A. La manipulation

Avant de mettre en route l'expérience, nous réglons la pression de l'essence dans le circuit d'alimentation grâce à une pompe haute pression munie d'un limiteur de pression.

Le capteur de pression, situé avant l'injection, nous permet de connaître la pression.

Nous réglons ensuite le délai de capture de l'image grâce à une boîte à retards qui commande la lampe stroboscopique.

Le délai de capture est le laps de temps qui existe entre la sortie du jet d'essence de l'injecteur et la prise de la photographie par la caméra.

 

B. Enregistrement et constitution des images numériques

La caméra, reliée au micro-ordinateur, filme le jet d'essence pulvérisé par l'injecteur à différents moments.

L'ordinateur enregistre l'image du brouillard d'essence pour chaque retard.

Une image numérisée est un ensemble de points de luminosité différente.

C. Étalonnage, changement de repère (coefficient de proportionnalité) et mesures des images avec les logiciels : Paint Shop Pro et IPP+

Nous plaçons une plaque recouverte de papier millimétré devant la caméra, au bout de l'injecteur.

L'ordinateur, relié à la caméra, enregistre l'image de la mire qui servira pour l'étalonnage.

Nous sélectionnons ensuite sur chaque image des " points images " : a, b, c, d, e et f qui nous permettent de calculer les angles à droite et à gauche et P qui correspond à la pénétration du jet suivant l'axe Y, en fonction du temps.

Les coordonnées de chaque point nous sont données par l'ordinateur en pixels.

L'étalonnage consiste à convertir ces pixels en millimètres, sachant que 153 pixels correspondent à 1 centimètre en abscisse et 147 en ordonnée.

Pour pouvoir mesurer les angles entre les différents points, nous effectuons un changement de repère : le repère initial a pour origine le point supérieur gauche. La nouvelle origine est située au centre du nez de l'injecteur. Soit O (78;235) ce point. Nous calculons alors les coordonnées des points a, b et c sur le bord supérieur et d, e et f sur le bord inférieur; puis les équations des deux droites moyennes passant respectivement par les points a, b, c et d, e, f.

Photo du jet	Photo de la mire

D. Extrait de tableau des résultats

 

Tableau et son commentaire

E. Approximation d'un nuage de points par une courbe (avec Excel);commentaires.

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  Pénétration:

  

  Plus la pression du carburant est forte, plus le jet apparaît rapidement en sortie d'injecteur, et plus il pénètre rapidement ;en effet, nous pouvons observer, pour un même temps, que la distance parcourue par l'avant du jet est d'autant plus grande que la pression l'est.

  Les courbes de tendance sont du second degré et montrent que la vitesse de pénétration décroît au cours du temps.

Pente - jet 5 bars :

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  La pente moyenne du demi-cône d'essence est légèrement inférieure à 0,6.

  La courbe de régression représentant les pentes est du premier degré et ascendante.

  Les points isolés, situés avant 1,5 milliseconde ( en clair), sont dus à des à-coup de pression dans l'injecteur lors du régime transitoire de démarrage.

  Le décalage entre les 2 courbes est dû :

  · soit aux ondulations du bord du jet,

  · soit, comme nous sommes dans un repère orthonormé, à une faible inclinaison de l'injecteur.

Pente - jet 20 bars :

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  On remarque que l'angle a été établi plus vite et est constant, le régime de fonctionnement de l'injection est stabilisé.

  Les courbes de tendance des points, qui représentent les pentes de régression en fonction du temps, sont toujours des droites. Les pentes sont proches de 0,6.

  Il y a également un décalage entre la droite moyenne des pentes supérieures et celle des pentes inférieures.

Pente - jet 60 bars :

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  On remarque que les courbes représentant les pentes de régression en fonction du temps sont des droites. Les points arrivent plus tôt. L'angle s'ouvre plus rapidement. Le coefficient directeur de ces deux droites est supérieur à celui des pentes de régression à vingt bars. Il y a encore un décalage entre la pente supérieure et la pente inférieure.

Angle total des jets :

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  Les courbes de tendance, qu'elles soient linéaires ou du second degré, se " superposent ".

  On peut observer une certaine constance des angles formés par les jets à la sortie de l'injecteur :l'angle moyen se situant aux alentours de 60 degrés.

  F. Effets de la pression.

  Nous remarquons que, suivant la pression, les temps de sortie du jet d'essence de la chambre de l'injecteur et les vitesses de propagation varient :

  · à 5 bars, le jet sort de la chambre de l'injecteur 1 milliseconde environ après l'envoi du signal électrique.

  · à 20 et à 60 bars, il sort de la chambre de l'injecteur environ 0,6 milliseconde après l'envoi du signal.

  Nous observons donc que plus la pression est forte, plus le temps d'évacuation du jet est faible.

  De plus, à 60 bars la vitesse de propagation du jet est plus élevée qu'à 20 ou à 5 bars : en effet, à 60 bars le jet atteint une vitesse proche de 41m/s; à 20 bars il atteint 27m/s et à 5 bars il atteint 16 m/s, au voisinage de 1 milliseconde

  Par contre la pression n'agit ni sur les angles, ni sur les pentes de régression qui sont sensiblement équivalentes à 5, 20 ou 60 bars.

  Notre bilan

  Nous avons fait la découverte d'une recherche scientifique de haut niveau, telle que nous ne pouvions l'imaginer, avec son rôle prépondérant dans l'industrie, notamment dans le secteur automobile. A la recherche de notre orientation future, cette expérience fort enrichissante a dû susciter quelques vocations dans le groupe !

  Les heures de travail personnel qu'a nécessitées ce projet ne seront que tout bénéfice pour nous.

  Via Internet, nous avons voulu faire partager à tous les fruits de notre expérience. En effet, Internet est un moyen efficace de communiquer rapidement.