Nordiques Inc.

D�tecteurs d'oxyg�ne NTK

Quelle est la raison d'�tre des d�tecteurs d'oxyg�ne ?
Comment le d�tecteur d'oxyg�ne fonctionne-t-il ?
Comment v�rifier les d�tecteurs d'oxyg�ne ?
Description des types de d�tecteurs d'oxyg�ne
Instructions D'installation et de Manutention
V�rification Diagnostique pour D�tecteurs d'Oxyg�ne
Inspection et analyse du d�tecteur d'oxyg�ne
Sympt�mes de d�tecteurs endommag�s

Quelle est la raison d'�tre des d�tecteurs d'oxyg�ne ?

Tous s'entendent sur le fait que l'on doit r�duire la pollution produite par les v�hicules automobiles. Pour ce faire, les gouvernements ne cessent de promulguer des lois de plus en plus rigoureuses sur les �missions des gaz d'�chappement.

La m�thode la plus couramment utilis�e par les constructeurs d'automobiles est le convertisseur catalytique � trois voies. Ce dispositif transforme en gaz moins nocifs les principaux polluants pr�sents dans les gaz d'�chappement. Toutefois, le convertisseur catalytique � trois voies n'est vraiment efficace que si le rapport air/carburant est maintenu dans une plage tr�s �troite. C'est donc l� que le d�tecteur d'oxyg�ne entre en jeu.

De mani�re typique, le d�tecteur d'oxyg�ne est situ� dans le tuyau d'�chappement, juste devant le convertisseur catalytique � trois voies. C'est l'�l�ment central du d�tecteur d'oxyg�ne qui est expos� aux gaz d'�chappement.

Le d�tecteur d'oxyg�ne d�tecte de fa�on continue la teneur en oxyg�ne des gaz d'�chappement. Son signal de sortie est reli� au bloc de commande �lectronique et varie afin d'indiquer un m�lange carbur� riche ou pauvre. Par l'entremise de son signal de sortie, le d�tecteur � indique � au bloc de commande �lectronique si le moteur du v�hicule fonctionne en m�lange riche ou pauvre. Le bloc de commande �lectronique utilise les donn�es qu'il re�oit du d�tecteur pour d�cider s'il doit enrichir ou appauvrir le m�lange carbur� afin de donner un rapport air/carburant optimum. On appelle cette op�ration commande en boucle ferm�e, parce que la teneur en oxyg�ne des gaz d'�chappement est mesur�e et r�achemin�e au bloc de commande �lectronique, lequel est alors en mesure de commander correctement le syst�me de m�lange de carburant. Lorsque le m�lange est toujours correctement �quilibr�, l'efficacit� de la combustion et du convertisseur catalytique est optimale.

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Comment le d�tecteur d'oxyg�ne fonctionne-t-il ?

NGK fabrique deux types principaux de d�tecteurs d'oxyg�ne. Le premier, et le plus courant, utilise un �l�ment r�cepteur en c�ramique et zircone, tandis que le second utilise un �l�ment r�cepteur en bioxyde de titane. Une description du principe de fonctionnement de ces deux types de d�tecteurs est pr�sent�e dans cette section.

D�tecteurs en zircone : L'une des propri�t�s importantes de l'�l�ment en zircone est qu'il est capable de proc�der � la conduction des ions d'oxyg�ne � une temp�rature sup�rieure � 350 �C. Lorsque le d�tecteur est install�, la partie externe de l'�l�ment en zircone est expos�e aux gaz d'�chappement et la partie interne est en contact avec l'air. Les deux c�t�s de l'�l�ment sont enduits d'une fine couche de platine qui sert d'�lectrode et transporte le signal du d�tecteur (tension) depuis l'�l�ment en zircone jusqu'au fil conducteur. � la temp�rature de fonctionnement, les ions d'oxyg�ne sont capables de traverser l'�l�ment et de d�poser leur charge sur l'�lectrode en platine, produisant ainsi un signal de tension.

Un signal de tension �lev� est produit par l'entremise des �lectrodes lorsque diff�rents niveaux d'oxyg�ne sont pr�sents des deux c�t�s de l'�l�ment. En raison des propri�t�s de l'�l�ment en zircone, il se produit une grande variation du signal de tension lorsque le rapport air/carburant (RAC) est de 14,7.

Si le RAC est faible (m�lange carbur� riche), la tension de sortie du d�tecteur est �lev�e parce que l'�lectrode expos�e aux gaz d'�chappement est en contact avec des quantit�s beaucoup moins grandes d'oxyg�ne que celle expos�e � l'air. � l'inverse, si le RAC est plus �lev� que 14,7, (m�lange carbur� pauvre), la tension du signal est faible.

Le bloc de commande �lectronique utilise la tension produite par le d�tecteur pour indiquer au syst�me de m�lange de carburant d'enrichir ou d'appauvrir le m�lange. Une tension faible indique au bloc de commande �lectronique que le m�lange carbur� est pauvre et une tension �lev�e indique au contraire que le m�lange est riche. Le bloc de commande �lectronique peut alors prendre les mesures qui s'imposent pour corriger le RAC de mani�re � l'optimiser.

Le d�tecteur ne produit un signal de tension que lorsque la temp�rature de l'�l�ment est sup�rieure � environ 350 �C, et les gaz d'�chappement prennent un certain moment pour r�chauffer l'�l�ment jusqu'� cette temp�rature une fois le moteur en marche. Afin de r�duire le d�lai n�cessaire au d�tecteur pour atteindre sa temp�rature de fonctionnement, la plupart des d�tecteurs d'aujourd'hui sont munis d'un �l�ment chauffant interne en c�ramique. Ces d�tecteurs sont dot�s de 3 ou de 4 fils conducteurs. Dans le mod�le � 3 fils, deux de ceux-ci servent � alimenter l'�l�ment chauffant, tandis que l'autre sert � transporter le signal au d�tecteur; c'est la tubulure d'�chappement qui sert de prise de masse au signal. Dans le mod�le � 4 fils, le quatri�me fil sert � transmettre la masse du signal (d'o� le terme mise � la masse isol�e). Les d�tecteurs munis de 1 ou de 2 fils ne comportent aucun �l�ment chauffant.

D�tecteurs en bioxyde de titane : L'�l�ment en bioxyde de titane de ces d�tecteurs ne produit pas de tension comme le fait l'�l�ment en zircone. La propri�t� de l'�l�ment en bioxyde de titane qui permet la d�tection d'oxyg�ne dans les gaz d'�chappement est sa r�sistance �lectrique. La r�sistance �lectrique de l'�l�ment en bioxyde de titane varie selon la concentration d'oxyg�ne dans les gaz d'�chappement. Il se produit une modification consid�rable de la r�sistance de l'�l�ment lorsque le rapport air carburant est de 14,7. Lorsqu'une tension est appliqu�e � l'�l�ment � l'int�rieur d'un circuit diviseur de tension, la tension de sortie varie selon la r�sistance, produisant ainsi le signal de tension requis pour que le bloc de commande �lectronique puisse la traiter. � l'instar du d�tecteur en zircone, une tension de sortie faible indique un m�lange riche tandis qu'une tension de sortie �lev�e indique un m�lange pauvre. Le bloc de commande �lectronique utilise ces tensions pour le mode de commande en boucle ferm�e.

Comme l'un des c�t�s de l'�l�ment des d�tecteurs en bioxyde de titane n'a pas besoin d'air, il est possible de fabriquer ces d�tecteurs plus petits et enti�rement submersibles. En raison de leurs propri�t�s diff�rentes, les d�tecteurs en bioxyde de titane et ceux en zircone ne sont en aucun cas interchangeables.

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Comment v�rifier les d�tecteurs d'oxyg�ne ?

Pour que le bloc de commande �lectronique puisse commander le RAC et le maintenir dans une plage tr�s �troite, le d�tecteur d'oxyg�ne doit fonctionner correctement. Les d�tecteurs d'oxyg�ne d�fectueux ou us�s entra�nent des probl�mes tels qu'une pi�tre �conomie d'essence, l'�chec des tests d'�missions, la d�faillance du convertisseur catalytique et des probl�mes de fonctionnement du v�hicule. C'est pourquoi il est important de pouvoir d�celer les signes d'un d�tecteur d'oxyg�ne d�fectueux ou us�e et d'�tre en mesure d'en v�rifier la performance.

Test effectu� directement sur le v�hicule : Pour tester le fonctionnement du d�tecteur, il faut un oscilloscope. Il faut d'abord v�rifier si le r�glage de base du moteur correspond aux sp�cifications du constructeur, puis mettre le moteur en marche afin qu'il se r�chauffe. N'oublions pas que le d�tecteur n'entre en action que lorsqu'il a atteint sa temp�rature de fonctionnement.

Il y a deux fa�ons de tester un d�tecteur d'oxyg�ne : � l'aide d'un oscilloscope ou d'un multim�tre. La meilleure m�thode consiste � utiliser un oscilloscope, car celui-ci donne la tension de sortie exacte du d�tecteur de m�me que son temps de r�action. Un multim�tre peut aussi �tre utilis�, mais ce dernier indique uniquement s'il y a ou non une tension de sortie, le d�tecteur commutant trop rapidement pour que son temps de r�action puisse �tre mesur�.

Oscilloscope

� l'aide d'un dispositif de branchement appropri�, brancher la sortie du d�tecteur � l'oscilloscope sans d�brancher le d�tecteur du bloc de commande �lectronique. Faire tourner le moteur � environ 2 000 tr/min. Un d�tecteur d'oxyg�ne qui fonctionne correctement devrait montrer une tension de sortie fluctuant rapidement entre environ 0,1 et 1,0 volts. Le temps requis pour que la tension passe de 0,1 V � 1,0 V (appel� temps de r�action de riche � pauvre), devrait �tre d'environ 300 millisecondes. Le temps de r�action devrait �tre � peu pr�s le m�me lorsque la tension passe de 1,0 V � 0,1 V (temps de r�action de pauvre � riche).

Multim�tre

Pour r�aliser un test au moyen d'un multim�tre num�rique, il faut �galement brancher la sortie du d�tecteur au multim�tre � l'aide d'un dispositif de branchement appropri�. Faire tourner le moteur � environ 2 000 � 2 500 tr/min. La tension de sortie est pr�sent�e en courant continu (CC), oscillant entre environ 0,1 V et 1,0 V. Bien que la tension de sortie d'un d�tecteur soit techniquement en CC, il est possible que certains multim�tres doivent �tre r�gl�s en mesure de tension CA (courant alternatif) afin de lire correctement la tension de sortie du d�tecteur. De plus, le temps de r�action du multim�tre doit �tre plus rapide que celui du d�tecteur. Si le multim�tre r�agit trop lentement, il pourrait lire une tension de sortie constante, et ce, m�me s'il y a bel et bien commutation du d�tecteur.

Si la tension de sortie du d�tecteur est constante ou que le temps de r�action est trop lent, le d�tecteur doit �tre remplac�. Il peut aussi s'av�rer utile de v�rifier le fonctionnement du d�tecteur d'oxyg�ne � chaque mise au point du v�hicule et avant de lui faire passer un test d'�missions. Un d�tecteur dont le temps de r�action est trop lent r�duit l'�conomie d'essence; par cons�quent, un d�tecteur neuf peut s'av�rer des plus rentables, car elle permet de r�aliser des �conomies sur les factures de carburant.

Cycle de maintenance et dur�e de vie d'un d�tecteur d'oxyg�ne

Les r�glements f�d�raux toujours plus stricts en mati�re d'�missions exigent que l'on veille � ce que les contr�les d'�missions de son v�hicule soient optimaux. Les d�tecteurs d'oxyg�ne jouent un r�le essentiel dans ce processus. En fait, les d�tecteurs encrass�s ou d�fectueux sont la principale cause d'�missions excessives de gaz d'�chappement, un des agents responsables de l'effet de serre.*

Ainsi, en raison de l'importance que rev�t la dur�e de vie des d�tecteurs d'oxyg�ne et de leur r�le dans le contr�le des �missions de votre v�hicule, les fabricants et les fournisseurs de pi�ces de rechange ont beaucoup �crit sur le sujet au cours des derni�res ann�es, afin de d�terminer la dur�e de vie et les cycles de remplacement de ces d�tecteurs. Ce sont toutefois les conditions d'utilisation r�elles qui dictent la dur�e des d�tecteurs d'oxyg�ne. En raison d'un environnement d�favorable, de circonstances tr�s variables d'un v�hicule � l'autre et de l'exp�rience de chaque conducteur, il est � peu pr�s impossible d'�tablir avec certitude la dur�e de vie d'un d�tecteur.

Les d�tecteurs � oxyg�ne subissent des temp�ratures extr�mes et sont employ�s dans des conditions tr�s difficiles qui favorisent l'usure et le vieillissement, et ce, m�me dans des conditions normales d'utilisation. La pr�sence de contaminants dans le syst�me d'�chappement peut grandement contribuer � l'usure pr�coce d'un d�tecteur d'oxyg�ne. L'emplacement du d�tecteur dans le syst�me d'�chappement du v�hicule est l'un des facteurs qui affectent la dur�e de vie de ces d�tecteurs. Un d�tecteur situ� directement dans la tubulure (habituellement un d�tecteur � un ou deux fils) aura g�n�ralement une dur�e de vie plus courte en raison des temp�ratures �lev�es auxquelles il est soumis et de l'exposition accrue aux particules d'�chappement dommageables (essence ou huile non br�l�e). En revanche, les d�tecteurs chauffants � trois ou quatre fils atteignent plus rapidement leur temp�rature de fonctionnement, et sont donc moins expos�s aux contaminants. Ils fonctionnent ainsi � des temp�ratures d'�chappement plus basses, car on peut les placer plus loin dans le syst�me d'�chappement.

En tant que principal fabricant et fournisseur international de d�tecteurs d'oxyg�ne, NTK constitue pour le march� des pi�ces de rechange une source importante de connaissances sur la R-D, la technologie et l'exp�rience en mati�re de fabrication d'�quipement d'origine. Tous les d�tecteurs d'oxyg�ne NTK sont rigoureusement test�s pendant la fabrication afin d'en garantir la qualit� et la fiabilit� et, surtout, de respecter ou m�me de d�passer les sp�cifications de l'�quipement d'origine. Les d�tecteurs d'oxyg�ne NTK sont con�us pour durer (de 80,000 � 150,000km) et ont �t� reconnus en tant que chef de file mondial dans l'industrie. Il est toutefois recommand� de les faire v�rifier � toutes les visites d'entretien ou de mise au point. Compte tenu des conditions actuelles difficiles dans le syst�me d'�chappement de votre v�hicule, de m�me que des temp�ratures plus �lev�es qu'atteignent d�sormais les moteurs, NTK recommande habituellement la v�rification des d�tecteurs d'oxyg�ne tous les 60,000km, ou � toutes les visites de mise au point, pour d�celer toute usure excessive ou tout signe d'encrassement ou de contamination (des exemples et des sympt�mes sont pr�cis�s � l'int�rieur). Remplacez tout d�tecteur par un produit fiable dont le nom vous inspire confiance : les d�tecteurs d'oxyg�ne NTK.

* �tude men�e par le California Air Resources Board (CARB).

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Description des types de d�tecteurs d'oxyg�ne

� fil simple - Un seul fil transmet le signal du d�tecteur, la carrosserie du v�hicule servant de mise � la masse. Aussi appel� d�tecteur d'oxyg�ne des gaz d'�chappement (d�tecteur EGO).

� deux fils - Un fil sert de signal au d�tecteur et l'autre sert de mise � la masse. Aussi appel� d�tecteur d'oxyg�ne des gaz d'�chappement isol� (d�tecteur ISO-EGO). Les deux fils de signal sont directement reli�s � l'une des �lectrodes en platine de l'�l�ment en c�ramique. La tension de sortie du d�tecteur est immunis� contre les tensions en boucle du signal de masse ainsi que contre les grandes r�sistances dans le retour par la masse du v�hicule, lesquelles sont caus�es par des branchements corrod�s. Il y a �galement, sur ce type de d�tecteurs le fil de masse est physiquement reli� au corps de d�tecteur requis pour certaines applications. Il n'est pas recommand� de remplacer des d�tecteurs d'oxyg�ne avec masse isol�e par des d�tecteurs reli�s � la masse sur elles-m�mes.

� trois fils - Un fil transporte le signal et deux fils sont utilis�s pour alimenter l'�l�ment chauffant interne. Le retour par la masse du signal se fait par la carrosserie du v�hicule. Aussi appel� d�tecteur d'oxyg�ne des gaz d'�chappement pr�chauff�e (d�tecteur HEGO).

� quatre fils - Un fil sert de signal au d�tecteur, un autre sert de masse isol�e et les deux autres sont utilis�s pour alimenter l'�l�ment chauffant interne. Aussi appel� d�tecteur d'oxyg�ne des gaz d'�chappement pr�chauff�e isol�e (d�tecteur ISO-HEGO).

� cinq fils - Le d�tecteur UEGO (d�tecteur d'oxyg�ne des gaz d'�chappement pr�chauff�e universelle de m�lange air carburant) pr�chauff� � bande large qui s'�tend au-del� du concept � planaire � de la plupart des d�tecteurs � quatre fils, joue son r�le en mesurant le rapport air carburant. Au lieu de commuter comme les d�tecteurs traditionnels, le d�tecteur d'oxyg�ne � bande large d�tecte une vaste gamme de rapports air carburant et produit un signal de sortie directement proportionnel au rapport air carburant.

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INSTRUCTION D'INSTALLATION ET DE MANUTENTION

Manutention

NE PAS laissez tomber ou utiliser un d�tecteur d'oxyg�ne qui a �t� �chapp�, car cela pourrait endommager l'�l�ment en c�ramique.
NE PAS utiliser de compos�s sur ou autour du d�tecteur, � moins que le produit utilis� porte la mention � sans danger pour les d�tecteurs d'oxyg�ne �.
NE PAS utiliser de cl� � choc ni de cl� � douille conventionnelle pour installer le d�tecteur.
NE PAS laisser le fil conducteur entrer en contact avec la tubulure d'�chappement ou toute autre composante chaude.
NE PAS exposer ce produit � l'eau, � l'huile, au nettoyant pour vitres, � l'huile anticorrosive, � la graisse et toutes autres produits nettoyants.
NE PAS utiliser d'essences � plomb ni d'additifs � base de silicone ou de m�tal.
NE PAS entreposer dans des conditions de temp�rature et d'humidit� �lev�es.

Instructions d'installation

Enlever le capuchon protecteur juste avant de proc�der � l'installation.
Appliquer le compos� anti-blocage (ci-joint) sur les fils du d�tecteur d'oxyg�ne, si ce n'est pas d�j� fait.
Installer la partie du d�tecteur en s'assurant que le fil conducteur n'est pas tordu ni courb�.
Installer tous les d�tecteurs avec le nouveau joint fourni et serrer selon les sp�cifications figurant ci-dessous :
D�tecteurs M18 - Installer et serrer manuellement sur 1/2 � 1/4 de tour � l'aide d'une cl� a douille pour d�tecteur d'oxyg�ne 35pi/lb.
D�tecteurs M12 - Installer et serrer manuellement sur 3/4 � 1 de tour � l'aide d'une cl� a douille pour d�tecteur d'oxyg�ne 18pi/lb.
Applications � l'adaptateur- (lorsque l'adaptateur n'est pas d�j� install� sur le d�tecteur)
Installer d'abord l'adaptateur sur la tubulure d'�chappement, puis ins�rer le d�tecteur dans l'adaptateur (Un joint en cuivre est li� sur l'adaptateur et aucun joint additionnel n'est requis)
Applications � l'adaptateur- (lorsque l'adaptateur est d�j� install� sur le d�tecteur)
(Il est important d'utiliser le joint fourni avant d'installer le d�tecteur)
Connecter et acheminer le fil principal en suivant le m�me parcours que celui de l'origine.

V�rification Diagnostique pour D�tecteurs d'Oxyg�ne

(Cliquez sur le diagramme pour agrandir)

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Inspection et analyse du d�tecteur d'oxyg�ne.

La seule inspection visuelle ne suffit pas � d�terminer si un d�tecteur d'oxyg�ne fonctionne correctement; cependant, le fil conducteur et le connecteur doivent �tre v�rifi�s afin de d�celer tout signe de dommages, car ceux-ci pourraient entraver le signal du d�tecteur. Le corps du d�tecteur doit aussi �tre v�rifi� afin de d�celer toutes traces chocs, lesquelles sont signes de chocs m�caniques pouvant entra�ner des fissures dans l'�l�ment du d�tecteur. De plus, l'aspect du tube protecteur du d�tecteur peut donner de bons indices sur les probl�mes possibles. Les illustrations ci-dessous pr�sentent des exemples de d�tecteur ayant subi des dommages ainsi qu'une indication de la cause possible. La cause doit �tre corrig�e et le d�tecteur doit �tre remplac� afin d'�viter d'autres probl�mes, dont des dommages au convertisseur catalytique.

Sympt�mes de d�tecteurs endommag�s

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