Régime moteur, température & plus : comment CUMPAN peut être utilisé sur tout moteur thermique

En prenant comme référence le CUMPAN Universal, cet article explique dans quelles conditions techniques le système peut être utilisé sur des moteurs thermiques de conceptions très différentes. L’accent est mis sur des grandeurs de mesure telles que le régime moteur, la température moteur et d’autres données moteur, ainsi que sur les principes fondamentaux de leur acquisition – indépendamment du type de véhicule ou du constructeur. Bien que des exemples de montage concrets et des instructions spécifiques à certains véhicules existent déjà, cet article s’adresse volontairement à tous ceux pour lesquels aucune solution documentée n’est encore disponible et explique les bases techniques des différentes fonctions de mesure. Les principes décrits s’appliquent aux moteurs 2-temps et 4-temps, monocylindres et multicylindres ainsi qu’aux moteurs essence et diesel – de la moto aux véhicules utilitaires, en passant par les voitures particulières et des applications comparables.

Principes généraux

Le CUMPAN a été développé pour une utilisation sur des moteurs à combustion interne et sert d’instrument d’affichage central pour la surveillance des données moteur pertinentes. Il permet notamment l’affichage du régime moteur, des températures, du shift light, du rapport engagé, de la pression d’huile ainsi que des valeurs lambda ou AFR, en fonction des capteurs connectés.

Les grandeurs de mesure pouvant être affichées dépendent, d’une part, de la technologie du véhicule et des signaux disponibles et, d’autre part, des capteurs supplémentaires pouvant être installés, par exemple pour la mesure de température ou de pression.

Alimentation 12 V

Une alimentation stable de 12 V est la condition de base pour le fonctionnement du CUMPAN. L’alimentation doit être raccordée à une ligne commutée et protégée (borne 15), de sorte que l’appareil ne soit alimenté que lorsque le contact est mis. Une connexion directe au plus permanent peut entraîner une décharge indésirable de la batterie et n’est donc pas recommandée. Il convient également de veiller à une protection par fusible suffisante afin de protéger de manière fiable le réseau de bord et l’appareil connecté.

Selon le véhicule, différentes possibilités existent pour prélever une ligne 12 V commutée. Des connexions préparées pour des consommateurs auxiliaires sont souvent déjà présentes. À défaut, des dérivations de fusible ou des connecteurs de dérivation appropriés peuvent être utilisés. Les points de connexion typiques et des exemples de lignes 12 V commutées sont regroupés dans un guide séparé: Raccordement à une alimentation 12 V commutée (PDF)

Affichage du régime moteur

Le signal de régime moteur est généralement prélevé sur le capteur de position du vilebrequin. Ce capteur est présent sur les moteurs à combustion interne à allumage électronique, car son signal est nécessaire pour déterminer le point d’allumage et, selon la conception du moteur, également pour l’injection de carburant. Le capteur de position du vilebrequin est généralement situé à proximité du vilebrequin ou du volant moteur, souvent sous la forme d’un générateur d’impulsions.

Dans la majorité des cas, il s’agit d’un capteur inductif à deux fils (signal et masse). Plus rarement, des capteurs à effet Hall à trois fils sont utilisés, nécessitant en plus une alimentation électrique. Le signal de régime pertinent peut être identifié à l’aide de schémas électriques, par des mesures électriques ou par l’analyse des caractéristiques du signal à l’entrée régime de l’appareil.

La captation directe du signal de régime sur le capteur de position du vilebrequin est nettement plus précise et moins sensible aux perturbations qu’un prélèvement inductif indirect sur le câble d’allumage. Des vues éclatées techniques, telles qu’elles sont disponibles dans des bases de données publiques de véhicules, peuvent aider à localiser le capteur, par exemple sur en.microfiches.net.

Shift light

Le shift light est une fonction d’affichage qui fournit un signal visuel sur l’écran lorsqu’un seuil de régime prédéfini est atteint. Il peut être utilisé aussi bien comme avertissement contre un régime excessif que comme indication d’un point de passage de rapport souhaité. Cette fonction fonctionne uniquement sur la base du signal et n’est pas liée à des composants spécifiques au véhicule. La seule condition est la présence d’un signal de régime valide, ce qui permet son utilisation indépendamment du type de véhicule.

Le shift light peut également être lié à la température moteur. Il est ainsi possible de définir un seuil de régime dépendant de la température, par exemple pour favoriser une montée en température du moteur à régime réduit. Le shift light peut alors s’activer à un régime plus faible lorsque la température moteur est basse et libérer progressivement la plage de régime admissible à mesure que la température augmente. Le seuil de régime correspondant en fonction de la température moteur est librement configurable.

Exemple : pour une température moteur inférieure à 60 °C, le shift light peut s’activer dès 4 500 tr/min. Une fois que la température moteur atteint 60 °C, le seuil d’avertissement est relevé à 7 500 tr/min. Si aucun avertissement dépendant de la température n’est souhaité, le shift light peut alternativement être réglé sur le régime maximal admissible et rester ainsi inactif en fonctionnement normal.

Température moteur

La température moteur fait partie des grandeurs de mesure les plus importantes pour évaluer l’état de fonctionnement d’un moteur à combustion interne. Elle fournit des indications précoces sur une surcharge thermique, une lubrification insuffisante ou des problèmes de refroidissement et constitue un paramètre clé pour le choix d’un régime approprié. Pour mesurer la température de l’huile ou du liquide de refroidissement, un capteur est monté dans un composant en contact direct avec le fluide concerné. De nombreux moteurs disposent déjà de bouchons obturateurs, d’orifices de service ou de filetages inutilisés adaptés à cet usage.

Un aperçu des capteurs de température disponibles dans différentes versions et dimensions de filetage est disponible sur la page produit du capteur de température .

Température de l’huile ou du liquide de refroidissement – quelle valeur est pertinente ?
Le liquide de refroidissement réagit généralement plus rapidement aux variations de température que l’huile moteur. Il atteint donc souvent sa plage de fonctionnement normale alors que le bloc moteur et l’huile ne sont pas encore complètement en température. Une surchauffe de l’huile moteur est en revanche nettement plus critique, car elle peut entraîner une rupture du film de lubrification, une usure accélérée ou une surcharge thermique des joints et des paliers. Pour cette raison, la température de l’huile est un indicateur particulièrement pertinent de l’état thermique réel du moteur.

Idéalement, les deux températures sont surveillées. Toutefois, comme la plupart des moteurs refroidis par liquide disposent déjà d’une surveillance de la température du liquide de refroidissement d’origine, il est souvent judicieux de surveiller en plus la température de l’huile. Pour les moteurs refroidis par air ou par air-huile, cette distinction ne se pose pas, la température de l’huile étant la seule grandeur pertinente disponible.

Température ambiante

La température ambiante est systématiquement mesurée. À cet effet, un capteur de température est intégré directement dans l’appareil en standard. L’affichage de la température ambiante dans la disposition d’écran choisie dépend de la configuration sélectionnée. L’unité de température peut être réglée en degrés Celsius ou Fahrenheit. Selon la position de l’appareil, la température ambiante affichée peut être influencée à l’arrêt ou à faible vitesse par la chaleur montante du moteur. Cet effet est inhérent à la conception et ne constitue pas un dysfonctionnement.

Entrées analogiques

Le CUMPAN dispose de deux entrées analogiques (IN1 et IN2) permettant de mesurer et d’évaluer des signaux de tension compris entre 0 et 5 V. Ces entrées sont librement configurables et peuvent être utilisées pour différentes grandeurs de mesure en fonction de la technologie du véhicule et des capteurs connectés.

Indication de rapport / calcul du rapport par la vitesse

Si un capteur de rapport est présent, il peut être utilisé pour compléter l’affichage par une indication du rapport engagé. La condition préalable est que le véhicule dispose effectivement d’un capteur de rapport fournissant un signal de tension analogique. Le CUMPAN est capable d’analyser ces niveaux de tension et de les associer aux différents rapports à l’aide d’une fonction de calibration.

Alternativement, le rapport engagé peut être calculé à partir du régime moteur et de la vitesse du véhicule. Pour cela, un capteur REED supplémentaire est nécessaire afin de mesurer les rotations de la roue ou du pignon.

Températures moteur supplémentaires

Une température moteur supplémentaire peut être raccordée aux entrées analogiques du CUMPAN. Cela permet, par exemple, de surveiller la température du liquide de refroidissement en plus de la mesure primaire de la température moteur. Pour mesurer une température moteur supplémentaire, un capteur de température approprié ainsi que le module additionnel Motortemperatur 2 sont nécessaires.

Pour la surveillance de la température du liquide de refroidissement, un adaptateur pour durites de refroidissement peut être utilisé, disponible en différents diamètres.

Pression d’huile

La pression d’huile est une grandeur clé pour la surveillance de l’état du moteur. Elle fournit des informations sur l’usure du moteur, la viscosité actuelle de l’huile ainsi que sur d’éventuels dysfonctionnements tels que la dilution ou le manque d’huile. De nombreux moteurs sont équipés de série d’un contacteur de pression d’huile. Un capteur de pression d’huile supplémentaire mesure en continu la pression réelle (plage de mesure 0–10 bar).

Le contacteur de pression d’huile d’origine reste en place pour conserver la fonction d’avertissement du véhicule, tandis que le capteur supplémentaire est installé en complément.

Lambda / AFR

Pour une évaluation précise du mélange air-carburant sur les moteurs essence équipés d’un catalyseur régulé, une sonde lambda large bande associée à un contrôleur lambda adapté est nécessaire. Les signaux fournis par le contrôleur peuvent être enregistrés par le CUMPAN et affichés sous forme de valeurs lambda ou AFR.

Résumé

L’utilisation du CUMPAN ne dépend pas d’un modèle de véhicule spécifique, mais des signaux disponibles et de la possibilité d’intégrer des capteurs supplémentaires. Le signal de régime, l’alimentation électrique et des points de montage adaptés pour les capteurs de température, de pression ou lambda constituent des bases techniques comparables pour tous les moteurs à combustion interne. Même en l’absence d’une notice de montage spécifique à un véhicule, ces principes permettent de déterminer quelles grandeurs peuvent être mesurées et quels composants supplémentaires sont nécessaires. Le CUMPAN est ainsi un système d’affichage et de surveillance flexible, adaptable à la technologie du véhicule concerné.