1-RICHESSE / 2-CARBURATION (divers carburateurs) / 3-EVOLUTIONS CARBURATEUR VERS INJECTIONS (mécanique/électronique).

C'est le dosage de l'essence dans l'air d'un mélange. Le mélange idéal pour un moteur à essence ( compromis consommation, puissance, pollution) est de 1 volume d'essence pour 14.7 volumes d'air, on l'appelle stoichiométrique (à vos souhait). On parlera de mélange riche (rich) lorsqu'on met plus d'essence par unité de volume que le mélange idéal (moins d'air) et de mélange pauvre (lean) lorsqu'on met moins d'essence (plus d'air) . En principe si moins d'essence: économie consommation mais moins de puissance et si plus d'essence: moins d'économie et plus de puissance, mais ce n'est pas si simple car un moteur ne tourne pas à vitesse fixe nous le verrons plus loin dans la section carburateur. Mais revenons au mélange:

Pour faire le mélange il y à 2 technologies: le carburateur ou l'injecteur.

Le carburateur (carburation) est principalement un systéme mécanique qui fonctionne par dépression (aspiration moteur). Il produit un mélange sans prendre en compte le résultat de la combustion. Ce résultat se mesure à l'échappement en taux de Co2 corrigé (test pollution). Ce sont ces fameux grammes de Co2 qui sont utilisés comme base pour les taxes anti-pollution (voir carte grise / normes anti-pollution vignette crit'air ) et mesurés au contrôle technique. Il éxiste principalement en venturi fixe (diamétre d'aspiration fixe , 99% des cas) , mais aussi en venturi variable à tiroir ( VV ) comme chez Ford-Mortorcraft , ou à piston comme chez SU ( voir plus bas cas des venturis variables).

L'injecteur (injection) est principalement un systéme électronique qui pilote un circuit d'essence sous pression. L'injection prends en compte énormément de paramêtres dont le résultat de la combustion. Ce résultat va permettre au boitier d'injection de se corriger (quantité d'essence et donc richesse du mélange ) ce que ne fait pas le carburateur. A l'échappement une sonde de richesse (lambda) va mesurer et convertir le taux de Co2 corrigé en un signal électrique interprété par le boitier d'injection. Si le résultat de la combustion (taux de Co2 corrigé) vu par la sonde lambda confirme que le mélange est idéal (14.7 ) le signal renvoyé par la sonde sera interprété comme égal à 1 par le boitier d'injection (pas de correction). Si trop pauvre interprétation > à 1 (enrichissement plus d'essence) , si trop riche interprétation < à 1 (appauvrissement moins d'essence).

Il est contitué d'un corps d'aspiration (ou plusieurs: 2 corps, 4 corps) , d'une cuve d'essence que l'on maintient à niveau (flotteur, pointeau ) , de différents circuits et volets pour gérer les différents cas de fonctionnement du moteur . Le corps d'aspiration amplifie la dépression du moteur par l'effet dit de venturi.

Le carburateur fonctionne donc mécaniquement par dépression (aspiration). Elle est créée par la descente du piston dans le cylindre. Elle est proportionnelle à la vitesse du moteur et à l'ouverture du papillon de gaz (accélérateur). On considére 3 cas de base et 2 conditions:

1-Un moteur au ralenti est presque fermé (papillon des gaz quasi fermé) donc forte dépression. La vitesse du moteur et la quantité de mélange aspiré sont fixes. C'est un point fixe pour réglage.

2-Un moteur en accélération est trés ouvert (papillon des gazs est ouvert rapidement ) donc faible dépression. La vitesse du moteur et la quantité de mélange évoluent plus ou moins rapidement.

3-Enfin un moteur à haut régime stabilisé est trés ouvert (papillon au 3/4 ouvert ) mais les pistons aspirent beaucoup d'air donc dépression moyenne. La vitesse du moteur et la quantité de mélange sont stables mais il faut beaucoup plus de mélange qu'au ralenti.

Et 2 conditions: moteur froid ou chaud (départ à froid - starter ).

Le carburateur devra adapter au mieux le mélange (quantité d'essence ) pour ces 3 cas et même tous les cas intermédiaire ( accélération forte ou pas , moteur froid , levé de pied,... ). Il à un temps de réaction, cela influence la richesse et donc le résultat de la combustion.

Le circuit de ralenti est relativement petit mais on ne lui demande pas beaucoup de mélange. A partir d'une cuve d'essence qu'on maintient à niveau la dépression va aspiré l'essence au travers d'un trou calibré (gicleur ) . Comme le ralenti est un point fixe, car la vitesse du moteur est stable, on pourra régler finement la quantité fixe d'essence nécessaire (réglage par vis de richesse).

Pour fermer le volet on à plusieurs solutions: la manuelle classique avec le cable de starter au tableau de bord ou les automatiques (électriques ou thermiques). En électrique il s'agit ni plus ni moins d'une temporisation , on fait chauffer une spirale qui met un certains temps à se dilater donc à ouvrir le volet (probléme c'est à chaque démarrage même à chaud: pas trés logique ). Puis les thermiques: une spirale est chauffée par le moteur donc s'ouvre en fonction de la température réelle (plus logique mais se dégrade dans le temps ).

Un carburateur classique est dit à venturi fixe car la forme moulées dans le(s) corps est fixe. L'écoulement de l'air dans les différentes phases d'utilisation est donc un compromis. Pour tenter d'améliorer on à créer des venturis variables ( diamêtre variable) : le but étant d'avoir un écoulement - vitesse d'air plus régulier et donc de mieux doser l'essence ( bonne idée mais pas toujours fiable). Commandé par la dépression moteur , un tiroir pivote ( VV ) pour modifier la taille de passage dans le venturi. VV utilisés par Ford aux USA-Europe.

un piston monte ( SU ) en fonction de la dépression moteur pour modifier la taille de passage dans le venturi. Le piston remplace le papillon, une aiguille associée libére plus ou moins d'essence en fonction de sa hauteur dans le siége de gicleur. Les SU sont souvent utilisés sur nombre d'anglaises.

Evolution : carburateur / injection mécanique / injection monopoint / injection multipoint / injection séquentielle / injection directe .

Carburateur (permanent par dépression, non commandé): la dépression moteur crée une aspiration continue de carburant au travers d'un papillon, d'un venturi et d'un gicleur . En gros avec un carburateur si prise d'air à l'admission ou si piston-segments défectueux il n'y aura pas ou peu d'essence dans le cylindre (pas assez d'aspiration).

Injections mécaniques (permanent par pression) : proche des carburateurs car permanente mais par pression de carburant, on pousse du carburant dans des nez d'injection : USA (Hilborn, Kinsler, Crower, ... ) ou Europe comme Bosch K-jetronic. Le dosage est commandé mécaniquement ( levier de position aux USA ou Plateau sonde Bosch). Si prise d'air à l'admission ou si piston-segments défectueux il y aura toujours de l'essence injectée.

Injections monopoint ( permanent par pression, commandé): on alimente le moteur à essence en un seul point , à l'entrée du collecteur d'admission quelque soit le nombre de cylindre, en gros un injecteur dans un corps de carburateur (TBI : Throttle Body Injection) donc toujours alimentation permanente mais commandée. On parle de collecteur d'admission humide ( essence + air). A partir de ce type d'injection on prends compte plusieurs paramétres tels que la température moteur, le régime, le volume d'air aspiré, etc... mais surtout on vérifie le résultat de la combustion à l'échappement ( sonde lambda) et on corrige en continu.

Les injections multipoint ( intermitente par pression, commandé) : on alimente le moteur cylindre par cylindre, l'injecteur est disposé juste devant chaque soupape d'admission ( autant d'injecteurs que de cylindre). On parle de collecteur sec (que de l'air). Plusieurs catégories en fonction du moment d'injection : simultanée ( tous ouvert au même moment, l'essence est déposée sur les soupapes d'admission à chaque tour moteur, qu'elles soit ouvertes ou pas) ou par groupe ( les injecteurs sont ouvert 2 par 2 au plus proche de l'ouverture soupape).

Les injections séquentielles ( intermitente par pression, commandé) : on alimente cylindre par cylindre, l'injecteur est disposé juste devant chaque soupape d'admission ( autant d'injecteurs que de cylindre) mais le moment d'injection est individuel par cylindre ( chaque injecteur est ouvert indépendamment juste avant l'ouverture soupape ).

Les injections directes ( intermitente par haute pression, commandé) : on alimente le moteur cylindre par cylindre en haute pression (common rail), l'injecteur débite directement dans le cylindre aprés les soupapes d'admission.

Elle peut aussi surveiller l'éfficacité du pot catalytique (sonde lambda avant et après ) et même envoyé de l'air pour accélérer la décomposition du carbone issu de la combustion.

voir CAPTEURS MOTEURS liés à l'injection ici .