Injection de carburant : Comment fonctionne la préparation du mélange ?
L'injection de carburant est une méthode de préparation d'un mélange de carburant et d'air pour les moteurs à combustion interne. Le principe d'injection de carburant consiste à injecter du carburant dans la tubulure d'admission, le canal d'admission, la chambre, le cylindre ou l'espace de compression par une petite ouverture, ou buse d'injection.
Pour créer le mélange le plus approprié, le carburant devant la buse est comprimé à une pression supérieure à la pression dans l'espace dans lequel il est injecté. En raison de la pression plus élevée et de la petite taille de la buse, le carburant est atomisé lors de l'injection, ce qui permet d'accélérer la formation du mélange.
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L'exception est le système d'injection pneumatique le plus ancien, dans lequel du carburant à pression inchangée est introduit dans la chambre de combustion par une buse utilisant un flux d'air comprimé. De nos jours, cependant, ce système d'injection de carburant n'est plus utilisé.
Le dispositif d'injection assure l'injection de carburant. Celui-ci est utilisé pour le transport et l'atomisation du carburant, et sa tâche est d'assurer l'approvisionnement de la quantité exacte de carburant, à l'heure exacte selon les exigences actuelles pour les performances du moteur.
Le dispositif d'injection se compose de :
- Réservoir de carburant
- Tuyau de raccordement
- Capteur de température de carburant
- Pompe de transport
- Nettoyeurs de carburant (filtre à carburant)
- Pompe d'injection
- Tuyau de refoulement
- Compresseur
- Réservoir d'air comprimé
- Réservoir de carburant comprimé
- Régulateur de pression
- Injecteur
- Unité de commande
- Autres composants
Cependant, tous les composants répertoriés peuvent ne pas toujours être présents en fonction du concept d'injection et du type de moteur.
Pompe de transport :
Il peut ne pas être présent sur tous les dispositifs d'injection. Dans certains anciens dispositifs d'injection, la pompe de transport était remplacée par une disposition en hauteur du circuit de carburant de sorte que le réservoir de carburant était plus haut que la pompe d'injection.
Le carburant a été transporté du réservoir de carburant à la pompe d'injection, de sorte que la force de gravité l'a inondé.
Compresseur et réservoir d'air comprimé :
Ces composants n'étaient présents qu'avec le système d'injection pneumatique de carburant, qui, comme je l'ai mentionné, n'est pas utilisé aujourd'hui.
Selon le type de moteur, le concept et la construction de l'injection de carburant, nous distinguons :
Injection de carburant pour un moteur essence :
1. Injection indirecte de carburant
C'est une méthode de préparation d'un mélange pour les moteurs à allumage. Avec l'injection indirecte, le carburant passe à travers la buse sous pression, ce qui conduit à une fine atomisation du carburant en petites particules et assure son évaporation rapide.
L'injection et la formation du mélange se produisent avant la soupape d'admission, le tuyau ou le canal. Le carburant n'étant pas injecté directement dans le cylindre, on parle d'injection indirecte.
Rapport air-carburant : comment affecte-t-il les performances du moteur ?
La tâche principale de l'injection indirecte est de créer le mélange le plus homogène de carburant et d'air dans le bon rapport. Pour les moteurs à allumage commandé conventionnels équipés d'un catalyseur à trois voies, le mélange stoechiométrique correct est celui dans lequel le rapport air-carburant λ = 1.
2. Injection directe de carburant
Avec l'injection directe de carburant, le carburant est injecté directement dans le cylindre, ce qui permet un contrôle actif de la formation en couches du mélange. Un moteur à essence à injection directe brûle un mélange homogène, mais aussi non homogène (stratifié).
Un mélange homogène injecte une dose de carburant λ = 1 dans la chambre de combustion lors de la course d'admission. Avec un mélange stratifié, le carburant est injecté dans l'air agité pendant la course de compression, ce qui crée un mélange localement homogène dans la zone de la bougie d'allumage.
Bougies d'allumage : comment fonctionnent-elles et quelle est leur durée de vie ?
Cependant, il y a un mélange pauvre dans les autres espaces du cylindre, et le coefficient air-carburant est donc λ > 1. La combustion avec un excès d'air (mélange pauvre) permet de réduire la consommation de combustible.
Injection de carburant pour moteurs diesel :
1. Injection de carburant indirecte (chambre)
Avec l'injection de chambre, le carburant est injecté dans une chambre (créée dans la culasse), où il s'enflamme en raison de la température et de la pression élevées et continue dans la chambre de combustion principale.
Les moteurs diesel à injection indirecte consomment plus de carburant et consomment moins que les moteurs diesel à injection directe. Cependant, leur avantage est une construction moins exigeante et moins sensible à la qualité du carburant.
2. Injection directe de carburant
Le carburant est injecté directement dans la chambre de combustion à injection directe, où il s'enflamme en raison de la température et de la pression élevées. L'injection directe de carburant est réalisée pour les moteurs diesel à l'aide d'un système d'injection à réservoir de pression, un common rail en abrégé CR ou le système PD - Pumpe Duse (crée une haute pression directement dans les injecteurs).
Dans le cas des moteurs à essence, où la quantité de mélange régule les performances du moteur, l'injection de carburant présente plusieurs avantages par rapport à la méthode de préparation du mélange par carburateur, tels qu'une puissance moteur plus élevée, une consommation de carburant plus faible, des émissions plus faibles et une répartition uniforme de la mélange.
Carburateur : Comment fonctionne cet appareil ?
Les carburateurs sont destinés à mélanger l'air et le carburant dans la quantité et le rapport requis en fonction de la charge du moteur et de ses révolutions. La puissance du moteur est régulée par le contrôle direct du débit d'air, qui contrôle indirectement le débit de carburant car le carburateur les mélange dans un rapport constant.
Cependant, le moteur diesel régule directement la puissance par la quantité de carburant, ce qui signifie que les moteurs diesel à carburateur n'existent pas.