15 février 2015 7 15 /02 /février /2015 21:59

 

2.3-Chaîne d'alimentation carburant

 

 

Nous l'avons vu, le système d'injection agit sur la durée d'ouverture des injecteurs pour contrôler la quantité d'essence injectée par le biais d'une commande électrique.

Descriptif mécanique injecteur

Cependant, pour que cela soit possible, il faut que la pression carburant appliquée aux injecteurs soit fixe afin d’avoir un débit constant.
Rappel: Quantité(kg) = Débit (kg/sec) x Temps (sec)
Avec un débit constant, la quantité injectée est directement proportionnelle au temps d'ouverture des injecteurs.

De ce fait, il  doit être soumis à une pression spécifique et stable à tout moment pour conserver le même débit. La quantité injectée sera alors uniquement proportionnelle à la durée de son excitation électrique. 

Un injecteur grippé, ou encrassé, faussera la quantité demandée par le calculateur.


Exemples:

  • L'injecteur d'un XU5JA a un débit de 145cc/min lorsqu'il est soumis à une pression de 3Bars
  • L'injecteur d'un XU9JA a un débit de 214cc/min lorsqu'il est soumis à une pression de 3Bars
  • L’Injecteur d'un XU9J1 a un débit de 203cc/min lorsqu'il est soumis à une pression de 2,5bars

La régulation de pression carburant dépend de l'injecteur équipant le moteur.

Le calculateur est associé à un injecteur spécifique car le calcul de la durée d'ouverture intègre cette valeur de débit. En cas de changement d'injecteur, le dosage sera différent. Idem en cas de changement de régulateur de pression.
Note: De par sa conception, l'injection LU2-Jetronic compense automatiquement, jusqu'à une certaine limite, une dérive du débit de l'injecteur ou de la régulation carburant en compensant par la durée d'ouverture des injecteurs pour rechercher la proportion idéale 14,7:1.

 

 

Le rôle de la chaîne d'alimentation en carburant est d'alimenter chaque injecteur à la même pression carburant régulée à une valeur précise.

 

 

 

Architecture du circuit carburant

 

Le système carburant est composé de:

  • Pompe à essence électrique
  • Filtre carburant
  • Rampe d'injection à pression régulée
  • 4 injecteurs
Archictecture et role composant circuit carburant LE2-JEtronic

 

 

Pompe carburant


Le circuit carburant est pressurisé par une pompe immergée dans le réservoir. Elle de type électrique à rouleaux, peu fragile, mais son moteur peut s'endommager si elle reste trop longtemps soumise à l'air libre.

 

Elle est alimentée électriquement par le relais tachymétrique, voir Autres fonctions externes au calculateur p2.7.
Sa lubrification est assurée par le carburant. Elle possède son propre filtre au niveau de sa crépine d'aspiration mais un filtre plus fin (10 microns) est placé en aval afin de préserver les injecteurs.

La pompe présentée ci-dessus est fixée dans un support avec crépine immergée dans le réservoir (modèles AMFG ou Bosch).

Vue éclatée ensemble pompe AMFG
Vue éclatée ensemeble pompe BOSCH

 

 

 

 

 

 

 

 

Repères Désignation
1 Support et connexions de pompe
2 Pompe carburant
3 Crépine

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Débit & Pression de la pompe carburant :
Les principales caractéristiques de la pompe sont Pression et Débit.
Le choix se fait par rapport à l'injecteur utilisé.

  • Pression: elle doit être supérieur à la valeur de tarage de l'injecteur.

Supérieur à 3bars, le régulateur de la rampe abaissant ensuite la pression à la valeur précise.

  • Débit: il doit être supérieur à la somme des débits instantanés des 4 injecteurs+débit retour du régulateur.

La pompe, étant commune à tout les moteurs de nos GTi, doit donc être capable d'alimenter l'injecteur ayant le plus gros débit.
Notamment ceux du XU9JA dont le débit est de 214cc/min sous 3 bars.  

4 injecteurs x 214cm3/min= 856cm3/min soit 51l/h (214cm3 pour 15sec) + débit de retour réservoir.

 

Les premiers millésimes sont équipés d'une pompe assurant un débit de 130l/h sous une pression de 4,5bars (AMFG). Par la suite cette pompe est remplacée par un modèle plus silencieux assurant 75l/h sous 3,5bars (BOSCH). Toutefois un système d'atténuateur de bruit était proposé sur le modèle AMFG. Plus d'info, voir Autres fonctions externes au calculateur p2.7.
Ces deux pompes sont interchangeables car leurs caractéristiques sont supérieures aux injecteurs montés sur nos GTi mais il est nécessaire d'adapter la connexion au niveau du faisceau. Voir Remplacement pompe carburant p9.8.

 

pompes.jpg

Note: On peut remarquer que le débit est augmenter de 25l/h tout les 1/2bar de pression supplémentaire. Plus la pression de la pompe est importante, plus son débit doit être augmenté pour compenser le retour carburant vers le réservoir lors de la régulation de pression.

 

 

 

Filtre carburant

 

En complément de la crépine filtrante de la pompe dans le réservoir, la rampe d’injection est protégée par un second filtre, plus fin (10 microns), situé dans le logement moteur juste avant la rampe.

 

Filtre rampe d'injection

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Coupe du filtre carburant:

Coupe filtre carburant 205GTi
Cliquer sur l'image pour l'agrandir



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rampe d'injection & régulateur

 

Le carburant est donc acheminé jusqu'à la rampe d'injection grâce à la pompe via le filtre pour y être régulé et distribué aux injecteurs.

La valeur de pression carburant est en accord avec les caractéristiques des injecteurs installés, donc stabilisée à une valeur fixe.

En plaçant les 4 injecteurs sur cette rampe, on s'assure ainsi qu'ils recevront la même pression. Cette pression est relative à la pression ambiante à laquelle les sorties d'injecteurs sont soumises. Dans ce cas précis, on considère que la pression ambiante se trouve dans la chambre dans laquelle ils pulvérisent, donc la tubulure d'admission.

Un régulateur, placé à ce niveau, est chargé d'assurer le contrôle de la pression carburant de la rampe.

Son rôle est de réguler la pression carburant à la valeur désirée par rapport à la pression régnant dans le collecteur d'admission.

Il est composé d'une membrane dont les 2 faces sont exposées :

  • à la pression carburant (à réguler) d'un coté.
  • à la force d'un ressort taré (valeur de pression désirée)+pression collecteur d'admission de l'autre coté.
Régulateur de pression carburant Injection
Cliquer sur l'image pour l'agrandir

 

 

 

 

La pression du carburant acheminée par la rampe d'injection contre la force exercée par le ressort R jusqu'à équilibre. Ce tarage assure la valeur de pression désirée (3Bars).
La dépression D dans le collecteur aspire la membrane et abaisse la force du ressort, et donc de la pression.
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On obtient ainsi est une pression différentielle et non pas absolue.

 

Éclaté d'un régulateur carburant de moteur XU injection Peugeot :

Eclaté Régulateur de Pression d'Essence 205 GTi
Cliquer sur l'image pour l'agrandir

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Régulateur écrasé pour augmentation pression

 

 

Certaines personnes écrase le corps du régulateur afin augmenter la force du ressort. Ceci entraine une augmentation de pression et donc de richesse puisque l'injecteur pulvérisera plus de carburant que la normale.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Le carburant est renvoyé vers le réservoir tant que la Pression Carburant est supérieur à la force du ressort + pression de l'air jusqu'à obtenir l'égalité de pression.
Note: sur un moteur atmosphérique (sans turbo), la pression régnante dans le collecteur est toujours négative. La Pression Carburant sera toujours inférieur à la force du ressort du régulateur.

Régulation rampe d'injection

Même en cas de panne, il est impossible que les injecteurs travaillent avec une pression d'essence différente. Tout risque de fonctionnement dissymétrique est écarté.


 

Valeurs de pression soumises au régulateur


Dépression régnante dans la tubulure d'admission

 
La pression carburant envoyée à l'injecteur est régulée par rapport à la pression régnante dans le collecteur d'admission.

Cependant la pression d'air dans les tubulures d'admission n'est pas stable. Elle est fonction de 3 paramètres:

  • Pression atmosphérique.
  • Aspiration du moteur.
  • Position du papillon.


La pression atmosphérique dépends des conditions météorologiques et de l'altitude. Cet élément doit être pris en compte pour assurer un bon fonctionnement du moteur dans des conditions d'utilisations changeantes.
De plus, le moteur cherche à monter en régime. La limitation de régime est assurer par le papillon ce qui engendre une dépression dans la tubulure d'admission car le moteur cherche à aspirer l'air sans y arriver.
La dépression du collecteur d'admission est maximum en bas régime car le papillon est peu ouvert.
La dépression du collecteur d'admission est minimum en pleine charge car le papillon est grand ouvert.

 

 

Valeurs de dépression dans le collecteur d'admission

 

On peut considérer que la dépression dans le collecteur d'admission est de l'ordre de -0,35Bars au ralenti.

Elle augmente ensuite jusqu'à  -0,65Bars vers 2000trs/min en raison du régime plus important mais de la faible ouverture papillon.

A partir de ce régime, la dépression descends doucement jusqu'à -0,1Bar (du au filtre à air, débitmètre, conduit d'admission forme de l'entrée d'air... etc.). Ceci en raison de la forte ouverture papillon mettant à l'air libre le conduit d'admission

La dépression est donc maximum à 2000trs/min en condition normale d'utilisation (hors fonctionnement frein moteur)

Mesure dépression tubulure d'admission -0.35bar

Branchement sur la tubulure

 

Régime : 960trs/min

Pression : -0,35bars 

Mesure dépression tubulure d'admission -0.5bar

Régime : 1078trs/min

Pression : -0,51brs

Mesure dépression Tubulure -0.6bars

Régime : 1693trs/min

Pression : -0,61bars

Mesure dépression Tubulure -0.65bars

Régime : 2022trs/min

Pression : -0,65bars

Régime : 2225trs/min

Pression : -0,63bars

Régime : 2475trs/min

Pression : -0,61bars

 

 

 

Régulation carburant fonction charge moteur

 

 

  • Moteur, coupé, pompe en fonctionnement

La dépression est nulle. La régulation ne se fait que grâce au ressort taré car la membrane n'est pas soumis à une dépression. La pression obtenue au niveau de la rampe, donc des injecteurs, est celle du régulateur: 3bars.

 

  • Moteur en bas régime

La dépression collecteur est maximum. La pression au niveau de la rampe est: valeur Ressort+valeur Dépression= 3+(-0,6)=2,4bars
Par contre, les injecteurs travaillent sous 3bars malgré une pression rampe à 2,4bars.

 

  • Moteur en pleine charge, régime stabilisé :

La dépression collecteur est minimum. La pression au niveau de la rampe est: valeur Ressort+valeur Dépression=3+-(0,1)=2,9bars
Par contre, les injecteurs travaillent sous 3bars malgré une pression rampe à 2,9bars.



La durite de signal pression collecteur est donc importante pour assurer une bonne régulation carburant. En cas d'obturation, la pression de la rampe sera constamment à la valeur du régulateur: 3bars. Ce qui se traduit par une augmentation de la richesse à bas régime mais peu d'influence en fonctionnement pleine charge régime stabilisé.
La durite de retour carburant doit être libre. En cas d'obturation, la pression de la rampe sera celle de la pompe 4bars. la richesse sera augmenté dans tout les états de charge particulièrement dans les bas régime.


 

 

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