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2 INJECTION D'ESSENCE Principe de fonctionnement : Sur les systèmes actuels, une centrale électronique de commande reçoit les informations périphériques dont les principales sont; Elle les traite en technique numérique pour doser la quantité d'essence en fonction des conditions d'utilisation du moteur. Avantages On distingue différents types d'injection : 1. Injection continue La quantité d'essence nécessaire est calibrée en continu par le doseurdistributeur. La quantité d'air aspirée est mesurée par un plateau sonde. Les injecteurs sont ouverts en permanence, mais leur débit est variable Du fait que la pression d'essence est supérieure, la pulvérisation est excellente 2. Injection par intermittences monopoint et multipoints à mélange externe Il existe plusieurs types d'injection intermittente qui se différencient par leur système de mesure de la charge (quantité d'air admise du moteur). La charge peut être mesurée par : 2.1 Monopoint ou Centrale Toute la quantité d'essence est injectée par un seul injecteur. La quantité d'essence varie en fonction de la durée d'ouverture de l'injecteur. 2.2 Multipoints Chaque cylindre comporte un injecteur 3. Injection directe... 2 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

3 LE FONCTIONNEMENT Chaque type d'injection comprend trois parties : LE CIRCUIT D'ALIMENTATION Le circuit d'alimentation se compose essentiellement de : La pompe La pompe électrique à galets multicellulaires est entraînée par un moteur électrique à aimants permanents. Le rotor monté excentriquement dans le carter de pompe, comporte des rouleaux métalliques périphériques qui, plaqués vers l'extérieur par la force centrifuge, assurent l'étanchéité du système. Le carburant est amené dans les cavités qui se forment entre les rouleaux et le rotor, puis il est refoulé dans la conduite d'injection. Le moteur électrique est noyé dans le carburant. La pression d'alimentation est constante dans toutes les conditions d'utilisation et évite ainsi la formation de bulles de vapeur dans les canalisations. 3 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

4 Contrôles du débit: Il est mesuré sur la conduite de retour et doit être au minimum de a) Défaut mécanique Défauts : b) Défaut électrique Tension : 12 V. Consommation de la pompe : environ 5 Ampères Défauts : 1.2 Le filtre Elément en papier ayant une porosité moyenne de 0,01mm. Le filtre est muni d'un tamis à la sortie pour bloquer les particules de papier qui se détacheraient. 4 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

5 1.3 Le régulateur de pression Fonctionnement Contrôle de la pression : C est le tarage du ressort hélicoïdal qui commande la membrane mais la chambre du ressort communique avec le. Cela permet de modifier la du carburant en fonction de la variation de pression dans le collecteur d admission. Lorsque le papillon des gaz est complètement ouvert, seul le ressort agit sur la membrane, la pression d essence est ( bar). Par contre au ralenti la dépression agit sur la membrane et la pression d essence ( bar). Cette manière de faire permet de maintenir constante la au niveau des injecteurs quelle que soit la position du EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

6 A) Pleine charge B) Position ralenti : Pression du carburant = Pression du carburant = 1.4 Les injecteurs Les injecteurs sont actionnés. La commande électrique vient de de commande électronique (système de ) Lorsque le courant traverse l enroulement magnétique, de l injecteur se soulève de mm et permet ainsi au carburant d être injecté, dans la tubulure, à une précise de la soupape d admission. L ouverture à lieu à chaque tour de vilebrequin et sa durée varie entre ms. 1. Filtre 2. Connecteur d alimentation 3. Enroulement magnétique 4. Noyau magnétique 5. Gicleur à aiguille 6. Aiguille d injection 7- Disque de butée Contrôles : Info: EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

7 Commande des injecteurs : L injection se fait deux fois par cycles de la moitié du volume, pour tous les injecteurs en même temps, et sans rapport avec l ouverture de la soupape d admission. Les injecteurs sont commandés par la masse, par groupes de 2 ou 3 PMH PMB PMH PMB PMH PMB PMH PMB PMH du Premier Ouverture de la soupape d admission Injection Allumage : groupes de deux injecteurs. L injection se fait une fois par cycles, par PMH PMB PMH PMB PMH PMB PMH PMB PMH du Premier : L injection se fait indépendamment pour chaque cylindres, selon l ordre d allumage et un peu avant l ouverture de la soupape d admission. PMH PMB PMH PMB PMH PMB PMH PMB PMH du Premier 7 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

8 2. MESURE DES PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT Afin de garantir un mélange parfait dans toutes les conditions de fonctionnement du moteur, l'unité de commande a besoin d'informations pour doser la quantité d'essence (temps d'ouverture des injecteurs). Ces informations, qu'on appelle "Paramètres de fonctionnement", sont transmises à l'unité de commande par différents éléments qui permettent de les mesurer. Suivant l'importance de ces paramètres on les classe en 3 groupes : Mesures principales Mesures intermédiaires UNITE DE COMMANDE Fonction: Mesures correctrices 8 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

9 QUESTIONNAIRE Injection 1 1. Citez les avantages de l'injection Citez les différents types d'injection? Citez les différentes parties d'une injection Quels sont les contrôles que l'on peut effectuer sur le circuit d'alimentation? Pourquoi faut-il prendre garde au sens de montage du filtre à essence? a)quel est le rôle du régulateur de pression? b) Comment peut-on le contrôler? Comment peut-on se rendre compte rapidement si les injecteurs fonctionnent? Quelles sont les paramètres principaux de mesure? EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

10 L - JETRONIC Injection multipoints par intermittence EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

11 Exercice d'identification selon schéma 1. Complétez le tableau ci-dessous : a) dans la colonne de gauche; marquez le numéro de chaque élément composant le circuit d'alimentation d'essence. b) dans la colonne de droite; inscrivez le nom de ces éléments. Numéro Nom de l'élément Réservoir de carburant 2. Compléter le tableau ci-dessous : a) dans la colonne 1; citez les paramètres principaux de fonctionnement. b) dans la colonne 2; marquez le numéro de l'élément permettant de les mesurer c) dans la colonne 3; inscrivez l'appellation de ces éléments Paramètres principaux Numéro de l'élément Nom de l'élément 11 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

12 EXERCICE 1. Compléter le tableau ci-dessous : a) dans la colonne de gauche; notez les paramètres de fonctionnement intermédiaires et correcteurs. Utilisez un stylo de couleur bleue pour les paramètres intermédiaires et la couleur noire pour les paramètres correcteurs. b) dans la colonne de droite; inscrivez le nom des éléments de mesure. Paramètres Nom de l'élément de mesure 2. Quelle est la fonction de l'unité de commande? Quels sont les éléments commandés par l'unité? Pourquoi fournit-on toutes ces informations à l'unité de commande, dans quels buts? EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

13 2.1 Mesure du débit d air (charge) Débimètre d air type L-Jétronic Principe Composition Basé sur le montage en série de résistances, le potentiomètre est une résistance sur laquelle on fait glisser un curseur afin de la diviser en deux résistances dont la somme des valeurs reste constante. La résistance est formée d une fine pellicule de charbon ou d un fil résistif enroulé. L information «quantité d air admise» est transmise à l unité de commande par le potentiomètre du débimètre d air Un volume d amortissement évite les vibrations du volet provoquées par l ouverture et la fermeture des soupapes d admission. Le réglage du «CO» s opère à l aide d une vis qui obstrue plus ou moins un canal d air monté en dérivation du volet EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

14 2.1.2 Débimètre d'air massique à fil chauffant type LH-Jetronic L'information "quantité d'air admise" est mesurée par un fil de de 0,07mm de diamètre Ce principe mesure la de l'air et permet ainsi de tenir compte de la de l'air et de la atmosphérique. Pyrolyse : Après chaque arrêt du moteur, le fil est porté à une température de 1000 C afin de le fil. Le "CO" peut-être régler à l'aide d'un potentiomètre, vis EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

15 SCHEMAS ELECTRIQUE DU DEBITMETRE A FILM CHAUD Description du fonctionnement basé sur le couplage en pont de Wheatstone Le pont de Wheatstone (formé de R3, R2, Rs, Rt+R1 ) est en équilibre lorsque Rs se trouve à environ 120 C au-dessus de la température de l'air. L'air traversant la membrane prive la Rs de chaleur, ce qui déséquilibre le pont. Cette situation est relevée par le circuit aboutissant à IC1, lequel commande, de façon proportionnelle au déséquilibre du pont, le transistor T1; celui-ci délivrera par conséquent plus de courant à travers la Rh afin de réchauffer la Rs et de rééquilibrer ainsi le pont. Le circuit IC2 mesure le courant qui traverse la Rh. Ce courant, qui garantit l'équilibre du pont, est donc proportionnel à la masse d'air qui traverse le débitmètre. 1. Connecteur 2. Canal de mesure 3. Capteur à film chaud 4. Entrée de l air 15 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

16 Débitmètre d'air massique à détection de reflux Avantages L'ouverture et la fermeture des soupapes provoquent des reflux de la masse d'air aspirée dans la tubulure d'admission. Le débitmètre d'air massique à film chaud avec détection du reflux détecte la masse d'air qui reflue et en tient compte par l'envoi d'un signal à l'appareil de commande moteur. La mesure effectuée est ainsi très précise. Constitution du système Le canal de mesure «prélève» un flux d'air partiel dans la tubulure d'admission et le dirige le long d'un élément capteur. L'élément capteur mesure dans ce flux d'air partiel la masse d'air aspirée ainsi que le reflux. Le signal de cet élément capteur est traité dans le circuit électronique puis transmis à l'appareil de commande moteur. Principe de fonctionnement Deux capteurs de température (T1 + T2) et un élément chauffant sont placés sur l'élément capteur. Le matériau du support sur lequel ont été placés les capteurs et l'élément chauffant est une membrane en verre. On utilise du verre parce que c'est un très mauvais conducteur thermique. On évite ainsi que la chaleur de l'élément chauffant ne parvienne aux capteurs par le biais de la membrane de verre, ce qui provoquerait une mesure erronée. 16 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

17 L'air au-dessus de la membrane de verre est réchauffé par l'élément chauffant. Comme la chaleur se répand uniformément en I'absence de flux d'air et que les capteurs sont à égale distance de l'élément chauffant, les deux capteurs mesurent la même température de l'air. Détection de la masse d'air aspirée Lors de l'aspiration, un flux d'air est dirigé de T1 en direction de T2 par le biais de l'élément capteur. L'air refroidit le capteur T1. Il se réchauffe au-dessus de l'élément chauffant, si bien que le capteur T2 ne sera pas aussi fortement refroidi que T1. La température de T1 est donc inférieure à celle de T2. Grâce à cette différence de température, le circuit électronique détecte que de l'air a été aspiré. Détection du reflux Si l'air se déplace dans le sens inverse audessus de l'élément capteur, le capteur T2 sera davantage refroidi que T1. Le circuit électrique reconnaît qu'il s'agit alors d'un reflux. Il déduit la masse d'air en reflux de la masse d'air aspirée et transmet le résultat à l'appareil de command moteur. L'appareil de commande moteur reçoit un signal électrique l'informant de la masse d'air réellement aspirée et peut définir plus précisément la quantité de carburant nécessaire. Utilisation du signal Le signal du débitmètre d'air massique est utilisé pour le calcul de toutes les fonctions asservies au régime et à la charge, comme la durée d'injection, le point d'allumage ou le système de purge d'air du réservoir à carburant. 17 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

18 Débimètre d'air optique, type Karman vortex L'information "quantité d'air admise est transmise à l'unité de commande par un capteur optique EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

19 Sonde de pression du collecteur d'admission, type EFI-D Toyota et Mono-Jetronic L'information "quantité d'air admise" est transmise à l'unité de commande par l'intermédiaire d'une pastille de, principe " " Pression de référence 19 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

20 Les capteurs piézoélectriques Symbole : Le capteur pièzo actif Applications Fonctionnement Le capteur pièzo passif Applications Fonctionnement EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

21 Questionnaire 2 1. Quelles sont les particularités du capteur de pression? Expliquer le principe de mesure des capteurs de pression absolue Quelles sont les conséquences d un signal manquant du capteur de pression absolue? Quels sont les contrôles que vous pouvez effectuer sur le capteur de pression absolue? Comment se comporte la tension du signal quand la charge du moteur augmente? EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

22 2.1.5 Potentiomètre de papillon, type EFI Toyota et Mono-Jetronic L'information "quantité d'air admise" est transmise à l'unité de commande par un Notes : EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

23 Contrôle d'un potentiomètre de papillon 1 Contrôle statique du potentiomètre connecteur débranché Contrôle de l'alimentation Contrôle de la tension de sortie, connecteur branché EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

24 2.2. Mesure du régime moteur, de la position du vilebrequin et de l arbre à came (1 er cyl.) L'information "fréquence de rotation du moteur" peut être transmise de 2 manières A). Par le signal de la borne 1 du circuit primaire de l'allumage. Au moment de l'ouverture du circuit primaire provoque une induction de tension d'environ 400 V. Ce type de signal est utilisé sur les systèmes L-jetronic et les premières générations LH. B) Par un capteur inductif qui envoie un signal alternatif sinusoïdal. C) Sur les injections séquentielles, la mesure de la position du 1 er cylindre se fait par un capteur à effet Hall qui envoie un signal numérique. Le capteur inductif Symbole : Fonctionnement Le disque appartenant au système de capteur est composé d'une couronne dentée, qui est fixée sur le vilebrequin L amplitude de la tension dépend de la vitesse circonférentielle de la couronne, du régime du moteur, de la grandeur de l'entrefer, de la forme des dents, des caractéristiques magnétiques du matériau de la couronne et du support.. La tension fournie par le capteur, sert de référence de régime et de position angulaire du vilebrequin (PMH). 24 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

25 Types de capteur inductif Capteur de régime et de repère de référence 1. capteur de régime 2. capteur de référence 3. aiment permanent 4. noyau de fer doux 5. enroulement 6. carter du moteur 7. repère de référence 8. couronne du volant Capteurs de régime et de repère de référence 1. aimant permanent 2. boîtier 3. carter du moteur 4. noyau de fer doux 5. enroulement 25 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

26 Capteur inductif actif 1 = Signal enroulement primaire 2 = Signal enroulement secondaire 3 = Déphasage 4 = Capteur d angle vilebrequin 5 = Roue incrément 6 = Repère de référence 7 = Capt. d angle de l arbre à cames Fonctionnement Le régime moteur, la positon du vilebrequin, ainsi que la position de l'arbre à cames (reconnaissance cyl. 1) sont détectés par des capteurs d'impulsions angulaires. Le capteur d impulsions angulaire possède deux bobines. La première bobine est alimentée par le boîtier de commande avec une tension alternative de 150 khz pour le capteur de vilebrequin et une tension alternative de 120 khz pour le capteur d'arbre à cames. Une tension identique en phase peut être également détectée sur la deuxième bobine, même quand le moteur est arrêté. Le passage des dents et des trous de dents par rotation de la couronne, induit un décalage de phase dans le capteur d`impulsion angulaire entre la tension appliquée et la tension détectée. Les informations sont utilisées pour la commande de l'injection et de l'allumage, ainsi que pour la surveillance de la commande d'arbre à cames. En quoi le capteur d'impulsions angulaires est-il différent du capteur inductif passif? EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

27 Contrôle du capteur inductif Questionnaire 1. Quel est l'avantage d'un débitmètre massique par rapport à un débitmètre volumique? Quel est l avantage d un débitmètre avec détection du reflux? D où provient ce reflux? Décrire le principe de mesure de ce reflux Citez les rôles d un capteur inductif Décrire le principe de fonctionnement d un capteur inductif Quel est le rôle de l emplacement de dents manquantes? EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

28 Distributeur d allumage à générateur à impulsions 1 = Rotor 2 = Stator 3 = Bobine impulsions 4 = Plateau du stator (mobile) 5 = Douille du rotor 6 = Douille du stator Fonctionnement 7 = Entrefer extérieur 8 = Aimant permanent 9 = Entrefer intérieur 10 = Plateau porteur Au moyen des composants suivants: - rotor, - stator, - aimant et - bobine une tension est induite dans la bobine par le jeu des mouvements selon le principe de l'induction. Stator Rotor Polarité normale Polarité inverse Seuil de réponse Polarité normale Polarité inverse Quelle est l incidence de l inversion de polarité de la bobine? EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

29 Le capteur Hall Symbole : Fonctionnement Système à semi conducteur découvert en 1879 par l'américain "HALL". Lorsque la plaquette Hall est soumise à un champ magnétique, le courant qui la traverse subit une déviation proportionnelle au flux magnétique. Une tension (Hall) prend naissance perpendiculairement au courant qui la traverse. De là le nom de générateur Hall. Cette tension amplifiée, par un circuit. Avantages Autres applications : U H Tension-Hall I Courant-Hall 29 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

30 Le distributeur d allumage à effet hall Les écrans du rotor sont liés à l'arbre de commande du distributeur. Lorsque ce dernier effectue une rotation, les écrans du rotor passent sans contact dans l'entrefer de la borne magnétique. Lorsque l'écran du rotor se trouve dans l'entrefer, le champ magnétique est dévié C.I. de Hall. C'est un courant primaire qui circule. Lorsque l'écran du rotor se trouve en dehors de l'entrefer, le C.I. est traversé par le champ magnétique. Il n'y a pas de courant primaire qui circule. Contrôle du capteur à effet Hall : C.I. en fonction U C.I. hors fonction t 1. Écran 2. C.I. Hall 3. Aimant permanent 4. Support 5. Tôle conductrice a Entrefer N Pôle-Nord S Pôle-Sud 30 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

31 2.3. Mesures intermédiaires Sonde de température du moteur Rôle L'information de "température moteur" est transmise à l'unité de commande par une sonde placée dans le circuit de refroidissement. Construction Capteurs thermoélectriques Principe Symbole : C'est le cas des thermo résistance :capteur dont la variation de résistance est proportionnelle à la température à laquelle il est soumis. 31 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

32 Applications Montée en diviseur de tension avec une résistance fixe se trouvant dans l'unité de commande CPU, elle transforme.. Unité de commande CPU Vers I/O R2 + 5V R1 Contrôle de la sonde de température NTC EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

33 Exercice Le diagramme ci-dessous permet de déterminer la valeur de la résistance en fonction de sa température. Indiquez la valeur de la résistance pour : a) 20 C = b) 80 C = 33 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

34 2.4 Mesures correctrices Pleine charge et décélération Rôle La position ralenti et pleine charge sont transmises à l'unité de commande par le contacteur de papillon. Position ralenti Position pleine charge Contrôle Brancher un ohmmètre ; a) entre les bornes 18 et 3 = contact de ralenti b) entre les bornes 18 et 2 = contact de pleine charge Construction 34 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

35 L'ACTUATEUR DE RALENTI Rôle L'actuateur remplace le tiroir d'air additionnel, il est donc monté en dérivation du papillon. Principe de fonctionnement L'actuateur est une vanne rotative qui ouvre plus ou moins un canal monté en dérivation du papillon. L'actuateur est un petit moteur électrique pouvant tourner dans les deux sens. Dans un sens, il ouvre le canal provoquant ainsi une augmentation du régime et dans l'autre sens, il ferme le canal, le régime diminue. L'actuateur est commandé par l'unité de commande. On trouve actuellement une électrovanne commandée par un courant à rapport cyclique. Le rapport cyclique Pour une période déterminée (100 ms), il représente le rapport entre le temps pendant lequel le courant est enclenché ou interrompu. Contrôle EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

36 INJECTION MOTRONIC INJECTION MULTIPOINTS MOTRONIC Principe Avantages 36 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

37 INJECTION MONOPOINT OU CENTRALE INJECTION MONO-JETRONIC Principe Avantages Inconvénients Différences par rapport aux injections multipoints EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

38 MONO - JETRONIC (Injection monopoint ou centrale) EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

39 INJECTION DIRECTE D ESSENCE Une injection est appelée directe si l'essence est injectée directement dans le et non dans. Le mélange se forme dans la chambre de combustion (comme Diesel) Buts recherchés Mercedes 300 SL ère voiture de série équipée de l injection directe Circuit d alimentation Deux pompes à carburant sont présentes dans le circuit. Légende EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

40 Le circuit d alimentation se divise en un circuit de et de. Le circuit basse pression peut être réglé sur 2 valeurs différentes. On parle alors de. Le circuit d alimentation Colorier dans les couleurs correspondantes La pompe haute pression La pompe haute-pression est entraînée par l arbre à cames, elle alimente le rail sous une pression de bar. Elle ne nécessite pas de car l ouverture des injecteurs et pilotée. Elle est de type à 1 ou 3 pistons, parfois, seulement 2 éléments sont installés dans la pompe à 3 pistons (facilité d entraînement, moins de perte d énergie). Le capteur n informe le boîtier de la qui règne dans le rail. Le calculateur commande la de pression n. 40 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

41 Notes : Capteur et modulateur de pression Fonction de la rampe :. Support des autres composants tels que le et le de pression, ainsi que la sonde de température de carburant.. 41 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

42 La soupape de modulation de pression. La soupape de modulation de pression est commandée selon un par l appareil de commande. Le régulateur est fermé lorsqu il n est pas, cela permet au système de fonctionner en cas de défectuosité électrique. La pression dans la rampe varie de. Les injecteurs. Tension de commande : 90 volts et 10 ampères pour ouvrir l injecteur. 30 volts et 3 à 4 ampères pour le maintenir ouvert. Les différents modes de fonctionnement. L injection directe permet au moteur de fonctionner selon différents critères. Le mode homogène fonctionne comme pour le moteur à injection indirecte. Le mode homogène se situe dans la cartographie entre le mode stratifié et le mode homogène. Le rapport est de. L injection a lieu en. Le volet de tubulure est ouvert en fonction de la charge. Mode stratifié 42 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY

43 Phase de fonctionnement Conditions pour commuter en mode stratifié : 43 EPSIC LAUSANNE N. COPPEY