Différence entre injection directe et indirecte
Quelle est donc la différence entre l'injection directe ou l'injection indirecte ? Quelles conséquences sur le fonctionnement du moteur ont chacune de ces techniques ?
L'injection directe
Le système d'injection directe est assez commun entre un moteur diesel et un moteur essence, ce qui n'est pas le cas pour l'injection indirecte dont la conception change en partie ... L'injection directe est de plus en plus répandue (c'est même systématique maintenant) pour des raisons environnementales (ça réduit la consommation mais ce qui sort des pots est plus toxique, donc tout est relatif ...).
Ici c'est donc assez simple, le bout de l'injecteur donne directement dans la chambre de combustion (le cylindre), il va donc pulvériser le carburant directement dans cette chambre au moment voulu, plus ou moins tôt, plus ou moins souvent et avec plus ou moins de carburant.
Une injection directe permet de garder plus propre l'admission puisqu'il n'y que de l'air qui y passe et non pas le mélange air + carburant bien que le reniflard ramène des choses pas forcément très pures. La forme des injecteurs est aussi assez différente entre une injection directe et indirecte.
Notez qu'il ne s'agit pas d'une bougie mais bel et bien d'un injecteur ... Le carburant est ici envoyé sous pression directement dans la chambre de combustion. La forme du piston doit être particulièrement étudiée en terme d'aérodynamisme contrairement à ce qu'indique ce schéma conceptuel.
Ce type d'injection (directe) implique aussi de plus fortes pressions car ce type de moteurs a un taux de compression plus élevé et il faut pas mal d'énergie pour injecter du carburant dans une chambre sous pression (bien plus facile dans le collecteur d'admission). Cela induit donc une injection qui doit être plus performante en injectant le carburant avec plus de force (la pression est donc supplémentaire et les injecteurs subissent plus de contraintes) car il faut aussi que les gouttelettes envoyées dans les cylindres soient les plus petites possibles. L'injection d'un moteur à injection indirecte est donc potentiellement plus fiable dans le temps au niveau des injecteurs et de la pompe qui montent moins en pression.
Enfin, notez que l'injection directe permet d'envoyer plusieurs jets au lieu d'un seul pour un même cycle, cela permet alors d'améliorer un peu le mélange entre l'air et le carburant car l'injection directe est imparfaite à ce sujet (plus c'est homogène mieux c'est, sauf pour la combustion stratifiée en mélange pauvre). Les pré- et post-injectiopn permettent aussi de jouer un rôle pour l'agrément moteur (réduire les vibrations du diesel) et la dépollution (régénération FAP).
Le préchauffage n'est ici plus aussi important pour le démarrage contrairement à une injection indirecte : plus d'infos ici. Il est toutefois toujours mieux d'avoir les bougies en forme afin d'aider à chauffer plus rapidement les chambres de combustion à froid (le préchauffage continue après démarrage du moteur sur les diesels modernes à injection directe).
Phase d'injection classique
L'air arrive par l'admission et le carburant par l'injecteur directement situé dans le cylindre. Il est alors possible
Pollution supplémentaire ?
L'injection directe favorise la génération de particules fines car le mélange carburant / comburant est moins homogène (ça brûle donc un peu moins bien, laissant des particules toxiques), et encore plus quand il fonctionne en mode stratifié (mélange pauvre), ce qui commence à poser problème aux moteurs essence récents qui fonctionnent de plus en plus de cette manière (plus on réduit la dose de carburant dans le moteur, plus on a d'effets pervers). Mais ce mode permet aussi de réduire le consommation donc le bilan n'est pas facile à établir. On a donc moins de gaz d'échappement (moins de CO2) mais ces derniers sont plus nocifs (particules fines ...), à vous de voir ce qui est le mieux. Cela revient un peu au débat essence / diesel. L'essence produit plus de pollution en quantité (normal un moteur essence consomme plus) mais elle est moins nocive pour l'Homme (moins de particules fines que le diesel même si ça change depuis peu avec l'arrivée des essences injection directe qui deviennent donc eux aussi problématiques). C'est pour cela que le filtre à particules débarque sur les essences.
Donc pour résumer, les diesels sont à injection directe depuis plus longtemps, d'où la génération de particules fines et sa mauvaise image. Cependant, les essences sont devenus quasiment tous à injection directe et ont donc les mêmes défauts (apparition de FAP sur les Puretech et TCE par exemple). Mais ce qu'il faut retenir, c'est que l'injection directe (que ce soit en essence ou diesel) amène plus de particules et Nox car le mélange est moins homogène qu'en indirect (et ça empire d'autant plus en mode pauvre / stratifié sur les essences).
Injection indirecte
Les moteurs essence et diesel ne fonctionnant pas de la même manière, il faudra donc distinguer les deux.
Dans le cas d'une injection indirecte, le carburant est injecté dans le collecteur d'admission (et non plus directement dans les cylindres) pour que le tout se mélange de manière homogène, cela permet d'avoir une meilleure combustion et donc moins de particules fines (problèmes des moteurs modernes). Il se vaporise sous l'effet de la chaleur (dans l'admission il ne fait pas trop froid) et brûle de manière optimale une fois arrivé dans la chambre de combustion. Car je rappelle que l'essence s'enflamme sous forme de vapeur et non pas quand elle est liquide contrairement à ce que beaucoup croient ...
L'injection indirecte nécessite une plus basse pression pour injecter le carburant dans les cylindres que pour une version directe, le coût est alors moins élevé.
Injection indirecte sur moteur ESSENCE
Sur une injection indirecte de moteur essence, l'injecteur est placé en amont de la soupape, soit dans la tubulure d'admission. Le mélange est effectué par vaporisation avant de rentrer dans le cylindre.
Sur un moteur essence, c'est dans le conduit d'admission qu'on injecte le carburant.
Voici un cas concret sur un moteur 2.0 essence de Mazda. La soupape qui mène à la chambre de combustion est un peu plus vers la gauche, on ne la voit donc pas ici (vous pouvez tout de même apercevoir brièvement les ressorts de soupape qui permettent de les remettre en place une fois que l'arbre à cames les a ouvertes).
Injection indirecte sur moteur DIESEL
Dans le cas d'un diesel, l'injection se fait dans une petite chambre séparée (pré-chambre de combustion) qui donne sur le cylindre, et non pas dans dans le conduit d'admission dans le cas d'un essence indirect. En gros, cette méthode permet d'améliorer la combustion du diesel malgré l'emploi d'une injection basse pression. Lors de la compression, l'air admis va être envoyé vers cette préchambre sous pression pour se mélanger au carburant vaporisé qui va alors commencer à s'enflammer. Les turbulences provoquées par l'aérodynamisme de la préchambre permet d'améliorer la combustion.
Notez que les bougies de préchauffage sont plus utiles dans le cas d'une injection indirecte. En effet, un moteur à injection directe démarrera plus facilement sans elles.
Une petite chambre connectée au cylindre permet à la fois d'injecter le carburant mais aussi de le mélanger à l'air de l'admission grâce à une forme spécifique en terme d'aérodynamisme.
Injecteurs différents
Voici les différences entre une version directe et une autre indirecte :
Injection directe et indirecte en même temps ?!
Et oui, il existe des moteurs bénéficiant des deux types d'injection en même temps, mais je doute que cela soit quelque chose que l'on voit vraiment se répandre car cela est logiquement plus coûteux ...
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Dernier commentaire posté
Par mems (Date : 2019-04-25 14:11:26)
l'injection direct donc pas besoin de limiter l'air entré? tels que l'autre doit limiter l'air entré?
ADMINISTRATEUR DU SITE (2019-04-22 10:12:42) : S'agissant d'un diesel de 1990 il était improbable que ce soit direct.
TOP CONTRIBUTEUR (2019-03-24 20:22:48) : Non, les véhicules Diesel ne supportent pas l'éthanol.
TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2017-08-04 22:31:24) : Vous parlez plutôt d'à coups ?Tesla est-il un mirage
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