Le papillon des gaz est un élément important d’un moteur à essence. La pédale d’accélérateur ne fait que régler la position du papillon des gaz, qui « mesure » la quantité d’air entrant dans le moteur. Nous allons comprendre où se trouve le papillon des gaz, comment il est disposé et quels sont les symptômes de son dysfonctionnement.
À quoi sert le papillon des gaz
Qu’est-ce qu’un papillon des gaz dans une voiture ? Il s’agit d’un volet qui régule la quantité de mélange carburant-air lorsque le moteur tourne, en modifiant la section de passage du canal d’air.
La structure de l’accélérateur est assez simple. Il s’agit d’un boîtier doté d’un canal rond, qui recouvre un « pétale » métallique. Il est commandé par la pédale d’accélérateur : lorsque la puissance maximale est requise (le conducteur appuie sur la pédale d’accélérateur), le volet tourne autour de son axe et s’ouvre complètement. Lorsque le moteur tourne doucement ou au ralenti, il n’est que légèrement ouvert. Lorsque le starter est ouvert, la pression dans le collecteur d’admission est égale à la pression atmosphérique ou à celle générée par le turbocompresseur. Si le starter est fermé, la pression chute et une dépression se crée – le moteur fonctionne comme une pompe. Le moteur fonctionne comme une pompe, ce qui freine efficacement la voiture.
En plus de sa fonction principale – le dosage de l’air pour un fonctionnement correct du moteur en charge – le papillon des gaz permet au moteur de tourner au ralenti (lorsque la pédale d’accélérateur est complètement relâchée). Cette fonction est assurée par un capteur de régime de ralenti (régulateur) situé sur le papillon des gaz.
En outre, le papillon des gaz est responsable de la performance du servofrein. Il fonctionne selon le principe de la dépression et est relié au collecteur d’admission. Par conséquent, lorsque le moteur s’arrête, la pédale de frein devient « pierre » – le conducteur est contraint de ralentir la voiture par la seule force de son pied. La même propriété de l’accélérateur est utilisée pour souffler l’adsorbeur, qui capture les vapeurs d’essence. Enfin, l’accélérateur peut être utilisé pour arrêter le moteur en cas d’urgence en coupant complètement l’alimentation en air.
Quel est donc le rôle de l’accélérateur dans un moteur à essence ? De son fonctionnement stable, de la régulation du régime et, par conséquent, de la puissance de sortie, d’un niveau adéquat de consommation de carburant, de l’efficacité des freins et, en partie, du respect des exigences environnementales. Dans les moteurs diesel, où l’air de combustion est librement disponible, le papillon des gaz est également installé. Toutefois, son rôle se limite à deux fonctions : l’arrêt du moteur (régulier ou d’urgence) et la limitation du flux d’air pour un fonctionnement plus efficace du système de recyclage des gaz d’échappement. La situation est similaire pour les moteurs à essence équipés d’un système de modification de la hauteur des soupapes, qui régule lui-même la quantité d’air entrant dans le moteur.
Conception et types de papillons des gaz
Analysons la conception du papillon des gaz dans les moteurs à essence. Les papillons peuvent être de trois types : à commande mécanique, électronique ou électromécanique. Examinons le fonctionnement des deux premiers types, le troisième étant une combinaison de ceux-ci.
Actionneur mécanique du papillon des gaz
La plupart des voitures anciennes sont équipées de papillons à commande mécanique. Il s’agit d’une conception moins coûteuse, mais pas toujours simple, qui implique une connexion mécanique directe entre la pédale d’accélérateur et le papillon – à l’aide de leviers et de tiges, ou d’un câble métallique.
Comment fonctionne un papillon des gaz de type mécanique ? Il est forcé de tourner et, par conséquent, de s’ouvrir lorsque l’on appuie sur la pédale d’accélérateur – par l’intermédiaire des mêmes tiges ou du même câble. Lorsque le conducteur relâche la pédale, un ressort spécial ramène l’étrangleur en position fermée.
Lorsque le starter est fermé, le régulateur de ralenti (COC) maintient la vitesse minimale constante du vilebrequin. Il s’agit essentiellement d’un moteur électrique pas à pas doté d’une soupape qui dose l’air entrant dans le système d’admission pour contourner le papillon fermé. Dans les voitures très anciennes équipées d’un carburateur, un canal de dérivation est simplement créé, qui peut également être contourné par un solénoïde ou une soupape à dépression.
Actionneur électronique du papillon des gaz
Une solution plus moderne (et plus coûteuse) est l’actionneur électronique du papillon des gaz. La principale différence dans cette conception est l’absence de connexion mécanique directe entre la pédale d’accélérateur et le starter. Au lieu d’un système de tiges et de câbles, on utilise un système électronique.
Le système électronique comporte de nombreux composants : actionneur électrique du papillon des gaz, pédale d’accélérateur et capteurs de position du papillon des gaz, unité de contrôle électronique du moteur (ECU).
Le processus de contrôle de l’accélérateur dans l’actionneur électronique de l’accélérateur est le suivant. Le signal du capteur de position de la pédale d’accélérateur est transmis à l’ECU, qui calcule la quantité de carburant et d’air nécessaire. L’accélérateur est alors commandé et l’actionneur électrique ouvre ou ferme le starter.
L’actionneur électronique est principalement conçu pour garantir les performances environnementales souhaitées du moteur – c’est pourquoi il est largement utilisé sur les moteurs modernes. Même lorsque le conducteur appuie fortement sur la pédale d’accélérateur, le starter ne s’ouvre pas complètement, mais exactement dans la mesure où le moteur reçoit la quantité optimale d’air et, par conséquent, de carburant pour ses révolutions.
À quoi sert encore un papillon des gaz à commande électrique ? Il permet de modifier le couple du moteur sans avoir à appuyer sur la pédale. Le régulateur de vitesse, par exemple, est basé sur cette capacité. Le régime de ralenti du moteur, comme beaucoup d’autres choses, est régulé automatiquement. En effet, le système de commande électronique des gaz, outre le capteur de position de la pédale d’accélérateur, est guidé par des signaux provenant de nombreuses sources : boîte de vitesses, système de climatisation, capteur de position de la pédale de frein, etc.
Dans toutes les variantes du modèle, les composants du papillon des gaz sont incorporés dans un boîtier séparé sur lequel sont montés le capteur de position du starter et le régulateur de ralenti. Le boîtier est également inclus dans le système de refroidissement du moteur. En effet, lorsque la pression de l’air chute, l’humidité se condense sur le clapet et, par temps froid, si le papillon n’est pas chauffé avec de l’antigel, elle gèle, ce qui bloque le fonctionnement de l’ensemble.
Dysfonctionnements du papillon des gaz, prévention et réparation
Le dysfonctionnement du papillon des gaz entraîne des symptômes évidents. En cas de problème, le moteur tourne de manière irrégulière au ralenti, accélère avec des interruptions (pannes) et perd de la puissance. Le mauvais fonctionnement du papillon des gaz doit se traduire par des difficultés à démarrer le moteur, une réponse inadéquate à la pédale d’accélérateur, ainsi que par le fait que le moteur cale lorsqu’on relâche la pédale d’accélérateur.
Le plus souvent, les problèmes d’accélérateur sont dus à la formation de dépôts de suie et de carbone sur ses surfaces. Ce phénomène est dû aux gaz de carter contenant des vapeurs d’huile moteur, qui pénètrent dans le papillon par le collecteur d’admission. Et dans les vieilles voitures équipées d’un carburateur, où le mélange de carburant prêt à l’emploi passe par le papillon – et les impuretés de l’essence, qui laissent un dépôt caractéristique de « laque ».
Avec le temps, les dépôts s’accumulent et la section des canaux du papillon diminue. Parallèlement, les dépôts modifient la géométrie du clapet et du canal qu’il recouvre, ce qui entraîne une mauvaise fermeture. Le nœud commence à mal fonctionner, la consommation de carburant augmente.
Pour que le clapet ne se rappelle pas ses problèmes, tous les 50 000 kilomètres environ, il doit être nettoyé à l’aide d’un outil spécial pour clapets d’accélérateur. Pour ce faire, il faut démonter le papillon, ce qui, dans la plupart des cas, n’est pas très difficile.
Il existe des pannes qu’une telle prévention ne permet pas toujours d’éviter. Le régulateur de ralenti, le capteur de position du volet, l’engrenage de la boîte de vitesses peuvent tomber en panne. Enfin, dans le cas d’un accélérateur à commande mécanique, le câble peut finir par s’effilocher et se rompre. Parfois, les tuyaux et les douilles par lesquels passe l’antigel s’écoulent.
Le coût du nettoyage du starter à la station-service est faible, de l’ordre de 1500 roubles, si la conception de la voiture n’implique pas le démontage de l’accélérateur et du collecteur d’admission (ce qui est rare). Et pour que le moteur fonctionne correctement après la réparation ou même le remplacement du papillon électronique, le starter doit être adapté.
Avant la réparation, afin de ne pas avoir de surprises par la suite, il est recommandé de vérifier si l’adaptation est incluse dans le coût total. Il arrive en effet que, dans des stations-service peu scrupuleuses, elle soit facturée séparément à la fin de la réparation.
Sans adaptation, la voiture risque de ne pas bien démarrer. Il peut également arriver que le calculateur lui-même modifie simplement les réglages de telle sorte que le moteur fonctionne de manière incorrecte et inefficace.
Total
- L’accélérateur est un dispositif des moteurs à combustion interne qui régule la quantité d’air qui les alimente.
- L’accélérateur est responsable du bon fonctionnement du moteur, du niveau de consommation de carburant, de l’efficacité des freins et du respect partiel des exigences environnementales.
- Il existe deux principaux types de papillons des gaz : à commande mécanique et à commande électrique. Ce dernier se distingue par l’absence de connexion mécanique directe entre la pédale d’accélérateur et l’étrangleur.
- Pour éviter les pannes et les dysfonctionnements du papillon des gaz, il convient, tous les 50 000 km, de procéder à un nettoyage préventif du nœud à l’aide d’un produit chimique spécial pour automobiles.
