Les performances des moteurs diesel sont fortement influencées par la conception de leur système d’injection. En fait, les progrès les plus notables réalisés dans les moteurs diesel résultent directement de la conception supérieure du système d’injection de carburant. Si l’objectif principal du système est de fournir du carburant aux cylindres d’un moteur, c’est la manière dont ce carburant est fourni qui fait la différence en termes de performances, d’émissions et de bruit.
Contrairement à son homologue à allumage commandé, le système d’injection de carburant diesel délivre le carburant à des pressions d’injection extrêmement élevées. Cela implique que les conceptions et les matériaux des composants du système doivent être sélectionnés pour résister à des contraintes plus élevées afin de fonctionner pendant des durées prolongées correspondant aux objectifs de durabilité du moteur. Une plus grande précision de fabrication et des tolérances serrées sont également nécessaires pour que le système fonctionne efficacement. En plus des matériaux et des coûts de fabrication élevés, les systèmes d’injection diesel se caractérisent par des exigences de contrôle plus complexes. Toutes ces caractéristiques s’ajoutent à un système dont le coût peut représenter jusqu’à 30 % du coût total du moteur.
L’objectif principal du système d’injection de carburant est de délivrer du carburant dans les cylindres d’un moteur. Pour que le moteur puisse utiliser efficacement ce carburant :
- Le carburant doit être injecté au bon moment, c’est-à-dire que le moment de l’injection doit être contrôlé.
- La quantité correcte de carburant doit être délivrée pour répondre aux besoins de puissance, c’est-à-dire que le dosage de l’injection doit être contrôlé.
L’objectif principal du système d’injection de carburant est de délivrer du carburant dans les cylindres d’un moteur.
Cependant, il ne suffit pas de délivrer une quantité de carburant dosée avec précision au bon moment pour obtenir une bonne combustion. D’autres aspects sont essentiels pour assurer la bonne performance du système d’injection de carburant, notamment :
L’atomisation du carburant : s’assurer que le carburant est atomisé en très petites particules de carburant est un objectif de conception primaire pour les systèmes d’injection de carburant diesel. Les petites gouttelettes garantissent que tout le carburant a une chance de se vaporiser et de participer au processus de combustion. Toute gouttelette liquide restante brûle très mal ou est évacuée hors du moteur. Bien que les systèmes d’injection modernes soient capables de produire des caractéristiques d’atomisation du carburant bien supérieures à ce qui est nécessaire pour assurer l’évaporation complète du carburant pendant la majeure partie du processus d’injection, certaines conceptions de systèmes d’injection peuvent présenter une mauvaise atomisation durant certaines périodes brèves, mais critiques de la phase d’injection. La fin du processus d’injection est l’une de ces périodes critiques.
Mélange en vrac : Si l’atomisation et l’évaporation complète du carburant sont essentielles, il est tout aussi important de s’assurer que le carburant évaporé dispose de suffisamment d’oxygène pendant le processus de combustion pour garantir une efficacité de combustion élevée et des performances optimales du moteur. L’oxygène est fourni par l’air d’admission emprisonné dans le cylindre et une quantité suffisante doit être entraînée dans le jet de carburant pour se mélanger complètement au carburant disponible durant le processus d’injection et assurer une combustion complète.
Utilisation de l’air : L’utilisation efficace de l’air dans la chambre de combustion est étroitement liée au mélange en vrac et peut être réalisée en combinant la pénétration du carburant dans l’air dense qui est comprimé dans le cylindre et la division du carburant total injecté en un certain nombre de jets. Un nombre suffisant de jets doit être prévu pour entraîner autant d’air disponible que possible tout en évitant le chevauchement des jets et la production de zones riches en carburant et déficientes en oxygène.
