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Injection directe

L'injection directe est une technologie utilisée dans les moteurs à combustion interne. Elle consiste à diffuser le carburant directement dans la chambre de combustion plutôt qu'en amont dans la tubulure d'admission pour les moteurs à allumage (Pour s'enflammer, le mélange air-essence, un gaz contenu dans le cylindre doit subir une élévation de température permettant de porter une partie de sa...) commandé, ou dans une préchambre pour les moteurs diesel. L'injection directe (L'injection directe est une technologie utilisée dans les moteurs à combustion interne. Elle consiste à diffuser le carburant directement dans la chambre de combustion plutôt qu'en amont dans la tubulure d'admission pour les...) est apparue en grande série tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) d'abord sur les moteurs diesel. Elle est aujourd'hui très répandue sur ce type de motorisation.

Historique

L'injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) directe fut tout d'abord appliquée dans le domaine aéronautique (L'aéronautique inclut les sciences et les technologies ayant pour but de construire et de faire évoluer un aéronef dans l'atmosphère terrestre.).

C'est le français Georges Regembeau qui introduit l'injection directe (couplée avec un compresseur Constantin) sur la traction 15 six dès 1950.

190 ch, une boîte 6 vitesses REGEMBEAU, des freins inusables et une vitesse (On distingue :) de pointe de 210 km/h. Seul bémol, à l'époque les pneus résistaient très mal à de telles vitesses.

Avantages et inconvénients

L'injection directe est mise en œuvre afin d'obtenir :

  • une réduction des émissions polluantes,
  • une réduction de la consommation de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.),
  • une augmentation des performances, en particulier l'augmentation du couple à bas régime.

Pour les moteurs à allumage commandé, outre les trois derniers avantages cités ci-dessus, il faut ajouter l'augmentation du taux de compression (Le taux de compression est une mesure de la performance d'un algorithme de compression de données informatiques. Il est généralement exprimé en pourcentage, et noté τ....) et par conséquent une augmentation du rendement du moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]).

Sur les moteurs diesel, les premiers systèmes à injection directe étaient accompagnés d'une augmentation du bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la...) de combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique (c’est-à-dire accompagnée d’une production d'énergie sous forme de chaleur ).). Ce bruit est maintenant maîtrisé sur les systèmes d'injection directe à rampe commune.

Technique

Les systèmes d'injection directe diesel ou essence utilisent largement l'électronique pour piloter la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un...) de carburant introduite dans la chambre de combustion (Une chambre de combustion est une enceinte capable de résister à des changements de pression et de température brusques, dans laquelle on déclenche volontairement une combustion entre des éléments chimiques déterminés....). Les plus récents sont de type à rampe commune (appelé aussi communément common rail en anglais).

Description du système à rampe commune

Schéma descriptif d'un système d'injection directe diesel à rampe commune
Schéma descriptif d'un système d'injection directe diesel à rampe commune

Un système d'injection directe diesel à rampe commune est composé :

  • d'un injecteur (Un injecteur est un élément de moteur permettant l'apport du carburant dans la chambre de combustion.) par cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane...), jouant le rôle de valves pilotées électrohydrauliquement,
  • d'une pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) à carburant basse pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) entraînée par le moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail...), qui aspire le carburant dans le réservoir pour l'amener au système d'injection,
  • d'une pompe haute pression, elle aussi entraînée par le moteur, qui alimente la rampe commune en carburant,
  • d'un accumulateur hydraulique (Un accumulateur hydraulique, ou accumulateur de pression hydraulique, est un réservoir sous pression de gaz pouvant contenir un volume variable d'eau sous...), appelé rampe commune, qui constitue une réserve de carburant sous haute pression pour les injecteurs,
  • d'une électrovanne située entre la pompe à carburant et la pompe haute pression, qui contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) le débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers d'une surface quelconque.) de carburant,
  • d'un limiteur de pression à tarage mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou transmet un...) ou piloté, qui contrôle la pression dans la rampe commune,
  • d'un capteur (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation d'une...) de pression dans la rampe commune,
  • d'un capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation...) de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud,...) carburant,
  • d'un calculateur électronique d'injection (communément appelé ECU pour Electronic Control Unit en anglais) pilotant les actionneurs : les injecteurs, l'électrovanne de contrôle du débit et éventuellement le tarage du limiteur de pression, à partir des informations mesurées par les capteurs.

Dans la pratique, c'est le calculateur de contrôle moteur qui joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche et à mastiquer.) le rôle de calculateur d'injection, et utilise à ce titre l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...) des informations issues des capteurs du contrôle moteur : position de la pédale d'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique, plus précisément en cinématique, l'accélération est une grandeur vectorielle qui indique la...), pression dans le collecteur d'admission, température et débit de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire...) à l'admission, régime moteur et position angulaire de l'arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres acquièrent une structure rigide composée...) à came, ainsi qu'éventuellement l'accélération mesurée sur le bloc cylindre.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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