Le banc de puissance pour les nuls !

Vous êtes de plus en plus nombreux à nous questionner sur les grands principes de la mise au point électronique de nos chères motos modernes et sur la nécessité de travailler au banc d’essai !

Chez Blackhat Motorcycles, on est pour le partage des connaissances, et pour être honnêtes, on aime bien causer mécanique et électronique embarquée. Aussi, on s’est dit qu’on pourrait écrire de petits articles de temps en temps pour répondre aux questions les plus fréquentes que vous pouvez nous poser.

Sans prétention et tout en restant le plus possible accessibles à la portée du profane que nous avons tous été un jour, l’objectif est de poser des bases saines à la compréhension de la mise au point d’un moteur à combustion.

Il n’en demeure pas moins qu’il s’agit là d’un très vaste domaine et que le champ du savoir en ingénierie mécanique est immense et technique ! Nous pourrions en parler des jours entiers pour n’en aborder finalement que les très grandes bases. En même temps, c’est un métier, motoriste ! Un univers peuplé de mathématiques, de physique, de chimie et de toujours plus d’électronique.

A tous les soudés aux radiateurs du fond de la classe, pas de panique ! On n’est pas là pour la jouer Einstein et nous les premiers, on en apprend tous les jours ! Car de la théorie à la pratique, il y a un gouffre dans lequel on peut tous se casser les dents.

 

« La théorie, c’est quand on sait tout et que rien ne fonctionne. La pratique, c’est quand tout fonctionne et que personne ne sait pourquoi. Ici, nous avons réuni théorie et pratique : Rien ne fonctionne… et personne ne sait pourquoi ! »

Albert Einstein

 

Stœchiométrie, AFR et sondes Lambda.

 

Quand vous venez nous voir à l’atelier pour passer votre moto au banc, vous remarquerez qu’invariablement et dès les premiers instants nous vous parlerons d’analyse lambda, de rapport stœchiométrique ou encore d’Air Fuel Ratio (AFR). C’est bien joli tous ces mots techniques mais ça ne parle pas forcément à tout le monde ! Alors qu’est-ce que c’est ?

 

Commençons par le commencement.

 

On utilise le terme « rendement » pour qualifier l’efficacité d’un moteur à combustion. C’est le rapport entre la puissance mécanique restituée et la puissance thermique délivrée par la combustion du carburant dans le moteur. Pour simplifier, entre sa puissance réelle (effective) et sa puissance prévue (théorique).

Ce sont, par exemple, les frottements mécaniques des composants en mouvements dans un moteur ou encore les pertes de charge (thermodynamique) qui absorbent une quantité non négligeable de la puissance délivrée par la combustion.

Si l’on peut toujours réduire l’impact de ces facteurs sur le rendement de notre moteur, il est en revanche impossible de le supprimer totalement. Le rendement 100% n’existe pas et il subsistera toujours des pertes lors de la transformation d’une réaction chimique en un effort mécanique.

Pour vous donner un ordre d’idée, le rendement maximal qu’il est possible d’atteindre aujourd’hui sur un moteur à essence moderne se situe juste sous la barre des 40%. C’est donc plus de 60% de l’énergie théorique fournie qui est absorbée avant même d’atteindre la chaîne cinématique de transmission. La bonne dégringolade !
Bon ok mais tout ça, c’est pour dire quoi ? C’est quoi le message ? C’est de vous faire pointer du doigt le grand point de départ bien-sûr…

 

La combustion !

 

C’est donc là que tout commence. Et avant même d’envisager de folles modifications visant à augmenter le rendement d’un moteur, il s’agira de commencer par s’assurer que la combustion de notre cher carburant sera la plus optimale et la plus efficace possible. Nous venons de voir que plus de 60% de l’énergie qu’elle délivre est absorbée avant de pouvoir atteindre la transmission. Autant éviter, donc, d’en perdre davantage à cause d’un mauvais réglage.

Mais c’est quoi au juste, la combustion ?

 

C’est la somme de différents paramètres et éléments qui, une fois réunis, permettent une réaction chimique qui déclenchera ensuite une énergie thermique (argh…). C’est grâce à cette combustion que sera fourni le temps moteur et l’effort exercé sur le piston pour le repousser et démarrer ainsi un nouveau cycle.

Que faut-il pour produire une combustion ?

Il faudra bien évidemment un combustible ! Dans notre cas, il s’agira d’un carburant tel que l’essence. Mais cela ne suffit pas ! De l’essence seule ne pourrait jamais s’enflammer sans un autre élément essentiel ! Cet élément, c’est l’oxygène et nous l’appellerons, dans notre processus de combustion, le comburant.

Vous avez certainement déjà fait cette expérience de mettre une bougie allumée sous cloche ? Au bout de quelques secondes la flamme s’éteindra inévitablement car l’oxygène présent dans la cloche sera « consommé ». Et sans oxygène, plus de combustion ! On parlera d’étouffement.

En vérité, l’oxygène ne disparait pas, c’est sa structure chimique qui est modifiée et liée, dans notre cas, aux molécules de carbone présentes en grandes quantités dans le carburant.

 

« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme »

Antoine Lavoisier

 

En quoi alors s’est transformé notre oxygène ? Nous disions juste avant que sa structure s’était liée aux molécules de carbone provenant du carburant.

Or Carbone et dioxygène = C + O2 = CO2. C’est-à-dire le fameux dioxyde de carbone, gaz à effet de serre nocif pour la planète et notre santé au-delà de certaines proportions.

Pire que le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone ou CO. Il apparait fortement lorsque la proportion d’oxygène (comburant) diminue au profit du carburant (combustible) dans le processus de combustion. Pour parler simplement, lorsque sa carburation ou son injection est trop riche en essence.

Citons aussi les hydrocarbures (HC) imbrûlés et les oxydes d’azote (NOx) parmi les composés nocifs présents après combustion.
Enfin et surtout, pour déclencher cette combustion nous aurons besoin de ce que l’on appelle un activateur, source de chaleur vive qui mettra le feu aux poudres une fois pour de bon ! C’est évidemment l’allumage commandé (dans le cas d’un moteur essence) qui fournira cette chaleur par l’intermédiaire de notre bonne vieille bougie et de son étincelle.

Pour résumer, une combustion c’est :
– Un combustible (carburant)
– Un comburant (oxygène O2)
– Un activateur (l’étincelle d’une bougie d’allumage)

Vous êtes toujours là ? On a perdu personne ? Tout ceci peut vous paraître un peu pénible et vous n’en voyez certainement pas encore l’utilité ou l’objectif. Mais patience ! Nous posons là les bases. Comme pour une bonne série, le premier épisode est toujours un peu long mais il faut bien planter le décor !

Rappelons que les constructeurs sont toujours plus contraints de composer avec le facteur pollution dans le développement des moteurs à combustion. Et c’est ce même facteur qui est à l’origine de la plupart des avancées technologiques et électroniques présentes aujourd’hui sur nos véhicules.

 

Une pincée par ci, une louche par là et c’est parti pour la grande tambouille stœchiométrique !

 

On a beau l’expliquer avec autant de simplicité que possible, tout ce processus de combustion est cependant régi par des lois physiques et chimiques très précises.

De l’essence, d’accord. De l’oxygène, c’est compris. Une étincelle, on a ça ! Donc on envoie tout ce beau monde à grand coup de filtre à air, de carburateurs ou d’injecteurs, on y met gaiement le feu et puis c’est marre ? C’est en réalité un peu plus complexe que ça…
Et tout est histoire de proportions et d’équilibre ! En chimie, il y a un nom pour ça et cela s’appelle la stœchiométrie. Du grec ancien stoikheîon (« élément ») et métron (« mesure »), c’est l’art de mesurer, donc, les quantités d’éléments qui entrent en jeu lors d’une réaction chimique.

La réaction chimique que nous souhaitons étudier dans notre cas est la combustion du mélange air et essence. Quelles sont alors les proportions idéales d’air et d’essence nécessaires à l’obtention d’une combustion le plus efficiente possible. Par efficiente, nous entendrons complète, homogène et le moins polluante. Car un rapport air / essence déséquilibré produira une combustion qui ne sera pas totale. Voir pas de combustion du tout. Le rendement moteur sera altéré. Tiens, revoilà cette notion de rendement…
Selon la situation il y aura une augmentation dans les gaz d’échappement d’hydrocarbures imbrulés (HC) ainsi que de monoxyde de carbone (CO), une hausse des oxydes d’azote (NOx), un échauffement incontrôlé ou un encrassement des chambres de combustion et des conséquences bien souvent destructrices pour nos belles mécaniques.

On vous évitera les formules physiques et chimiques d’outre-tombe qui n’intéressent certainement pas grand monde mais il est entendu que le rapport air / essence à atteindre pour obtenir une combustion idéale (et théorique) est donné à 14,7 pour 1. C’est ce que l’on appelle le fameux rapport stœchiométrique air / essence. Il exprime des masses et non des volumes. C’est important de le relever car vous n’êtes pas sans savoir que dans un volume d’air donné peut se trouver plus ou moins de molécules d’oxygène en fonction de la pression atmosphérique, de la température et de l’humidité. Et que selon ces trois paramètres, la masse volumique de l’oxygène dans l’air va varier plus ou moins grandement.

L’exemple le plus parlant et celui de l’altitude. Plus on prend de hauteur, plus la pression atmosphérique chute et moins l’air est chargé en molécules d’oxygène. La masse volumique de l’air y est plus faible. C’est le cas en montagne où l’oxygène dans l’air se raréfie. Pour nos moteurs à combustion, le rapport air / essence s’en trouvera de fait automatiquement modifié. Et le rendement moteur, à nouveau, altéré.

Petite piqure de rappel : l’air est composé majoritairement de diazote (N2) à 78%, de dioxygène (O2) à quasiment 21% et pour le 1% restant, de gaz rares tels que l’argon (A) ou encore l’hélium (He).

Et même sur le plancher des vaches, les fluctuations quotidiennes de pressions atmosphériques, de températures et d’humidité influent sur le comportement et le rendement des moteurs thermiques. Nous le constatons régulièrement au banc d’essai ou une même moto pourra présenter, d’un jour à l’autre, des variations de puissance pouvant aller jusqu’à plusieurs chevaux. C’est donc tout à fait normal! Et vous le ressentez vous-même parfois au guidon de votre fidèle engin.

 

« Tiens, ma moto fonctionne mieux à la fraiche ! »

Un motard fort satisfait de l’augmentation de masse volumique de l’air…

 

Mais nous allons vite nous embarquer dans des explications de phénomènes météorologiques pas moins complexes que notre sujet initial donc restons concentrés ! Je vous invite néanmoins à approfondir vos connaissances en ce qui concerne les relations entre pression atmosphérique, température et humidité dans l’air car elles sont étroitement liées au fonctionnement des moteurs à combustion.

Je vois venir les plus vifs d’entre vous, ceux du premier rang ! Vous allez me dire qu’à ce compte-là, si plus la pression atmosphérique est élevée et si plus la température est basse, plus l’oxygène se retrouvera présent dans l’air ? Qu’on peut donc enrichir notre mélange en ajoutant de l’essence et ainsi obtenir de meilleures performances tout en respectant notre fameux rapport stœchiométrique ? Eh bien oui c’est tout à fait ça ! Petit problème quand même, on n’agit pas comme ça sur la météo, juste en claquant des doigts. C’est mère nature qui décide de ça sans se poser d’étranges dilemmes mécaniques ! Mais vous allez voir que comme toujours, on se débrouille pour trouver des astuces…

Récapitulatif :
– Plus la pression atmosphérique augmente et plus les molécules d’oxygène se concentrent dans un même volume d’air.
– Plus l’air est froid, plus sa masse volumique est élevée.
– Plus les molécules d’oxygène sont présentes dans un même volume d’air, plus on peut enrichir en carburant son mélange afin de respecter le rapport stœchiométrique déterminé.
– Plus on admet de mélange air / essence, plus la pression de combustion et le rendement moteur augmentent.

Donc dans l’idée, il s’agit de faire entrer toujours plus de mélange dans nos moteurs pour obtenir de meilleures performances.
Envoyer plus d’essence n’est pas un problème. Il suffit d’augmenter les temps d’injection, voir la dimension des injecteurs ou gicleurs des carburateurs. Oui mais en ce qui concerne l’oxygène, comment procéder ?

C’est en se posant cette question que nous avons fini par inventer le turbocompresseur, qui sert, comme son nom le sous-entend, à comprimer l’air afin d’optimiser la quantité d’oxygène absorbé par le moteur. Ainsi on augmente artificiellement la pression atmosphérique et nous pouvons dès lors injecter plus d’essence et donc de mélange ! Petit problème cependant… Comprimer l’air augmente invariablement sa température. C’est, pour le coup, contre-productif et cela pose problème pour le bon refroidissement du moteur. Comment faire ? Il suffirait d’inventer l’intercooler, celui-ci pourrait refroidir l’air d’admission comprimé et le problème serait réglé… Inventons l’intercooler alors!

Dans une mesure un peu moins extrême et contraignante que celle proposée par le turbocompresseur, les constructeurs ont aussi développé des systèmes d’admission à air forcé qui utilisent la pression de l’air à haute vitesse pour optimiser le remplissage en air frais des boites à air de nos motos. Intelligent, efficace et économique ! Mais un peu contradictoire avec nos limitations de vitesse…

A prendre en compte : la notion d’avance à l’allumage. Ce n’est pas à l’ordre du jour mais il est important d’en connaître le principe.

La combustion d’un mélange gazeux, quel qu’il soit, n’est pas instantanée. Pour que le pic de pression engendré par l’explosion du mélange intervienne au moment idéal à l’intérieur des chambres de combustion, il s’agira de commander l’allumage des gaz légèrement en avance par rapport à la position point mort haut (PMH) du piston dans le cylindre. Ce sera certainement l’objet d’un futur article qui abordera bien plus en profondeur cette notion. Ce qu’il faut retenir pour l’instant, c’est que plus on admet de mélange dans un cylindre, plus il faut anticiper le temps que mettra la combustion avant d’être optimale. En augmentant l’avance à l’allumage, donc. Là non plus, pas de place à l’approximation sous peine de sévères détériorations mécaniques…

Vous avez certainement déjà tous entendu parler du cliquetis, du pré-allumage, du « knock » et autre « rumble ». Ces termes sont étroitement liés à l’allumage des gaz et à la notion de propagation du front de flamme. Encore un sujet fort intéressant.
A savoir aussi, l’octane présent dans nos essences a pour objectif de retarder au mieux les phénomènes cités ci-dessus. Plus l’indice est élevé, mieux le carburant résistera aux combustions anarchiques. En dehors de notre bon vieux sans-plomb 95, il existe des essences spéciales destinées à l’aviation ou la compétition et dont l’indice d’octane est supérieur aux carburants traditionnels. Dont le prix au litre est supérieur lui aussi… Ces essences permettent de travailler avec des taux de compression et des avances à l’allumage plus élevés. Deux paramètres essentiels à prendre en compte dans la recherche de performance.

Bon, nous nous sommes un peu écartés du sujet initial… Revenons à nos moutons.

 

Comment contrôler si notre fameux rapport stœchiométrique est bien respecté ?

 

En bien tout simplement en analysant la composition des gaz d’échappement ! Plus particulièrement en recherchant la quantité d’oxygène encore présente après combustion. Une mesure élevée d’oxygène dans les gaz d’échappement indiquera un mélange de combustion trop pauvre, « trop sec » dans le jargon. Inversement, une mesure trop faible d’O2 sera le résultat d’un mélange trop riche en carburant. Dans tous les cas, les rejets nocifs et polluants des gaz d’échappement grimperont en flèche !

 

Et comment s’y prend-t-on alors pour quantifier cette présence d’oxygène dans les gaz d’échappement ?

 

Certainement pas en collant son nez derrière le silencieux, vous en conviendrez aisément !

Et encore une fois, c’est en se posant cette question que des ingénieurs super balaises de chez Bosch ont développé et sorti en 1976 la fameuse sonde lambda (ou plutôt sonde à oxygène) afin de répondre à la demande du constructeur suédois Volvo qui souhaitait proposer sa nouvelle série 240/260 au marché américain. Marché pour lequel la mise en place de nouvelles règlementations en matière d’émissions polluantes imposaient aux constructeurs de réduire les rejets de gaz nocifs de leurs véhicules. Merci Bosch et Volvo !

On appelle communément cette sonde à oxygène « sonde lambda » car l’industrie automobile utilise la lettre grecque lambda « λ » pour définir le rapport air / essence mesuré par ce capteur.

Bien, nous savons dorénavant comment analyser notre quantité d’oxygène présent dans les gaz d’échappement. Next…
La raison ultime de cette sonde à oxygène est de renseigner, avec plus ou moins de précision, le boitier électronique de notre véhicule afin donc de lui indiquer la qualité de la combustion du moteur.

L’unité de commande électronique ou ECU (electronic control unit).

 

Le boitier électronique quoi ! C’est le centre névralgique du véhicule. C’est vers lui que tout converge. Rempli d’électronique donc et de puces en tous genres, il est le cerveau de votre moto et la mémoire des ingénieurs qui l’ont développé pour elle. Il est à l’écoute des très nombreux capteurs présents sur votre machine et adapte constamment ses paramètres en fonction des valeurs qu’il reçoit.

En lui sont stockées d’innombrables cartographies, sortes de tableurs Excel qui lui permettent de mettre en concordances différents paramètres issus des capteurs et ce dans le but de délivrer une réponse, un signal, une valeur électrique à un dispositif de commande quel qu’il soit. Ce peut être un injecteur, une bobine d’allumage, un système ABS, des papillons électroniques… Un nombre incroyable de choses !

Et tout ça dans des délais d’exécution de l’ordre de l’imperceptible milliseconde ! Fou, n’est-ce pas ?
Eh bien la sonde lambda est l’un de ces nombreux capteurs qu’observe attentivement l’ECU de votre moto! En fonction de l’information qu’elle enverra au boitier électronique, celui-ci ira chercher dans ses différentes cartographies quelle sera la meilleure réponse à renvoyer à tel ou tel dispositif commandé.

 

Narrow band, wide band, closed et open loop.

 

Il existe deux grands types de sondes lambda pour lesquelles les applications diffèrent. Si leur finalité restera toujours de rechercher les particules d’oxygène dans les gaz d’échappement, leurs champs d’action n’est pas le même.

L’écrasante majorité des sondes lambda installées sur nos véhicules modernes sont des sondes dites « narrow band », que nous pourrions traduire par sonde à « spectre limité ». Ou plus littéralement par sonde à « bande étroite ». En résumé, il s’agit d’un type de sonde à oxygène économique et qui se limite à trois informations basiques et peu précises. Pour faire simple : « Riche », « Correct » et « Pauvre ». L’objectif est d’adapter la qualité du mélange air / essence dans des situations bien définies.

Elle fonctionne en renvoyant une tension variable allant de 0,1 volt à 1 volt.

De 0,1 volt à 0,4 volt, le mélange est considéré comme pauvre avec une valeur lambda « λ » supérieure à 1.
De 0,6 volt à 1 volt, le mélange est considéré comme riche avec une valeur lambda « λ » inférieure à 1.
Le rapport stœchiométrique est atteint lorsque la sonde renvoie 0,5 volt, correspondant à une valeur lambda « λ » égale à 1.
De même, sa fenêtre d’analyse la limite à des ratios compris entre 13,5 pour 1 et 16 pour 1. D’où son nom « narrow band » ou « spectre limité ».

Petit résumé :
λ > 1 égal mélange pauvre en carburant
λ < 1 égal mélange riche en carburant
λ = 1 égal rapport stoechiométrique 14,7 pour 1 atteint

Mais quel est le champ d’action d’une sonde lambda narrow band ? Surveille-t-elle toute la plage d’utilisation du moteur ? Non ! Les sondes lambda narrow band permettent une correction de l’injection sur une zone bien spécifique de la cartographie que l’on appelle « closed loop » ou boucle fermée in french off course.

Cette zone de la cartographie correspond aux faibles charges et régimes moteur. Dans l’idée et par exemple, quand vous roulez calmement sur nationale en régime stabilisé. Afin d’optimiser au mieux la consommation et la pollution du véhicule.
Au-delà, lors de charges moyennes à fortes ainsi qu’à moyens et hauts régimes, seule la cartographie d’injection enregistrée dans votre boitier électronique commandera et personne ne la contredira. C’est l’open loop. Sans ajustements ni variables subordonnées aux informations de la sonde lambda. Il serait improbable de vouloir corriger en temps réel et continuellement des timings d’injection alors que les paramètres moteurs changent à toute vitesse sous l’action d’une forte accélération. Même si très efficace, une sonde narrow band n’est pas conçue pour « émuler » en direct une table d’injection.

Pour revenir à notre closed loop, l’ECU appliquera donc un facteur de correction en fonction du signal envoyé par la sonde. En prenant pour base de calcul les valeurs de la cartographie d’injection déjà présentes en mémoire et conçues lors du développement du moteur.

 

Mais du coup, elle ne sert pas à grand-chose alors cette sonde lambda ?

 

En vérité, elle a surtout été conçue pour permettre le fonctionnement optimal du catalyseur présent dans votre échappement. Eh oui, ce cher catalyseur ! Avez-vous remarqué le lien étroit entre l’apparition des sondes lambda et celle des catalyseurs de gaz d’échappement ? Coïncidence ? Aucunement ! Pour être pleinement efficace, un catalyseur doit respecter des paramètres de fonctionnement précis. Il est très sensible à la composition des gaz qui le traversent et à la température de sa structure interne. Et là encore, son action est un concentré de chimie ! Sa structure en nid d’abeille est composée de métaux précieux qui déclenchent ou accentuent des réactions chimiques qui transforment la nature des gaz toxiques présents dans les gaz d’échappement. Il est fait ainsi, ne nous attardons pas trop maintenant sur le pourquoi ou le comment. A savoir qu’il n’aime absolument pas les hydrocarbures imbrulés et donc les mélanges trop riches sous peine de détérioration rapide. En revanche, il apprécie l’oxygène ! Et quoi de mieux qu’une sonde lambda pour surveiller tout ce petit monde et lui permettre de bosser correctement.

J’en vois qui commencent à se creuser les méninges.

Nous disions en début de chapitre qu’il existe aussi un autre type de sonde à oxygène. Celle que l’on appelle « wide band ». Par opposition à une narrow band, il s’agit donc d’une sonde « large bande » ou plus précisément une sonde à spectre étendu.
Plus grosse, plus technologique et plus coûteuse aussi, son champ d’action et sa précision sont redoutables et sans comparaison avec sa petite sœur la narrow band.

La tension du signal renvoyé par une sonde wide band oscille entre 0,1 et 5 volts (0,1 à 1 volt pour une narrow band) et son spectre d’analyse s’étend d’un ratio air / essence de 10 pour 1 à 20 pour 1 environ. C’est un signal linéaire et proportionnel qui offre une résolution extrêmement élevée et permet une interprétation directe du rapport air / essence observé.
En d’autres termes et pour simplifier tout ce charabia, quand une sonde lambda narrow band ne dirait rien d’autre qu’un simple « c’est trop riche » ou « c’est trop pauvre », alors une wide band dirait elle « Salut l’ami ! Ton rapport air / essence est très précisément de 12,2 pour 1 » ou « 16,5 pour 1 » dans le cas d’un mélange pauvre.

Elle est donc infiniment plus précise et efficace. Elle est utilisée par tous les préparateurs et metteurs au point qui parlent alors d’AFR ou d’Air Fuel Ratio pour exprimer les résultats de son analyse. Tout simplement Rapport Air Essence en français dans le texte.
C’est ce type de sonde que nous utilisons pour étudier la qualité du mélange air / essence de votre moto lorsque nous la passons au banc d’essai. C’est elle qui entre autres nous permet de faire un état des lieux précis, à tous les régimes et sous toutes les charges cette fois, de son injection (ou sa carburation) en fonction de l’intégralité des capteurs qui participent au fonctionnement du moteur.
En développement, nous appellerons ces prises de mesures « l’acquisition de données ». Le travail de reprogrammation peut commencer et cette étape n’est pour l’instant qu’une photographie des paramètres initiaux de la moto. C’est une base de réflexion avant l’élaboration de la future mise au point, à la recherche de la combustion idéale et du meilleur rendement possible.
Le banc d’essai nous permet d’acquérir l’ensemble de ces données selon tous les facteurs de charge, de régime et de vitesse que nous souhaitons observer. Avec une ultime précision et tout autant d’efficacité.

Ce qu’il faudra retenir avant tout, c’est que chaque moteur est unique et que la moindre modification de l’un ou l’autre de ses composants va modifier sensiblement l’équilibre fragile du mélange air / essence qu’il absorbera.
Vous avez pu constater à quel point cet équilibre est précis et sensible à la moindre variation. Un moteur, c’est une harmonie, un orchestre dont tous les musiciens s’assurent d’être parfaitement à l’unisson ! Si l’un d’eux joue un ton au-dessus ou en dessous, c’est la symphonie toute entière qui en pâtira !

Toute l’équipe espère que ce petit article vous aura intéressé ! N’hésitez pas à le commenter, à réagir et à nous faire part de vos avis ! A nous demander aussi, si tout ça vous intéresse, quels seraient les sujets que vous aimeriez nous voir aborder ! Un très grand merci à tous ceux qui seront arrivés jusqu’à ces lignes ! 🙂

 

La Team Blackhat Motorcycles

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8 replies on “Le banc de puissance pour les nuls !

  • SENTUC Alain

    Bonjour,
    Passionnant votre article.
    Je possède une Triumph Bonneville T100 de 2015. Suite à la pose d’une ligne complète Arrow, les sondes Lambda ainsi que le système AIS ont été suprimé. Un nouveau filtre a air a été posé. Les réglages de l’ECU ont été adapté par le concessionnaire de la marque. Pourtant le gain me semble peu significatif.
    Qu’en pensez-vous ?

    Répondre
    • Jean-Patrick

      Bonjour Alain,

      Merci beaucoup pour votre commentaire ! Votre Bonnie dispose d’une belle configuration, les performances devraient normalement être au rendez-vous avec des gains sensibles sur toute la plage d’utilisation. J’imagine que la cartographie installée par votre concessionnaire préféré est conçue pour votre ligne d’échappement et prend en compte la pose du filtre à air ? Il n’en demeure pas moins qu’il s’agit d’une cartographie générique et que chaque moteur est unique.
      Il serait intéressant de passer votre Bonneville au banc d’essai afin d’analyser les réglages de son injection. Vous avez pu constater en lisant notre article à quel point l’injection des motos modernes est sensible et dans quelle mesure elle affecte l’impérieuse notion de rendement ! Nous avons constaté que parfois certaines cartographies constructeur optionnelles ne sont pas toujours à la hauteur des équipements installés. Elles sont bien souvent trop riches ! Si cela participe à abaisser la température des chambres de combustion, c’est en revanche et au delà d’une certaine mesure, néfaste pour les performances.
      A prendre en considération : les conditions de développement de ces cartographies ! Suivant les marchés et les zones géographiques, les essences ne sont pas toujours exactement les mêmes et les conditions atmosphériques varient elles-aussi. Les constructeurs gardent donc certaines marges pour satisfaire à l’ensemble d’un marché, européen par exemple. Il est donc difficile de proposer une gestion électronique optimisée à des milliers de motos qui roulent dans des situations géographiques parfois fort différentes !
      Mais ceci n’est qu’une piste, il y a encore bien d’autres facteurs qui entrent en jeu.
      Seul juge de paix, le banc d’essai et l’analyse lambda en charge.
      Nous espérons vous avoir ouvert quelques pistes de réflexion !

      Salutations !

      L’équipe BLACKHAT MOTORCYCLES

      Répondre
      • SENTUC Alain

        Merci pour votre réponse rapide.
        Pour passer la moto au banc, je dois prendre RDV je suppose, combien de temps prendra l’opération et m’est il possible d’y assister ?
        Merci
        Cet
        Alain Sentuc

        Répondre
        • Jean-Patrick

          Il est toujours préférable de passer un petit coup de fil un ou deux jours précédant votre venue ! Lorsque le banc est utilisé pour une mise au point, cela peut prendre un certain temps durant lequel il ne sera pas disponible. La prise de rendez-vous est donc conseillée !

          Vous pouvez bien entendu assister au passage de votre moto sur le banc d’essai ! Pour un tir simple avec acquisition des mesures lambda, prévoyez une heure et demie environ. Le temps de préparer la moto, d’effectuer les relevés et enfin de débriefer tranquillement les résultats autour d’un café !

          Salutations, Alain !

          L’équipe BLACKHAT MOTORCYCLES

          Répondre
  • Gerard

    Merci pour cet article très bien écris, mais une question qui m’a d’ailleurs amené ici, en pratique quelle différence de puissance sur un moteur disons de 100cv pour des conditions standard de pression/température il peut y avoir avec un sytème réglé pour 5% C0² et 3% CO² ou AFR 12.6 et 13.4

    Répondre
    • Jean-Patrick

      Bonjour Gérard et merci à vous de l’intérêt que vous portez à notre article !

      Votre question est intéressante mais il n’est pas simple d’y apporter une réponse toute faite. En effet, il faudrait prendre en considération certains facteurs tels que cylindrée unitaire, totale et architecture mécanique par exemple. Chaque moteur est différent comme nous le rappelons souvent !
      Mais d’une manière très générale et selon notre expérience, pour un delta de 0,8 dans la fenêtre AFR que vous évoquez (recherche de performances), une variation de 2 à 5 chevaux peut être observée. Soit 2 à 5 % donc !

      Salutations !

      L’équipe Blackhat Motorcycles

      Répondre
  • ARONOVITZ

    Bonjour,
    Propriétaire d’une Bonneville T120 donc avec ECU verrouillé mais à priori adaptatif, La configuration est filtre BMC, échappements V&H off road et X-pipe. Le comportement moteur a évidemment changé. Plusieurs questions dans le but d’avoir un fonctionnement du moteur « équilibré » ; les sondes lambas sont-elles toujours nécessaires après avoir supprimé le catalyseur ? Un booster plug est-il intéressant pour cette configuration ? Le passage au banc est-il le passage obligé et pouvez-vous modifier alors le système de gestion moteur sans alourdir la facture avec l’achat d’un Power Commander ? Quels sont le/les tarifs. Pour info j’utilise ma Bonnie pour ballades et voyages en France et pays voisins mais souhaite un moteur « vivant », Serge.

    Répondre
    • Jean-Patrick

      Bonjour Serge ✌🏻

      Le rôle premier et originel des sondes Lambda et d’analyser la teneur en oxygène présente dans les gaz d’échappement. Elle permettent de renseigner le boitier électronique de gestion moteur qui adaptera alors la richesse en carburant délivrée par le système d’injection. L’objectif étant de permettre au catalyseur de fonctionner dans des conditions optimales. Les systèmes catalytiques peuvent très rapidement se dégrader lorsque des gaz imbrulés les traversent en trop grande proportion. La structure du catalyseur va alors progressivement se couvrir de suies (calamine) jusqu’à l’obturation et parfois la destruction du nid d’abeille qui compose le système.

      Pour simplifier au maximum, l’objectif de ce dispositif anti-pollution et d’appauvrir autant que possible en carburant l’injection des moteurs à combustion afin de diminuer au maximum les rejets polluants et optimiser accessoirement la consommation de nos véhicules. Comme rien n’est jamais parfait, cela a pour conséquence directe d’augmenter la température dans les chambres de combustion (et donc la température moteur globale) mais cela dégrade aussi sensiblement le rendement moteur et ses performances. Moins de souplesse, d’agrément et de couple. A l’atelier il y a un mot que nous aimons bien pour décrire un moteur réglé trop pauvre (trop « sec » dans le jargon)… Rugueux !

      Mais nous nous écartons un peu de votre question. Les sondes Lambda sont-elles toujours nécessaires après une décatalysation ? Non, pour toutes les raisons énoncées plus haut ! Leur présence est intrinsèquement liée au catalyseur. Leur désactivation s’avérera donc judicieuse voir indispensable pour retrouver souplesse et couple, en désaccord cependant avec la législation et les normes écologiques, il faut le rappeler.

      Les dispositifs tels que les « Booster Plugs » vont enrichir en carburant l’injection d’un moteur de façon très simple et commode mais ils sont en vérité ce que l’on aime appeler « une fausse bonne idée ». Ils permettent généralement de « truquer » le signal de température d’air d’admission en faisant croire au calculateur que celle-ci est plus basse qu’elle ne l’est en réalité. Pour rappel, la concentration en oxygène dans l’air varie, entre autre, selon sa température. Dans les faits et toujours pour simplifier au maximum nos explications, cela équivaudrait à rouler constamment avec le « starter ». Le Booster Plug va enrichir grossièrement l’injection sur toute la plage d’utilisation moteur. Avec souvent, pour conséquence, l’apparition de fumées noires à l’échappement, une sur-consommation d’essence, un encrassement progressif du moteur et une réponse des gaz souvent altérée (« ratés » à l’accélération). Nous déconseillons fortement l’emploi de ce type de dispositifs.

      Le passage au banc d’essai avec analyses des gaz d’échappement permet de mesurer avec précision l’équilibre entre l’oxygène et l’essence déterminé par les paramètres d’injection. Il renseigne sur la qualité de combustion du moteur et donc son rendement. Le banc d’essai est un formidable outil de mesure et de mise au point plus qu’un manège comme certains le pensent parfois !

      Si, une fois les mesures acquises, il s’avérait nécessaire d’effectuer une mise au point pour rétablir le bon équilibre air/essence du système d’admission, le Power Commander demeurerait alors l’outil le plus efficace pour régler avec précision l’injection de votre moteur, sous toutes les charges et tous les régimes. En effet, sur les Triumph modernes, il n’est malheureusement pas possible de reparamétrer directement le boitier électronique d’origine.
      A savoir que le Power Commander est aussi à considérer comme un outil, donc, et qu’il ne se suffit pas à lui-même pour obtenir des résultats concluants. Il sera nécessaire de le programmer sur banc afin de développer une cartographie d’injection spécifique à votre moteur et sa configuration.

      Il est néanmoins possible de réaliser quelques ajustement mineurs, sans forcément passer un Power Commander. Comme désactiver les sondes lambda et purger les paramètres d’injection auto-adaptatifs qu’elle ont créés et qui demeurent en mémoire de l’ECU. Il s’agit d’une fonction d’apprentissage de l’injection dont les paramètres ne sont désormais plus accordés à votre nouvelle configuration.

      Enfin, il conviendra d’accepter que sur ce moteur (pour lequel nous avons des retours d’expérience) et même après une mise au point, le comportement général ne s’en trouvera pas transfiguré pour autant ! Les gains en terme de performance brute n’excèderont pas 4 à 6 chevaux et 0,7 kg.m de couple d’après la configuration de votre Bonnie. Vous obtiendrez plus de rondeur et « d’élasticité » ainsi que des montées en régime plus franches mais le caractère relativement linéaire du nouveau twin parallèle Triumph demeurera cependant !

      Voilà Serge, j’espère que nous avons correctement répondu à vos questions. Si tel n’était pas le cas, n’hésitez pas à revenir vers nous pour plus de précisions.

      Sincères salutations !

      L’équipe Blackhat Motorcycles

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