Systèmes d'alimentation en carburant des moteurs à essence et diesel

Le système d'alimentation assure la fonction principale de la centrale électrique - la fourniture d'énergie du réservoir de carburant au moteur à combustion interne (ICE) qui la convertit en mouvement mécanique. Il est important de le faire évoluer pour que le moteur reçoive toujours de l'essence ou du diesel en juste quantité, ni plus ni moins, dans tous les modes de fonctionnement les plus divers. Et si possible, enregistrez vos paramètres le plus longtemps possible sans perdre la précision du travail.

But et fonctionnement du système de carburant

Sur une base élargie, les fonctions du système sont divisées en transport et dosage. L'équipement pour le premier comprend:

• un réservoir de carburant où une réserve d'essence ou de carburant diesel est stockée ;
• pompes de surpression avec différentes pressions de sortie ;
• système de filtration pour le nettoyage grossier et fin, avec ou sans décanteurs ;
• conduites de carburant à partir de tuyaux flexibles et rigides et de canalisations avec raccords appropriés ;
• dispositifs supplémentaires pour la ventilation, la récupération des vapeurs et la sécurité en cas d'accident.

Le dosage de la quantité de carburant requise est effectué par des systèmes de différents niveaux de complexité, notamment :

• carburateurs dans les moteurs obsolètes ;
• unités de commande du moteur avec un système de capteurs et d'actionneurs ;
• Injecteurs de carburant;
• pompes haute pression avec fonctions de dosage ;
• commandes mécaniques et hydrauliques.

L'alimentation en carburant est étroitement liée à l'alimentation en air du moteur, mais ce sont toujours des systèmes différents, de sorte que la connexion entre eux s'effectue uniquement via des contrôleurs électroniques et le collecteur d'admission.

Organisation de l'approvisionnement en essence

Deux systèmes sont fondamentalement différents qui sont responsables de la composition correcte du mélange de travail - le carburateur, où le débit d'alimentation en essence est déterminé par la vitesse du flux d'air aspiré par les pistons, et l'injection sous pression, où le système ne surveille que les modes débit d'air et moteur, dosant le carburant tout seul.

Carburateur

L'approvisionnement en essence à l'aide de carburateurs est déjà dépassé, car il est impossible de se conformer aux normes environnementales avec elle. Même l'utilisation de systèmes électroniques ou de vide dans les carburateurs n'a pas aidé. Maintenant, ces appareils ne sont pas utilisés.

Le principe de fonctionnement du carburateur était de faire passer à travers ses diffuseurs un flux d'air dirigé vers le collecteur d'admission. Le rétrécissement profilé spécial des diffuseurs a provoqué une diminution de la pression dans le jet d'air par rapport à la pression atmosphérique. En raison de la chute qui en a résulté, l'essence a été fournie par les pulvérisateurs. Sa quantité était limitée par la création d'une émulsion de carburant dans la composition déterminée par la combinaison de jets de carburant et d'air.

Les carburateurs étaient contrôlés par de petites variations de pression en fonction du débit, seul le niveau de carburant dans la chambre à flotteur était constant, ce qui était maintenu en pompant et en fermant la vanne d'arrêt d'admission. Il y avait de nombreux systèmes dans les carburateurs, chacun étant responsable de son propre mode moteur, du démarrage à la puissance nominale. Tout cela a fonctionné, mais la qualité du dosage est finalement devenue insatisfaisante. Il était impossible d'ajuster avec précision le mélange, ce qui était nécessaire pour les nouveaux convertisseurs catalytiques de gaz d'échappement.

Injection de carburant

L'injection à pression fixe présente des avantages fondamentaux. Il est créé par une pompe électrique installée dans le réservoir avec un régulateur intégré ou déporté et est maintenu avec la précision requise. Sa valeur est de l'ordre de plusieurs atmosphères.

L'essence est fournie au moteur par des injecteurs, qui sont des électrovannes avec des atomiseurs. Ils s'ouvrent lorsqu'ils reçoivent un signal du système de commande électronique du moteur (ECM) et, après un temps calculé, ils se ferment, libérant exactement la quantité de carburant nécessaire pour un cycle moteur.

Initialement, une seule buse était utilisée, située à la place du carburateur. Un tel système était appelé injection centrale ou unique. Toutes les lacunes n'ont pas été éliminées, de sorte que les structures plus modernes ont des buses séparées pour chaque cylindre.

Les systèmes d'injection distribuée et directe (directe) sont divisés en fonction de l'emplacement des buses. Dans le premier cas, les injecteurs alimentent en carburant le collecteur d'admission, à proximité de la soupape. Dans cette zone, la température est augmentée. Et un court chemin vers la chambre de combustion ne permet pas à l'essence de se condenser, ce qui était un problème avec une seule injection. De plus, il est devenu possible de mettre en phase le débit, en libérant de l'essence strictement au moment où la soupape d'admission d'un cylindre particulier s'ouvre.

Le système d'injection directe fonctionne encore plus efficacement. Lorsque les buses sont situées dans les culasses et introduites directement dans la chambre de combustion, il est possible d'utiliser les méthodes les plus modernes d'injection multiple en un ou deux cycles, d'allumage en couches et de tourbillonnement complexe du mélange. Cela augmente l'efficacité, mais crée des problèmes de fiabilité qui entraînent un coût plus élevé des pièces et des assemblages. En particulier, nous avons besoin d'une pompe haute pression (pompe à carburant haute pression), de buses spéciales et de la garantie que le conduit d'admission est nettoyé des contaminants par le système de recirculation, car l'essence n'est plus fournie à l'admission.

Équipement de carburant pour moteurs diesel

Le fonctionnement avec HFO à allumage par compression a ses propres spécificités liées aux difficultés d'atomisation fine et de compression diesel élevée. Par conséquent, les équipements à carburant ont peu de points communs avec les moteurs à essence.

Pompe d'injection et injecteurs-pompes séparés

La haute pression requise pour une injection de haute qualité dans de l'air chaud hautement comprimé est créée par des pompes à carburant haute pression. Selon le schéma classique, à ses plongeurs, c'est-à-dire des paires de pistons réalisées avec des jeux minimaux, le carburant est fourni par une pompe de surpression après un nettoyage en profondeur. Les plongeurs sont entraînés par le moteur à travers l'arbre à cames. La même pompe effectue le dosage en faisant tourner les pistons à travers une crémaillère reliée à la pédale, et le moment d'injection est déterminé en raison de la synchronisation avec les arbres de distribution de gaz et de la présence de régulateurs automatiques supplémentaires.

Chaque paire de pistons est reliée par une conduite de carburant haute pression à des injecteurs, qui sont de simples soupapes à ressort dirigées vers les chambres de combustion. Pour simplifier la conception, des soi-disant injecteurs-pompes sont parfois utilisés, qui combinent les fonctions de pompes à carburant et de pulvérisateurs haute pression en raison de la puissance d'entraînement des cames d'arbre à cames. Ils ont leurs propres pistons et vannes.

Type d'injection principal Common Rail

Le principe de contrôle électronique des buses connectées à une ligne haute pression commune est devenu plus parfait. Chacun d'eux possède une vanne électrohydraulique ou piézoélectrique qui s'ouvre et se ferme à la commande de l'unité électronique. Le rôle de la pompe d'injection se réduit uniquement au maintien de la pression requise dans la rampe, qui, avec ce principe, pourrait être portée à 2000 atmosphères ou plus. Cela a permis de contrôler plus précisément le moteur et de l'adapter aux nouvelles normes de toxicité.

Application des conduites de retour de carburant

En plus de l'alimentation directe en carburant du compartiment moteur, une vidange de retour est parfois également utilisée via une conduite de retour séparée. Celui-ci a divers objectifs, allant de faciliter la régulation de la pression en différents points du système, à l'organisation d'une circulation continue du carburant. Récemment, le reflux dans le réservoir est rarement utilisé, généralement il n'est nécessaire que pour résoudre des problèmes locaux, par exemple, contrôler l'hydraulique des buses d'injection directe.