Injecteur - qu'est-ce que c'est? Comment ça marche et à quoi ça sert

Dans le monde automobile, il existe deux systèmes d'alimentation en carburant utilisés dans les moteurs à combustion interne. Le premier est le carburateur et le second est l'injection. Si auparavant toutes les voitures étaient équipées de carburateurs (et que la puissance du moteur à combustion interne dépendait également de leur nombre), alors dans les dernières générations de véhicules de la plupart des constructeurs automobiles, un injecteur est utilisé.

Considérez en quoi ce système diffère d'un système de carburateur, quels sont les types d'injecteurs, ainsi que ses avantages et ses inconvénients.

Qu'est-ce qu'un injecteur?

Un injecteur est un système électromécanique dans une voiture qui est impliqué dans la formation d'un mélange air / carburant. Ce terme fait référence à un injecteur de carburant qui injecte du carburant, mais il fait également référence à un système de carburant multi-atomiseur.

L'injecteur fonctionne avec tout type de carburant, grâce auquel il est utilisé sur les moteurs diesel, essence et gaz. Dans le cas des équipements à essence et à gaz, le système d'alimentation en carburant du moteur sera identique (grâce à cela, il est possible d'y installer des équipements GPL pour combiner le carburant). Le principe de fonctionnement de la version diesel est identique, seulement il fonctionne sous haute pression.

Injecteur - historique d'apparition

Les premiers systèmes d'injection sont apparus à peu près en même temps que les carburateurs. La toute première version de l'injecteur était à injection unique. Les ingénieurs ont tout de suite compris que s'il était possible de mesurer le débit d'air entrant dans les cylindres, il était possible d'organiser une alimentation dosée de carburant sous pression.

À cette époque, les injecteurs n'étaient pas largement utilisés, car les progrès scientifiques et techniques n'atteignaient pas un développement tel que les voitures équipées de moteurs à injection étaient disponibles pour les automobilistes ordinaires.

Les plus simples en termes de conception et de technologie fiable étaient les carburateurs. De plus, lors de l'installation de versions modernisées ou de plusieurs appareils sur un même moteur, il a été possible d'augmenter considérablement ses performances, ce qui confirme la participation de ces voitures à des compétitions automobiles.

Le premier besoin d'injecteurs est apparu dans les moteurs utilisés dans l'aviation. En raison de surcharges fréquentes et sévères, le carburant ne s'écoulait pas bien dans le carburateur. Pour cette raison, la technologie avancée d'injection forcée de carburant (injecteur) a été utilisée dans les chasseurs pendant la Seconde Guerre mondiale.

L'injecteur créant lui-même la pression nécessaire au fonctionnement de l'appareil, il ne craint pas les surcharges subies par l'avion en vol. Les injecteurs d'aviation ont cessé de s'améliorer lorsque les moteurs à pistons ont commencé à être supplantés par les moteurs à réaction.

Dans la même période, les développeurs de voitures de sport ont attiré l'attention sur les mérites des injecteurs. Par rapport aux carburateurs, l'injecteur fourni au moteur plus de puissance pour le même volume de cylindre. Progressivement, les technologies innovantes ont migré des transports sportifs vers les transports civils.

Dans l'industrie automobile, les injecteurs ont commencé à être introduits immédiatement après la Seconde Guerre mondiale. Bosch était le leader dans le développement de systèmes d'injection. Tout d'abord, l'injecteur mécanique K-Jetronic est apparu, puis sa version électronique est apparue - KE-Jetronic. C'est grâce à l'introduction de l'électronique que les ingénieurs ont pu augmenter les performances du système de carburant.

Comment fonctionne l'injecteur

Le système de type injection le plus simple comprend les éléments suivants:

• ECU;
• Pompe à essence électrique;
• Buse (selon le type de système, il peut s'agir d'un ou plusieurs);
• Capteurs d'air et d'accélérateur;
• Contrôle de la pression du carburant.

Le système d'alimentation en carburant fonctionne selon le schéma suivant:

• Un capteur d'air enregistre le volume entrant dans le moteur;
• De là, le signal va à l'unité de contrôle. En plus de ce paramètre, le dispositif principal reçoit des informations d'autres dispositifs - un capteur de vilebrequin, la température du moteur et de l'air, le papillon des gaz, etc.
• L'unité analyse les données et calcule avec quelle pression et à quel moment fournir du carburant à la chambre de combustion ou au collecteur (selon le type de système);
• Le cycle se termine par un signal d'ouverture de l'aiguille de la buse.

Plus de détails sur le fonctionnement du système d'injection de carburant de la voiture sont décrits dans la vidéo suivante:

Système d'alimentation en carburant sur un véhicule à injection

Dispositif d'injection

L'injecteur a été développé pour la première fois en 1951 par Bosch. Cette technologie a été utilisée dans le Goliath 700 à deux temps. Trois ans plus tard, il a été installé dans la Mercedes 300 SL.

Étant donné que ce système d'alimentation était une curiosité et était très coûteux, les constructeurs automobiles ont hésité à l'introduire dans la gamme des groupes motopropulseurs. Avec le durcissement des réglementations environnementales suite à la crise mondiale du carburant, toutes les marques ont été contraintes d'envisager d'équiper leurs véhicules d'un tel système. Le développement a été si réussi qu'aujourd'hui toutes les voitures sont équipées d'un injecteur par défaut.

La conception du système lui-même et le principe de son fonctionnement sont déjà connus. Quant à l'atomiseur lui-même, son appareil comprend les éléments suivants:

• Un joint en caoutchouc qui ne permet pas à l'air d'entrer dans le circuit de ligne au point où la pile à combustible est connectée;
• Le filtre fin empêche le colmatage de l'ouverture de pulvérisation;
• Connecteur pour connecter les fils;
• Electroaimant - met l'aiguille en mouvement;
• L'enroulement de l'électroaimant active le mouvement de l'aimant lui-même;
• Un ressort qui ramène l'aiguille soulevée à sa place;
• Un joint en caoutchouc qui empêche l'air de pénétrer entre le collecteur d'admission et les parois de la buse;
• Aiguille - remplit la fonction d'une soupape à travers laquelle le carburant est injecté;
• Les modèles utilisés dans les systèmes d'injection directe ont un capot de protection supplémentaire. Il empêche le boîtier de surchauffer lorsque le HTS s'enflamme.

Types de buses d'injection

De plus, les buses diffèrent entre elles par le principe de l'atomisation du carburant. Voici leurs principaux paramètres.

Buse électromagnétique

La plupart des moteurs à essence sont équipés de tels injecteurs. Ces éléments ont une électrovanne avec une aiguille et une buse. Pendant le fonctionnement de l'appareil, une tension est appliquée à l'enroulement de l'aimant.

La fréquence d'impulsion est contrôlée par l'unité de contrôle. Lorsqu'un courant est appliqué à l'enroulement, un champ magnétique de la polarité correspondante s'y forme, en raison duquel l'armature de la soupape se déplace, et avec elle l'aiguille monte. Dès que la tension dans le bobinage disparaît, le ressort déplace l'aiguille à sa place. La pression de carburant élevée facilite le retour du mécanisme de verrouillage.

Buse électro-hydraulique

Ce type de spray est utilisé dans les moteurs diesel (y compris la modification de la rampe d'injection Common Rail). Le pulvérisateur a également une électrovanne, seule la buse a des amortisseurs (entrée et sortie). L'électroaimant étant hors tension, l'aiguille reste en place et est pressée contre le siège par la pression du carburant.

Lorsque l'ordinateur envoie un signal à l'accélérateur de vidange, le carburant diesel entre dans la conduite de carburant. La pression sur le piston diminue, mais elle ne diminue pas sur l'aiguille. Grâce à cette différence, l'aiguille monte et à travers le trou, le carburant diesel pénètre dans le cylindre sous haute pression.

Buse piézoélectrique

Il s'agit du dernier développement dans le domaine des systèmes d'injection. Il est principalement utilisé dans les moteurs diesel. L'un des avantages de cette modification, par rapport à la première, est qu'elle fonctionne quatre fois plus vite. De plus, le dosage dans de tels dispositifs est plus précis.

Le dispositif d'une telle buse comprend également une valve et une aiguille, mais également un élément piézoélectrique avec un poussoir. L'atomiseur fonctionne sur le principe de la différence de pression, comme dans le cas d'un analogue électro-hydraulique. La seule différence est le cristal piézo, qui change de longueur sous contrainte. Lorsqu'une impulsion électrique lui est appliquée, sa longueur devient plus longue.

Le cristal agit sur le poussoir. Cela ouvre la vanne. Le carburant entre dans la conduite et une différence de pression se forme, grâce à laquelle l'aiguille ouvre le trou pour pulvériser du carburant diesel.

Types de systèmes d'injection

Les premiers modèles d'injecteurs ne comportaient que partiellement des composants électriques. La plupart de la conception était constituée de composants mécaniques. La dernière génération de systèmes est déjà équipée d'une variété d'éléments électroniques qui assurent un fonctionnement stable du moteur et un dosage de carburant de la plus haute qualité.

À ce jour, seuls trois systèmes d'injection de carburant ont été développés:

• Monoinjection;
• Multi-injection;
• Injection directe.

Système d'injection central (injection unique)

Dans les voitures modernes, un tel système n'est pratiquement pas trouvé. Il a un seul injecteur de carburant, qui est installé dans le collecteur d'admission, tout comme le carburateur. Dans le collecteur, l'essence est mélangée à de l'air et, à l'aide de la traction, pénètre dans le cylindre correspondant.

Le moteur à carburateur diffère du moteur à injection à injection unique uniquement en ce que dans le second cas, une atomisation forcée est effectuée. Cela divise le lot en plus de petites particules. Cela permet une meilleure combustion du BTC.

Cependant, ce système présente un inconvénient important, c'est pourquoi il est rapidement devenu obsolète. Comme le pulvérisateur était installé trop loin des soupapes d'admission, les cylindres étaient remplis de manière inégale. Ce facteur a considérablement influencé la stabilité du moteur à combustion interne.

Système d'injection distribuée (multi-injection)

Le système multi-injection a rapidement remplacé l'analogue mentionné ci-dessus. Jusqu'à présent, il est considéré comme le plus optimal pour les moteurs à essence. Dans celui-ci, l'injection est également effectuée dans le collecteur d'admission, seul ici le nombre d'injecteurs correspond au nombre de cylindres. Ils sont installés le plus près possible des soupapes d'admission, grâce auxquelles la chambre de chaque cylindre reçoit un mélange air-carburant avec la composition souhaitée.

Le système d'injection distribuée a permis de réduire la «gourmandise» des moteurs sans perdre de puissance. De plus, ces machines sont plus conformes aux normes environnementales que leurs homologues à carburateur (et celles qui sont équipées d'une seule injection).

Le seul inconvénient de tels systèmes est qu'en raison de la présence d'un grand nombre d'actionneurs, le réglage et la maintenance du système d'alimentation en carburant sont suffisamment difficiles pour être effectués dans votre propre garage.

Système d'injection directe

Il s'agit du dernier développement appliqué aux moteurs à essence et à gaz. Quant aux moteurs diesel, c'est le seul type d'injection qui puisse y être utilisé.

Dans un système de distribution directe de carburant, chaque cylindre a un injecteur individuel, comme dans un système distribué. La seule différence est que les atomiseurs sont installés directement au-dessus de la chambre de combustion du cylindre. La pulvérisation est effectuée directement dans la cavité de travail, en contournant la vanne.

Cette modification permet d'augmenter le rendement du moteur, de réduire encore sa consommation et de rendre le moteur à combustion interne plus respectueux de l'environnement grâce à la combustion de haute qualité du mélange air-carburant. Comme dans le cas de la modification précédente, ce système a une structure complexe et nécessite un carburant de haute qualité.

La différence entre un carburateur et un injecteur

La différence la plus importante entre ces dispositifs réside dans le schéma de formation MTC et le principe de sa soumission. Comme nous l'avons découvert, l'injecteur effectue une injection forcée d'essence, de gaz ou de diesel et grâce à l'atomisation, le carburant se mélange mieux à l'air. Dans le carburateur, le rôle principal est joué par la qualité du vortex qui se crée dans la chambre à air.

Le carburateur ne consomme pas l'énergie générée par le générateur, ni ne nécessite une électronique complexe pour fonctionner. Tous ses éléments sont exclusivement mécaniques et fonctionnent sur la base de lois physiques. L'injecteur ne fonctionnera pas sans ECU et sans électricité.

Quel est le meilleur: carburateur ou injecteur?

La réponse à cette question est relative. Si vous achetez une nouvelle voiture, vous n'avez pas le choix - les voitures à carburateur sont déjà entrées dans l'histoire. Chez un concessionnaire automobile, vous ne pouvez acheter qu'un modèle à injection. Cependant, il existe encore de nombreux véhicules équipés d'un moteur à carburateur sur le marché secondaire et leur nombre ne diminuera pas dans un avenir proche, car les usines continuent à produire des pièces de rechange pour eux.

Lors du choix du type de moteur, il convient de considérer dans quelles conditions la machine sera utilisée. Si le mode principal est une zone rurale ou une petite ville, la machine à carburateur fera bien son travail. Dans ces zones, il existe peu de stations-service de haute qualité capables de réparer correctement l'injecteur et le carburateur peut être réparé même par vous-même (YouTube aidera à augmenter le niveau d'auto-éducation).

Comme pour les grandes villes, l'injecteur vous permettra d'économiser beaucoup (par rapport au carburateur) dans des conditions de traînée et d'embouteillages fréquents. Cependant, un tel moteur nécessitera un certain carburant (avec un indice d'octane plus élevé que pour un type plus simple de moteur à combustion interne).

En utilisant un système de carburant de moto comme exemple, la vidéo suivante montre les avantages et les inconvénients des carburateurs et des injecteurs:

Injecteur vs carburateur. Ce qui est mieux? | Voix de Bezdok | MC Garage @MotorcyclistMag

Entretien du moteur à injection

L'entretien d'un système d'injection de carburant n'est pas une procédure aussi difficile. L'essentiel est de suivre les recommandations du fabricant pour l'entretien de routine:

• Changez le filtre à air à temps;
• N'oubliez pas de remplacer le filtre à carburant fin;
• Vérifiez périodiquement les contacts du capteur du système afin de détecter toute trace d'huile ou de poussière
• Ne conduisez pas avec un réservoir presque vide (c'est souvent la raison de la panne de la pompe à carburant);
• Remplissez le réservoir avec le bon carburant.

Ces règles simples éviteront le gaspillage inutile lors de la réparation des éléments défectueux. Quant au réglage du mode de fonctionnement du moteur, cette fonction est réalisée par l'unité de commande électronique. Ce n'est qu'en l'absence de signal de l'un des capteurs du tableau de bord que le signal Check Engine s'allume.

Même avec un bon entretien, il est parfois nécessaire de nettoyer les injecteurs de carburant.

Injecteur de rinçage

Les facteurs suivants peuvent indiquer la nécessité d'une telle procédure:

• Le moteur ne démarre pas bien;
• Vitesse de ralenti flottante;
• Diminution de la dynamique lors de l'overclocking;
• La voiture est devenue plus «gloutonne».

Fondamentalement, les injecteurs sont obstrués en raison d'impuretés dans le carburant. Ils sont si petits qu'ils s'infiltrent à travers les éléments filtrants du filtre.

L'injecteur peut être rincé de deux manières: amener la voiture à la station-service et effectuer la procédure sur le stand, ou le faire vous-même en utilisant des produits chimiques spéciaux. La deuxième procédure est effectuée dans l'ordre suivant:

• Tout d'abord, vous devrez créer un système de carburant alternatif - un petit conteneur avec du carburant auquel un purificateur est ajouté (la concentration de la substance est indiquée sur son conteneur, mais souvent un litre de liquide est conçu pour traiter 2,5 litres de volume de moteur). Une autre pompe à carburant est installée ici;
• Le moteur est réchauffé à la température de fonctionnement;
• Après cela, vous devez désactiver la pompe à carburant principale. Pour ce faire, retirez simplement son fusible;
• Plusieurs fois, une tentative est faite pour démarrer le moteur sans pompe. Ceci est nécessaire pour que la pression dans la ligne baisse;
• Le tuyau d'alimentation en carburant est déconnecté;
• Le tuyau de retour doit être bouché. Pour ce faire, il est retiré du raccord et un boulon épais y est vissé;
• Un nouveau système de carburant est connecté;
• Le moteur démarre. Il devrait travailler pendant 5 minutes, après quoi il est coincé;
• Pour que l'agent corrode les dépôts dans les buses, vous devez attendre quelques minutes et redémarrer le moteur à combustion interne;
• Laisser tourner le moteur pendant environ 30 minutes, en augmentant périodiquement la vitesse jusqu'à une valeur de 2500 tr / min;
• Le système de carburant alternatif est déconnecté et le système standard est connecté;
• Le moteur démarre pendant 10 minutes pour éliminer tout produit de nettoyage résiduel;
• Une fois la procédure terminée, les bougies d'allumage sont remplacées par des neuves.

Il est à noter que ce nettoyage n'élimine pas les impuretés du réservoir de carburant. Cela signifie que si la cause du blocage est un carburant de mauvaise qualité, il doit être complètement vidé du réservoir et rempli de carburant propre.

Quelle est la sécurité de cette procédure, voir la vidéo:

Rincer l'injecteur sans le retirer à la main. Comment rincer le système d'injection LAVR ML101

Dysfonctionnements courants des injecteurs

Malgré la grande fiabilité des injecteurs et leur efficacité, plus les éléments du système sont finement travaillés, plus la probabilité de défaillance de ce système est élevée. telle est la réalité, et il n'a pas contourné les injecteurs.

Voici les dommages les plus courants au système d'injection :

• Défaillance de la pompe à essence (usure naturelle et carburant de mauvaise qualité) ;
• Rupture des buses (carburant de mauvaise qualité - colmatage, défaillance de la vanne);
• Encrassement du capteur de débit d'air massique (moins souvent son analogue, le capteur de pression absolue, tombe en panne);
• Oxydation des connecteurs électroniques;
• Défaillance du capteur de position du papillon du budget ;
• Canaux d'accélérateur obstrués ;
• De l'air s'infiltre dans le carburant.

La plupart des pannes entraînent un fonctionnement instable de l'unité de puissance. Son arrêt complet se produit en raison de la défaillance de la pompe à carburant, de tous les injecteurs à la fois et de la défaillance du DPKV. L'unité de commande essaie de contourner le reste des problèmes et de stabiliser le fonctionnement du moteur à combustion interne (dans ce cas, l'icône du moteur s'allumera sur le rang).

Avantages et inconvénients de l'injecteur

Les avantages de l'injecteur comprennent:

• Formation plus efficace du mélange air-carburant;
• La puissance du groupe motopropulseur, par rapport à un moteur à carburateur avec les mêmes paramètres, est jusqu'à 10% plus élevée;
• L'électronique consomme plus économiquement du carburant et répartit le moment d'injection plus efficacement;
• Les émissions de l'injecteur sont près de 75% plus respectueuses de l'environnement que celles du carburateur;
• Une plus grande stabilité - l'électronique n'a pas besoin d'être ajustée aussi souvent que les appareils mécaniques;
• En hiver, le moteur d'injection passe plus rapidement en mode de fonctionnement - il n'a pas besoin de chauffage à long terme.

Outre les avantages, ce système présente des inconvénients importants qui ne permettent pas aux automobilistes aux revenus modestes de privilégier le carburateur:

• Le coût du système lui-même, son entretien ou sa réparation est beaucoup plus cher que les mêmes paramètres que celui du carburateur;
• Pour effectuer des diagnostics, vous avez besoin d'un spécialiste doté d'un équipement spécial;
• L'électronique ou les capteurs des moteurs à injection échouent rarement, mais lorsque cela se produit, vous devez dépenser une somme décente pour ramener la voiture à sa dynamique antérieure;
• Le moteur équipé d'un injecteur est sélectif pour la qualité du carburant. Si le carburateur fonctionne parfaitement silencieusement à l'essence 92e, l'injecteur a besoin d'au moins 95e.

Le système d'injection de carburant s'est avéré assez stable et fiable. Cependant, si vous souhaitez améliorer le moteur du carburateur de votre voiture, vous devez peser le pour et le contre.

Vidéo sur le fonctionnement de l'injecteur

Voici une courte vidéo sur le fonctionnement d'un moteur moderne avec un système d'injection de carburant :

Système d'alimentation en carburant sur un véhicule à injection

Questions et réponses

Qu'est-ce qu'un injecteur en termes simples? De l'anglais injection (injection ou injection). Fondamentalement, il s'agit d'un injecteur qui pulvérise du carburant dans le collecteur d'admission ou directement dans le cylindre.

Que signifie véhicule à injection ? Il s'agit d'un véhicule qui utilise un système de carburant avec des injecteurs qui pulvérisent de l'essence / du carburant diesel dans les cylindres du moteur ou le collecteur d'admission.

A quoi sert l'injecteur dans la voiture ? Étant donné que l'injecteur fait partie du système d'alimentation en carburant, l'injecteur est conçu pour atomiser mécaniquement le carburant dans le moteur. Il peut s'agir d'un injecteur diesel ou essence.