Comprendre le système d'injection de carburant dans les moteurs automobiles

Savez-vous comment le carburant est amené dans la chambre de combustion des moteurs automobiles ? Je suis sûr que vous ne pensez pas au carburateur mais à l'injecteur de carburant . Ils sont maintenant révolus surtout 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 des moteurs automobiles, à l'aide d'un injecteur. Ce processus a été introduit pour suivre les lois sur les émissions et l'efficacité énergétique. Au cours de l'année, les constructeurs automobiles ont vu de grands avantages des injecteurs de carburant, 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 par conception. Les moteurs à essence peuvent utiliser l'injection directe d'essence, où le carburant est directement acheminé dans la chambre de combustion interne. L'injection indirecte peut également être utilisée, où le carburant est mélangé avec de l'air avant la course d'admission.

Aujourd'hui, nous allons examiner en profondeur la définition, les fonctions, les pièces, les types, le principe de fonctionnement, les problèmes, ainsi que les avantages et les inconvénients du système 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 qui sont 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, le carburateur était très utilisé 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 parce que le composant s'est compliqué en essayant de contrôler toutes les exigences de l'automobile, une meilleure alternative est sortie.

Les carburateurs ont d'abord été remplacés par un système d'injection de carburant à corps 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 permet aux constructeurs automobiles de ne pas avoir à modifier radicalement la conception des moteurs.

Au fur et 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 multipoint est également connue sous le nom d'injection de carburant par port, multipoint ou séquentielle.

Le système contient un injecteur de carburant pour chaque cylindre qui pulvérise jusqu'à la soupape d'admission. Il fournit un dosage de carburant plus précis et une réponse plus rapide.

Fonctions de l'injecteur de carburant 

Voici les fonctions des injecteurs de carburant dans un moteur à combustion interne :

• L'objectif principal du système d'injection de carburant dans les moteurs diesel est que leur conception est fortement influencée par le composant,
• L'injecteur de carburant aide à fournir du carburant aux cylindres.
• Il améliore le moteur en termes de performances, d'émissions et de bruit.
• Le carburant est livré sous des pressions d'injection extrêmement élevées.
• Ses matériaux sont conçus pour résister à des contraintes plus élevées pour une durabilité qui correspond au fonctionnement du moteur.
• Un autre objectif du système d'injection est que le carburant est injecté au bon moment. C'est-à-dire que le calage de l'injection est contrôlé.
• La quantité correcte de carburant doit être fournie pour répondre aux besoins en puissance du moteur. C'est pourquoi le dosage de l'injection est contrôlé.
• L'injecteur est fabriqué avec une plus grande précision et tolérance de fabrication pour assurer son efficacité de travail. Cela évite également les fuites.
• L'injecteur de carburant atomise le carburant en très petites particules 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 d'atomisation et assurer une combustion complète.

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Principales pièces 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 le côté basse pression et le côté haute pression, les parties basse pression sont le réservoir de carburant, le filtre à carburant et la pompe d'alimentation en carburant. Alors que le côté haute pression comprend une pompe haute pression, un injecteur de carburant, un accumulateur, un injecteur de carburant. La buse d'injection a 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 le système de carburant basse pression. Alors que de l'injecteur de carburant à la chambre de combustion se trouve le système haute pression. Vous trouverez ci-dessous le rôle des pièces suivantes indiquées ci-dessus :

• Réservoir de carburant – la pièce est l'endroit où le carburant est stocké.
• Pompe à carburant – il pompe le carburant du réservoir de carburant vers le système d'injection de carburant.
• Pompe à injection – cette pièce est un compteur et pressurise le carburant pour l'injection.
• Gouverneur – fournir du carburant en fonction de la charge.
• Injecteur de carburant – fournit le carburant de la pompe d'injection aux cylindres.
• Filtre à carburant – pour empêcher la saleté, les conduits et les particules abrasives de bloquer le système d'injection.

L'image ci-dessous montre les principales parties d'un injecteur de carburant :

Le système d'injection de carburant fonctionne parfaitement avec précision pour fournir la bonne quantité de carburant pour chaque condition de fonctionnement. L'unité de commande du moteur (ECU) est utilisée pour surveiller la plupart des pièces des capteurs d'entrée. Voici quelques pièces qui utilisent un capteur pour un travail précis :

• Capteur d'oxygène - notez la quantité d'oxygène dans l'échappement, ce qui permet à l'ECU de déterminer si le mélange de carburant est riche ou pauvre. Il effectue les ajustements en conséquence.
• Capteur de position du papillon - ce capteur surveille la position du papillon des gaz pour connaître la quantité d'air qui entre dans le moteur. L'ECU réagit rapidement aux changements, augmentant ou diminuant le taux de carburant selon les besoins.
• Capteur de débit d'air massique – informez l'ECU de la quantité de carburant entrant dans le moteur.
• Capteur de température du liquide de refroidissement - déterminer quand le moteur atteint sa température de fonctionnement appropriée à l'ECU.
• Capteur de pression absolue du collecteur – déterminer la pression d'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 – déterminer 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.

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Types de système d'injection de carburant

Vous trouverez ci-dessous les types courants de système d'injection de carburant observés dans les véhicules anciens et modernes :

Injection à point unique 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 précis comme le système qui a suivi mais par rapport aux carburateurs, il a un meilleur contrôle, moins cher et plus facile à entretenir.

Injection de carburant par port ou multiport :

Dans les injecteurs de carburant multiports, les injecteurs séparateurs sont contenus dans chaque cylindre, au niveau de son orifice d'admission. C'est pourquoi le système est parfois appelé injecteur d'orifice, projetant la vapeur de carburant près du point d'admission, garantissant qu'elle est complètement aspirée dans le cylindre.

L'un des avantages de cet injecteur est que les compteurs de carburant sont plus précis par rapport au point unique. Il est également parfait pour atteindre le rapport air-carburant requis et il 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 orifice séquentiel ou d'injection temporisée. C'est 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 traîne pendant 150 millisecondes lorsque le moteur tourne au ralenti.

Les avantages de l'injection séquentielle de carburant sont que le système réagit plus rapidement si le conducteur effectue un changement soudain. En effet, la soupape n'a qu'à attendre que la prochaine soupape d'admission s'ouvre, plutôt que la révolution complète du moteur.

Injection directe :

L'injection directe est courante dans les moteurs diesel, bien qu'elle commence à être courante sur les moteurs à essence. Il est parfois appelé DIG pour l'essence à injection directe. Dans son processus, le carburant est injecté directement dans la chambre de combustion, après les soupapes.

Le dosage du carburant est plus précis que les autres types d'injection de carburant. L'injection directe de carburant donne aux ingénieurs une autre variable pour influencer précisément la façon dont la combustion se produit dans les cylindres. La science de la conception du moteur examine comment le mélange air-carburant tourbillonne dans les cylindres. Et aussi houe l'explosion se déplace à partir du point d'allumage.

L'injection directe dans un moteur à essence peut gérer des choses telles que la forme des cylindres et des pistons. En outre, les emplacements des ports et des bougies d'allumage, le moment, la durée et l'intensité de l'étincelle. Nombre de bougies par cylindre. Tout cela affecte la combustion complète et uniforme du carburant dans le 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 ait été pompé depuis le réservoir de carburant.

Comme indiqué précédemment, l'injecteur de carburant est un dispositif mécanique à commande électronique responsable de la pulvérisation de carburant. L'injecteur est alimenté et un électroaimant déplace un piston qui ouvre la vanne. Cette valve permet au carburant sous pression de jaillir à travers une petite buse. La buse est conçue pour atomiser le carburant, responsable de la combustion facile du carburant,

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. Le système d'injection de carburant est monté directement sur le collecteur d'admission afin que le carburant puisse être pulvérisé directement sur la soupape d'admission.

Il y a un ressort à l'intérieur de l'injecteur conventionnel qui maintient la soupape à pointeau en position fermée. Il maintient cette vanne à pointeau jusqu'à ce que la ligne haute pression atteigne une valeur spécifique. Il existe un tuyau appelé "rail de carburant" qui fournit du carburant sous pression aux injecteurs.

La bonne quantité de carburant 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.

Regardez la vidéo ci-dessous pour mieux comprendre le fonctionnement du système d'injection de carburant :

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Symptômes de mauvais injecteurs de carburant et comment les prévenir

Une défaillance se produit sur l'injecteur de carburant après un surmenage, et s'il n'est pas entretenu régulièrement, il peut développer de graves défauts ou se boucher. Vous trouverez ci-dessous les symptômes de mauvais injecteurs de carburant et comment prévenir les pannes :

• Performances du moteur difficiles
• Complications lors du démarrage du véhicule
• Odeurs de carburant
• Amincissement de l'huile
• Échec de l'émission
• Le moteur n'atteint pas le régime maximal
• Mauvaise performance du véhicule
• Panne moteur catastrophique
• Émission de fumée
• Augmentation de la consommation de carburant
• Pollution

Des problèmes surviennent souvent sur l'injecteur de carburant lorsqu'il y a de la saleté, des particules de carbone, du carburant ou une accumulation de résidus conduisant à des injecteurs de carburant bouchés. Les problèmes se produisent après que le panier du filtre ait collecté des débris qui empêchent le carburant de le traverser.

La bonne façon d'empêcher les injecteurs de carburant de tomber en panne est un entretien régulier. La pièce du véhicule doit être inspectée régulièrement. Même si les injecteurs de carburant ont de grandes tolérances, une inspection doit toujours être effectuée sur les composants.

Pour un résultat plus fiable, ajouter de l'éthanol ou des additifs pour attirer l'humidité, une surveillance visuelle, effectuer un nettoyage par ultrasons. Et aussi, le modèle d'écoulement réel pour les tests de volume et de pulvérisation aidera.

Avantages et inconvénients du système d'injection de carburant

Avantages :

Voici les avantages du système d'injection de carburant :

• Le mélange précis de carburant et d'air garantit une efficacité énergétique et une production d'énergie maximales.
• 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'émissions.
• Le démarrage à froid est éliminé dans le moteur à injection de carburant, ce qui rend inutile le calage manuel.
• Il est également utilisé sur les motos performantes 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.

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Inconvénients

Malgré tous les avantages du système d'injection, certaines limitations subsistent. Voici les inconvénients du système :

• Il s'agit d'un appareil à commande électronique complexe qui fonctionne avec peu de capteurs électroniques.
• La maintenance et la réparation du système sont très limitées. 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'y a pas de solution pour un faible coût et une faible capacité.

En conclusion, le système d'injection de carburant a totalement remplacé les carburateurs dans les moteurs automobiles. nous avons discuté de ses fonctions dont l'une est de fournir du carburant à haute pression dans le cylindre. Système d'injection de carburant de différents types comprenant un corps de papillon et plusieurs ports, nous avons également révélé son composant côté basse pression et haute pression. il fonctionne, symptômes et avantages et inconvénients du système d'injection de carburant.

Voilà pour cet article. J'espère que vous avez apprécié la lecture, si c'est le cas, veuillez commenter, partager et recommander ce site à d'autres étudiants techniques. Merci !