INJECTION-MECANIQUE-USA-VINTAGE

INJECTIONS MECANIQUES USA VINTAGE : Hilborn, Kinsler, Crower, Enderle, Engler, Rons, Algon, .... .

Aprés les carburateurs mais avant l'apparition des 1éres injection constructeurs automobiles USA et avant les injections électroniques des annéees 80-90, il y a eu l'apparition des injections mécaniques de préparateurs dans les années 40 d'abord sur Ford flathead puis GM, FORD et MOPAR . Les systèmes d'injection mécanique USA à débit permanent sont fondamentalement destinés à la compétition et sont tous constitués des mêmes éléments dont les cornets à papillon si caractéristiques. Les stack mécanical fuel injection ( injection d'essence mécanique à cheminée).

1-CARBURATEURS ET INJECTIONS MECANIQUES : POINTS COMMUNS, DIFFERENCE.

Points communs quelque soit le systéme : le besoin en carburant d'un moteur est quasi linéaire et il augmente proportionnellement au régime moteur, surtout dans la plage 2 500 à 6 500 tr/min environ. De plus pour un bon fonctionnement puissance-consommation Il faut un mélange proche de 14.7 volume d'air pour 1 volume d'essence (dit rapport stoichiométrique idéal). Les deux sont dits permanent : l'essence est distribuée en permanence à l'admission des cylindres.

Différence essentielle : un carburateur fonctionne par la dépression moteur qui crée une aspiration de carburant au travers d'un venturi (subit). Par contre une injection mécanique fonctionne en pression de carburant, on pousse l'essence dans des injecteurs quelque soit la dépression moteur. En gros avec un carburateur si prise d'air à l'admission ou si piston-segments deffectueux il n'y aura pas ou peu d'essence aspiré dans le cylindre (pas assez d'aspiration) mais il y en aura toujours avec une injection sous pression.

2-LES INJECTIONS MECANIQUES USA VINTAGE : PRINCIPE / FONCTIONNEMENT / COMPOSANTS.

Principe : dans une injection mécanique débit et pression sont liés. On envoi un débit d'essence dans des conduits restreints qui créent une pression que l'on peut réguler par des soupapes de décharges ( lignes bypass de retour au réservoir avec gicleur). On ouvre ensuite des trous calibrés sur la ligne d'essence (metering bloc) en fonction de l'ouverture des papillons d'air. Le débit d'air associé à l'essence sous pression stabilisée forme le mélange idéal de 14.7 volume d'air pour 1 volume d'essence.

Fonctionnement : schéma vu d'ensemble d'une injection mécanique, tous les systémes sont quasiment similaires. Ils comprennent tous une pompe mécanique attelée (fuel pump), un collecteur d'admission (intake) à cornet ( STACK : cheminée) , un bloc de dosage (Metering bloc) comprenant un barillet tournant ( barrel valve) des clapets-soupapes de décharge (bypass valve), des durites (lines) et des injecteurs (Nozzle).

Composants : incontournable le réservoir tampon à régulation de niveau, avec mise à l'air libre ou avec retour au réservoir principal.

Ensuite la pompe à essence volumétrique attelée au moteur, soit en bout de vilebrequin, soit sur courroie. La pompe volumétrique à engrenage fournie un débit proportionnel au régime moteur, elle ne le régule pas et donc ne régule pas la pression. C'est le role du bypass principal.

Le bypass principal est une restriction controlée grace à un gicleur calibré (Poppet ou Jet), et une soupape de décharge grace à un clapet à ressort. Positionné à la sortie pompe vers bloc doseur : plus on purge plus la pression baisse, moins on purge plus la pression augmente. On crée une pression stabilisée du ralenti au 3/4 de régime moteur. Le gicleur est interchangeable et sa taille est choisie pour fournir suffisamment de débit carburant à pleine charge (WOP : Wide Open Throttle : pleine ouverture papillon). Chez Kinsler on peut même avoir un changeur de gicleur sans démontage : le Jet selector.

Mais dans le cas des haut régimes le bypass principal sera grand ouvert et dépassé par le volume de la pompe continuant d'augmenter. Dans ce cas un bypass supplémentaire s'ouvre sur un seuil de pression pour évacuer le surplus de débit, le high speed bypass. Il comporte une entretoise interchangeable sur le ressort permettant de choisir à quelle pression il s'ouvre et un gicleur (Poppet ou Jet) dimensionnant le débit max évacuable.

A ce stade nous avons une ligne d'alimentation régulée. En suivant un robinet d'arrêt Shut-off valve permet de couper l'essence pour un arrêt moteur et aussi pour ne pas remplir tout le systéme à l'arrêt. Puis le plat de résistance,le Metering bloc ( bloc de dosage ) et son barillet tournant (barrel valve). Ce barillet, relié à l'accélérateur, tourne avec les tringles des volets d'air afin de synchroniser les volumes d'air et d'essence. Le barillet posséde un trou de purge calibré relativement grand pour le ralenti car on a pas besoin de beaucoup d'essence au ralenti mais comme il faut garder de la pression dans le systéme pour les injecteurs il y aura un bypass de ralenti avec clapet et gicleur le Idle bypass. Dans les phases autres que le ralenti c'est une encoche progressive qui s'ouvre vers les injecteurs pendant que le trou de purge du ralenti est refermé ( le bypass de purge du ralenti se refermera). Plus on accélére, plus le barrillet tourne, plus on envoie d'essence aux injecteurs par l'encoche. Quelques vues du dessus coté arrivée essence.

La quantité d'essence est ensuite répartie sur les injecteurs (NOZZLE) , c'est une injection continue, seule la quantité d'essence change en fonction du régime moteur. Les injecteurs comportent une prise d'air d'émulsion avant le jet proprement dit. Autant de formes d'injecteurs que d'application possible.

Le collecteur d'admission, les cornets, quelques réglages : les cornets permettent d'avoir un flux d'air aspiré le moins perturbé possible. Pour les papillons il y a un banc maitre, un esclave relié par une tringle réglable pour la synchronisation et un renvoi au bloc de dosage. L'ouverture minimale de papillon se régle à la cale, la synchro papillon bloc doseur se régle d'abord puis la richesse au ralenti.

3-COMPLEMENTS-BONUS .

HILBORN : pionnier de l'injection mécanique, société crée dans les années 50 toujours présente aujourd'hui voir catalogue.

CATALOGUE HILBORN

KINSLER : un peu d'innovation avec le Jet selector.

Innovation chez Kinsler : un bloc de selection pour le bypass principal. On peut changer de gicleur (JET) sans démontage, en changeant la purge principale on change la pression dans le systéme (jouant sur la richesse : plus riche Richer, plus pauvre leaner ).

Par sécurité un gros gicleur fixe " principal maxi " permet d'avoir une protection sur la ligne, si ouvert maxi alors purge maxi donc pression mini de sécurité. Parfois appelé " économy bypass ".

Le principal maxi donne une pression basse sur la ligne (grosse purge) puis sur le sélecteur on choisi un gicleur plus petit " richer " (diminution purge) et la pression monte.

CROWER :

Toujours présent aujourd'hui en compétition et même jusqu'au 24h du mans sur corvette et Cadillac ( mais avec des injecteurs électriques). Cependant beaucoup de vintage aussi avec des applications jusqu'au Hemi 426ci Mopar. Bien sur on peut ajouter un compresseur si ça ne suffit pas avec un scoop magnésium. Crower fait aussi d'autres piéces mécaniques de performance : piéces moteur, embrayage, etc .... .