Les différents types d'injecteurs et leur fonctionnement

Plan de l'article :

Injecteur : principe de base
Types d'injecteurs mécaniques ou électriques
Types d'injecteurs électriques : magnétique et piézoélectrique
Injecteur pompe
Types d'injecteurs : injection directe ou indirecte

Injecteurs à téton (indirecte)
Injecteurs à trou (directe)

Si dans un autre article nous avons traité le sujet de l'injection dans son ensemble (à savoir le circuit, et la pompe), nous allons ici nous concentrer en détails sur les injecteurs.
Quels différents types d'injecteurs il existe, comment fonctionnent-ils ? Telles sont les questions auxquelles nous allons répondre ici, avec le plus de simplicité possible.

Injecteur : principe de base

Rappelons que l'injecteur remplace le défunt carburateur qui n'a plus lieu d'être depuis des lustres (disparition progressive au début des années 90). La différence ici est que l'injecteur ne peut envoyer que du carburant, car il faut rappeler que le carburateur s'occupait aussi de mélanger le carburant (sous forme de vapeur) à l'air avant d'entrer dans le moteur. Le carburateur était donc une sorte d'injection indirecte très basse pression.

L'injecteur est alors simplement une sorte de "tube" obstrué sur l'avant qui peut envoyer sous pression (basse où haute, selon l'âge et le rendement du moteur) du carburant dans le moteur. Il sera placé sur la tubulure d'admission en cas d'injection indirecte ou encore sur la culasse pour l'injection directe (ou indirecte sur diesel, car l'injection indirecte ne fonctionne pas pareil entre ces deux types de moteurs).

A lire : différences entre injection directe et injection indirecte

Types d'injecteurs mécaniques ou électriques

Il existe plusieurs types d'injecteurs en ce qui concerne le mécanisme de levé de l'aiguille.

Il y a tout d'abord les injecteurs mécaniques : ces derniers s'ouvrent et envoie le carburant à partir d'une certaine pression. C'est à dire qu'ils arrivent à tenir une pression déterminée (par le ressort de rappel) mais finissent par s'ouvrir quand cette dernière est dépassée, un peu comme si elle retenait un fluide jusqu'à une certaine limite. Cette limite de retenue est liée au ressort interne de rappel. Plus il est taré dur plus il tient la pression, ce qui induit qu'il faudra une pompe à injection d'autant plus puissante si on veut arriver à les ouvrir. Il faut donc ici une pompe à injection distributrice, car elle devra envoyer la pression sur différents conduits (qui mènent chacun à un injecteur précis). Cela est donc différent d'une pompe à injection qui envoie la pression sur une seule et unique rampe commune.

Le deuxième type d'injecteur est électrique, à savoir que l'ouverture de l'aiguille se fait de manière électrique sous le contrôle du calculateur moteur. Bien entendu, c'est ce type d'injecteur qui équipe les voitures modernes.

Injection mécanique avec pompe distributrice

Types d'injecteurs électriques : magnétique et piézoélectrique

Il y a deux technologies qui servent pour les injecteurs électriques : électromagnétique (avec solénoïde) ou piézoélectrique. Le piézoélectrique est plus sophistiqué et coûte plus cher à produire. En effet, il permet à la fois une plus grande rapidité (deux à cinq fois plus rapide) mais aussi une plus grande précision au niveau de son temps d'ouverture.

Le coût important a parfois été fatal pour ce type d'injecteurs, et certaines marques ont d'ailleurs fini par l'abandonner pour cette raison, faisant alors perdre un peu d'agrément à leur moteur. Car oui, les injecteurs piézoélectriques réduisent le bruit et les vibrations du moteur, comem le fait déjà l'injection qui utilise une rampe commune (associer rampe commune et piézoélectrique permet d'avoir des moteurs très discrets).

La version classique avec solénoïdes utilise un électro-aimant pour ouvrir ou fermer l'injecteur, à savoir qu'on alimente une bobine pour induire un champ magnétique (un électro-aimant) qui va permettre de faire bouger l'aiguille. Avec le piézoélectrique, on utilise une superposition de plusieurs plaques céramique et d'électrodes qui auront une érection (oui c'est bien le terme ..) quand ils seront alimentés en courant, avec plus ou moins d'intensité.

Injecteur pompe

C'est un cas rare qui a été expérimenté par le groupe VW au début des années 2000. Le but consistait à intégrer une pompe par injecteur, ce qui permet de rendre l'injection plus réactive en limitant la longueur des canalisations de carburant entre la pompe et la chambre de combustion (en l'intégrant à l'injecteur on ne peut pas faire plus court !). On a en plus la possibilité d'injecter à très haute pression, comme avec la rampe commune d'accumulation. Chaque injecteur est déclenché par une came mécanique qui vient appuyer sur le ressort de l'injecteur.
Hélas cela induit des coûts importants pour les injecteurs et niveau agrément on avait des claquements et à-coups. La rampe commune se révèle bien plus discrète et c'est elle qui est la plus démocratisée (on peut même dire que l'injecteur pompe n'existe plus sur les automobiles).

Types d'injecteurs : injection directe ou indirecte

Comme vous vous en doutez, les injecteurs n'auront pas la même morphologie selon qu'on les place dans le collecteur d'admission ou directement dans le cylindre. Car rappelons que l'injection directe injecte directement dans les cylindres alors que l'indirecte se fait dans le collecteur d'admission pour l'essence et dans une chambre isolée à côté des cylindres dans le cas d'un diesel.

Les injecteurs indirects ont un embout qu'on appelle téton tandis que les injecteurs directs sont appelés injecteurs à trou.

Injecteurs à téton (indirecte)

Cette manière de faire fonctionner l'aiguille de l'injecteur induit moins d'encrassement. La forme de l'embout variera selon l'aérodynamisme et la forme de la tubulure d'admission. La modification permet de moduler l'angle de diffusion du carburant, avec un cône plus ou moins accentué.

Injecteurs à trou (directe)

Les injecteurs à trou sont conçus d'une manière assez proche et vous remarquerez que la différence reste assez subtile. L'aiguille est à l'intérieur de l'injecteur et ne sert que de barrière pour bloquer ou laisser passer le carburant. On a en sortie d'injecteur des petits trous qui vont orienter les jets de carburant.

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