INJECTION DIRECTE ESSENCE

INJECTION DIRECTE ESSENCE L’injection de carburant a lieu directement dans la chambre de combustion sous haute pression. L’essence étant pulvérisée dans la chambre de combustion , l’énergie nécessaire à sa vaporisation est prélevée dans l’air admis ce qui entraîne un refroidissement de la masse gazeuse. La température du mélange dans le cylindre, plus basse, diminue la tendance au cliquetis, le rapport volumétrique peut être augmenté pour améliorer le rendement thermique du moteur. L’injection directe permet de mieux contrôler la combustion donc de réduire la consommation, d’améliorer le couple moteur et de diminuer la pollution. Suite

Filtre à carburant intégré Régulateur de pression CONSTITUTION 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 7 Réservoir 4 8 Filtre à carburant intégré Pompe de gavage Pompe haute pression 3 Rampe à injection Capteur de pression 1 2 Régulateur de pression Injecteurs Suite

CONSTITUTION Pompe haute pression La pompe haute pression est alimentée par la pompe de gavage sous une pression de 3 à 5b. La pompe HP alimente la rampe d’injection sous une pression de 50 à 120b. Elle est entraînée par l’arbre à cames. Rampe d’injection La rampe ‘’stocke’’ l’essence sous pression, son volume permet d’amortir les pulsations de pression dues aux ouvertures et fermetures des injecteurs. On trouve, sur la rampe, un capteur de pression, un régulateur de pression, les injecteurs. Suite

Capteur haute pression Régulateur haute pression CONSTITUTION Capteur haute pression Un capteur piezo-résistif donne au calculateur un signal électrique en fonction de la pression dans la rampe. Régulateur haute pression Il module la pression dans la rampe en faisant varier la section de passage vers le retour réservoir. Le calculateur pilote le régulateur par un signal RCO. Suite

CONSTITUTION Injecteurs Injecteurs électromagnétiques de même principe que ceux utilisés en injection indirecte mais adaptés à la haute pression. L’étanchéité entre les injecteurs et la culasse doit être parfaite pour ne pas avoir de perte de compression. Suite

CONSTITUTION Pilotage injecteurs Appel Le pilotage des injecteurs est réalisé en trois phases : Précharge Maintien Phase de ‘’précharge’’ : - Un courant de 12v et de faible intensité est envoyé aux injecteurs. Ce courant amorce le champ magnétique mais n’est pas assez important pour ouvrir l’injecteur. Phase d’appel : - Un condensateur génère une tension beaucoup plus importante (50 à 90v) générant une intensité élevée (>10A) qui provoque une levée d’aiguille d’injecteur brutale. Appel Phase de maintien : - La tension d’alimentation n’est plus que de 12v, l’intensité descend à une valeur de 2 à 4A suffisante pour maintenir l’injecteur ouvert sans consommer trop de courant. Suite

CONSTITUTION Papillon motorisé Suite Les moteurs récents présentent un mode de gestion de l’accélération différent. Traditionnellement, le conducteur gérait l’accélération du moteur en ouvrant plus ou moins le papillon des gaz à l’aide d’une commande par câble. Aujourd’hui, la plupart des véhicules sont équipés d’accélérateur électronique. En agissant sur la pédale d’accélérateur, le conducteur demande au calculateur de gestion moteur d’accélérer ou de ralentir le moteur. A partir des différentes informations fournies par ses capteurs, le calculateur pilote un moteur électrique qui entraîne le papillon des gaz. Certains moteurs à injection directe ont des modes de fonctionnement en mélange ultra pauvre. Dans ces modes de fonctionnement, le calculateur ouvre le papillon des gaz de façon importante pour que le moteur aspire beaucoup d’air et gèrera le couple en agissant sur la quantité d’essence injectée. Les véhicules sont de plus en plus équipés de limiteur – régulateur de vitesse, d’anti-patinage (ASR), ces fonctions sont très facilement réalisable. Grâce aux papillons motorisés, il n’est pas nécessaire de rajouter de composants mécaniques, une simple programmation de calculateur suffit. Suite

MODE DE FONCTIONNEMENT Les moteurs à injection directe essence fonctionnent soit en mode homogène seul, soit en combinant les deux modes : stratifié et homogène. Mode homogène L’injection à lieu pendant le temps admission. Le dosage utilisé est le dosage stoechiométrique. Le mouvement de la veine d’air pendant l’admission permet l’homogénéité du mélange. Le fonctionnement en mode homogène est similaire au mode de fonctionnement d’une injection indirecte. Suite

MODE DE FONCTIONNEMENT Mode stratifié L’injection a lieu en fin de compression. Le mélange peut être extrêmement pauvre, le dosage pouvant atteindre 1/40. La forme de la tête du piston et l’inclinaison du conduit d’admission donnent un mouvement tourbillonnaire à la masse d’air qui concentre le carburant près des électrodes de la bougie. La masse de mélange combustible est entourée de gaz pauvres qui ne participent pas à la combustion. Le mélange est stoechiométrique vers la bougie, très pauvre près des parois des cylindres. La combustion ce concentrant aux abords de la bougie, les pertes calorifiques au contact des parois des cylindres sont faibles, limitant la condensation du carburant et améliorant le rendement thermique du moteur. Un moteur ne peut pas fonctionner en permanence en charge stratifiée (mélange très pauvre). Les stratégies de dépollution imposées par ce mode de fonctionnement, les besoins de puissance, vont entraîner le passage en mode homogène. Sans que le conducteur ne s’en rende compte, le calculateur de gestion moteur va changer de mode, passant régulièrement du mode charge stratifiée au mode homogène. Suite

DEPOLLUTION Le fait d’injecter l’essence directement dans le cylindre ne modifie pas foncièrement les stratégies de dépollution. Si le moteur fonctionne qu’en mélange homogène, il n’y pas de modification des composants assurant la dépollution : - pot catalytique trois voies - sonde lambda amont - sonde lambda aval - canister… Si le moteur combine les deux modes de fonctionnement, il rejettera beaucoup de NOx, et de O2 en charge stratifiée et le catalyseur trois voies ne sera pas efficace. D’autres stratégies sont donc nécessaires pour réduire les NOx. Suite

DEPOLLUTION Vanne EGR Comme sur les moteurs diesel, la réintroduction de gaz d’échappement à l’admission permet de réduire la température de combustion donc les NOx. Un actuateur électrique, piloté par un RCO, ouvre plus ou moins une soupape.

DEPOLLUTION Vanne EGR Comme sur les moteurs diesel, la réintroduction de gaz d’échappement à l’admission permet de réduire la température de combustion donc les NOx. Un actuateur électrique, piloté par un RCO, ouvre plus ou moins une soupape. Un potentiomètre de recopie, intégré à l’actuateur, informe le calculateur de la position effective de la vanne. Ainsi, le calculateur vérifie si l’ordre qu’il a émis a été réalisé. Suite Fermée

DEPOLLUTION Catalyseur DéNOx Quand un moteur fonctionne en mélange très pauvre, il rejette beaucoup de NOx et d’oxygène résiduel. Le catalyseur classique étant inefficace quand il y a beaucoup d’oxygène résiduel, les constructeurs ont développé de nouveaux pots catalytiques appelés « DéNOx ». Le catalyseur DéNOx et composé d’un support céramique à structure nid d’abeille recouvert d’alumine poreuse. Dans les cellules sont parsemés des micro cristaux de platine, palladium, rhodium et de sel de baryum. Suite

DEPOLLUTION Catalyseur DéNOx La ligne d’échappement se compose d’un ‘’pré-catalyseur’’ trois voies complété du catalyseur DéNOx. Le pré-catalyseur assure le traitement des gaz d’échappement quand le moteur fonctionne en mode homogène. En charge stratifiée, il utilise l’oxygène résiduel pour oxyder les CO et HC. Revêtement actif Platine Palladium Rhodium Les NOx non traités sont stockés dans le pot DéNOx par des particules de sel Revêtement actif Sel de Baryum Platine Palladium Rhodium de Baryum. Suite

DEPOLLUTION Catalyseur DéNOx Un catalyseur DéNOx se comporte comme une éponge : ses capacités de stockage sont limitées. Régulièrement, il faut purger le pot (déstockage). Pour ce faire, le calculateur enrichi le mélange de manière importante afin de créer un excédent de CO et HC. Ces gaz en quantité anormale ne pouvant pas être tous traités par le pré-catalyseur, leurs traitements se poursuivront dans le catalyseur DéNox Revêtement actif Platine Palladium Rhodium par réduction des NOx stockés. Revêtement actif Sel de Baryum Platine Palladium Rhodium Suite

DEPOLLUTION Sondes T° échappement Les lignes d’échappement utilisant un catalyseur DéNOx sont équipées de deux sondes de température pour assurer le bon fonctionnement des catalyseurs. Sonde amont : - Protection thermique du pré-catalyseur - Participe à la détermination de la quantité de NOx stockés Sonde aval : - Surveillance de la température du pot DéNox (250 à 500°C) - Contrôle de l’efficacité du pré-catalyseur (EOBD) Suite

DEPOLLUTION Sonde λ large bande Fonctionnement Le rapport Lambda d’un moteur fonctionnant en mode stratifié (mélange très pauvre) peut atteindre des valeurs proche 3 (1 en mode homogène). Une sonde Lambda classique ne fonctionne pas dans ces conditions. Une nouvelle génération de sondes a été crée pour évaluer les rapports Lambda sur une large plage (0,7 à 4). La valeur λ est déterminée par analyse d’une intensité. Une sonde à large bande est composée de deux cellules : - une cellule de mesure : identique à une sonde λ classique Chambre de mesure - Une cellule de pompage : l’application d’un courant aux Air O2 Echappement bornes de la cellule crée un déplacement d’atomes d’oxygène à travers la céramique poreuse. - Une résistance de calibrage (intégrée au connecteur). Fonctionnement Cellule de pompage Le calculateur maintien la quantité d’oxygène dans la chambre de mesure constante de manière à ce que le signal délivré par Cellule de mesure la cellule de mesure soit stable à ~ 450mV. Suite

DEPOLLUTION Mélange pauvre Si les gaz d’échappement comportent une grande quantité d’oxygène résiduel, la cellule de mesure fournit une tension < 450mV correspondant à un mélange Oxygène pauvre. Le calculateur va alimenter la cellule de pompage de manière à réduire la quantité d’oxygène dans la chambre de + - mesure pour que la tension fournie par la cellule de mesure remonte à ~ 450mV. U < 450mv Suite

DEPOLLUTION Mélange riche Si la quantité d’oxygène dans les gaz d’échappement est faible, la cellule de mesure donne une tension >450mV indiquant un mélange riche. Le calculateur Oxygène va alimenter la cellule de pompage en inversant la polarité pour ajouter de l’oxygène dans la chambre de mesure de - + manière à ce que la tension de la cellule de mesure revienne à ~ 450mV. U > 450mv L’intensité et le sens du courant nécessaire pour équilibrer le taux d’oxygène aux électrodes de la cellule de mesure est caractéristique du rapport Lambda. Suite

PRECAUTIONS A PRENDRE Le circuit de carburant des injections directes essence étant sous haute pression (>100b) des précautions doivent être prises pour travailler en sécurité. - Ne pas fumer - Ne pas travailler à proximité ou provoquer d’étincelles, de flammes… - Rester hors de portée d’un jet de carburant éventuel - Ne pas approcher la main d’une fuite sur le circuit haute pression - Ne pas intervenir sur le circuit de carburant haute pression moteur tournant - Attendre 30 secondes après l’arrêt du moteur avant d’intervenir afin que la pression ait chuté à une valeur inférieur à 5b. - Faire chuter la pression résiduelle du circuit basse pression par la valve Schrader - Les injecteurs étant alimentés avec une tension élevée (~80V), ne pas intervenir sur le faisceau électrique moteur tournant. Fin

FIN

DEPOLLUTION Vanne EGR Comme sur les moteurs diesel, la réintroduction de gaz d’échappement à l’admission permet de réduire la température de combustion donc les NOx. Un actuateur électrique, piloté par un RCO, ouvre plus ou moins une soupape. Un potentiomètre de recopie, intégré à l’actuateur, informe le calculateur de la position effective de la vanne. Ainsi, le calculateur vérifie si l’ordre qu’il a émis a été réalisé. Suite Ouverte