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Régulation de la pression de carburant_
La vaporisation du carburant est créée par la différence de pression entre la pression d'alimentation du combustible et la pression de la chambre dans laquelle le carburant va être injecté. Sur un système d'injection classique, la pompe à carburant (électrique) pousse le carburant sous pression, régulée à une valeur précise d'une part pour protéger le circuit, et d'autre part afin de connaître précisément la quantité d'essence injectée (il est évident qu'ouvrir un injecteur soumis à 1 bar pendant 2 ms introduira moins de carburant qu'un injecteur soumis à 5 bars). Mais un autre paramètre important est la pression du milieu dans lequel va s'effectuer l'injection, pression variable suivant la position de l'injecteur, et donc dépendante du type d'injection.
A. CAS DE L'INJECTION MONOPOINT
L'injecteur est ici placé au dessus du papillon des gaz. La pression des gaz frais en ce point est toujours proche de la pression atmosphérique. Ce système peut donc se contenter d'un régulateur qui va maintenir la pression d'alimentation du carburant à une valeur fixe. Ainsi la quantité de carburant injectée ne dépend que de la durée d'injection. Sur le schéma ci-contre, la chambre supérieure du régulateur est soumise à la pression atmosphérique, et le tarage du ressort maintient la pression du carburant à 1 bar.
Schéma de l'injection monopoint Siemens-Bendix
Schéma de l'injection monopoint Multec
B. CAS DE L'INJECTION MULTIPOINT (INDIRECTE)
Contrairement à l'injection monopoint, le carburant est vaporisé en aval du papillon des gaz. Or comme l'illustre le schéma-ci contre, la pression à l'admission varie suivant la position du papillon : plus le papillon est fermé, plus il va résister à l'aspiration du moteur, créant une dépression (c'est à dire une pression plus faible que la pression atmosphérique). Autrement dit, au ralenti la pression au niveau du nez de l'injecteur est la plus faible (ou dépression la plus forte) et plus on accélère, plus elle est élevée. Ainsi avec une pression de carburant constante, l'injecteur aura plus de difficulté à injecter à pleine charge qu'au ralenti. La quantité de carburant ne dépend donc plus seulement du Ti, mais également de la pression d'admission.
Schéma 1 : Ralenti
Schéma 2 : Charge partielle
Schéma 3 : Pleine charge
Le rouge représente l'intensité de la dépression.
Pvaporisation = Pcarburant - Padmission
Ex. avec une pression d'alimentation constante de 3 bars :
Si Padmission = 0,3 bars (au ralenti) alors Pvaporisation = 3 - 0,3 = 2,7 bars
Si Padmission = 1,0 bars (en pleine charge) alors Pvaporisation = 3 - 1,0 = 2 bars
On constate qu'à pression d'alimentation constante, la pression d'injection est plus élevée au ralenti qu'en pleine charge.
Afin de palier à ce phénomène, et injecter la même quantité de carburant pour une durée d'injection donnée quelque soit l'état de charge du moteur, les équipementiers ont décidé d'utiliser un régulateur asservi à la pression d'admission.
Sur ce schéma, on constate que la chambre de ressort est raccordée au collecteur d'admission. Ainsi la pression de l'air dans cette chambre varie en fonction de la pression d'admission. Si le papillon est fermé, la pression d'admission diminue, et la membrane exerce un effort moins important sur le carburant. Ainsi la pression d'alimentation du carburant est régulée plus bas. A l'inverse, lorsque le papillon est totalement ouvert - pleine charge - la pression d'admission tend à égaler la pression atmosphérique et est donc plus élevée. Elle applique une force plus importante sur la membrane, et élève la pression de régulation.
Ex. avec une pression d'alimentation régulée à 2.5 bars au dessus de la pression d'admission :
Si Padmission = 0,3 bars (au ralenti) alors Pvaporisation = (2,5+0,3) - 0,3 = 2,5 bars
Si Padmission = 1,0 bars (en pleine charge) alors Pvaporisation = (2,5+1) - 1,0 = 2,5 bars
Grâce à ce régulateur, la quantité de carburant est uniquement dépendante du temps d'injection. Malgré tout, ce système dispose d'un inconvénient : le passage du circuit de retour à proximité du moteur élève la température du carburant dans le réservoir, ce qui provoque une surcharge de vapeurs d'hydrocarbures.
Sur les véhicules récents équipés d'injection multipoint indirecte, l'évolution des calculateurs d'injection a permis de supprimer ce type de régulateur au profit d'un circuit de retour plus court (schéma ci-contre). Afin de contrôler précisément la pression d'injection malgré les variations de pression, le calculateur compense la durée d'injection en fonction de la pression d'admission. La pression de carburant reste constante.
Schéma : 1. réservoir | 2. pompe à carburant | 3. filtre à carburant |
4b. régulateur de pression | 5. rampe d'injection |
6. canalisation | 7. circuit de retour | 8. injecteurs
Remarque : Le filtre à carburant, ici séparé du réservoir, peut aussi être inclus dans l'unité de puisage, c'est à dire intégré au réservoir, avec la pompe à carburant.
C. CAS DE L'INJECTION MULTIPOINT DIRECTE
Injecter directement dans le cylindre nécessite l'élévation de la pression d'injection pour lutter contre la pression en fin de compresion.
On distingue ainsi deux circuits : un circuit basse pression, et un circuit haute pression. Au démarrage, la vanne de barrage3 est
fermée, la pompe de gavage2
monte la pression du carburant à 5 bars (régulateur intégré à la pompe) afin d'éliminer les bulles d'air du circuit5. La vanne est ensuite ouverte. La pompe haute pression7 (à trois pistons radiaux) entraînée par le moteur,
augmente progressivement la pression pour atteindre 50 à 120 bars.
La haute pression est régulée par le modulateur de pression10 commandé avec un rapport cyclique d'ouverture (R.C.O.), qui relâche le surplus de carburant dans le circuit basse pression6. Le régulateur4 maintient une pression de 3 bars dans le circuit basse pression.
Remarque : Ce schéma illustre un circuit d'alimentation à retour, mais il existe également des circuits sans retour.
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Les lubrifiants
L'injection essence
