Les moteurs à injection directe tirent davantage de performances de chaque goutte de carburant. Pour ce faire, ils modifient fondamentalement la façon dont l’air et le carburant interagissent à l’intérieur du cylindre. Le résultat est un mélange plus pauvre et une combustion plus complète.
Ce n’est pas magique. C’est la chimie et la physique qui travaillent en tandem. Le rapport air/carburant de ces moteurs atteint souvent 40 parts d’air pour une part de carburant. C’est un mélange de 40 : 1. Les moteurs à essence standard fonctionnent généralement à 14,7 : 1. Un rapport aussi bas signifie que le moteur consomme du carburant de manière conservatrice.
L’emplacement physique du carburant est également important. L’injection directe pulvérise le carburant directement dans la partie la plus chaude de la chambre de combustion. Cela se produit près de la bougie d’allumage. Les moteurs traditionnels à injection par port mélangent le carburant et l’air avant qu’ils n’entrent dans le cylindre. Le mélange se disperse largement. Cela laisse des poches de carburant non brûlées. L’injection directe élimine ces poches.
Ajustements matériels et techniques
L’injection directe ne réécrit pas les lois de la thermodynamique. Cela modifie simplement ceux existants. Le moteur repose toujours sur les mêmes principes de base de la combustion interne. Mais le matériel en coulisse est différent.
Vous avez besoin d’une rampe d’injection pour gérer la pression. Ce composant distribue le carburant aux injecteurs avec précision. L’unité de commande du moteur fait également le gros du travail. Il calcule les débits et la taille des gouttelettes en temps réel. Il gère également les contrôles des émissions. On n’y pense pas en conduisant. L’ordinateur le fait.
Les émissions sont ici un facteur majeur. Ces moteurs produisent des niveaux élevés d’oxydes d’azote (NOx). Cela nécessite des convertisseurs catalytiques spéciaux. Sans eux, les niveaux de pollution augmenteraient. Malgré le défi des NOx, les moteurs à injection directe sont loués pour leurs émissions globales plus propres.
Potentiel des deux temps et applications futures
Les gains d’efficacité ont suscité l’intérêt pour les variantes à deux temps. La plupart des voitures et motos homologuées pour la route utilisent des moteurs à quatre temps. Les deux temps dominent les vélos tout-terrain, les petits bateaux et les motomarines. Ils sont également courants dans les pays en développement où les motos servent de moyen de transport principal.
Les constructeurs de moteurs ont passé des années à essayer de perfectionner la conception à injection directe à deux temps. L’objectif est de combiner une efficacité élevée avec des émissions réduites. Le succès dans ce domaine pourrait changer la façon dont nous propulsons les petits moteurs.
La prochaine étape consiste à comprendre la mécanique. Comment la pulvérisation de carburant à haute pression évite-t-elle de faire exploser le moteur ? La réponse réside dans le timing et le contrôle de la pression.
