DEPRESSION et DEPOLLUTION MOTEUR : L'USINE A GAZ .
Création de la dépression , Evolutions / Utilisations : indispensables, accessoires, dépollutions / Mesures et diagnostiques / Tests pour dépannage / Aller plus loin : pression relative ou absolue ?
1-CREATION DE LA DEPRESSION MOTEUR ( VACUUM ).

La dépression se créée et s'entretien dans le collecteur d'admission appellé aussi pipe d'admission ( Intake manifold). L'air entre dans le collecteur par le papillon et les pistons aspirent dans le collecteur. Si le volume d'air aspiré par les pistons est plus important que le volume d'air qui passe par le papillon on passe en dépression. Les volumes auront naturellement tendance à vouloir s'équilibrer ( le mouvement d'air crée une force d'aspiration, la dépression ).

Unités de mesures :
- 1 bar c'est: 1 013,2 millibars (mb) soit 1 013,2 hecto-Pascals (hPa) car 1 millibar = 1 HectoPascal.
- 1 bar c'est aussi: 760 mm de hauteur de colonne de mercure soit 29,92 pouces de hauteur de mercure (in.Hg) , équivalent à 14,7 pound per square Inch (PSI).
Ralenti (forte et stable): si on ne bouge pas le papillon (relativement fermé) mais que les pistons aspirent alors on a une forte dépression et stable.

Regime stabilisé (moyenne): si le papillon est à mi-course et que les pistons aspirent un peu plus (mi-régime moteur) on a une dépression moyenne et entretenue ( petit déséquilibre fixe entre volume d'air entrant et volume d'air aspiré).

Grosse accélération (chute): si on ouvre en grand le papillon mais que les pistons n'aspirent pas plus on a une faible dépression , baisse rapide tant que le moteur ne prends pas de tour. ( temporairement le volume d'air entrant tend à s'équilibrer avec le volume d'air aspiré ).

Laché d'accélérateur (pic, trés forte): on referme brusquement le papillon mais les pistons aspirent beaucoup ( moteur encore dans les tours) augmentation rapide de dépression. (temporairement la demande de volume d'air aspiré est nettement supérieure au volume d'air entrant ).

Les volumes d'air évoluent:

- le volume entrant bouge avec le papillon ( plus ou moins ouvert).

- le volume aspiré bouge avec les tours moteurs (nombre d'aspiration par minute des pistons).

Mais les volumes n'évoluent pas à la même vitesse, le mouvement du papillon est quasi instantané mais pas forcément les tours moteurs ( accélération / décélération: inertie). Si les volumes ne bougent pas à la même vitesse la différence change donc la dépression change.

Pour les moteurs hautes performances à gros carburateurs (trés ouverts pour les hauts régimes) on peut avoir une dépression faible en bas régime et pas suffisante pour l'assistance de freinage notamment. L'astuce est de mettre un réservoir ( sorte de boule fermée) qui stockera la dépression des hauts régimes en cas de besoin ou de mettre une pompe électrique de dépression additionnelle.

Pour les véhicules ayant beaucoup d'accessoires à dépression : il faut parfois aussi rajouter ces dispositifs.

Sur les moteurs sur-alimentés par turbo ou compresseur on augmente la pression d'admission jusqu'à 1 bars -> pas de dépression car on le gave à 1 bar max. On aura généralement une pompe à vide attelée au moteur ou une pompe indépendante électrique.

Les diesels créent trés peu de dépression car pas de papillon, c'est l'injection qui fait tout ( on injecte maintenant directement le carburant dans la chambre de combustion) on aura aussi une pompe à vide attelée au moteur ou électrique. ( pompe mécanique souvent associée à l'alternateur ou à la pompe de direction assistée, évite une poulie supplémentaire ).

La dépression qu'on utilise est la plupart du temps transportée dans des durites ( Hose / Vacuum hose).
Tout piquage d'aspiration relié au collecteur d'admission ( ou au carbu posée sur le collecteur ) doit être branché ou bouché sinon c'est une prise d'air incontrôlée qui ne passe ni par le papillon du carburateur ni par des conduits calibrés et donc problème de carburation (absence ou mauvaise aspiration au travers du carburateur).
2-UTILISATION DE LA DEPRESSION SUR MOTEUR ESSENCE A CARBURATEUR ATMOSPHERIQUE .

Il y a 3 catégories d'usage de la dépression : celles indispensables au fonctionnement du moteur (carburateur / allumeur), celles d’accessoires (assistance freinage,commande de divers clapets ou moteurs) et celles pour la dépollution , rajoutées (Aspiration, ré-injection, réglages ).

Et 2 principes : on peut aussi différencier l'utilisation de la dépression soit comme une force de commande qui doit être étanche ( capsule à membrane), soit comme celles qui aspirent réellement du gaz ( dépollution). Elles ne doivent aspirer pour la dépollution que dans un seul sens grace à des clapets anti-retour ( Check valve) et seulement une certaine quantité de gaz dans certaines conditions de fonctionnement moteur ( régime, température ).
On trouve donc aussi des commandes de dépression thermique, réchauffés par l'air ou le liquide de refroidissement, les TVS: Thermal Vacuum Switch .

3-LES DEPRESSIONS INDISPENSABLES AU FONCTIONNEMENT DU MOTEUR ESSENCE A CARBURATEUR.

La base c'est la dépression au sens large pour le carburateur: si pas de dépression ( aspiration) on n'aspire pas d'essence donc le moteur ne tournera pas. Il y a la dépression utilisée pour la pompe de reprise du carburateur ( si à dépression): une baisse de dépression rapide indique une accélération (reprise) donc un besoin d'essence supplémentaire. Voir CARBURATEUR pompe de reprise à dépression .
il y a la dépression qui va à la capsule de l'allumeur. Elle permet d'ajuster l'avance d'allumage en fonction des accélérations et des tours moteurs. Celle-ci est particuliére car dite Timed ( restriction de débit par restricteur calibré). Voir ALLUMAGE avance à dépression .

4-LES DEPRESSIONS D'ACCESSOIRES.

La principale est la dépression de l'assistance de freinage ( Brake booster) assez conséquente et plutôt indispensable malgré le nom d'accessoire mais les voitures n'en n'ont pas toujours étaient dotées. L'assistance de freinage n'est ni plus ni moins qu'une capsule de dépression commandée par la pédale de frein.
Sinon c'est en fonction de la conception des équipements car jusqu'aux années 80 on utilisait beaucoup la dépression moteur comme force de commande, ensuite on est passé beaucoup plus en commande électrique.
La dépression peut commander : des volets de chauffage, de clim, de phare...des moteurs de centralisation, d'essuie-glace ou de lave-glace.... de régulateur de vitesse, etc... pas de limite. Enfin si car si on utilise tout en même temps la quantité de dépression ne va pas suivre donc on rajoute aussi un réservoir.
Cela peut vite devenir complexe façon usine à gaz, car à chaque équipement correspond une ou plusieurs durites. Exemple sur une corvette des années 70 avec juste trappe de phare et essuie-glace ou bien encore le boitier de commande de la ventilation d'une Lincoln et autant de fuites potentielles.

5-LES DEPRESSIONS DE DEPOLLUTION.

Au fil du temps les réglementations environnementales ont imposées des changements. Avant l'émissions des vapeurs d'essence, des vapeurs d'huile, des taux de Co2 étaient plus libres. Depuis les années 70 aux USA et 90 en Europe tout à été renforcé.

On récupére les vapeurs d'huile et le reste des gazs de combustion: avant on avait juste un reniflard à l'air libre.
Désormais on balaie et aspire les gazs - vapeurs d'huile du bloc moteur ( PCV: Positive Crankcase Ventilation). Quoique réputés étanches , les cylindres relâchent toujours un peu de gazs de combustions ( Blow-by gaz ) et l'huile passe toujours un peu en vapeur: le PCV balaie le bloc moteur en air propre et réaspire les gazs pour les bruler dans la chambre de combustion. Mais pas tout le temps et pas n'importe comment : clapet basé sur la dépression moteur.

On récupére les vapeurs d'essence: avant on avait un bouchon de remplissage du réservoir ouvert ( ventilé ) ou directement un tuyau d'event de trop plein à l'air libre.
Désormais il y a une récupération qui marche par dépression moteur en marche. Soit par un principe de stockage à l'arrêt ( Canister / Charcoal canister) qu'on vide moteur en marche, soit par une aspiration controlée permanente ( ECS: Evaporative Control System).

Si on récupére les vapeurs d'huiles et d'essence au même endroit on peut utiliser un Cranckase breather à membrane ( cas de certaines Mopar).
Pas forcément logique puisqu'on fait passer les vapeurs d'essence dans le bloc moteur (pollution d'huile possible).

On optimise le taux de Co2 : avant moteur trés riche, peu ou pas de filtration,.....
Désormais on utilise l'EGR ( Exhaust Gaz Recirculation) pour ré-injecter une partie des gazs d'échappements à l'admission ( recyclage d'un maximum de gaz imbrulé). Ce systéme est commandé par depression et température. De plus un moteur qui reste froid longtemps emet plus de Co2 donc des sytémes commandés par dépression ont été mis en place pour faire chauffer le moteur plus vite par un clapet à l'échappement ( Heat riser, EFE ): en créant à froid une contrepression à l'échappement (échappement semi fermé) on fait chauffer les gazs et donc le moteur . Une fois chaud une commande thermique (TVS) le fait s'ouvrir en grand ( échappement normal). A tendance à se gripper, probléme courant, surtout sur les modéles à commandes thermo-mécanique en spirale.
Dans certains cas une pompe d'injection d'air commandée par dépression et température permet d'injecter un surplus d'oxygéne dans les collecteurs d'échappement ou dans le pots catalytique (si 3 voies) afin d'augmenter la combustion des gazs imbrulés. VOIR ECHAPPEMENT.
6-MESURE DES VALEURS et CONTROLE DU BRANCHEMENT DES DEPRESSIONS MOTEUR.

Les mesures : on utilisait avant une vrai colonne de mercure, mais vu la dangerosité du produit on a désormais des manomètres. Une jauge à dépression est raccordée au collecteur d'admission. Un moteur standard aura une dépression stable au ralenti. Si ce n'est pas le cas , en fonction des valeurs et de leurs évolutions on pourra avoir des pistes de recherche de panne.

BAD / POOR : MAUVAISE (trop basse).

FUEL ECONOMY: REGIME STABILISé OK.

GOOD / FAIR : CORRECTE (au ralenti).

OVER-RUN : TRES FORTE (décélération).

Le contrôle des branchements: dans le compartiment moteur des américaines il y a la plupart du temps un schéma des durites de dépression ( Vacuum diagram / Vacuum hose routing). Sinon on les retrouvent dans la revue technique. Il y a autant de versions que de finition ( équipements) , que d'adaptation aux réglementations ( export, californie, fédéral).
Le fédéral: tous les états des USA sauf la californie, la Californie: pionniére et plus stricte en anti-pollution, l'Export: avant les années 90 plutôt basé sur le fédéral ( pas de pot catalytique) puis basé sur la Californie ensuite ( anti-pollution compléte).
7-PANNES ET TESTS DES COMMANDES A DEPRESSION (MOTEUR A L'ARRET).

Différentes pannes possibles de la durite débranchée, percée, cuite à la membrane de capsule percée ou la fuite de joint ( pipe d'admission / carbu). Si tout est bien branché et en état apparent correct , on peut tester les commandes une par une pour trouver une panne de dépression .

Test à l'ancienne sur capsule: aspirer , si aspiration infini -> percée, si blocage -> ok. ( attention quand même au grippage qui laisse croire que tout va bien: la membrane est ok mais pas forcément la mécanique derriére).
On peut avoir une mini pompe à dépression : pour les commandes comme les capsules (qui doivent être étanches) mais pas le PCV (puisqu'il y à un débit aspiré), on branche et pompe, on lit sur un mano, si en dépression et stable plus mouvement de la commande : ok.
Plus compliqué sur les TVS : car ne s'ouvre que sur des critéres de températures. Donc pompe plus casserole d'eau chaude: pas pratique.
Attention aussi à l'assistance de freinage : en général panne détectée par le changement de régime moteur à chaque appuit sur la pédale ( moteur au ralenti et appuit pédale, si fuite fait une entrée d'air et donc un changement de régime moteur).

8-POUR ALLER PLUS LOIN : PRESSION RELATIVE OU ABSOLUE ?

Relative : sur un dépressiométre on regarde juste une différence de pression (comparaison). Si aucune différence avec l'air libre il affiche zéro (quelle que soit la valeur de la pression atmosphérique).

Absolue : mais la pression atmosphérique est à environ 1 bar ( le fameux barométre de la météo) et pas zéro ( le vide). Si on est inférieur à la pression atmosphérique dans l'absolu la dépression ce n'est qu'une pression basse ( ou plus basse). Dans le collecteur on aura une pression plus basse que la pression atmosphérique donc transfert d'air par équilibrage naturel des pressions -> aspiration -> dépression.

Moteur à l'arrêt: pression relative à zéro ( pas de différence) mais pression absolue à 1 bar . Moteur au ralenti : différence relative de 0.620 bar mais pression absolue à 0.38 bar. En turbo : en relatif il souffle à 1 bar max mais c'est 1 bar de plus que la pression atmosphérique à 1 bar soit 2 bars en absolue.

  

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