[info] injecteurs et alimentation d'essence

Message par **herve** » 13 avr. 2011 19:57

Post pouvant répondre à certaines questions sur l'alimentation en essence de nos MR-S :

Pour commencer, quelques principes de base ;

Pour faire fonctionner correctement un moteur essence à 4 temps il faut 3 éléments principaux :
- de l'air
- de l'essence
- une étincelle

Le tout doit bien sûr être synchronisé correctement pour produire l'explosion. Si l'un de ces éléments vient à manquer ou est mal synchroniser avec les autres, la combustion ne peut plus avoir lieu correctement.

Pour réaliser cette combustion, l'air est admi dans le moteur, via le filtre à air, par le papillon d'admission dont l'ouverture est commandé par la pédale d'accélérateur. En fonction de la quantité d'air absorbée (et donc de l'ouverture du papillon càd de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur), l'ECU détermine quelle quantité d'essence doit être injectée pour réaliser une combustion correcte, commande en fonction l'ouverture des injecteurs pendant un certain temps et déclenche l'étincelle via les bobines connectées aux bougies.

Les injecteurs sont reliés à la rampe d'injection qui est alimentée en essence sous pression par la pompe à essence.
Pour augmenter la quantité d'essence à injecter, il faut donc soit augmenter le temps d'ouverture des injecteurs, soit augmenter la pression dans la rampe d'injection.
Sur nos MR-S, la pression d'essence n'est pas variable "normalement" car la pompe à essence est équipée d'un régulateur de pression fixe. C'est donc sur le temps d'ouverture des injecteurs que l'ECU va jouer pour injecter plus ou moins d'essence.

Il y a bien sûr une limite supérieure à ce système, c'est le temps maximum d'ouverture des injecteurs avant que le cycle de détente/compression du moteur à 4 temps ne permette plus l'injection d'essence. Plus le moteur tourne vite, plus ce temps est court.
De plus, pour garantir une réserve suffisante pour compenser l'usure des composants et les différents paramètres variables de la combustion comme la qualité de l'essence, la température d'air d'admission, etc... le temps d'ouverture des injecteurs est volontèrement limité à environ 80% du temps d'ouverture maximal. C'est la marge de sécurité "standard" d'un système d'injection classique.
Il faut en effet savoir que si la quantité d'essence injectée est trop faible par rapport à la quantité d'air admise, il y a une forte augmentation de la température de combustion, pouvant aller jusqu'à la destruction des composants internes du moteur !!! ( on parle alors de mélange trop pauvre ou lean en anglais )

Sur un moteur "stock", le systéme d'injection est dimentionné pour s'assurer de ne pas atteindre cette limite et il y a des capteurs qui limite le risque.

En cas de "petites" modifications comme l'ajout d'un système d'admission d'air plus libre, ou une légère augmentation du diamètre des conduits, l'ajout d'un "petit" compresseur d'air, etc... l'augmentation du débit d'air est compensé par la marge de fonctionnement du système d'injection, et on peut obtenir une augmentation de puissance de "faible" à "très intéressante", mais il faut que le système d'échappement soit également optimisé pour bénéficier d'une amélioration sensible (il faut bien évacuer la plus grosse quantité de gaz d'échappement généré :wink: ).

En cas de modifications plus poussées ( ajout d'un "gros" compresseur, grosse modification de l'admission avec changement des arbres à cames, etc... ), le système d'injection ne pourra plus compenser, atteindra la limite vue précédemment et la casse moteur devient inévitable en cas forte charge demandée au moteur.

Il existe une autre limite, le débit maximal de la pompe à essence; si le débit d'essence demandé par les 4 injecteurs dépasse le débit pouvant être fourni par la pompe, la pression s'écroule et la quantité d'essence injectée devient insuffisante.

Pour repousser ces limites, il y a deux solutions. Soit on augmente le débit de la pompe et la pression d'essence dans la rampe d'injection en retarant ou en changeant le régulateur de pression, soit on change les injecteurs par d'autre qui permettent d'injecter plus d'essence ( on installe des injecteurs plus "gros" ).
En pratique, les deux solutions sont généralement utilisées simultanément.

Pour la pompe à essence, il existe différents upgrades possibles caractérisés par leur débit d'essence en l/h ( LPH en anglais ) à une pression définie ( en général, 3b bien que la plupart des injecteurs peuvent supporter jusqu'à 5b, mais en s'usant plus vite ).
Il faut également savoir que sur les MR-S, l'alimentation en essence est dite "à simple ligne"; la pompe met en pression la rampe d'injection, la pression est limitée par le régulateur dont la pompe est équipée ( comme si on continuait à gonfler un pneu avec une pompe qui a atteint sa pression maximum mais qui est protégé par une valve de surpression )
Il existe d'autres système dit à "rampe de retour" où la pompe à essence débite dans la rampe d'injection où se situe le régulateur de pression. Le surplus d'essence qui n'est pas consommé par les injecteurs retourne au réservoir par l'intermédiaire d'une deuxième ligne située en "aval" du régulateur de pression. Ce système est plus adapté aux grosses pompes à essences et aux moteurs puissants.
Ce montage de rampe de retour à régulateur de pression est possible sur le MR-S grace à des kits spécifiques, ce qui permet de supprimer le régulateur de pression intégré à la pompe à essence et d'en installer un à la pression désirée.

Pour les injecteurs, ils existes un grand nombre de modèles différents surtout caractérisés par leur débit en cc/min.
Il faut également savoir qu'il existe deux principaux types d'injecteurs, les "haute impédance" et les "faible impédance" en fonction de l'impédance de la bobine de commande ( caractéristique électrique de l'electro valve contenu dans l'injecteur ). Sur les MR-S, il s'agit d'injecteurs à haute impédance.
De plus, les injecteurs se différencient par la forme de leur connecteur électrique ( type boch, ford, etc...) et par leur connection hydraulique à l'alimentation en essence.
Une autre de leur caractéristique est leur temps de maneuvre ou "lag time" correspondant au temps de passage de la position fermé à la position ouvert et/ou inversement.

Cependant on ne peut pas doubler la pression d'essence, ou tripler le débit des injecteurs comme on veut ! En effet, s'ils restent ouvert trop longtemps ( "gros" lag time ) ou si la pression d'essence est trop importante, le mélange sera trop saturé d'essence, la combustion sera mauvaise, le moteur et l'échappement vont s'encrasser et la consommation d'essence sera trop élevé ( on parle alors de mélange trop riche ou "rich" en anglais )
Il y a également le risque de lavage des cylindres, la trop grande quantité d'essence va dissoudre le film d'huile sur la surface des cylindres, et les segments vont la rayer entrainant une baisse de compression !

Pour déterminer le "bon" injecteur en fonction de la puissance, il existe des outils sur le net comme par exemple :
http://www.witchhunter.com/injectorcalc1.php4
http://www.injector.com/injectorselection.php

Pour les caractéristiques des injecteurs des principaux fabricants, il faut se tourner vers les sites spécialisés comme par exemple :
http://www.witchhunter.com/injectordata1.php4

Pour la pompe à essence à utiliser sur un MR-S au moteur fortement modifié ( pas nécessaire avec les 'ZZ qui ne sont pas modifier "hard core", la pompe stock étant suffisante ), MWR est un bon point de départ vu leur retour d'expérience et leurs kits sont bien adaptés, la fixation de la pompe n'étant pas très standard ( adaptation nécessaire ).

Pour info, les injecteurs de toyota 1ZZ sont à 260/290cc, 310/330cc pour les toy' 2ZZ ...... et 440/450cc pour les 2ZZ Lotus :wink:

A noter également que l'injection des 'ZZ toyota est dite "indirecte", l'injection d'essence ayant lieu en dehors de la chambre de combustion :
Le mélange est réalisé dans les conduits d'arrivé d'air en amont des soupapes d'admission et est aspiré dans la chambre à l'ouverture de ces dernières.

NOTA : mélange optimum pour obtenir une combustion air/essence

Pour un moteur 4 temps "standard", la combustion de l'essence mélangé à l'air ( environ 21% d'O2 ) est optimum lors qu'elle a lieu au rapport de 14.7:1 soit 14.7 partie d'air pour 1 partie d'essence, on parle alors de mélange stoechiométrique. Lorsque ce rapport baisse ( trop d'essence par rapport au mélange stoechiomachin truc :wink: ), on parle d'un mélange riche ( rich ), et quand il y a trop d'air on parle d'un mélange pauvre ( lean ).

En pratique, pour s'assurer que quelque soit les conditions, le mélange ne sera pas pauvre ( risque de destruction du moteur par surchauffe lors de la combustion ), les constructeurs règlent les injections des moteurs atmosphériques pour que le mélange soit légèrement riche sur les moteurs "basiques" ou "sportifs" ( par certaines astuces, les moteurs orientés "économiques" peuvent avoir une injection réglée pour être globalement pauvre afin de diminuer la consommation ).
Sur les moteurs compressés "sportifs", comme il y a beaucoup plus d'air qui rentre dans la chambre de combustion ( et donc plus d'essence d'injectée ), l'energie développée est plus importante ce qui entraine encore plus d'échauffement. Les injections sont alors réglées riche, le surplus d'essence permettant d'obtenir une combustion plus froide.

A noter qu'avec un ECU stock, le mélange n'est pas parfaitement stable sur toute la plage de fonctionnement du moteur, pouvant même passer de riche à légèrement pauvre suivant les conditions.
On peut le mesurer avec un lambda-mètre ou UEGO controler qui mesure avant cataliseur, grace à une sonde lambda large bande, le résultat de la combustion.

Message par **herve** » 13 avr. 2011 20:14

Y'a sans doute des choses à améliorer...

Vos commentaires ?

MR917 · Message par **MR917** » 13 avr. 2011 21:09

C'est pas pour rien que tu es une légende MRSP !

Dieamond · Message par **Dieamond** » 13 avr. 2011 21:30

superbe

j'aime juste pas le terme "papillon de gaz" au debut, papillon d'admission serait plus clair

un petit rappel que l'injection se fait dans la culasse par les conduits d'air, et qu'il faut donc injecter l'essence quand la soupape est ouverte et ce sera parfait ^^

Message par **herve** » 13 avr. 2011 23:03

Done

Lutin, ya pa mal de fôte d'ortograffe et de gras mère quand même... Trop HS ce soir, je corrigerais ça plus tard :-D

kironk · Message par **kironk** » 13 avr. 2011 23:48

Dieamond a écrit : un petit rappel que l'injection se fait dans la culasse par les conduits d'air, et qu'il faut donc injecter l'essence quand la soupape est ouverte et ce sera parfait ^^

Ce n'est pas exacte.

L'injection indirecte peut se faire soupape fermée.
C'etait le cas sur les premières injections mécaniques (Kjetronic, ...), qui injectent de manière continue...
c'est le cas aussi de pas mal d'injections electroniques de serie (Ljetronic, certaines version du motronic) ou en exotiques ( mégasquirt 1 & 2, Sybele challenger etc...), qui injectent par intermittence sans synchro soupape.

Actuellement je sais pas si ca existe encore sur les modèles actuels, mais ca m'etonnerai que les injections phasées soient sur tous les moteurs....

L'injection sur une soupape fermée presente certains avantages (refroidissement de la soupape, vaporisation de l'essence et donc un meilleur mélange etc...)

Maintenant aucune idée de comment se passe l'injection sur nos 1ZZ...

Dieamond · Message par **Dieamond** » 14 avr. 2011 06:43

Ooooooooooook

Bah pour une fois j'aurais du fermer ma gueule :-P

MR917 · Message par **MR917** » 14 avr. 2011 09:50

herve a écrit :Pour un moteur 4 temps "standard", la combustion de l'essence mélangé à l'air ( environ 19% d'O2 ) est optimum lors qu'elle a lieu au rapport de 14.7:1 soit 14.7 partie d'air pour 1 partie d'essence, on parle alors de mélange stoechiométrique. Lorsque ce rapport baisse ( trop d'essence par rapport au mélange stoechiomachin truc :wink: ), on parle d'un mélange riche ( rich ), et quand il y a trop d'air on parle d'un mélange pauvre ( lean ).

Je remplacerais partie par gramme.

Dieamond · Message par **Dieamond** » 14 avr. 2011 10:23

volume ? mesure ?
parceque gramme... bof non ?

MR917 · Message par **MR917** » 14 avr. 2011 10:41

Dieamond a écrit :volume ? mesure ?
parceque gramme... bof non ?

Le rapport de mélange, c'est en masse. 14.7 grammes d'air pour 1 gramme d'essence pour un mélange stoechiométrique.
Mesure ça ne veut rien dire si on n'indique pas la grandeur mesurée, et volume non, c'est faux, surtout qu'on mesure un (mélange de) gaz d'un coté, et un liquide de l'autre.

C'est parfaitement expliqué ici : http://deacon.chez-alice.fr/inject_ess_p1.html

Dieamond · Message par **Dieamond** » 14 avr. 2011 10:52

bon ben je ferme ma gueule :-P

Profed · Message par **Profed** » 14 avr. 2011 10:58

Très bon initiative, surtout pour des gens incultes comme moi!

D'ailleurs si vous avez des livres a me recommander, genre les moteurs/voitures pour les nuls, n'hésitez pas! (j'ai cherché mais pas trouvé)

Dieamond · Message par **Dieamond** » 14 avr. 2011 11:22

http://www.amazon.fr/Camille-tombe-pann ... 2226140859
:lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol:

Camille tombe en panne
Zut, sa voiture ne démarre pas. Camille est bien outillée et va tenter plusieurs réparations... mais la voiture ne partira que quand Camille lui aura parlé gentiment !

Profed · Message par **Profed** » 14 avr. 2011 11:41

Sa plus "garage babe" et tu deviens un "pro" 8)

kironk · Message par **kironk** » 14 avr. 2011 13:44

Profed a écrit : D'ailleurs si vous avez des livres a me recommander, genre les moteurs/voitures pour les nuls, n'hésitez pas! (j'ai cherché mais pas trouvé)

J'ai ca dans ma bibliothèque, un grand classique du genre:

La préparation des moteurs
Par Patrick Michel. Ed ETAI. Collec Auto-savoir