Savez-vous comment le carburant est amené dans la chambre de combustion des moteurs automobiles ? Je suis sûr que vous ne pensez pas à un carburateur mais à un injecteur de carburant . Ils sont désormais révolus, notamment pour les moteurs à combustion interne. Un processus efficace utilisé est connu sous le nom de système d’injection de carburant .
L’injection de carburant est l’introduction de carburant dans les moteurs à combustion interne, principalement les moteurs automobiles, à l’aide d’injecteurs. Ce processus a été introduit pour respecter les lois sur les émissions et l’efficacité énergétique. Au cours de l’année, les constructeurs automobiles ont constaté les grands avantages des injecteurs de carburant, et c’est là que commence la chute des carburateurs.
À partir de 1980, l’injection de carburant est devenue une alternative aux carburateurs sur les moteurs à essence. Eh bien, la différence entre l’injection de carburant et la carburation est que l’injection de carburant atomise le carburant à travers une petite buse sous haute pression. Alors que les carburateurs reposent sur l’aspiration du carburant dans le flux d’air à travers un tube venturi.
Des recherches ont montré que tous les moteurs diesel utilisent l’injection de carburant dès leur conception. Les moteurs à gaz peuvent utiliser l’injection directe d’essence, où le carburant est directement délivré dans la chambre de combustion interne. L’injection indirecte peut également être utilisée, où le carburant est mélangé à l’air avant la course d’admission.
Aujourd’hui, nous examinerons en profondeur la définition, les fonctions, les pièces, les types, le principe de fonctionnement et les problèmes, ainsi que les avantages et les inconvénients des systèmes d’injection de carburant dans les moteurs automobiles.
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Qu’est-ce qu’un injecteur de carburant ?
Les injecteurs de carburant sont de petites buses contrôlées électroniquement pour atomiser le carburant sous haute pression dans la chambre de combustion d’un moteur. Il contient des vannes capables de s’ouvrir et de se fermer plusieurs fois par seconde.
Avant l’existence des injecteurs de carburant, les carburateurs étaient très utilisés sur les moteurs, et à ce jour, ce moteur existe toujours. En fait, de nombreuses autres machines comme les tondeuses à gazon et les tronçonneuses utilisent encore des carburateurs. Mais comme le composant est devenu compliqué en essayant de contrôler toutes les exigences imposées aux automobiles, une meilleure alternative a été publiée.
Les carburateurs ont d’abord été remplacés par des systèmes d’injection de carburant à corps de papillon. Ce système est également connu sous le nom de système d’injection de carburant à point unique ou central. Il s’agit de soupapes d’injection de carburant à commande électrique dans le corps de papillon.
C’était presque la meilleure alternative, ce qui permettait aux constructeurs automobiles de ne pas avoir à apporter de modifications drastiques à la conception des moteurs. Peu à peu, à mesure que de nouveaux moteurs étaient conçus, l’injection de carburant multiport a remplacé l’injection de carburant du corps de papillon. Cette injection de carburant multiport est également connue sous le nom d’injection de carburant portuaire, multipoint ou séquentielle.
Le système contient un injecteur de carburant pour chaque cylindre qui pulvérise directement jusqu’à la soupape d’admission. Il fournit une mesure de carburant plus précise et une réponse plus rapide.
Fonctions de l’injecteur de carburant
Vous trouverez ci-dessous les fonctions des injecteurs de carburant dans un moteur à combustion interne :
- L’objectif principal des systèmes d’injection de carburant dans les moteurs diesel est que leur conception est fortement influencée par les composants,
- Les injecteurs de carburant aident à fournir du carburant aux cylindres.
- Il améliore le moteur en termes de performances, d’émissions et de bruit.
- Le carburant est délivré sous des pressions d’injection extrêmement élevées.
- Ses matériaux sont conçus pour résister à des contraintes plus élevées pour une durabilité adaptée au fonctionnement du moteur.
- Un autre objectif du système d’injection est que le carburant soit injecté au bon moment. Autrement dit, le moment de l’injection est contrôlé.
- La quantité correcte de carburant doit être fournie pour répondre aux besoins de puissance du moteur. C’est pourquoi le dosage de l’injection est contrôlé.
- Les injecteurs sont fabriqués avec une plus grande précision et tolérance de fabrication pour garantir leur efficacité de fonctionnement. Cela évite également les fuites.
- L’injecteur de carburant atomise le carburant en une très petite particule de carburant garantissant que chaque petite gouttelette de carburant se vaporise et subit le processus de combustion.
- Il y a suffisamment d’oxygène pour se mélanger au carburant atomisé, ce qui assure une combustion complète.
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Principales parties du système d’injection de carburant
Vous trouverez ci-dessous les principales pièces fonctionnelles qui permettent le fonctionnement de l’injection de carburant dans les moteurs automobiles et les noms des composants d’un injecteur de carburant :
Les principales parties du système d’injection de carburant sont divisées en deux qui comprennent les côtés basse pression et haute pression. Les parties basse pression sont le réservoir de carburant, le filtre à carburant et la pompe d’alimentation en carburant. Tandis que le côté haute pression comprend une pompe haute pression, un injecteur de carburant, un accumulateur et une buse d’injecteur de carburant. La buse d’injection présente différentes conceptions d’actionnement pour différents types de systèmes d’injection de carburant.
Comme le carburant doit être transféré du réservoir de carburant au système d’injection, le rôle est celui d’un système de carburant basse pression. Alors que l’injecteur de carburant de la chambre de combustion est le système haute pression. Vous trouverez ci-dessous le rôle des pièces suivantes indiquées ci-dessus :
- Réservoir de carburant – la partie où le carburant est stocké.
- Pompe à carburant – elle pompe le carburant du réservoir de carburant vers le système d’injection de carburant.
- Pompe d’injection – cette pièce est un compteur et du carburant sous pression pour injection.
- Gouverneur – fournit du carburant en fonction de la charge.
- Injecteur de carburant – fournit le carburant de la pompe d’injection aux cylindres.
- Filtre à carburant – pour filtrer la saleté, les conduits et les particules abrasives afin de bloquer le système d’injection.
L’image ci-dessous montre les principales pièces d’un injecteur de carburant :
Les systèmes d’injection de carburant fonctionnent pleinement et précisément pour fournir la quantité correcte de carburant pour chaque condition de fonctionnement. L’unité de commande du moteur (ECU) est utilisée pour surveiller la plupart des parties des capteurs d’entrée. Vous trouverez ci-dessous quelques pièces qui utilisent des capteurs pour un travail précis :
- Capteur d’oxygène – note la quantité d’oxygène dans les gaz d’échappement, ce qui permet à l’ECU de déterminer si le mélange de carburant est riche ou pauvre. Il procède aux ajustements en conséquence.
- Capteur de position du papillon – ce capteur surveille la position du papillon des gaz pour connaître la quantité d’air qui pénètre dans le moteur. L’ECU réagit rapidement aux changements, en augmentant ou en diminuant le taux de carburant selon les besoins.
- Capteur de débit d’air massique – indique à l’ECU la quantité de carburant entrant dans le moteur.
- Capteur de température du liquide de refroidissement – détermine le moment où le moteur atteint sa température de fonctionnement appropriée pour l’ECU.
- Capteur de pression absolue du collecteur – détermine la pression de l’air dans le collecteur d’admission.
- Capteur de régime moteur – surveille le régime moteur, c’est pourquoi il est utilisé pour calculer la largeur d’impulsion.
- Capteur de tension – détermine la tension du système dans la voiture pour savoir quand l’ECU augmente le régime de ralenti. cela peut se produire lorsque la tension chute, ce qui indique une charge électrique élevée.
Types de systèmes d’injection de carburant
Vous trouverez ci-dessous les types courants de systèmes d’injection de carburant observés dans les véhicules anciens et modernes :
Injection en un seul point ou corps de papillon :
Le type de système d’injection à point unique est l’injection de carburant la plus ancienne et la plus simple qui remplace les carburateurs. Il contient une ou deux buses d’injection dans le corps de papillon, qui est la gorge du collecteur d’admission d’air du moteur. Ce système d’injection n’est pas aussi précis que le système qui a suivi, mais comparé aux carburateurs, il offre un meilleur contrôle, est moins coûteux et plus facile à entretenir.
Injection de carburant portuaire ou multiport :
Dans les injecteurs de carburant multiports, les buses d’injecteur séparateur sont contenues dans chaque cylindre, au niveau de son orifice d’admission. C’est pourquoi le système est parfois appelé injecteur à port, qui projette la vapeur de carburant près du point d’admission, garantissant ainsi qu’elle est complètement aspirée dans le cylindre. L’un des avantages de cet injecteur est que le carburant du compteur est plus précis par rapport au compteur unique. Il est également parfait pour atteindre le rapport carburant-air requis et élimine pratiquement la possibilité que le carburant se condense ou s’accumule dans le collecteur d’admission.
Injection de carburant séquentielle :
Ce type d’injecteur de carburant est également connu sous le nom d’injection de carburant à port séquentiel ou d’injection temporisée. Il s’agit d’un type d’injection multiport même si le multiport de base utilise plusieurs injecteurs. Ils pulvérisent tous leur carburant en même temps ou séquentiellement, ce qui fait que le carburant reste en suspension jusqu’à 150 millisecondes lorsque le moteur tourne au ralenti. L’avantage de l’injection séquentielle de carburant réside dans le fait que le système réagit plus rapidement si le conducteur effectue un changement brusque. En effet, la soupape n’a qu’à attendre l’ouverture de la soupape d’admission suivante, plutôt que le tour complet du moteur.
Injection directe:
L’injection directe est courante dans les moteurs diesel, bien qu’elle commence à l’être dans les modèles de moteurs à essence. On l’appelle parfois DIG pour essence à injection directe. Au cours de ce processus, le carburant est injecté directement dans la chambre de combustion, au-delà des soupapes. Le dosage du carburant est plus précis que les autres types d’injection de carburant. L’injection directe de carburant offre aux ingénieurs une autre variable pour influencer précisément la manière dont la combustion se produit dans les cylindres.
La science de la conception des moteurs examine la façon dont le mélange air-carburant tourbillonne dans les cylindres. Et aussi comment l’explosion se propage depuis le point d’inflammation. L’injection directe dans un moteur à essence peut gérer des éléments tels que la forme des cylindres et des pistons. En outre, l’emplacement des ports et des bougies d’allumage, le moment, la durée et l’intensité de l’étincelle. Nombre de bougies d’allumage par cylindre. Tous ces éléments affectent la manière dont le carburant brûle complètement et uniformément dans un moteur à essence.
Principe de fonctionnement
Le fonctionnement d’un système d’injection de carburant est assez intéressant et plus facile à comprendre. Le travail principal va de l’injecteur de carburant à la chambre de combustion après que le carburant y soit pompé depuis le réservoir de carburant. Comme indiqué précédemment, l’injecteur de carburant est un dispositif mécanique à commande électronique responsable de la pulvérisation du carburant. L’injecteur est mis sous tension et un électro-aimant déplace un piston qui ouvre la vanne.
Cette valve permet au carburant sous pression de s’échapper par une petite buse. La buse est conçue pour atomiser le carburant, ce qui permet de le faire brûler facilement. La durée pendant laquelle l’injecteur de carburant reste ouvert déterminera le carburant fourni au moteur. Ceci est connu sous le nom de « largeur d’impulsion » et est contrôlé par un dispositif ECU. Les systèmes d’injection de carburant sont montés directement sur le collecteur d’admission afin que le carburant puisse être pulvérisé directement dans la soupape d’admission.
Il y a un ressort à l’intérieur de l’injecteur conventionnel qui maintient le pointeau en position fermée. Il maintient cette vanne à pointeau jusqu’à ce que la conduite haute pression atteigne une valeur spécifique. Il existe un tuyau appelé « rampe d’injection » qui alimente en carburant sous pression les injecteurs. La bonne quantité de carburant est fournie aux pièces requises.
Différentes parties du moteur sont équipées de capteurs qui donnent des informations à l’ECU sur la quantité de carburant et effectuent des ajustements si nécessaire. Les différents capteurs ont été répertoriés et expliqués dans la partie ci-dessus de cet article.
Symptômes des mauvais injecteurs de carburant et comment les éviter
Une panne se produit au niveau de l’injecteur de carburant après un travail excessif, et s’il n’est pas régulièrement entretenu, il peut développer de graves défauts ou se boucher. Vous trouverez ci-dessous les symptômes de mauvais injecteurs de carburant et comment éviter les pannes :
- Performances du moteur difficiles
- Complications lors du démarrage du véhicule
- Odeurs de carburant
- Dilution de l’huile
- Échec de l’émission
- Le moteur ne parvient pas à atteindre le plein régime
- Mauvaises performances du véhicule
- Panne moteur catastrophique
- Émission de fumée
- Augmentation de la consommation de carburant
- Pollution
Ces problèmes se produisent souvent sur l’injecteur de carburant lorsqu’il y a des particules de carbone sales, du carburant pétrolier ou une accumulation de résidus conduisant à des injecteurs de carburant obstrués. Des problèmes surviennent après que le panier-filtre ait collecté des débris qui empêchent le carburant de s’écouler à travers lui.
La bonne façon d’éviter la défaillance des injecteurs de carburant est un entretien régulier. Les pièces du véhicule doivent être inspectées régulièrement. Même si les injecteurs de carburant ont de grandes tolérances, une inspection doit néanmoins être effectuée sur les composants.
Pour des résultats plus fiables, ajoutez de l’éthanol ou des additifs d’aspiration d’humidité, une surveillance visuelle et un nettoyage par ultrasons. De plus, le modèle de débit réel pour les tests de volume et de pulvérisation sera utile.
Avantages et inconvénients du système d’injection de carburant
Avantages :
Voici les avantages du système d’injection de carburant :
- Un mélange précis de carburant et d’air garantit un rendement énergétique et une production d’énergie maximaux possibles.
- Le processus de combustion est nettement plus efficace dans les moteurs à injection de carburant.
- Les moteurs à injection de carburant sont plus économiques et maximisent et minimisent le niveau d’émission.
- Le démarrage à froid est éliminé dans les moteurs à injection de carburant, ce qui rend inutile un calage manuel.
- Il est également utilisé sur les motos de performance modernes.
- Le système d’injection de carburant équilibre automatiquement le mélange air-carburant en tenant compte de la situation environnementale.
- Les vibrations du moteur sont réduites et le problème d’encrassement des bougies d’allumage est minimisé.
Désavantages
Malgré tous les avantages du système d’injection, certaines limites subsistent. Voici les inconvénients du système :
- Il s’agit d’un dispositif électronique complexe à commande qui fonctionne avec peu de capteurs électroniques.
- L’entretien et la réparation du système sont très limités. Autrement dit, tous les ateliers ne peuvent pas faire leur travail.
- Le système d’injection de carburant est assez cher.
- Un matériel et un carburant de bonne qualité sont fortement recommandés.
- Il n’existe pas de solution pour un faible coût et une faible capacité.
En conclusion, le système d’injection de carburant a totalement remplacé les carburateurs des moteurs automobiles. nous avons discuté de ses fonctions, dont l’une est de fournir du carburant à haute pression dans le cylindre. Les systèmes d’injection de carburant de différents types, notamment le corps de papillon et le multiport, ont également révélé leurs composants côté basse et haute pression. son fonctionnement, les symptômes, les avantages et les inconvénients du système d’injection de carburant.