Les discussions sur l'injection directe de carburant sont presque entièrement axées sur les moteurs diesel. De plus en plus, cependant, l'injection directe est utilisée dans les moteurs à essence allant de celui de la voiture familiale aux camionnettes et maintenant aux moteurs plus petits. Encore, L'injection de carburant des moteurs à gaz est complètement différente des systèmes de buses de pompe diesel.
Le milieu des années 1970 a vu l'introduction d'un système d'injection de carburant mécanique Bosch sur de nombreuses voitures européennes importées ici. Dans les années 1980, GM et Ford ont introduit un système de carburant hybride appelé injection de corps de papillon (TBI). Il se composait d'une plaque d'accélérateur et d'un ou de plusieurs injecteurs au-dessus. Le carburant a été introduit dans un environnement à pression atmosphérique.
Ford a été le premier à introduire une véritable injection de carburant sur le marché des camionnettes en 1986. Cette innovation était le système d'injection de carburant portuaire (PFI). Avec cette conception, il y a un injecteur de carburant pour chaque cylindre qui est monté à la jonction du collecteur d'admission à la culasse (situé à environ 100 mm ou moins de 4 pouces de la soupape d'admission).
Avantages de l'injection de ports
Alors que le General Motors TBI fonctionnait à basse pression de carburant (9 à 13 psi), le système Ford fonctionnait à 45 psi. Une fois l'industrie passée au PFI, la plage de pression de carburant de fonctionnement était comprise entre 45 et 60 psi.
La nécessité de respecter des normes d'émissions et d'économie de carburant plus strictes a amené l'introduction de l'injection directe d'essence (GDI).
Avec cette conception, un injecteur spécialement conçu est placé dans la chambre de combustion de la culasse semblable à celui d'un injecteur de carburant dans un diesel. Ce dispositif injecte du gaz directement dans la chambre de combustion à des pressions allant jusqu'à 2, 200 psi.
L'avantage du GDI par rapport au PFI est qu'il n'y a pas de perte de carburant pendant le transport car le mélange émulsionné traverse le canal d'admission de la culasse. Le principal avantage réside dans le changement de phase qui se produit avec le gaz dans la bouteille. En raison de la chaleur latente de vaporisation, ceci fournit un effet de refroidissement au mélange carburant-air puisque la chaleur est utilisée pour convertir l'essence liquide à un état raréfié.
La température de l'air de suralimentation plus froide du GDI permet ensuite d'augmenter le taux de compression du moteur dans de nombreuses applications à une valeur presque diesel de 14:1. La méthode la plus efficace pour améliorer l'économie de carburant dans un moteur à combustion interne est d'augmenter le taux de compression.
Injecteurs multiples
Encore, l'évolution de ces systèmes ne s'est pas arrêtée. La dernière tendance est la combinaison de moteurs PFI et GDI. Avec cette conception, le nombre d'injecteurs est le double du nombre de cylindres. Il y a un injecteur PFI à l'extrémité de la culasse du canal du collecteur d'admission et un injecteur dans la chambre de combustion. Le contrôleur du moteur bascule entre ces deux injecteurs de carburant.
Traditionnellement, le moteur est alimenté via l'injecteur PFI lorsqu'il est démarré ou en marche au ralenti et à des charges très légères. Pendant les autres états de fonctionnement, le moteur est alimenté par le système GDI. Il n'y a pas d'état de fonctionnement lorsque les deux systèmes sont utilisés simultanément.
Problèmes avec les dépôts de valve
Comme de nombreux fabricants effectuent des tests en conditions réelles avant qu'une conception ne passe en production, ils ne peuvent pas reproduire tous les scénarios qui mènent aux pièges du GDI. Avec GDI, il n'y a pas de mouillage de carburant à l'arrière de la soupape d'admission. Encore, pendant le chevauchement des cames, les gaz de combustion y sont réintroduits et se transforment en dépôts de carbone. Ces dépôts se forment sur la soupape d'admission et bloquent le flux d'air dans le cylindre.
Un phénomène appelé pré-allumage à bas régime (LPSI) peut se produire lorsque le moteur est froid ou à des températures intermédiaires et entraîné à bas régime et sous des charges modérées.
Dans le meilleur des cas, Le LSPI n'entraînera qu'un bruit de combustion ou fissurera une bougie. Encore, dans de nombreux cas, il est si grave qu'il enlèvera un anneau d'atterrissage d'un piston ou pliera une bielle.
La série d'événements pouvant produire le LSPI est trop technique et approfondie pour être couverte ici. Il a été déterminé que l'huile moteur est un contributeur énorme, bien que. Il a été constaté que les huiles moteur avec un niveau élevé de calcium sont très susceptibles de provoquer le LSPI.
Pour cette raison, il est impératif que si vous utilisez un moteur GDI, vous utilisez l'huile exacte spécifiée par le fabricant, qui sera un mélange à faible teneur en calcium. General Motors, par exemple, étiquette son huile à faible teneur en calcium comme Dextros.
Prendre soin des dépôts de valve
Avec l'utilisation d'un système PFI/GDI, l'état de fonctionnement du moteur avec LSPI peut être induit par le système PFI et n'est plus un souci. Gardez à l'esprit qu'aucun des constructeurs automobiles ne sera obligé d'honorer une réclamation pour un moteur détruit par LSPI une fois la garantie du moteur expirée.
Si vous avez un moteur qui est uniquement GDI, vous devez utiliser un système de carburant et un nettoyant d'injecteur de bonne qualité pour garder le pivot de l'injecteur propre. Cependant, en raison de l'introduction du carburant dans l'alésage du cylindre, un nettoyant dans le réservoir n'enlèvera pas les dépôts de la soupape d'admission.
Il existe de nombreux excellents produits de nettoyage maintenant sur le marché qui peuvent être introduits dans le système d'admission avec le moteur à un régime de ralenti élevé qui travaillera à desserrer les dépôts de soupape afin qu'ils puissent être brûlés.
C'est un bon protocole pour effectuer ce service tous les 5, 000 à 7, 000 milles. Une fois que le carbone devient trop dur ou épais, il sera impossible de l'enlever chimiquement. Dans ce cas, il faut démonter la culasse.
Si le moteur est un système PFI/GDI, son entretien ne nécessite pas beaucoup plus que l'utilisation de l'huile moteur spécifiée et d'un bon nettoyant pour système de carburant dans le réservoir tous les 3, 000 milles. La chimie gardera les vannes propres ainsi que les axes des injecteurs PFI et GDI et rendra le système insouciant.
Ne vous inquiétez pas de posséder un moteur GDI uniquement. Mais je vous recommande fortement de suivre les étapes de maintenance que j'ai décrites ici pour des années de service sans problème. Si non, vous installerez probablement un nouveau moteur dans le véhicule sur la route.
