Objectif du partenariat

Scientifique: l'historique

HISTORIQUE DE L'INJECTION

L'injection se replace dans le mécanisme du fonctionnement du moteur à 4 temps

· FONCTIONNEMENT DU MOTEUR A 4 TEMPS

Le principe du cycle à 4 temps est dû à un ingénieur français, Alphonse Beau de Rochas (1815-1893).

Premier temps : admission. La soupape d'admission est ouverte. Le piston entraîné par le mouvement du moteur aspire un mélange composé d'air et de carburant venant du carburateur.

 

Deuxième temps : compression . Les soupapes sont fermées. Le piston remonte, il comprime le mélange air-carburant jusqu'à une pression de 7 a 8 bars. La temperature monte jusqu'à 400°C.
Troisième temps : explosion et détente. Les soupapes sont encore fermées. Une étincelle jaillit de la bougie, elle provoque l'explosion du mélange. La temperature monte à 2000°C et la pression augmente jusqu'à 25 bars. Le piston est alors repoussé, c'est le temps moteur.

 

Quatrième temps : l'échappement. La soupape d'échappement s'ouvre. Le piston remonte en chassant les gaz brulés.

 

  Les inventeurs français Delamare Deboutteville et Malandain construisent le premier moteur à 4 temps alimenté par de l'essence en 1883. Le carburant était admis par un tiroir et l'évacuation se faisait par des soupapes. Il s'agissait d'un moteur expérimental non commercialisé. Ce n'est qu'en 1893 qu'un ingénieur allemand Wilhem Maybach inventa le carburateur.

· LE CARBURATEUR ELEMENTAIRE

 

 C'est à l'interieur de son enceinte que se prépare le mélange carburant à base d'air et d'essence. Il est placé dans le conduit d'admission d'air après avoir traversé un filtre. C'est un dispositif purement mécanique passif. 
Une canalisation conduit l'essence d'une cuve à une chambre de carburation suivant le principe des vases communiquants. La dépression créée par le temps d'admission aspire l'air et force l'essence à sortir par le gicleur, celle-ci se mélange à l'air lors de son passage dans la chambre de carburation.

· L'INJECTION

C'est en aviation que fût utilisé pour la première fois l'alimentation par injection. Ce principe permet un meilleur dosage air-essence permettant de monter en altitude et d'évoluer dans toutes les positions. En 1950 on l'utilisa sur les voitures de course.

L'évolution de l'électronique va permettre de commander électriquement l'introduction de l'essence dans le conduit d'air en remplaçant le carburateur par un injecteur.

La carburation par injection consiste à pulvériser sous pression un carburant dans l'air aspire par le moteur. Le système est constitue d'une pompe qui envoie l'essence à pression constante, d'un boîtier de commande électronique qui détermine la dose optimale et d'injecteurs qui pulvérisent l'essence dans la tubulure d'admission.

L'unité de commande électronique calcule en permanence la durée optimale de l'injection en fonction des informations dont elle dispose (température du moteur, température de l'air, débit de l'air, vitesse de rotation du moteur…). En réglant l'instant précis de l'introduction de l'essence, sa quantité en ouvrant plus ou moins longtemps l'injecteur et grâce à une meilleure dispersion du liquide, on améliore nettement la qualité du mélange et le fonctionnement du moteur. Grâce à ce système on améliore la puissance du moteur tout en réduisant la consommation au strict minimum, il permet de modifier la richesse du mélange en fonction du taux de pollution des fumées.

L'injection va elle-même évoluer pour devenir plus performante.

La recherche permanente d'un contrôle de plus en plus complet du moteur par des sondes qui analyse le fonctionnement de celui-ci amène la multiplication des injecteurs avec un injecteur a l'amont de chaque soupape pour chaque cylindre.

En plaçant l'injecteur directement dans le cylindre (c'est l'injection directe) on élimine les problèmes de mouillage des parois et des soupapes. Le mélange air-essence est créé sous la forme du jet d'essence issu de l'injecteur et le brassage de l'air par le dessus du piston en mouvement ascendant. Cette idée n'est pas nouvelle elle remonte à 1954, Daimler-Benz utilise ce principe sur une voiture de sport. Suite à des problèmes mécaniques la fabrication en série sera arrêtée. En 1988 Audi puis Volkswagen lancent une gamme de moteurs Diesel à injection directe. Les rendements spectaculaires obtenus font que les constructeurs comme Renault se lancent dans l'aventure pour les Diesels mais aussi pour les moteurs à essence.

C'est là que prend toute son importance l'étude menée par le Coria. En effet l'étude de la forme et la vitesse du jet d'essence à la sortie de l'injecteur sur un banc de tests hors moteur permet de comparer simplement différentes configurations avant le montage sur le moteur.