Choix des injecteurs 

Introduction

Cette information est rédigée pour donner une idée de comment fonctionnent les injecteurs de carburant (pas diesel ou piézo) et faciliter le choix des injecteurs ainsi que clarifier les malentendus courants. Il y a toujours des exceptions dans la pratique, mais l'objectif ici est de garder les choses très simples, c'est pourquoi seules quelques points sont inclus.

1. Types d'injecteurs
2. Dimensions
3. Pointe allongée
4. Débit
5. Correspondance des débits
6. Résistance
7. Inductance
8. Pression de travail
9. Température de travail
10. Compatibilité avec différents médias
11. Image de l'injecteur
12. Angle de pulvérisation
13. Position des injecteurs
14. Alimentation des injecteurs
15. Connecteur électrique
16. Composants et choix des matériaux
17. Service
18. Problèmes avec les injecteurs
    

Types d'injecteurs

Alimentation en carburant
Injecteur à alimentation supérieure qui est alimenté en carburant par le dessus de l'injecteur et est monté sur un rail de carburant (fuel rail) qui distribue le carburant aux différents injecteurs. Ce type est généralement trouvé sur les voitures du marché européen et américain.

Injecteur à alimentation latérale qui est alimenté en carburant par le côté et est monté dans un rail de carburant (fuel rail) qui distribue le carburant aux différents injecteurs. Ceux-ci se retrouvent souvent sur le marché asiatique.

Les injecteurs à alimentation supérieure, quelle que soit la marque, utilisent souvent une sorte de norme Bosch même s'il peut y avoir de légères différences de taille.

Dimensions

Corps compact (33,6 mm entre les rainures O-ring)
Corps standard (48,65 mm entre les rainures O-ring)
Corps long (60,65 mm entre les rainures O-ring)

La pointe de l'injecteur descend alors de 11 mm à partir de la rainure O-ring supérieure dans la configuration standard. Il existe également une pointe d'injecteur plus longue qui descend de 24 mm à partir de la rainure O-ring supérieure.

En plus des tailles mentionnées ci-dessus, il existe une multitude de tailles adaptées à des modèles de voitures spécifiques, mais celles-ci sont plus difficiles à adapter au marché de l'après-vente, même si un injecteur d'un certain moteur peut également convenir à d'autres.

Le diamètre du trou de montage des injecteurs ou le diamètre des O-rings est souvent désigné comme 14,5 mm. Le col de la rainure de l'O-ring est de 13,2 mm et la plus grande dimension d'un O-ring monté adapté devient alors 15,2 mm. Ces dimensions conviennent à un trou de 14,5 mm.

Injecteurs à pointe allongée (xT)

Certains injecteurs ont une extension depuis le bas de l'O-ring qui mesure 24 mm. Cela peut être inséré dans le collecteur d'admission ou retiré à l'aide d'un adaptateur inférieur pour obtenir une saillie standard de 11 mm.

Débit des injecteurs

Le rendement de l'injecteur (Duty cycle)

La valeur de référence pour le rendement maximal des injecteurs dans l'industrie est de 80 % (0,8), mais cela peut varier considérablement en fonction de l'application et des composants choisis.

La raison pour laquelle on ne veut pas exploiter l'injecteur au maximum dépend de nombreux facteurs différents, mais la possibilité d'adaptation lors de la conduite en raison de facteurs externes tels que des filtres obstrués, des pompes à carburant usées, la qualité du carburant, etc.

Les filtres à carburant, tels que le filtre haute pression et le préfiltre, ainsi que le régulateur de pression de carburant, sont trois des causes les plus courantes de la perte de pression de carburant. C'est quelque chose sur lequel il faut être particulièrement vigilant.

La tension, la pression et la température sont d'autres facteurs qui influencent et rendent nécessaire d'avoir une marge de sécurité.

BSFC - brake specific fuel consumption (consommation de carburant spécifique à la puissance en suédois)

C'est une mesure de la quantité de carburant par heure nécessaire pour qu'un moteur produise une cheval vapeur.

Les valeurs générales pour un moteur à essence que l'on peut utiliser si l'on n'a pas d'historique antérieur du moteur à se baser (Pour E85, ajouter 0,15) :
Moteur sans suralimentation : 0,5
Moteur à compresseur : 0,6
Moteur turbo : 0,65

Unités de mesure

Il est courant que différents fabricants et pays utilisent différentes unités de mesure pour les injecteurs. Faites attention à cela, sinon cela peut entraîner des erreurs.

CM3/min
G/min
CC/min
LB/h (LB/h*10,5 = CC/min)
LB/min

Calcul
Ce qu'il convient de mentionner en premier est qu'il existe autant de façons de calculer cela qu'il y a de personnes. On peut également prendre en compte beaucoup d'autres informations pour obtenir une valeur aussi précise que possible, comme l'efficacité du moteur, la densité du carburant et la teneur énergétique, etc. Mais l'important est de ne pas choisir un injecteur trop petit, puis nous travaillons avec les caractéristiques et le design de l'injecteur pour trouver un injecteur qui convient bien au moteur et à l'application.

Nous utilisons maintenant des valeurs générales pour déterminer la taille des injecteurs :

(Puissance du moteur x BSFC) / (Nombre d'injecteurs x Rendement)

Exemple pour un moteur à essence suralimenté de 4 cylindres qui devrait produire environ 400 ch.

(400 x 0,65) / (4 x 0,8) = 81,25 LB/h (81,25 x 10,5 = 853 CC)

Nous avons ainsi déterminé que nous avons besoin d'au moins un injecteur de 853 CC pour le moteur mentionné ci-dessus, et nous choisissons ensuite le type d'injecteur le plus proche qui convient et fonctionne avec la pression de carburant, le profil des injecteurs, l'angle d'injection, la résistance, la compatibilité du carburant et la température de fonctionnement décrits sur cette page.

Dans quelle mesure un injecteur peut-il différer ?
Environ 6 % d'écart pour les injecteurs destinés aux carburants liquides (pas de CNG). Si ce n'est pas un injecteur à gaz, la plupart des injecteurs sont approuvés et uniformes pour une voiture d'origine à légèrement modifiée. Parfois, les injecteurs varient davantage, mais cela provient très probablement de différents lots de fabrication. Notez qu'avec une puissance moteur plus élevée / une marge de sécurité plus faible, les injecteurs doivent être appariés.

Correspondance des flux

Lors de la fabrication de injecteurs, de petites variations se produisent, ce qui fait que le débit d'un modèle d'injecteur peut varier de plusieurs pourcents. La différence résulte de la précision de la fabrication et bien sûr des coûts de production supplémentaires que cela impliquerait si l'on devait les fabriquer exactement directement à l'usine. Des facteurs qui influencent le débit comprennent l'enroulement de la bobine, le disque de l'injecteur, l'étanchéité des vannes pour n'en citer que quelques-uns.

Les fabricants de voitures utilisent des injecteurs avec les variations que l'usine doit respecter et ont donc des marges d'erreur très larges.

Le marché secondaire utilise souvent de petites marges d'erreur en raison de fortes demandes de puissance avec moins de marges de sécurité et des limitations des possibilités de test dans un environnement virtuel ainsi que des tests pratiques dans différentes conditions.

C'est pourquoi il est bon de faire correspondre les injecteurs qui ne sont pas fabriqués à l'usine. Cela signifie tout simplement que l'on regroupe, par exemple, 100 injecteurs en fonction de ceux qui ont un débit dans la nouvelle plage, qui est généralement de 1 % sur le marché secondaire, ce qui est très bon comparé à d'autres sources d'erreur qui présentent des variations beaucoup plus importantes.

Un système de contrôle peut aujourd'hui compenser le carburant dans chaque cylindre avec des capteurs lambda séparés et des capteurs EGT dans chaque cylindre, mais malgré cela, il est préférable d'avoir un ensemble d'injecteurs qui débitent également dans chaque cylindre.

Approche de la correspondance statique des injecteurs

Lors d'une correspondance ou d'un contrôle de deux injecteurs ou plus, une pression est appliquée à l'injecteur, par exemple 3 bars. Ensuite, l'injecteur s'ouvre pendant un temps donné, par exemple 20 secondes (mesuré en millisecondes). On mesure alors combien de carburant chaque injecteur a délivré. Lorsque les gens parlent de correspondance dans une fourchette de 1 à 2 %, il s'agit de mesures statiques.

Approche de la correspondance dynamique des injecteurs

Lorsqu'un injecteur s'ouvre, il peut falloir différents temps avant qu'il soit complètement ouvert, c'est pourquoi une mesure dynamique peut également être intéressante.

Environnement de test lors du contrôle

Notez que l'environnement de test par rapport à l'utilisation pratique peut avoir des conditions très variables en fonction des équipements auxiliaires et d'autres facteurs techniques. Cependant, cela fournit de très bonnes informations sur ce que l'on peut attendre des injecteurs et des informations de base lors du choix d'autres composants du système de carburant, tels que la pompe à carburant, le régulateur de pression de carburant et le filtre à carburant.

Divers facteurs qui influencent le contrôle dynamique incluent le type d'injecteur, la conception, le matériau, la pression de carburant, le type de carburant, la température, la tension, le temps de fonctionnement et enfin, mais non des moindres, le test lui-même.

Test des injecteurs

La façon dont le test est effectué et les outils utilisés sont ce qui génère la plus grande variation. Un contrôle statique ne donne pas une si grande variation, tandis qu'un test dynamique, surtout sur une plus longue durée, peut entraîner de grandes variations dans les mesures. Cela est particulièrement vrai si les injecteurs sont testés dans différentes machines avec différents médias et différentes durées de fonctionnement.

Temps de fonctionnement / Processus de travail

Un autre aspect qui n'est souvent pas discuté est le temps de fonctionnement de l'injecteur. Lorsqu'un injecteur est neuf, vous obtenez une certaine valeur. Lorsque l'injecteur a été rodé mécaniquement, vous obtiendrez une autre valeur. Cela n'a pas besoin d'être pris en compte lors d'une correspondance statique, mais cela peut donner des valeurs plus divergentes lors d'une correspondance dynamique, surtout lorsque d'autres facteurs influencent également le résultat.

Résistance de l'injecteur

Résistance de l'injecteur
La résistance est une capacité à limiter le courant dans un circuit électrique (par exemple, une bobine dans un injecteur). Plus la valeur de la résistance de la bobine est élevée, plus la tension requise pour l'alimenter est élevée. La résistance se mesure en ohms.

Résistance de l'injecteur
Certains systèmes de contrôle d'origine ne supportent que des injecteurs à haute résistance, et ceux qui, pour diverses raisons, montent des "injecteurs à faible ohm" doivent brancher une résistance en série dans le circuit de chaque injecteur pour atteindre la résistance pour laquelle le système de contrôle d'origine a été conçu (haute résistance). Il existe des variations et des exceptions ici aussi, mais ce n'est pas ce que l'on veut atteindre, donc nous n'allons pas approfondir davantage, car de cette manière, on manipule également la fonction de l'injecteur.

Peak and hold (basse résistance)
Les injecteurs Peak and hold / signaux sont utilisés pour contrôler les "injecteurs à faible ohm". Ce sont deux séquences où le peak est exactement ce qu'il semble : une première tension élevée (peak) est envoyée par le système de contrôle pour ouvrir rapidement l'injecteur. Ensuite, une deuxième séquence (hold) où la tension est réduite pour simplement maintenir l'injecteur ouvert.

Saturé (haute résistance)
Ce sont des "injecteurs à faible ohm" qui s'ouvrent et se ferment avec une faible tension.

Faible ou haute résistance ?
Une résistance de 2 à 4 ohms est généralement celle d'un injecteur à faible résistance, tandis qu'une haute résistance signifie généralement quelque part entre 8 et 16 ohms.

Auparavant, on préférait les injecteurs Peak and hold car ils étaient disponibles en plus grandes tailles et pouvaient supporter des pressions de carburant plus élevées avec un meilleur contrôle. Aujourd'hui, on choisit l'injecteur qui convient le mieux à l'application, car la plupart des systèmes de contrôle du marché secondaire supportent les deux types. Que ce soit à faible ou haute résistance, Peak and hold ou non, les grands injecteurs d'aujourd'hui sont souvent "à haute ohm" et parviennent à s'ouvrir et à se fermer au moins aussi bien que les "à faible ohm" grâce à leur capacité à supporter une tension plus élevée, un temps de réponse plus rapide, des composants internes plus légers et un meilleur contrôle en général par rapport aux anciens.

Inductance de l'injecteur

L'inductance est un courant électrique qui circule à travers un circuit (par exemple, une bobine dans un injecteur) et génère un champ magnétique, entraînant ainsi un flux magnétique à travers le circuit. La relation entre le flux magnétique et l'intensité du courant est appelée inductance. C'est l'un des nombreux éléments mesurés lors de l'entretien des injecteurs pour s'assurer que tous les injecteurs sont en bon état et qu'aucun ne dévie, afin d'éviter des problèmes futurs et des temps d'arrêt.

Pression de fonctionnement

La pression de fonctionnement / le débit d'un injecteur est spécifié par le fabricant et est souvent de 3 bars. Si la pression de carburant augmente, le débit augmente également avec le même temps d'ouverture. Certains injecteurs offrent un meilleur motif de pulvérisation à une pression de carburant élevée, tandis que d'autres fonctionnent mieux à une pression basse. Il est difficile de le savoir sans obtenir les données du fabricant ou du distributeur.

Une fois que l'on a trouvé le bon injecteur pour la puissance à utiliser, il est maintenant important de s'assurer que l'injecteur fonctionne dans la plage de pression de carburant prévue.

Exemple :
Un moteur turbo suralimenté doit fournir 3 bars de surpression.
Le régulateur de pression de carburant est linéaire 1:1 par rapport à la surpression.
Pression de carburant de base de 3 bars.

L'injecteur devra donc fonctionner avec une pression de carburant de 6 bars au maximum, et on souhaite que le motif de pulvérisation ne soit pas affecté négativement, car cela affecterait également l'efficacité du moteur de manière négative.

Souvent, les grands injecteurs d'origine n'ont qu'un bon motif de pulvérisation jusqu'à 5 bars, bien qu'il existe toujours des exceptions. Il faut ici veiller à rechercher un autre type de conception d'injecteur qui peut supporter cette pression. Ces injecteurs sont souvent appelés injecteurs de motorsport et peuvent généralement supporter jusqu'à 8 bars sans que le motif de pulvérisation ne soit compromis.

Température de fonctionnement

Plage de température de l'injecteur
Un injecteur de carburant fonctionne entre -40 degrés et +110 degrés sans être significativement affecté. Ces plages de température sont établies dans l'industrie automobile pour faire face à différents marchés où il fait très froid ainsi que très chaud. Cela s'applique également aux injecteurs de motorsport, et même s'il peut y avoir quelques variations, ces températures ne posent généralement pas de problème pour le maintien. De plus, les injecteurs modernes sont conçus pour être mieux refroidis par le carburant que par le passé.

Compatibilité avec différents médias

La plupart des injecteurs peuvent fonctionner avec de l'E85 et du BF95/98. L'E85 nécessite un entretien plus fréquent des injecteurs, car les conduites d'injecteurs peuvent commencer à se gripper et accumuler des dépôts qui affectent le débit et le motif de pulvérisation. Les systèmes de contrôle modernes peuvent souvent compenser la quantité d'injecteur avec des temps d'ouverture, mais le problème du débit de l'injecteur et du motif de pulvérisation demeure. C'est pourquoi il est toujours recommandé d'utiliser un additif de carburant qui lubrifie lors de l'utilisation d'éthanol, ainsi qu'un nettoyage des injecteurs une fois par saison.

Motif de pulvérisation

Il existe différents types de motifs de pulvérisation. Ceux-ci sont contrôlés par le nombre de trous dans l'orifice de l'injecteur, que nous appelons disque. On parle de technique à un trou, à deux trous et de technique à plusieurs trous. La technique à plusieurs trous peut comporter entre trois et huit trous, répartissant le carburant en différents motifs de pulvérisation.

Les différents motifs de pulvérisation peuvent être regroupés en trois catégories courantes, bien qu'il existe également des exceptions avec encore plus de variantes.
Motif de pulvérisation conique
Jet
Deux jets

Lorsque l'on parle de motif de pulvérisation, il existe différents angles de pulvérisation allant de 10 à 85 degrés. Le plus courant est de 10 à 30 degrés, où les injecteurs plus grands ont une pulvérisation plus large et les plus petits une pulvérisation plus étroite.

Angle de pulvérisation

En plus des différents motifs de pulvérisation, il est également possible, bien que moins courant, de choisir l'angle de pulvérisation. L'angle peut alors souvent être ajusté dans quatre directions différentes, en prenant le connecteur électrique comme point de référence.

L'angle le plus courant est d'environ 15 degrés dans l'une des quatre directions.

Positionnement de l'injecteur

Le choix de l'injecteur est généralement basé sur quatre critères principaux :

1. Combien il peut débit pour atteindre une puissance maximale.
2. S'il est compatible avec le système de contrôle que l'on va utiliser.
3. S'il est de la bonne taille.
4. S'il est compatible avec le carburant qui sera utilisé.

Un aspect souvent oublié est la pression à laquelle il doit fonctionner, s'il sera utilisé au quotidien ou seulement 2 heures par saison, le motif de pulvérisation et l'angle de pulvérisation. Il est important de déterminer si l'on doit adapter l'injecteur aux points de montage fixes que l'on a sur l'admission ou si l'on doit adapter l'admission en fonction des exigences spécifiques concernant le type d'injecteur qui convient à l'application moteur. Il faut également tenir compte du choix du connecteur en fonction de l'application.

Alimentation en tension de l'injecteur

Dans une voiture, le système électrique n'est souvent pas totalement stable, c'est pourquoi les composants installés doivent être capables de supporter des variations de tension. Dans ce cas, ce sont les injecteurs. Le générateur de la voiture est conçu pour fournir une tension stable d'environ 14 volts.

Des variations se produisent lorsque le démarreur est en marche ou lorsque la batterie est faible, ou si le générateur et le régulateur de charge présentent des problèmes, pour n'en citer que quelques-uns. De plus, il existe une gamme de différents domaines de travail électriques pour chacun de ces composants, donc un injecteur capable de fonctionner dans une large plage de fonctionnement est préférable pour ajuster et compenser cela dans le système de contrôle.

Un injecteur peut souvent fonctionner entre 6 et 18 volts, et le débit spécifié ne concerne que la mesure effectuée par le fabricant, qui est souvent de 13,8 ou 14 volts. Il est donc important d'ajuster les temps d'ouverture de l'injecteur en fonction de la tension.

Lorsque la bobine reçoit un signal du système de contrôle pour s'ouvrir, il faut un certain temps avant que du carburant ne soit injecté, car le conduit de l'injecteur doit avoir le temps de se déplacer et de permettre au carburant de s'échapper. Cela est appelé le temps mort de l'injecteur (réactivité de l'injecteur). En mesurant cela, on peut clairement voir la différence entre l'ancienne et la nouvelle technologie, ainsi qu'entre les injecteurs peak and hold (basse résistance) et saturés (haute résistance). Le temps d'ouverture est généralement d'environ une milliseconde, et tous ces détails contribuent à l'ensemble.

Connecteur électrique

Le connecteur électrique de l'injecteur n'est généralement pas inclus lors de l'achat de l'injecteur. Cependant, il existe une multitude de choix, et la sélection dépend souvent du type de connecteur utilisé sur l'injecteur choisi selon les spécifications. Il peut y avoir des cas où un connecteur étanche est absolument nécessaire, et cela doit alors être pris en compte lors du choix de l'injecteur. Mais souvent, la conception des connecteurs n'a pas autant d'importance dans le choix de l'injecteur, et on adapte le faisceau de câbles avec les connecteurs qui conviennent à l'injecteur.

On n'entend jamais personne parler de la qualité du connecteur et des broches. C'est très important, car le montage et le démontage de l'injecteur lors de contrôles et de services signifient que le connecteur et les broches doivent avoir un bon contact à chaque fois, sans perdre de force de contact et d'ajustement. Un connecteur lâche signifie un injecteur qui ne s'ouvre pas correctement, entraînant des dommages graves au moteur ou même une casse moteur.

Utilisez des outils appropriés lors du raccordement des câbles et assurez-vous d'acheter des connecteurs fiables afin d'éliminer deux points qui peuvent être défectueux dans un système.

L'injecteur est alimenté par une bobine, ce qui signifie qu'il n'est pas sensible à la polarité, et les broches peuvent être inversées, mais lors d'une installation correcte, on doit les connecter de manière uniforme.

Composants de l'injecteur et choix des matériaux

Le corps d'un injecteur de carburant est souvent en plastique.

Il possède un joint torique supérieur et un joint torique inférieur adaptés au carburant qu'il doit utiliser, ainsi qu'à la taille qui convient à l'orifice de montage.

En interne, un injecteur a longtemps été conçu de la même manière, mais il a constamment été amélioré avec d'autres choix de matériaux et designs pour rendre les pièces mobiles plus faciles à manipuler pour un meilleur contrôle.

Tout en haut de l'injecteur se trouve un petit préfiltre pour empêcher les salissures de pénétrer dans l'injecteur et d'endommager les pièces mobiles.

Ensuite, il y a la bobine que le système de contrôle active avec un courant. Cela soulève un piston ou une pointe d'injecteur sous ressort qui ouvre le passage pour le carburant. Lorsque le courant provenant du système de contrôle disparaît, le piston revient à sa position fermée grâce au ressort intégré et à la pression de carburant qui aide également à fermer.

Le carburant passe par un disque ou un sommet d'injecteur qui forme le motif de pulvérisation en conjonction avec la conception du piston.

C'est une construction de base très simple qui a été perfectionnée au fil des ans avec des caractéristiques adaptées.

Service

Un nouvel injecteur a souvent un motif de pulvérisation très fin qui se dégrade avec le temps en raison de la saleté, des dépôts et de l'usure. Lors de l'utilisation d'essence comme carburant, ces facteurs ne posent pas de problèmes majeurs, même s'ils existent. Ce sont lors de l'utilisation d'éthanol / E85 que les problèmes deviennent plus évidents. Pendant cette même période, les systèmes de contrôle modernes ont obtenu une compensation individuelle des cylindres, atténuant ainsi ces problèmes et compensant à la place.

Le service des injecteurs est donc aussi évident que le remplacement des filtres à carburant, des membranes du régulateur de pression de carburant, des filtres à huile et de tout autre point de service. Le manque de contrôle se fera sentir par un fonctionnement irrégulier du moteur, une usure du moteur et des marges de sécurité réduites lorsque le système de contrôle compense constamment sur un ou plusieurs cylindres.

Mot de la fin

Nous chez Speeding espérons que vous avez trouvé ces informations sur les injecteurs utiles. Si vous avez des questions ou avez besoin d'aide, n'hésitez pas à nous contacter.