Injection directe essence

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Etude Technique
L’injection directe essence
I Le circuit basse pression carburant
- Le circuit basse pression de ce système peut être conçu de manière très différente selon les critères du
constructeur. Il existe des versions avec retour ou sans retour de carburant.
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Exemple de circuit avec retour de carburant et commutation de la basse pression
- Cette pompe à essence alimente la pompe à HP avec une pression de
à
bars.
- La basse pression est augmentée lorsque la température du carburant est élevée afin d’éviter la formation de
poches gazeuses ( bulles de vapeur ) dans la pompe haute pression ( ) durant la phase de démarrage et la phase
de régime ralenti qui suit le démarrage.
- La soupape coupe-circuit ( ) reste fermée de telle façon que la soupape de limitation de pression intégrée dans
la pompe à essence ( ) soit active. Il en résulte une augmentation rapide de la basse pression ( maxi bars ) . La
soupape de limitation de pression assure non seulement la protection des composants, mais elle assure également la
fonction de régulation de pression.
- Après 30 ... 60 secondes, la pompe haute pression à été purgée et la température est retombée. La soupape
coupe-circuit ( ) est ouverte et le régulateur de pression ( ) entre en fonction. Il règle la basse pression à une
valeur de
bars .
II Le circuit haute pression carburant
- La pompe à haute pression produit en fonction des conditions d’utilisation ( exigence de couple et de régime
moteur ) la pression du système.
- La pression de carburant est mesurée avec un capteur haute pression et est réglée par la soupape commande de
pression entre
et
bars.
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III Sélection du type de pompe HP
/ tr
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IV Pompe Haute Pression à 3 cylindres
- Entraîné par l’arbre à cames du moteur, l’axe excentrique ( 1 ) de la pompe haute pression tourne
avec la bague de levée ( 10 ) ce qui engendre un mouvement de bas en haut du piston ( 4 ) .
-
-
- Avec l’utilisation de trois cylindres décalés de 120°il est possible d’atteindre une faible pulsation
résiduelle dans le Rail.
- Le débit maximal de la pompe est légèrement supérieur à la demande maximale en carburant
( =〉 autorise l’approvisionnement et limite le réchauffement du carburant dans la rampe distributrice ).
-
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V Pompe Haute Pression à un cylindre
Course de piston
Soupape fermée _ _ _ _ _
Soupape ouverte _ _ _ _ _
VI Comparaison entre les injections indirecte et directe
HPI
- Injection indirecte dans la tubulure d’admission à une pression relative entre
et
bars
=〉〉
- Injection directe dans la chambre de combustion à une pression relative entre
=〉〉
et
bars
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VII Mode stratifié
- Guidage du flux de carburant à l’aide
des parois du piston.
- Transport du carburant vers la bougie
d’allumage par tourbillon interne.
- Très grande sollicitation de la bougie
d’allumage.
- Bougie standard utilisable.
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- Le mélange est très pauvre et la valeur des émissions NOx est très
importante. Un remède adéquat consiste dans le recyclage important de
gaz d’échappement. Ces gaz recyclés abaissent la température dans la
chambre de combustion et de ce fait diminuent la quantité des émissions
de gaz NOx.
VIII Mode homogène
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- La masse de carburant injectée est quantifiée de telle façon que le
mélange de carburant se situe dans un rapport stoechiométrique. Dans
certains cas d’exception, le mélange peut se situer dans un rapport
légèrement plus riche ( λ<1 ). Les émissions nocives sont plutôt faibles.
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IX Mode stratifié avec chauffage du catalyseur
- L’injection directe d’essence a pour but d’économiser jusqu’à 25 % de carburant. Le rendement du moteur est
amélioré avec l’augmentation du rapport carburant/air, en mode «pauvre».
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- Quand la charge contenue dans le catalyseur à accumulation NOx a dépassé un certain seuil, une régénération de
celui-ci est alors mise en service. Étant donné la concentration de soufre dans le carburant, une accumulation de
sulfate a lieu sur la masse active dans le catalyseur au fil du temps ce qui a pour conséquence l’intoxication du
catalyseur. Cette sulfuration du catalyseur peut être supprimé par une élévation de la température du catalyseur audessus de 650°C durant quelques minutes.
- Une version de la double injection permet de réchauffer rapidement le système d’échappement. Toutefois le système
d’échappement doit avoir été optimisé afin de pouvoir profiter de cette fonction.
- Pour cela on injecte une première fois dans le mode de fonctionnement stratifié durant la phase de compression et
une deuxième fois durant la phase de travail. Cette quantité de carburant s’enflamme très tard, ce qui provoque un
réchauffement important des gaz ainsi que du collecteur d’échappement. Une autre fonction très importante est le
réchauffement du catalyseur NOx à une température supérieure à 650°Celsius afin de provoquer l’élimination du
soufre accumulé dans celui-ci.
- La masse active est composée d’une combinaison de métaux précieux tel que Platine, Palladium et Rhodium. Afin de
permettre le stockage des oxydes d’azote, on utilise du Baryum. La capacité à stocker les oxydes d’azote dépend
grandement de la température de fonctionnement. La capacité maximale de stockage des oxydes d’azote se situe entre
300°et 400°C.
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X Commande des volets de charge
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- Pour le mode de fonctionnement stratifié, les volets de charge doivent être fermés. Une augmentation de la vitesse
du flux d’air est souhaitée afin de permettre un meilleur transport du carburant vers la bougie d’allumage. Le flux
d’air est alors dirigé dans un conduit d’admission spécialement conçu, ce qui à pour effet une augmentation des
tourbillons.
- La position dans laquelle se trouvent les volets de charge est reconnue par un capteur. En ce qui concerne les
volets de charge variable, les positions des volets sont mémorisées dans une carte cartographique en rapport avec les
modes de fonctionnement.
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XI Commande motorisée du papillon moteur
- Mode stratifié :
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- Mode homogène :
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