Système d'admission du véhicule

Le fonctionnement de tout moteur à combustion interne est basé sur la combustion d'un mélange d'air et de carburant dans les cylindres de l'unité. Outre le fait que de l'air et des matières combustibles (essence, diesel ou gaz) doivent être fournis à chaque bouteille, un calcul précis du volume de chaque substance est nécessaire et ils doivent être mélangés qualitativement. Au fur et à mesure que les moteurs s'améliorent, les systèmes nécessaires pour maximiser leur efficacité s'améliorent également.

L'efficacité du moteur ne dépend pas seulement de la qualité du système d'alimentation en carburant et des performances de l'allumage. Si le carburant ne se mélange pas bien avec l'air, la plupart ne brûlera pas, mais sera retiré de la voiture par le tuyau d'échappement (comment cela affectera le convertisseur catalytique est décrit ici). Pour augmenter l'efficacité, le respect de l'environnement et l'efficacité, divers paramètres du groupe motopropulseur sont améliorés.

Considérons le rôle que joue le système d'admission à cet égard, de quels éléments il se compose, quel est son but, quel est le principe de son fonctionnement.

Qu'est-ce qu'un système d'admission de voiture

Les vieux moteurs, que l'on trouve encore dans les voitures nationales, n'avaient pas de système d'admission en tant que tel. Le moteur à carburateur a un collecteur d'admission, dont le tuyau traverse le carburateur jusqu'à l'admission d'air. L'appareil lui-même a le principe de fonctionnement suivant.

Lorsqu'un piston dans un cylindre particulier termine une course d'admission, un vide est généré dans la cavité. Le mécanisme de distribution de gaz ouvre la soupape d'admission. Un flux d'air commence à se déplacer dans le canal du collecteur. En passant par la chambre de mélange du carburateur, une certaine quantité de carburant y pénètre (ce volume est régulé par les jets, qui sont décrits séparément). L'épuration de l'air est assurée par un filtre à air installé devant le carburateur.

Le mélange est aspiré dans le cylindre par une soupape ouverte. Tout moteur atmosphérique a un principe de fonctionnement sous vide. Dans celui-ci, le mélange air-carburant entre naturellement au moyen d'un vide dans le collecteur d'admission. L'admission primitive ne fournissait que de l'air à la chambre du carburateur.

Ce système présente un inconvénient majeur - le fonctionnement de haute qualité du système dépend directement de la structure du chemin relié à la culasse. De plus, lorsque le MTC traverse le collecteur, une certaine quantité de carburant peut tomber sur ses parois, ce qui affecte négativement l'économie de la voiture.

Lorsque l'injecteur est apparu (de quoi il s'agit et comment il fonctionne, on lui dit séparément), il est devenu nécessaire de créer un système d'admission à part entière qui aurait la même fonction - prendre de l'air et le mélanger avec du carburant, mais son fonctionnement serait contrôlé par l'électronique.

L'électronique calcule plus efficacement la proportion optimale de volume d'air et de carburant et maintient ce paramètre dans différents modes de fonctionnement du moteur à combustion interne. Il permet également un meilleur remplissage des cylindres à bas régime. Cette amélioration de l'admission de l'unité augmente ses performances sans augmenter la consommation de carburant. Le rapport air / carburant optimal est de 14.7 / 1. Le type mécanique de l'admission n'est pas en mesure de maintenir cette proportion aux différents modes de fonctionnement de l'unité.

Si auparavant la voiture n'avait qu'un conduit d'air à travers lequel l'air circulait naturellement (son volume était déterminé par les propriétés physiques du conduit d'air et des actionneurs), alors une voiture moderne reçoit un système complet composé de divers mécanismes à commande électrique. Ils sont contrôlés par un ECU, grâce auquel le BTC est de meilleure qualité.

Il est à noter que l'essence, y compris le gaz (utilisant du GPL non standard ou d'usine), et les moteurs diesel reçoivent un système d'admission similaire. Cependant, selon le type d'injection, il peut avoir un dispositif légèrement différent. Dans une autre critique parle des types de systèmes d'injection.

Le système d'admission moderne fonctionne en synchronisation avec les autres systèmes de la machine. Par exemple, cette liste comprend la recirculation des gaz d'échappement et l'injection de carburant. Afin de mieux remplir les cylindres avec une partie fraîche du mélange air-carburant, un turbocompresseur est souvent installé à l'entrée. Qu'est-ce qu'un turbocompresseur dans une voiture? examen séparé.

Le principe de fonctionnement du système d'admission

Le système d'admission fonctionne en fonction de la différence de pression entre le cylindre et l'atmosphère. Il apparaît lorsque le piston se déplace vers le point mort bas sur la course d'admission (lorsque la course est exécutée, les soupapes d'admission et d'échappement sont fermées), et la soupape par laquelle l'air et le carburant pénètrent dans le réservoir est ouverte.

La quantité d'air dépend directement de la taille du cylindre lui-même. Cependant, ce volume est réglable pour que le moteur puisse tourner à une vitesse inférieure, et si nécessaire, le vilebrequin peut être plus manivelle (lorsque la voiture accélère). Pour modifier le mode de fonctionnement, une vanne d'air spéciale appelée papillon des gaz est utilisée.

 Dans le carburateur, cet élément est associé à la pédale d'accélérateur. Plus la soupape s'ouvre, plus le carburant est aspiré dans le trajet du collecteur d'admission. Les moteurs d'injection reçoivent un starter spécial. Il a un petit moteur électrique qui est connecté à une unité de contrôle. Lorsque le conducteur appuie sur la pédale d'accélérateur, l'ECU utilise des algorithmes programmés pour déterminer dans quelle mesure ouvrir la vanne d'air.

Pour maintenir la proportion idéale d'air et de carburant, il y a un capteur d'accélérateur près de l'accélérateur, dont les signaux sont envoyés à l'unité de commande électronique (dans de nombreux systèmes modernes, deux capteurs d'air sont installés: un devant l'amortisseur, et l'autre derrière). Après avoir reçu ces données, l'électronique augmente / diminue la quantité de carburant qui est fournie par les injecteurs (leur structure et leur principe de fonctionnement sont décrits dans un autre article).

Selon le type d'injection, la voie d'admission peut avoir une conception légèrement différente. Par exemple, dans une modification distribuée, le système d'admission est impliqué dans la formation du mélange. Dans cette conception, les injecteurs sont installés dans chaque tuyau de collecteur aussi près que possible des soupapes d'admission. La plupart des machines d'injection modernes reçoivent un tel système.

Si le moteur a une injection directe (dans le cas des unités diesel, c'est la seule modification), alors le système d'admission alimente uniquement les cylindres avec une portion d'air frais. Dans ce cas, la combustion du carburant est la plus efficace possible, puisque le mélange a lieu directement dans la cavité du cylindre sans pertes dans la voie d'admission.

De plus, en raison des caractéristiques de conception de cette injection (des volets supplémentaires sont installés sur le collecteur d'admission, leur synchronisation de fonctionnement est assurée par un arbre commun avec un entraînement électrique), le système d'alimentation en carburant peut fournir une formation de mélange différente. Il existe deux types principaux:

1. Type couche par couche. Dans ce mode, la buse pulvérise du carburant dans le cylindre, le distribuant autant que possible dans toute la chambre. La température de l'air entrant est élevée, ce qui fait que l'essence commence à s'évaporer, se mélangeant mieux avec l'air. Ce mode est utilisé à bas régimes et à faibles charges sur le moteur à combustion interne.
2. Type homogène (homogène). C'est essentiellement un mélange maigre. En théorie, la pression dans le cylindre avec les soupapes fermées affecte directement la puissance du moteur lors de la combustion du mélange air-carburant. De là, on peut conclure que pour augmenter le couple avec une consommation de carburant minimale, il est nécessaire d'augmenter le volume d'air entrant dans la chambre. Cependant, dans le cas d'une injection distribuée, le problème suivant est observé. Si la proportion de BTC est modifiée dans le sens d'une augmentation de la quantité d'air (mélange pauvre), un tel mélange s'enflammera mal. Pour cette raison, ce type de formation de mélange n'est pas utilisé sur les types distribués de systèmes d'injection. Mais en ce qui concerne l'injection directe, c'est bien réel. Un allumage pauvre est possible en raison du fait qu'une quantité relativement faible de carburant est pulvérisée à proximité immédiate de la bougie d'allumage. Par rapport à la quantité totale d'air comprimé, il y a peu de carburant dans le cylindre, mais du fait qu'il y a un nuage enrichi près des électrodes de la bougie, le moteur ne perd pas son efficacité même avec des économies de carburant importantes.

Voici une animation rapide du fonctionnement du circuit VBM:

Comment fonctionne le collecteur d'admission ? (animation 3D)

Selon le type de système d'alimentation en carburant et la conception des actionneurs, il peut y avoir encore plus de tels modes. Chacun d'eux est activé par l'électronique, qui enregistre le régime du moteur et la charge sur celui-ci. Pour proposer différents modes de formation du mélange, chaque fabricant utilise ses propres mécanismes.

Par exemple, dans certains moteurs, des buses multimodes spéciales sont installées, et dans d'autres, en plus du papillon des gaz, des soupapes d'admission sont également installées. Selon le mode, ils peuvent s'ouvrir et se fermer indépendamment du papillon des gaz.

Lorsque le mélange air / carburant a brûlé, les gaz d'échappement sont évacués par l'échappement. Il s'agit d'un système de véhicule différent. En plus de supprimer l'échappement, il compense les pulsations du flux de gaz et réduit le bruit du moteur (pour plus de détails sur la conception et le but du système d'échappement, lisez ici).

Le servofrein utilise également partiellement le vide généré dans le collecteur d'admission. En cours de route, il est équipé d'une vanne qui coupe le système de recirculation des gaz d'échappement.

Le schéma du système d'admission moderne comprend de nombreux capteurs et actionneurs différents, de sorte qu'il s'adapte en une fraction de seconde au mode de fonctionnement du moteur ou aux charges changeantes de l'unité motrice. Certains modèles modernes utilisent une technologie spéciale, dont le but est d'améliorer l'efficacité du moteur à combustion interne en modifiant la longueur et la section transversale du conduit d'admission.

Cette mise à niveau vous permet d'extraire un couple maximal à un régime moteur atmosphérique réduit. La conception et le principe de fonctionnement d'un capteur de longueur et de section variables sont décrits en détail dans un autre article.

conception

Le dispositif du système d'admission comprend les éléments suivants:

• Prise d'air. Chaque modèle de voiture a son propre design. L'élément clé de cet appareil est le filtre à air. Il est placé dans un boîtier (il s'agit souvent d'un plateau hermétiquement scellé de tous les côtés, mais il y a aussi des filtres ouverts installés directement sur l'entrée d'air), qui a un tuyau de dérivation ouvert d'un côté. Par ce trou, l'air pénètre dans l'élément filtrant, est nettoyé et pénètre dans le tuyau d'admission. Les détails sur les filtres à air sont décrits ici.
• Manette de Gaz. Dans sa conception moderne, il s'agit d'une vanne à commande électrique qui est installée sur le tuyau allant de l'admission d'air au collecteur. En fonction des besoins et des charges du moteur, l'unité de commande électronique émet une commande appropriée pour ouvrir / fermer le volet. Ceci contrôle le flux d'air interne.
• Récepteur (ou collecteur). Un collecteur d'admission est installé entre l'accélérateur et la culasse. C'est un tuyau complexe. D'une part, il comporte un, et d'autre part, plusieurs tuyaux de dérivation (leur nombre dépend du nombre de cylindres dans le bloc). Le but de cette partie est de répartir le flux d'air interne entre les cylindres. Si le système de carburant est de type distribué, un trou sera fait sur chaque tuyau dans lequel l'injecteur de carburant sera fixé. Dans ce cas, le système d'admission est directement impliqué dans la formation du mélange air-carburant. Si le moteur est à injection directe (les injecteurs sont à proximité des bougies d'allumage ou des bougies de préchauffage pour les moteurs diesel), l'admission régule simplement l'alimentation en air.
• Volets d'admission. Ce sont des vannes supplémentaires qui sont installées à l'intérieur des tuyaux du collecteur afin de réguler le type de formation de mélange. Ces éléments sont utilisés dans les moteurs à combustion interne à injection directe.
• Capteurs d'air. Ils enregistrent la force du flux d'air devant et derrière le registre, ainsi que sa température. Les signaux de ces capteurs sont envoyés à l'unité de contrôle.

L'ECU est responsable du fonctionnement synchrone de tous les actionneurs du système d'admission. Sur la base des signaux reçus de la pédale d'accélérateur, du capteur de débit massique et d'autres capteurs dont le véhicule est équipé, l'électronique active un algorithme spécifique. Selon le programme du cerveau, tous les appareils reçoivent simultanément les signaux appropriés.

Pourquoi est-ce

Ainsi, comme vous pouvez le voir, sans un système d'admission de haute qualité, composé d'un nombre différent de capteurs et d'actionneurs, il est impossible de créer une voiture économique, mais en même temps assez dynamique et respectueuse de l'environnement.

Le seul inconvénient des systèmes d'admission modernes est le coût et la complexité de l'entretien. Si le moteur à carburateur peut être diagnostiqué et réparé par les efforts d'un mécanicien automobile expérimenté, l'électronique n'est vérifiée que sur un équipement spécial. Pour le réparer, vous devez vous rendre dans un centre de service spécialisé.

En complément, nous vous suggérons de regarder une conférence vidéo sur le système d'admission de la voiture:

Théorie ICE: Systèmes d'admission

Questions et réponses

Qu'est-ce qu'une admission moteur ? Un autre nom est le système d'admission. Il s'agit d'une prise d'air reliée à un tuyau qui se ramifie en plusieurs tuyaux (un par cylindre). Le système est nécessaire pour fournir de l'air frais et former un VTS.

Que se passe-t-il si le collecteur d'admission est agrandi? L'allongement du collecteur aspiré entraînera une plus grande résistance d'admission, ce qui entraînera une combustion plus mauvaise du VTS. Cela entraînera une diminution du couple et de la puissance.