un signal d’environ 1000 MV (1 volt) en absence d’oxygène (mélange trop riche) et de 100 MV en sa présence (mélange trop pauvre) Tension capteur (U) Volts (V)
U
RICHE
STOECHIO.
PAUVRE
(Plan du cours) Abdelwahab MAHDHI
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Bibliographie
• Logiciel WorkshopData ATI; • NGK :La sonde à oxygène; • Moteur diesel : Diagnostics et mises au point, Edition : FOUCHER, Bernard Vieux.
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