Tout savoir sur le LeakDown Test : Procédure de Recherche de Panne mécanique

Lorsqu’on parle d’un Leak Down Test, on pense avant toute chose d’un test de fuite sur le circuit de sur alimentation (Boost Leak Test) mais il s’agit ici d’un test bien plus avancé car il concerne les internes moteur eux mêmes (éléments mobiles internes au moteur, culasse comprise). C’est une procédure de type statique qui peut aider à isoler une défaillance d’un composant mécanique : piston, soupapes. Ce test peu s’appliquer sur un moteur encore d’origine mais également sur un moteur légèrement préparé tout comme pour un moteur dont la puissance aurai doublé.

Dans cet article, appelé « Tout savoir sur le LeakDown Test : Procédure de Recherche de Panne mécanique« , nous allons voir pourquoi faire ce tese, comment est ce que cela fonctionne, ainsi qu’un tutoriel et une vidéo, mais revoyons tout d’abord le fonctionnement d’un moteur à explosion, comme notre moteur fétiche, le TSI TFSI. Attention, ce test s’adresse a des personnes averties et ne doit pas être effectué sans connaissances de cause, il est avant tout adressé aux experts en mécanique et en préparation automobile, à la recherche d’informations sur la recherche de panne.

Pour ceux qui ont séché les cours …

Un moteur à combustion interne produit de l’énergie grâce à un mélange air/carburant dans la chambre de combustion. Vient ensuite phase de compression de ce mélange puis l’étincelle déclenchée par la bougie.
C’est l’énergie qui est dégagée par cette explosion qui permet de faire tourner le moteur. Aussi au fur et à mesure des kilomètres, le confinement de cette puissance dans la chambre de combustion peut être amoindri en raison de l’usure de la segmentation par exemple ou encore l’usure des soupapes ou de la paroi du cylindre. Les performances du moteur en souffriront. L’intérêt de ce Leak Down Test est de pouvoir identifier un problème sur un moteur lorsque les tests classiques ne donnent pas de résultat : aucune compression ? le moteur ne démarre pas ? le turbo ne charge pas ?

Sommaire

• Pourquoi faire ce test
• Le Leak Down Tester
• Comment ça marche
• Un peu plus simple
• L’audition : écoutez les fuites !
• Outils
• Tutoriel complet
• Vidéo

Pourquoi faire ce test

Ce test est très efficace lorsqu’on ne trouve pas d’indicateur réel de la panne à l’extérieur comme un élément cassé, ou via le VCDS car aucune sonde ne permet d’identifier le soucis. Ce test peut se révéler efficace également lorsqu’on a épuisé les différentes pistes classiques coté mécanique comme la prise des compressions, le contrôle des bougies, la recherche de fuite sur la sur alimentation ou encore que l’on a effectué le remplacement de diverses pièces moteur sur lesquelles on avait de sérieux doutes.

Vous pourriez ainsi être amené à faire ce test dans de nombreux cas. En effet, notre moteur TFSI / TSI regorge de petites astuces. Votre régime moteur est peut être instable, il remonte parfois tout seul après avoir lâché les gaz et vous avez déjà contrôlé et remplacé votre Dump Valve ainsi que votre PCV, remplacé quelques colliers, vérifié votre capteur MAP, vous avez remarqué des ratées de combustion ? Vous avez une perte de puissance ? Peut être des choses plus inquiétantes comme de la fumée à l’échappement ? Ce test pourra également vous apporter de l’aide dans le cas où vous auriez perdu toute compression dans le moteur alors que vos segments, joint de culasse sont neufs par exemple. Ce test peut également vous aider dans l’optimisation des performances !

Le Leak Down Tester

Un « Leak Down Tester » est un » testeur de fuite », instrument de mesure utilisé pour déterminer l’état des moteurs à combustion interne en introduisant de l’air comprimé dans le cylindre et en mesurant la vitesse à laquelle il s’échappe. Contrairement aux Test de Compression, qui sont une simple et grossière forme de test de fuite qui inclut également les effets dus aux taux de compression, au calage des soupapes, à la vitesse de démarrage et à d’autres facteurs.

Les tests de compression devraient normalement être effectués avec toutes les bougies d’allumage enlevées pour maximiser la vitesse de démarrage. La compression de démarrage est un test dynamique de l’action de pompage à basse vitesse réelle, où la pression de pointe du cylindre est mesurée et stockée.

Dans notre cas, le test de fuite est un test statique. Les tests de fuite testent ainsi les chemins de fuite du cylindre. L’étanchéité consiste principalement à tester les pistons et les segments, l’étanchéité des soupapes et le joint de culasse.

L’infiltration ne montrera pas les problèmes de synchronisation et de mouvement de la vanne, ni les problèmes d’étanchéité liés au mouvement du piston. Tout test doit inclure à la fois la compression et la fuite.Les essais sont effectués sur un moteur qui ne tourne pas, et normalement avec le cylindre testé à son PMH (point mort haut) lors de la compression, bien que des essais puissent être effectués à d’autres points dans la course de compression et de puissance.

La pression est introduite dans un cylindre via le trou de la bougie et le débit, qui représente toute fuite du cylindre, est mesuré. Les essais d’infiltration ont tendance à faire tourner le moteur et exigent souvent une certaine méthode de maintien du vilebrequin dans la position appropriée pour chaque cylindre testé.Ce test ne peut donc pas être effectué seul mais vous pourriez également laisser un rapport avec le frein à main par exemple pour que le moteur soit bien bloqué.

La lecture des fuites : a noter que les fuites sont données en pourcentages totalement arbitraires mais ces « pourcentages » ne se rapportent à aucune quantité réelle ou dimension réelle. La signification des lectures est seulement relative à d’autres tests effectués avec la même conception de testeur. Des lectures de fuite allant jusqu’à 20% sont généralement acceptables.

Les fuites de plus de 20% indiquent généralement que des réparations internes sont requises. Les moteurs de course se situeraient dans la plage de 1 à 10% pour des performances optimales, bien que ce nombre puisse varier. Idéalement, un numéro de référence doit être pris sur un moteur neuf et enregistré. Le même testeur de fuite, ou la même conception de testeur de fuite, peut être utilisé pour déterminer l’usure.

Aux États-Unis, les spécifications de la FAA [1] stipulent que les moteurs d’une cylindrée allant jusqu’à 1 000 pi³ (16 L) nécessitent un diamètre d’orifice de 1,0 mm (0,040 po) et un angle d’approche de 60 degrés (6,4 mm). La pression d’entrée est réglée pour 80 psi (550 kPa), et la pression minimale de cylindre de 60 psi (410 kPa) est la norme acceptée.

Pendant que le testeur de fuite pressurise le cylindre, le mécanicien peut écouter les différentes parties pour déterminer l’origine de toute fuite. Par exemple, une soupape d’échappement qui fuit émet un sifflement dans le tuyau d’échappement alors qu’un joint de culasse peut provoquer des bulles dans le système de refroidissement.

Et comment ça marche ?

Attention, sur cette partie, beaucoup vont lâcher prise, prenez le temps de lire. 

Un testeur de fuite est essentiellement un débitmètre miniature de concept similaire à celui d’un banc d’écoulement d’air. L’élément de mesure est l’orifice de restriction et la fuite dans le moteur est comparée à l’écoulement de cet orifice. Il y aura une chute de pression à travers l’orifice et une autre à travers tous les points de fuite dans le moteur.

Une fois que le compteur du Leak Down Tester et le moteur sont connectés en série, le flux est le même dans les deux cas. (Par exemple: si le débitmètre n’était pas raccordé de sorte que tout l’air s’échappe, la lecture serait de 0 ou 100% de fuite Inversement, en l’absence de fuite, il n’y aura pas de perte de pression sur l’orifice ou la fuite. lecture de 100, ou fuite de 0%). Les faces des compteurs peuvent être numérotées de 0-100 ou 100-0, indiquant 0% à pleine pression ou 100% à pleine pression.

Il n’y a pas de norme concernant la taille de l’orifice de restriction pour une utilisation non aérienne et c’est ce qui conduit à des différences dans les lectures entre les testeurs de fuite généralement disponibles auprès de différents fabricants. Le plus souvent cité est une restriction avec un .040in. trou percé dedans. Certaines unités mal conçues n’incluent aucun orifice de restriction, en s’appuyant sur la restriction interne du régulateur, et donnent des résultats beaucoup moins précis.

De plus, les gros moteurs et les petits moteurs seront mesurés de la même manière (par rapport au même orifice) mais une petite fuite dans un gros moteur serait une fuite importante dans un petit moteur. Un moteur de locomotive qui donne une fuite de 10% sur un testeur de fuite est pratiquement parfaitement étanche tandis que le même testeur donnant une lecture de 10% sur un moteur d’avion modèle indique une fuite catastrophique.

Certains fabricants utilisent seulement une seule jauge. Dans ces instruments, la pression d’entrée de l’orifice est maintenue automatiquement par le régulateur de pression. Une seule jauge fonctionne bien tant que le débit de fuite est très inférieur au débit du régulateur. Toute erreur dans la pression d’entrée produira une erreur correspondante dans la lecture. Lorsqu’un instrument à jauge unique approche une fuite de 100%, l’erreur de l’échelle de fuite atteint son maximum. Cela peut ou non induire une erreur significative, en fonction du débit du régulateur et du débit de l’orifice. À des pourcentages de fuite faibles et modestes, il y a peu ou pas de différence entre les jauges simples et doubles.

Dans les instruments à deux jauges, l’opérateur remet manuellement la pression à 100 après la connexion au moteur, garantissant une pression d’entrée constante et une plus grande précision.

La plupart des instruments utilisent une pression d’entrée de 100 psi (690 kPa) simplement parce que des jauges ordinaires de 100 psi peuvent être utilisées, ce qui correspond à 100%, mais il n’y a pas de nécessité pour cette pression au-delà. Toute pression supérieure à 15 psi (100 kPa) fonctionnera aussi bien à des fins de mesure, bien que le bruit des fuites ne soit pas aussi fort. Outre le bruit de fuite, le pourcentage de fuite indiqué varie parfois en fonction de la pression du régulateur et de la taille de l’orifice. Avec une pression de 100 psi et un orifice de 0,030 « , un cylindre peut présenter une fuite de 20% à 50 psi, le même cylindre peut présenter une fuite de 30% ou une fuite de 15% avec le même orifice. En raison de la turbulence et d’autres facteurs, tels que les pressions d’appui, les changements de pression d’essai changent presque toujours l’orifice effectif formé par les chemins de fuite du cylindre.

La taille de l’orifice de mesure a un effet direct sur le pourcentage de fuite.Généralement, un moteur automobile typique pressurisé à plus de 30-40 psi doit être verrouillé ou il tournera sous la pression d’essai. La pression d’essai exacte tolérée avant la rotation dépend fortement de l’angle de la bielle, de l’alésage, de la compression des autres cylindres et de la friction. Il y a moins de tendance à tourner lorsque le piston est au point mort haut, en particulier avec les moteurs de petit diamètre. La tendance maximale à la rotation se produit à environ la moitié de la course, lorsque la tige est perpendiculaire à la course du vilebrequin.

En raison de la construction simple, de nombreux mécaniciens construisent leurs propres testeurs. Les instruments faits maison peuvent fonctionner aussi bien que les testeurs commerciaux, à condition qu’ils utilisent des tailles d’orifice appropriées, de bonnes jauges de pression et de bons régulateurs.

Un peu plus simple =)

Lecture de pression

Un test commun de la capacité d’un moteur à compresser le mélange air-carburant est un test de compression du moteur. Un manomètre est connecté à la place de la bougie d’allumage. Le démarreur du moteur est ensuite lancé pour créer une lecture de pression. Un test de compression est un bon moyen de vérifier la capacité du moteur à créer de la pression. La jauge lit la pression positive créée par le cylindre.

Perte de lecture

Un test de fuite moteur est un test de compression en sens inverse. Au lieu de mesurer la capacité du moteur à créer de la pression, de l’air comprimé est introduit dans le cylindre à travers le trou de la bougie d’allumage. Une jauge sur le testeur mesure la pression de l’air entrant dans le cylindre et l’autre mesure le pourcentage d’air qui s’échappe (ou qui fuit) du cylindre. Le pourcentage de perte indiquera l’état de la cuve du compresseur et l’état général du moteur.

Point mort haut

Avant d’envoyer de l’air dans le moteur, le cylindre testé doit être placé au point mort haut (PMH). Le piston doit être au sommet de sa course. Les soupapes d’admission et d’échappement doivent être fermées. Lorsque l’air est comprimé dans le cylindre, le testeur de fuite mesurera toute perte d’air qui s’échappe des soupapes ou des segments de piston. Si le cylindre n’est pas au PMH, l’air s’échappant d’une soupape ouverte donnera une fausse lecture.

Lecture des résultats

Aucun moteur n’aura une étanchéité parfaite avec une perte de 0%. Une perte de 5 à 10% indique un moteur en ordre de marche excellent. Un moteur entre 10 et 20% peut encore fonctionner correctement, mais il sera temps de garder un œil (ou une oreille) sur les choses. Au-dessus de 20 pour cent de perte et il peut être temps pour un démontage et une réfection (pistons, segments, soupapes, joints de queue de soupape …). Trente pourcent? Problèmes majeurs. Le pourcentage de fuite devrait également être constant à travers les cylindres. Toute grande différence indique un problème dans ce cylindre.

Problèmes d’audition

Au-delà d’avoir une vue d’ensemble de l’état du moteur, le test de fuite du moteur est un excellent moyen de localiser les problèmes avant de démolir le moteur. L’écoute de l’endroit où l’air s’échappe à l’oreille peut isoler le problème.

• Soupape d’admission : Un sifflement de l’air provenant de l’admission, du carburateur ou du corps de papillon indique une fuite au niveau de la soupape d’admission.
• Soupape d’échappement : L’air entendu siffler hors de l’échappement, du turbocompresseur ou du collecteur d’échappement signifie une fuite de soupape d’échappement.
• Segments : Sifflement vers le trou du bouchon de remplissage d’huile ou le tube de la jauge d’huile signifie que l’air dépasse les bagues. Usure suspecte des segments ou du cylindre mesuré
• Joint de culasse : Des bulles d’air dans le liquide de refroidissement du moteur observées au niveau du bocal de LDR pourraient signifier que de l’air s’échappe dans le liquide de refroidissement après le joint de culasse.
• Tête de culasse fissurée : Les bulles dans le liquide de refroidissement ou le liquide de refroidissement qui s’échappent du col du radiateur peuvent également indiquer des fissures dans la culasse ou les paroies du cylindre.

Outils, fournitures et instructions

Vous aurez besoin d’une source d’air comprimé, d’un kit de jauge d’étanchéité, d’une douille de bougie, d’outils manuels de base, d’un manuel d’entretien du véhicule et d’un bloc-notes pour enregistrer les résultats.

Concernant le Leakdown Test, voici un testeur disponible sur Amazon

 

Tutoriel Leakdown Test

Un test de fuite est une procédure de type statique qui peut aider à isoler une défaillance d’un composant mécanique.

ÉTAPE 1.

Avec un moteur chaud, retirez les quatre bobines d’allumage et les bougies d’allumage.

ÉTAPE 2.

Placez une longue pièce de fil légère dans le trou de la bougie d’allumage du cylindre numéro 1. Évitez d’utiliser des objets lourds ou tranchants car cela pourrait endommager ou égratigner le haut du piston.

ÉTAPE 3.

À l’aide d’une douille et d’une rallonge, faites tourner le vilebrequin dans le sens des aiguilles d’une montre jusqu’à ce que le piston numéro 1 soit au point mort haut (PMH)

ÉTAPE 4.

Avant d’installer votre testeur de fuite, vérifiez que le manomètre NE contient PAS de valve Schrader unidirectionnelle.

ÉTAPE 5.

Installez le tuyau dans le trou de bougie d’allumage du cylindre numéro un et connectez la jauge. Remarque, si le piston n’était pas au PMH parfait, le vilebrequin peut tourner lorsqu’il est sous pression. Si cela se produit, relâchez la pression d’air et réinitialisez le piston numéro 1 au PMH.

ÉTAPE 6.

Lisez le jeu de jauges. Comparez la pression d’alimentation sur la jauge de gauche avec la quantité d’air qui s’échappe sur la jauge de droite. La gravité est le pourcentage de fuite. Le kit fourni avec votre jauge doit fournir une méthode pour déterminer ce montant. Enregistrez les données pour chaque cylindre. Moins de 3-5% de fuite est acceptable.

ÉTAPE 7.

Si une fuite est présente, sonder les canaux d’admission et d’échappement avec un stéthoscope. Retirez le bouchon du réservoir de liquide de refroidissement pour vérifier qu’il n’y a pas de bulles d’air causées par un joint de tête qui fuit et retirez le bouchon de remplissage d’huile pour détecter toute fuite d’air au niveau des segments de piston.

Vidéo TECH DOWNLOAD Leakdown Test

Ci dessous, une vidéo créé par APR ! On y retrouve un test effectué chez eux directement sur une VW GOLF 6R équipée du moteur 2.0 TSI et préparée en Stage 3. La vidéo présente en détail les étapes citées plus haut et vous permettra de mieux comprendre ce test étape par étape !

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