Injection directe - Définition
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...) 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...) est apparue en grande série tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) 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...).
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...),
- 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...) et par conséquent une augmentation du rendement du moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique,...).
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....) de combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la...). 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,...) de carburant introduite dans la chambre de combustion (Une chambre de combustion est une enceinte capable de résister à des changements de pression et...). Les plus récents sont de type à rampe commune (appelé aussi communément common rail en anglais).
Description du système 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...) par cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée...), 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...) entraînée par le moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif...), 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...), 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...) le débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers...) de carburant,
- d'un limiteur de pression à tarage mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) 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...) de pression dans la rampe commune,
- d'un capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une...) de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) 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...) le rôle de calculateur d'injection, et utilise à ce titre l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) 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,...), 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...) 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...) à came, ainsi qu'éventuellement l'accélération mesurée sur le bloc cylindre.