Sondes Lambda: La haute technologie au service du client. PARTIE II – Le capteur et sa fabrication

03-04-2019 - Reportages

 

PARTIE II | Sondes Lambda: La haute technologie au service du client.


Dans cette partie du rapport, nous parlerons de la sonde lambda, de la technologie de fabrication et des spécifications de production.
 

1. Capetur
2. Capteur Chauffant
3. Technologie Planaire
4. Salle blanche et salle propre

 

1. CAPTEUR 

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Le bon fonctionnement du capteur est lié à la stabilité de la sonde. Dans les sondes à réponse binaire ou “switching sensor”, les temps et les valeurs de réponse, et même la précision de la valeur Lambda 1 varient considérablement avec la température. Mais grâce aux stratégies de gestion moteur qui sont réalisées avec ces sondes, les variations sont ajustées avant de parvenir à l’UCE, pour le bon fonctionnement du moteur. Cependant, dans le cas des sondes à réponse proportionnelle AFR, où le moteur a besoin de savoir précisément à quelle valeur lambda il se trouve, les variations de température conduisent à des informations erronées données à l’UCE et compromettent donc l'efficacité du moteur et des éléments de postcombustion. Afin d'éviter cela, l'électronique de contrôle de l'injection incorpore une unité spécifique pour contrôler la sonde lambda. Cette unité de commande filtre le signal, régule la température et fournit la quantité d'énergie nécessaire pour maintenir la température du capteur dans une plage stable et sûre, pour une réponse et une durabilité optimales.
                                                                                                                                                                                                 

                                                                                                                                                                                                       Groupe capteur complet

 

2. CAPTEUR CHAUFFANT  


Les premiers éléments chauffants intégrés dans les capteurs des sondes ont réduit le temps de réponse de la sonde avec le moteur froid. Jusqu'à ce que la sonde atteigne la température minimale de 350ºC, l’UCE n’obtenait pas une réponse valable de la sonde. Les éléments chauffants sont parvenus à raccourcir ce temps critique au minimum possible. Au fil des évolutions successives des sondes, toutes dotées d'éléments chauffants intégrés, et grâce à la sophistication de l'électronique de commande incorporée dans les véhicules, il a été possible non seulement de chauffer le capteur plus rapidement, mais aussi de contrôler la température de fonctionnement de celui-ci, ce qui est essentiel pour accroître la durabilité du capteur et pour un fonctionnement précis. L'augmentation de la durée de vie du capteur s'explique par le fait que, dans des conditions extrêmes de fonctionnement du moteur, lorsque les gaz d'échappement atteignent des températures très élevées, la chaleur fournie par le chauffage doit être réduite, voire arrêtée, pour éviter une surchauffe qui réduit sa durée de vie. Il s'agit de régimes dans lesquels des températures supérieures à 1 000 °C peuvent être atteintes. En général, les sondes fonctionnent autour de 700-800ºC et au-dessus de ces températures, le chauffage s’arrête.
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   Capteurs céramiques finis.
 

3.  TECHNOLOGIE PLANAIRE


Le développement de l'élément capteur des sondes lambda est principalement basé sur un matériau céramique appelé Zircone, très sensible à l'oxygène présent dans les gaz d'échappement lorsqu'il se trouve à des températures supérieures à 350ºC. Cette sensibilité à l'oxygène permet de connaître le rapport air/carburant dans la combustion, permettant d'optimiser les performances du catalyseur et donc de réduire considérablement les émissions polluantes des moteurs. Le capteur est constitué d'une matière plastique céramique. Ce capteur est divisé en 10 niveaux ou couches, qui sont reliées entre elles par des encres conductrices. Chacune des couches de capteurs possède sa propre sérigraphie avec des encres spéciales. Et chacune de ces plaques céramiques possède un code trace qui contient toutes les données de fabrication du produit à fabriquer. C’est grâce à ces codes que FAE peut contrôler rigoureusement les pièces en production et savoir à quel stade de la production elles se trouvent. Dans le cas des Sondes Lambda de FAE, l'élément chauffant est intégré dans le capteur, entre l’une de ses couches, ce qui réduit sa taille et permet d'atteindre les températures de travail en moins de 10 secondes. Ainsi, les émissions de la phase critique de démarrage à froid sont réduites de moitié. En raison de la délicatesse des matériaux utilisés et de la nécessité de l’absence totale de poussière entre les couches du capteur, la fabrication de capteurs à technologie planaire de FAE est réalisée dans une Salle Blanche spécialement conçue à cet effet.
Bras robotique pour le montage du groupe capteur.
Processus de fabrication des sondes. 
               
 

4. SALLE BLANCHE ET SALLE PROPRE


Une salle blanche est une salle étanche où différents facteurs sont contrôlés:
 
  • La propreté de l'air
  • La pression différentielle
  • La température
  • L'humidité relative
  • Les niveaux sonores
  • Lumineux 



FAE a inauguré au début de l’année 2018, sa nouvelle salle blanche ISO-7 de 700m2 exclusivement consacrée à la production de capteurs céramiques pour sondes lambda, avec une capacité de fabrication de 3 millions de capteurs par an, extensible à 6 millions de capteurs. Peu de fabricants dans le monde ont une salle blanche comme celle de FAE. Avec ces locaux, FAE a fait un saut qualitatif et quantitatif, et a pour objectif de devenir l'un des principaux fabricants mondiaux. FAE est l'un des rares producteurs sur le marché à posséder ce type de salle. Ainsi, FAE dispose aujourd'hui de 662 références consolidées, couvrant plus de 20 000 véhicules et élargissant son offre année après année à un rythme exigeant. La Salle Propre, contigüe à la Salle Blanche, a une surface de 700 m2 pour effectuer le travail de montage des capteurs sur les groupes des différentes sondes et les contrôles de qualité et de réponse des différents capteurs déjà finis. FAE réalise également des programmes de R&D dans ces salles, en collaboration avec les principaux centres technologiques, les universités, les agences gouvernementales et les grandes entreprises. Les projets se situent dans différents domaines technologiques, tels que la médecine et la biomédecine avec le développement de capteurs biomédicaux nouveaux et innovants. Ainsi que dans le développement de nouveaux nanomatériaux et de tissus intelligents. 
 

Sala Blancade FAE. Maquina apiladora de las capas del sensor.
Salle Blanche. Machine à empiler les couches de capteurs
Salle blanche. Machine à sérigraphier les couches du capteur.


 

C'est la grande capacité d'amélioration et d'innovation de FAE, qui a surpris les garages de toute l’Espagne et qui nous a value le PRIX DE L'ENTREPRISE QUI SURPREND LE PLUS lors des Prix Qualité et Service sur le marché des pièces de rechange pour l’automobile 2018, dans la catégorie des Sondes Lambda. Ces prix reconnaissent la capacité à surprendre, les valeurs de cette marque que le garage ne connaissait pas ou qu’il n’utilisait pas trop, et le fait qu’il se soit rendu compte de la qualité et du service fourni, supérieur à ce qu’il pensait. .
 
    
Francisco Marro, CEO de FAE, lors de la cérémonie de remise des prix de la qualité et du service à l'occasion du 2018 Automotive Aftermarket.