Système d'alimentation en carburant. Systèmes d'injection, description et principe de fonctionnement

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-19 15:55

Le système d'alimentation en carburant est nécessaire pour l'alimentation en carburant du réservoir d'essence, sa filtration ultérieure, ainsi que la formation d'un mélange oxygène-carburant avec son transfert vers les cylindres du moteur. Actuellement, il existe plusieurs types de systèmes de carburant. Le plus courant au XXe siècle était le carburateur, mais aujourd'hui, le système d'injection devient de plus en plus populaire. Il y en avait aussi un troisième - une injection unique, qui n'était bonne que parce qu'elle permettait de réduire légèrement la consommation de carburant. Examinons de plus près le système d'injection et comprenons son principe de fonctionnement.

Dispositions générales

La plupart des systèmes d'alimentation en carburant des moteurs modernes sont similaires. La différence ne peut être qu'au stade du mélange. Le système de carburant comprend les composants suivants:

1. Le réservoir de carburant est un produit compact doté d'une pompe et d'un filtre pour le nettoyage des particules mécaniques. L'objectif principal est le stockage du carburant.
2. Les conduites de carburant forment un complexe de tuyaux et de tubes pour déplacer le carburant du réservoir vers le système de mélange.
3. Appareilformation du mélange. Dans notre cas, nous parlerons de l'injecteur. Cette unité est conçue pour obtenir une émulsion (mélange air-carburant) et la fournir aux cylindres en temps avec le moteur.
4. Unité de commande pour le système de formation du mélange. Il est installé uniquement sur les moteurs à injection, ce qui est dû à la nécessité de contrôler les capteurs, les injecteurs et les soupapes.
5. Pompe à carburant. Dans la plupart des cas, l'option submersible est utilisée. Il s'agit d'un moteur électrique de faible puissance qui est relié à une pompe à liquide. La lubrification est réalisée par du carburant, et une utilisation prolongée du véhicule avec moins de 5 litres de carburant peut entraîner la panne du moteur électrique.

En bref, un injecteur est une alimentation ponctuelle de carburant à travers une buse. Le signal électronique provient de l'unité de commande. Malgré le fait que l'injecteur présente un certain nombre d'avantages significatifs par rapport au carburateur, il n'a pas été utilisé depuis longtemps. Cela était dû à la complexité technique du produit, ainsi qu'à la faible maintenabilité des pièces défaillantes. Actuellement, les systèmes d'injection ponctuelle ont pratiquement remplacé le carburateur. Examinons de plus près pourquoi l'injecteur est si bon et quelles sont ses caractéristiques.

Caractéristiques de l'équipement de carburant

La voiture a toujours été l'objet de l'attention des écologistes. Les gaz d'échappement sont rejetés directement dans l'atmosphère, qui est lourde de pollution. Les diagnostics du système de carburant ont montré que la quantité d'émissions avec une formation de mélange incorrecte augmente considérablement. Pour cette simple raison, il a été décidéinstaller un convertisseur catalytique. Cependant, cet appareil n'a donné de bons résultats qu'avec une émulsion de haute qualité et, en cas d'écart, son efficacité a considérablement diminué. Il a été décidé de remplacer le carburateur par un système d'injection plus précis, qui était l'injecteur. Les premières options comprenaient un grand nombre de composants mécaniques et, selon les recherches, un tel système s'est progressivement aggravé au fur et à mesure de l'utilisation du véhicule. C'était tout à fait naturel, car des composants et des pièces de travail importants se sont encrassés et ont échoué.

Afin que le système d'injection puisse se corriger, une unité de commande électronique (ECU) a été créée. Avec la sonde Lamba intégrée, qui est située devant le convertisseur catalytique, cela a donné de bonnes performances. Il est prudent de dire que les prix du carburant sont aujourd'hui assez élevés et que l'injecteur est bon simplement parce qu'il permet d'économiser de l'essence ou du diesel. De plus, il y a les avantages suivants:

1. Augmentation des performances du moteur. En particulier, augmentation de la puissance de 5 à 10 %.
2. Améliore les performances dynamiques du véhicule. L'injecteur est plus sensible aux variations de charge et ajuste lui-même la composition de l'émulsion.
3. Un mélange carburant-air optimal réduit la quantité et la toxicité des gaz d'échappement.
4. Le système d'injection démarre facilement quelles que soient les conditions météorologiques, ce qui est un avantage significatif par rapport aux moteurs à carburateur.

Système d'injection de carburant et son dispositif

Tout d'abord, il convient de noter que les moteurs à injection modernes sont équipés de buses dont le nombre est égal au nombre de cylindres. Entre elles, les buses sont reliées par une rampe. Là, le carburant est contenu sous une légère pression et il est créé par un appareil électrique - une pompe à essence. La quantité de carburant injecté dépend directement de la durée d'ouverture de la buse, qui est déterminée par l'unité de commande. Pour cela, des indicateurs sont tirés de différents capteurs qui sont implantés un peu partout dans le véhicule. Considérons maintenant les principaux:

1. Capteur de débit d'air. Sert à déterminer la plénitude des cylindres avec de l'air. En cas de panne, les lectures sont ignorées et les données tabulaires sont prises comme principaux indicateurs.
2. Le capteur de position du papillon reflète la charge sur le moteur, qui est due à la position du papillon, au cycle de l'air et au régime moteur.
3. Capteur de température du réfrigérant. À l'aide de ce contrôleur, le contrôle du ventilateur électrique et la correction de l'alimentation en carburant, ainsi que l'allumage, sont mis en œuvre. En cas de dysfonctionnement, un diagnostic immédiat du système de carburant n'est pas nécessaire. La température est prise en fonction de la durée du moteur à combustion interne.
4. Le capteur de position du vilebrequin (vilebrequin) est nécessaire pour synchroniser le système dans son ensemble. Le contrôleur calcule non seulement la vitesse du moteur, mais également sa position à un certain moment. Comme il s'agit d'un capteur polaire, s'il tombe en panne, il n'est plus possible d'utiliser le véhicule.
5. Capteurl'oxygène est nécessaire pour déterminer le pourcentage d'oxygène dans les gaz émis dans l'atmosphère. Les informations de ce contrôleur sont transmises à l'ECU qui, en fonction des lectures, corrige l'émulsion.

Il convient de prêter attention au fait que tous les véhicules équipés d'un injecteur ne sont pas équipés d'un capteur d'oxygène. Seules les voitures équipées d'un convertisseur catalytique aux normes de toxicité Euro-2 et Euro-3 en sont équipées.

Types de systèmes d'injection: injection monopoint

Actuellement, tous les systèmes sont activement utilisés. Ils sont classés en fonction du nombre de buses et du lieu d'alimentation en carburant. Il existe trois systèmes d'injection au total:

• point unique (injection unique);
• multipoint (distribution);
• immédiat.

D'abord, regardons les systèmes d'injection à point unique. Ils ont été créés immédiatement après ceux du carburateur et étaient considérés comme plus avancés, mais perdent progressivement leur popularité pour de nombreuses raisons. Il existe plusieurs avantages indéniables de tels systèmes. Les principales sont les importantes économies de carburant. Étant donné que les prix du carburant sont plutôt élevés aujourd'hui, un tel injecteur est pertinent. Fait intéressant, ce système contient un peu moins d'électronique, il est donc plus fiable et stable. Lorsque les informations des capteurs sont transmises à l'élément de commande, les paramètres d'injection sont immédiatement modifiés. Il est très intéressant de noter que presque tous les moteurs à carburateur peuvent être convertis en injection monopoint sans grandechangements structurels. Le principal inconvénient de ces systèmes est la faible réponse de l'accélérateur du moteur à combustion interne, ainsi que le dépôt d'une quantité importante de carburant sur les parois du collecteur, bien que ce problème soit également inhérent aux modèles à carburateur.

Comme il n'y a qu'un seul gicleur dans ce cas, il est situé sur le collecteur d'admission à la place du carburateur. Comme la buse était bien placée et constamment sous un courant d'air froid, sa fiabilité était au plus haut niveau et sa conception était extrêmement simple. Le rinçage du système de carburant avec injection monopoint n'a pas pris beaucoup de temps, car il suffisait de souffler une seule buse, mais les exigences environnementales accrues ont conduit au développement d'autres systèmes plus modernes.

Systèmes d'injection multipoints

L'injection distribuée est considérée comme plus moderne, complexe et moins fiable. Dans ce cas, chaque cylindre est équipé d'une buse isolée, qui est située dans le collecteur d'admission à proximité immédiate de la soupape d'admission. Par conséquent, la fourniture de l'émulsion est effectuée séparément. Comme indiqué ci-dessus, avec une telle injection, la puissance du moteur à combustion interne peut être augmentée jusqu'à 5-10%, ce qui sera perceptible lors de la conduite sur route. Autre point intéressant: ce système d'injection de carburant est bon car le gicleur est situé très près de la soupape d'admission. Cela minimise l'accumulation de carburant sur les parois du collecteur, ce qui entraîne d'importantes économies de carburant.

Il existe plusieurs typesinjection multipoint:

1. Simultané - toutes les buses s'ouvrent en même temps.
2. Pair-parallel - ouverture des buses par paires. Un injecteur s'ouvre sur la course d'admission et l'autre avant la course d'échappement. Actuellement, un tel système n'est utilisé qu'au moment du démarrage d'urgence du moteur à combustion interne en cas de défaillance d'une phase (capteur de position du vilebrequin).
3. Phasé - chaque buse est contrôlée séparément et s'ouvre avant la course d'admission.

Dans ce cas, le système est assez complexe et repose entièrement sur la précision de l'électronique. Par exemple, le rinçage du système de carburant prendra beaucoup plus de temps car chaque injecteur doit être rincé. Maintenant, allons-y et regardons un autre type d'injection populaire.

Injection directe

Les voitures à injection équipées de tels systèmes peuvent être considérées comme les plus respectueuses de l'environnement. L'objectif principal de l'introduction de cette méthode d'injection est d'améliorer la qualité du mélange de carburant et d'augmenter légèrement l'efficacité du moteur du véhicule. Les principaux avantages de cette solution sont les suivants:

• atomisation soigneuse de l'émulsion;
• formation d'un mélange de haute qualité;
• utilisation efficace de l'émulsion à différentes étapes du fonctionnement de l'ICE.

Sur la base de ces avantages, on peut dire que de tels systèmes permettent d'économiser du carburant. Ceci est particulièrement visible lorsque vous conduisez tranquillement dans les zones urbaines. Si nous comparons deux voitures avec la même taille de moteur mais des systèmes d'injection différents, par exemple direct et multipoint, alors sensiblementles meilleures performances dynamiques seront dans le système direct. Les gaz d'échappement sont moins toxiques et la capacité en litres prélevée sera légèrement supérieure en raison du refroidissement par air et du fait que la pression dans le système de carburant est légèrement augmentée.

Mais vous devez faire attention à la sensibilité des systèmes d'injection directe à la qualité du carburant. Si nous prenons en compte les normes de la Russie et de l'Ukraine, la teneur en soufre ne doit pas dépasser 500 mg pour 1 litre de carburant. Dans le même temps, les normes européennes impliquent que la teneur de cet élément est de 150, 50 et même 10 mg par litre d'essence ou de diesel.

Si nous considérons brièvement ce système, il ressemble à ceci: les buses sont situées dans la culasse. Sur cette base, l'injection est effectuée directement dans les cylindres. Il est à noter que ce système d'injection convient à de nombreux moteurs à essence. Comme indiqué ci-dessus, une haute pression est utilisée dans le système d'alimentation en carburant, sous laquelle l'émulsion est fournie directement à la chambre de combustion, en contournant le collecteur d'admission.

Système d'injection de carburant: fonctionnement pauvre

Un peu plus haut, nous avons examiné l'injection directe, qui a été utilisée pour la première fois sur les voitures Mitsubishi, qui portait l'abréviation GDI. Jetons un coup d'œil à l'un des principaux modes - fonctionner avec un mélange pauvre. Son essence réside dans le fait que le véhicule dans ce cas fonctionne à des charges légères et à des vitesses modérées jusqu'à 120 kilomètres par heure. L'injection de carburant est effectuée par une torche dansdernière étape de la compression. Réfléchi par le piston, le carburant se mélange à l'air et pénètre dans la zone de la bougie. Il s'avère que le mélange dans la chambre est considérablement appauvri, cependant, sa charge dans la zone de la bougie d'allumage peut être considérée comme optimale. Cela suffit pour l'enflammer, après quoi le reste de l'émulsion s'enflamme également. En fait, un tel système d'injection de carburant assure le fonctionnement normal du moteur à combustion interne même à un rapport air/carburant de 40: 1.

C'est une approche très efficace qui permet d'économiser beaucoup de carburant. Mais il convient de prêter attention au fait que le problème de la neutralisation des gaz d'échappement est devenu aigu. Le fait est que le catalyseur est inefficace, car il se forme de l'oxyde d'azote. Dans ce cas, la recirculation des gaz d'échappement est utilisée. Un système ERG spécial vous permet de diluer l'émulsion avec les gaz d'échappement. Cela abaisse quelque peu la température de combustion et neutralise la formation d'oxydes. Cependant, cette approche ne vous permettra pas d'augmenter la charge sur le moteur. Pour résoudre partiellement le problème, un catalyseur de stockage est utilisé. Ce dernier est extrêmement sensible aux carburants à forte teneur en soufre. Pour cette raison, une inspection périodique du système de carburant est requise.

Mélange homogène et fonctionnement en 2 étapes

Power Mode (Homogeneous Mixing) - idéal pour la conduite agressive dans les zones urbaines, les dépassements, ainsi que la conduite sur les autoroutes et les autoroutes. Dans ce cas, une torche conique est utilisée, moins économique que la version précédente. Injectionest effectuée sur la course d'admission, et l'émulsion résultante a généralement un rapport de 14,7: 1, c'est-à-dire proche de la stœchiométrie. En fait, ce système d'alimentation automatique en carburant est exactement le même que celui de distribution.

Le mode à deux étages implique l'injection de carburant sur la course de compression, ainsi que le démarrage. La tâche principale est une forte augmentation du moteur. Un exemple frappant du fonctionnement efficace d'un tel système est le mouvement à basse vitesse et une forte pression sur l'accélérateur. Dans ce cas, la probabilité de détonation augmente considérablement. Pour cette simple raison, au lieu d'une étape, l'injection se fait en deux.

Dans la première étape, une petite quantité de carburant est injectée sur la course d'admission. Cela vous permet d'abaisser légèrement la température de l'air dans le cylindre. On peut dire que le cylindre contiendra un mélange extra-maigre dans un rapport de 60: 1, par conséquent, la détonation est impossible en tant que telle. Au stade final de la course de compression, un jet de carburant est injecté, ce qui amène l'émulsion à une émulsion riche dans un rapport d'environ 12:1. Aujourd'hui, nous pouvons dire qu'un tel système d'alimentation en carburant du moteur n'a été introduit que pour les véhicules du marché européen. Cela est dû au fait que les vitesses élevées ne sont pas inhérentes au Japon, par conséquent, il n'y a pas de charges élevées sur le moteur. En Europe, il y a un grand nombre d'autoroutes et d'autoroutes, donc les conducteurs sont habitués à conduire vite, et c'est une grosse charge pour le moteur à combustion interne.

Quelque chose d'autre d'intéressant

Il convient de prêter attention au fait que, contrairement aux systèmes à carburateur, l'injection nécessite un contrôle régulier du système d'alimentation en carburant. Cela est dû au fait qu'un grand nombre d'électroniques complexes peuvent tomber en panne. En conséquence, cela entraînera des conséquences indésirables. Par exemple, un excès d'air dans le système de carburant entraînera une violation de la composition de l'émulsion et un rapport de mélange incorrect. À l'avenir, cela affecte le moteur, un fonctionnement instable apparaît, les contrôleurs échouent, etc. En fait, l'injecteur est un système complexe qui détermine quand une étincelle doit être appliquée aux cylindres, comment fournir un mélange de haute qualité au bloc-cylindres ou collecteur d'admission, quand ouvrir les injecteurs et quel rapport d'air et d'essence doit être dans l'émulsion. Tous ces facteurs affectent le fonctionnement synchronisé du système de carburant. Ce qui est intéressant, c'est que sans la plupart des contrôleurs, la machine peut fonctionner correctement sans écarts importants, car il existe des enregistrements et des tableaux d'urgence qui seront utilisés.

L'efficacité du moteur à combustion interne dans notre cas est déterminée par l'exactitude des données reçues des contrôleurs. Plus ils sont précis, moins divers dysfonctionnements du système de carburant sont possibles. La vitesse du système dans son ensemble joue également un rôle important. Contrairement aux carburateurs, le réglage manuel n'est pas nécessaire ici, ce qui élimine les erreurs lors des travaux d'étalonnage. Par conséquent, nous obtiendrons une combustion plus complète du mélange et un meilleur système en termes d'écologie.

Conclusion

En conclusion, il convient de parler un peu des lacunes inhérentes aux systèmes d'injection. Le principal inconvénient est le coût élevé des moteurs à combustion interne. Pardans l'ensemble, le coût de ces unités sera plus élevé d'environ 15%, ce qui est significatif. Mais il y a aussi d'autres inconvénients. Par exemple, une soupape de système de carburant défectueuse dans la plupart des cas ne peut pas être réparée, en raison d'une fuite, il vous suffit donc de la changer. Cela s'applique également à la maintenabilité des équipements en général. Certains composants et pièces sont beaucoup plus faciles à acheter que de dépenser de l'argent pour leur réparation. Cette qualité n'est pas inhérente aux véhicules à carburateur, où vous pouvez trier tous les composants importants et restaurer leurs performances sans dépenser beaucoup de temps et d'efforts. Sans aucun doute, le système d'alimentation électronique en carburant est en cours de réparation avec beaucoup d'efforts et de moyens. Il est peu probable que les appareils électroniques sophistiqués soient réparés dans la première station-service disponible.

Eh bien, nous avons parlé avec vous de ce que sont les systèmes d'injection. Comme vous pouvez le voir, c'est un sujet de conversation très intéressant. Vous pouvez en dire beaucoup plus sur les bonnes buses et la possibilité de régler instantanément le moteur. Mais nous avons déjà parlé des points principaux. N'oubliez pas que le système d'alimentation en carburant d'un moteur à essence doit être régulièrement inspecté pour détecter d'éventuels défauts. Par exemple, en raison de la mauvaise qualité du carburant, qui est en fait inhérente à notre pays, les buses se bouchent souvent. De ce fait, le moteur commence à fonctionner par intermittence, la puissance chute, le mélange devient trop pauvre, ou vice versa. Tout cela a un très mauvais effet sur la voiture dans son ensemble, donc une surveillance constante et régulière est nécessaire. De plus, essayez de faire le plein uniquement avec l'essence recommandée par le fabricant de votre véhicule.