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Pourquoi les moteurs modernes utilisent plusieurs injections par cycle

Dernière modification : 02/04/2025 - 0

Comme vous le savez peut-être déjà, les moteurs diesel et essence ne se limitent plus à une seule injection de carburant par cycle. Désormais, plusieurs injections sont réalisées successivement dans chaque cylindre avec une précision millimétrique. Ce qu’on appelle “injection multiple” permet de gagner en confort, en rendement, mais aussi de mieux contrôler les émissions polluantes. Voici comment ça fonctionne et pourquoi c’est devenu systématique sur les moteurs modernes.

Les pré-injections

Sur les moteurs diesel les pré-injections ont comme rôle chauffer légèrement la chambre de combustion (en rajoutant de la matière on gagne en taux de compression, avec un air comprimé par le cylindre montant qui chauffe donc plus) et à raccourcir le délai d’inflammation du carburant principal. Ce délai représente le temps entre l’injection et l’auto-inflammation du mélange. S’il est trop long, une grosse quantité de gazole s’accumule, ce qui entraîne une combustion brutale. En le réduisant la combustion devient plus progressive, moins bruyante. Une ou deux petites quantités de gazole sont donc injectées avant l'injection principale, pendant la phase de compression du cycle à 4 temps.

Quand deux pré-injections sont utilisées, la montée en pression dans le cylindre est encore mieux maîtrisée. Cela évite les pics de température, ce qui permet aussi de limiter la formation de NOx (oxydes d’azote), des gaz nocifs étroitement surveillés.

Sur les moteurs essence, surtout sur ceux à injection directe qui sont devenus la norme, on améliore le mélange air-carburant : on améliore l'homogénéité de ce dernier en mélangeant mieux les deux, ce qui limite au passage le cliquetis. Cela permet au calculateur d’avancer l’allumage le plus possible, ce qui améliore le rendement et la vivacité du moteur. C’est aussi utile lors du démarrage à froid, où le mélange / brassage est plus difficile à produire.

Des injections principales mieux réparties

Sur les diesels modernes, cette injection principale est souvent divisée en deux ou trois doses successives. Dans le cylindre l’air admis forme un tourbillon (appelé effet swirl) qui aide à bien mélanger le gazole. Si on injecte toute la quantité d’un coup, les jets perturbent ce mouvement et une partie du carburant peut même venir frapper les parois du cylindre, ce qui nuit à la qualité de la combustion. En injectant par petites doses on respecte perturbe moins le mouvement d’air, la pulvérisation est plus fine, et le carburant reste bien dans le centre de la chambre.

Sur les moteurs essence le but est toujours d’améliorer la répartition spatiale et temporelle du mélange, pour une combustion plus propre et plus complète.

Les post-injections

Sur les moteurs diesel on trouve aussi des post-injections réalisées après l’injection principale. Elles ont comme but d'élever la température des gaz d’échappement pour activer la régénération du Filtre à particules. Le but est d'arroser l'intérieur de l'échappement avec du carburant pour le décrasser, un peu comme une pyrolyse. Il peut y avoir jusqu’à trois cycles de post-injection, le carburant injecté ne brûle pas immédiatement mais s’enflamme plus loin. Cela permet d’atteindre des températures suffisantes pour brûler les suies stockées dans le FAP et ainsi le débarrasser de ces dernières.

Les moteurs essence n'ont pas besoin de régénération active (les passives suffisent) mais certaines post-injections peuvent servir à refroidir temporairement la chambre (tout liquide absorbe la chaleur environnante, même le carburant).

Une gestion dynamique

Le point commun entre essence et diesel c’est que toutes ces injections sont gérées électroniquement. Le calculateur adapte en temps réel la quantité, le moment et la pression d’injection en fonction de nombreux paramètres : température du moteur, charge, régime, pression d’admission, taux d’oxygène…

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