Injection directe de carburant

Nous nous apprêtons à commencer avec cet article, une série de articles techniques qui nous montreront le fonctionnement de certains systèmes clés de la chaîne cinématique de nos véhicules et qui nous aideront tous à en apprendre un peu plus et, en même temps, à démonter certains mythes, croyances ou idées fausses concernant le fonctionnement d’un moteur.

Nous commencerons par la injection directe, qui est si à la mode dans les moteurs les plus modernes, mais qui a en réalité été développée il y a déjà de nombreuses années. Le premier moteur à injection directe a été fabriqué et testé en 1925, tandis que Mercedes-Benz fut la première marque à proposer commercialement l’injection directe, sur la légendaire 300SL de 1955. Son coût élevé n’a pas permis à l’injection directe de se populariser massivement dans les années suivantes, jusqu’à aujourd’hui, avec l’intégration de la gestion électronique dans les moteurs.

Comme son nom l’indique, avec l’injection directe, l’essence est injectée directement dans la chambre de combustion et non dans le collecteur ou le conduit d’admission. Les avantages de ce système par rapport au système traditionnel sont une baisse importante de la consommation et des émissions ; la raison en est simple : alors que le moteur conventionnel gaspille un pourcentage important d’essence et de gaz qui ne sont pas brûlés et sortent par l’échappement, avec l’injection directe, cela ne se produit pas (ou du moins pas dans des proportions significatives), car l’essence est injectée à une pression précise et parfaitement contrôlée par le calculateur ; cette pression est suffisamment élevée pour favoriser la pulvérisation et le bon mélange avec l’air, en tirant le meilleur parti de chaque goutte d’essence.

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En plus des modes de fonctionnement que le calculateur applique à tout moment à sa cartographie d’injection, il existe plusieurs modes de fonctionnement, dans lesquels le rapport air-essence varie selon les conditions d’accélération du moteur. Certains systèmes permettent également d’injecter du carburant pendant la descente du piston, bien qu’il ait été démontré que si l’essence n’a pas un indice d’octane assez élevé, cela peut provoquer l’érosion des soupapes.

Si l’on parle de plusieurs injections d’essence dans un même cycle, cela est également possible grâce à la méthode que certains appellent charge stratifiée. Bien que le nom effraie, c’est simple et cela se fait en deux temps : le premier pendant la phase d’admission et le second pendant la compression, lorsque l’air se trouve près de la bougie, ce qui fait que le mélange qui s’enflamme est celui qui se trouve près de la bougie, tandis que le mélange pauvre du reste du cylindre ne s’enflamme pas, il se dilate simplement. Ce mélange combiné est utilisé lorsque le moteur n’a pas besoin d’une puissance importante, comme c’est le cas en ville ou lors de déplacements à vitesse constante sur terrain plat.

L’utilisation du carburant est évidente : à titre de comparaison, un même moteur doté de l’injection directe peut développer environ 50 chevaux de plus que le même moteur avec un système d’injection indirecte, avec une meilleure consommation et beaucoup moins d’émissions.