Catalyseur 3 voies et sonde lambda
Fonctionnement, commande et réduction des gaz d'échappement
La commande moderne du moteur dans les moteurs à essence assure un traitement secondaire efficace des gaz d'échappement avec une consommation de carburant et des gaz d'échappement polluants réduits. À partir d'une certaine température, le catalyseur 3 voies de gaz d'échappement régulé transforme les gaz d'échappement/émissions brutes telles que les NOx, le CO et les carbures d'hydrogène en CO₂, en eau et en azote. Pour ce faire, le rapport air/carburant est essentiel. La commande lambda précise avec la sonde à oscillation brusque ou la sonde à spectre large en amont du catalyseur détermine l'oxygène résiduel dans les gaz d'échappement.
Cette valeur permet à la gestion du moteur de calculer la quantité de carburant à injecter de manière à ce que le mélange air-carburant brûle au ratio stœchiométrique et brûle ainsi de manière optimale. La sonde du moniteur située en aval du catalyseur surveille le fonctionnement du catalyseur via la teneur en oxygène résiduelle et détecte les défauts à un stade précoce. Dans cet article, vous en apprendrez plus sur le comportement thermique, la commande du moteur et le rôle des sondes lambda dans les véhicules modernes.
Notice d’utilisation
Comment fonctionnent les catalyseurs 3 voies et pour quoi en a-t-on besoin ? Vous trouverez plus d'explications sur les sondes de régulation, les sondes de moniteur et les sondes lambda dans cet article.
Le traitement secondaire des gaz d'échappement avec le catalyseur de gaz d'échappement
La combustion dans les moteurs à essence comme dans les moteurs diesel produit des émissions brutes telles que du monoxyde de carbone (CO), des oxydes d'azote (NOx), du dioxyde de soufre et des carbures d'hydrogène dans les cylindres. Le traitement secondaire des gaz d'échappement transforme ces émissions brutes en gaz d'échappement moins nocifs. Idéalement, il ne subsiste que de l'azote, du gaz carbonique (CO2) et de l'eau.
Le « catalyseur 3 voies régulé », aussi appelé catalyseur de gaz d'échappement, est la méthode classique de traitement secondaire des gaz d'échappement dans les moteurs à essence. Trois réactions chimiques de réduction et d'oxydation se déroulent en parallèle. La valeur lambda est déterminée à l'aide d'une sonde lambda, également appelée sonde de régulation, située en amont du catalyseur. Cette valeur indique le rapport air/carburant dans le mélange.
Avec cette valeur comme grandeur d'entrée, l'unité de commande du véhicule calcule le carburant à ajouter pour obtenir une combustion efficace et donc une oxydation complète. Cela améliore la puissance du moteur tout en réduisant les émissions de polluants.
Le fonctionnement de la sonde lambda
La sonde lambda est un composant central du système d'échappement des véhicules à moteur à essence. Les principales fonctions de la sonde lambda sont la mesure de la teneur en oxygène dans les gaz d'échappement et la régulation du rapport air/carburant. La teneur en oxygène dans les gaz d'échappement indique si le mélange air-carburant est trop riche ou trop pauvre. La commande électronique du moteur utilise les informations de la sonde lambda pour réguler le mélange de manière à ce qu'il soit le plus près possible du rapport stœchiométrique (rapport air/carburant lambda = 1). Ce n'est que dans ce cas que le catalyseur 3 voies peut convertir efficacement tous les polluants.
La sonde lambda est donc également un composant important pour surveiller le fonctionnement général du catalyseur et le traitement secondaire des gaz d'échappement par le véhicule. Si les valeurs mesurées par la sonde lambda ne sont pas correctes ou si les signaux de la sonde de contrôle et de la sonde de surveillance sont trop similaires, cela indique qu'il n'y a quasiment plus de nettoyage des gaz d'échappement dans le catalyseur – le catalyseur est défectueux et le diagnostic embarqué (OBD) signale une anomalie.
Vidéo - fonctionnement du catalyseur 3 voies et de la sonde lambda
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