Injection directe - Définition
L'injection directe est une technologie utilisée dans les moteurs à combustion interne. Elle consiste à diffuser le carburant directement dans la chambre de combustion plutôt qu'en amont dans la tubulure d'admission pour les moteurs à allumage commandé, ou dans une préchambre pour les moteurs diesel. L'injection directe est apparue en grande série tout d'abord sur les moteurs diesel. Elle est aujourd'hui très répandue sur ce type de motorisation.
Historique
L'injection directe fut tout d'abord appliquée dans le domaine aéronautique.
C'est le français Georges Regembeau qui introduit l'injection directe (couplée avec un compresseur Constantin) sur la traction 15 six dès 1950.
190 ch, une boîte 6 vitesses REGEMBEAU, des freins inusables et une vitesse de pointe de 210 km/h. Seul bémol, à l'époque les pneus résistaient très mal à de telles vitesses.
Avantages et inconvénients
L'injection directe est mise en œuvre afin d'obtenir :
- une réduction des émissions polluantes,
- une réduction de la consommation de carburant,
- une augmentation des performances, en particulier l'augmentation du couple à bas régime.
Pour les moteurs à allumage commandé, outre les trois derniers avantages cités ci-dessus, il faut ajouter l'augmentation du taux de compression et par conséquent une augmentation du rendement du moteur.
Sur les moteurs diesel, les premiers systèmes à injection directe étaient accompagnés d'une augmentation du bruit de combustion. Ce bruit est maintenant maîtrisé sur les systèmes d'injection directe à rampe commune.
Technique
Les systèmes d'injection directe diesel ou essence utilisent largement l'électronique pour piloter la quantité de carburant introduite dans la chambre de combustion. Les plus récents sont de type à rampe commune (appelé aussi communément common rail en anglais).
Description du système à rampe commune
Un système d'injection directe diesel à rampe commune est composé :
- d'un injecteur par cylindre, jouant le rôle de valves pilotées électrohydrauliquement,
- d'une pompe à carburant basse pression entraînée par le moteur, qui aspire le carburant dans le réservoir pour l'amener au système d'injection,
- d'une pompe haute pression, elle aussi entraînée par le moteur, qui alimente la rampe commune en carburant,
- d'un accumulateur hydraulique, appelé rampe commune, qui constitue une réserve de carburant sous haute pression pour les injecteurs,
- d'une électrovanne située entre la pompe à carburant et la pompe haute pression, qui contrôle le débit de carburant,
- d'un limiteur de pression à tarage mécanique ou piloté, qui contrôle la pression dans la rampe commune,
- d'un capteur de pression dans la rampe commune,
- d'un capteur de température carburant,
- d'un calculateur électronique d'injection (communément appelé ECU pour Electronic Control Unit en anglais) pilotant les actionneurs : les injecteurs, l'électrovanne de contrôle du débit et éventuellement le tarage du limiteur de pression, à partir des informations mesurées par les capteurs.
Dans la pratique, c'est le calculateur de contrôle moteur qui joue le rôle de calculateur d'injection, et utilise à ce titre l'ensemble des informations issues des capteurs du contrôle moteur : position de la pédale d'accélération, pression dans le collecteur d'admission, température et débit de l'air à l'admission, régime moteur et position angulaire de l'arbre à came, ainsi qu'éventuellement l'accélération mesurée sur le bloc cylindre.