Quel choix faire entre l’injecteur pompe et la pompe commune ?

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Dans le débat de la performance des moteurs, il est une question qui revient le plus souvent : injecteur pompe ou common rail ? Les adeptes conservateurs de l’injection standard de carburant ont de solides arguments à faire valoir, mais il faut dire que le système alternatif de rampe commune présente lui aussi d’énormes avantages. Pour clarifier davantage les choses, nous avons comparé ces deux types de systèmes d’injection et voici leurs descriptions, avantages et inconvénients.

L’injecteur pompe, qu’est-ce que c’est ?

Un injecteur de carburant ou injecteur pompe est un dispositif mécanique à commandes électroniques. Il est utilisé pour injecter et pulvériser comme le ferait une seringue, le carburant dans le moteur pour la préparation d'un mélange air-carburant. Grâce à ce mélange, le moteur pourra profiter d’une combustion efficace. On peut le comparer à une soupape à commandes électroniques. Il est alimenté en carburant sous pression par la pompe de votre voiture, et est capable de s'ouvrir et de se fermer plusieurs fois par seconde. Lorsque l'injecteur est alimenté, un électroaimant déplace un piston qui ouvre la soupape, permettant au carburant sous pression de jaillir à travers une minuscule buse. La buse est conçue pour atomiser le carburant, c’est-à-dire en faire un brouillard aussi fin que possible afin qu'il puisse brûler facilement.

La quantité de carburant fournie au moteur est déterminée par la durée pendant laquelle l'injecteur de carburant reste ouvert. C'est ce qu'on appelle la largeur d'impulsion. Les injecteurs sont montés dans le collecteur d'admission de manière à pulvériser le carburant directement sur les soupapes. Un tuyau appelé rail de carburant fournit du carburant sous pression à tous les injecteurs. La position des injecteurs de carburant diffère selon les conceptions du moteur. Mais ils sont généralement montés sur la culasse du moteur avec une pointe à l'intérieur de la chambre de combustion de celui-ci.

La rampe commune (Common rail), c’est quoi ?

Une rampe commune est l'un des composants les plus importants d'un système d'injection directe diesel et essence. La principale différence entre une injection directe et une injection standard est le débit de carburant et la manière dont celui-ci se mélange à l'air entrant. Dans le système d'injection directe, le carburant est directement injecté dans la chambre de combustion, en sautant la période d'attente dans le collecteur d'admission d'air. Contrôlé par l'unité électronique, le carburant est injecté directement là où la chambre de combustion est la plus chaude, ce qui lui permet de brûler de manière plus uniforme et plus complète.

Les principaux avantages de l'injection directe de carburant à rampe commune peuvent être résumés dans la réduction des émissions d'échappement et du bruit. A cela peut s’ajouter un meilleur rendement énergétique et des performances globales améliorées du moteur. Il faut savoir que le système se compose d'une pompe haute pression, d'injecteurs, d'un rail et d'une unité de commandes électroniques.

La rampe commune est un long cylindre métallique. Elle reçoit le carburant de la pompe et le distribue aux injecteurs sous une pression extrêmement élevée. L'augmentation de la pression de carburant est le résultat de la conception des moteurs les plus récents. Avec l’évolution technologique, les moteurs diesel et à essence ont tendance à devenir plus petits et plus légers pour une meilleure efficacité énergétique et des performances améliorées. Cela augmente la pression de carburant et aide à établir des normes entièrement nouvelles pour la fabrication d'une rampe commune de haute qualité.

Le choix des matériaux est un point à ne pas sous-estimer. De bonnes propriétés mécaniques assurent la résistance et empêchent la corrosion. Les matériaux utilisés sont généralement l'acier et l'inox. La rampe commune pour moteur diesel est en acier, tandis que la rampe commune pour moteur à essence est en acier inoxydable, car le carburant est trop corrosif et l'acier inoxydable possède une meilleure résistance à la corrosion que l'acier.

La qualité de la rampe commune est d'une importance critique. Les dommages qui pourraient survenir peuvent entraîner des bris et des fuites qui seront capables de bloquer le véhicule ou de provoquer un incendie. Par conséquent, prévenir tous les éventuels problèmes de rampe commune lors de la fabrication est essentiel.

Injecteur pompe vs common rail : que choisir ?

Injecteur unitaire : l'injecteur et la pompe en un seul composant

L'injecteur pompe est un système intégré d'injection directe de carburant, combinant la buse d'injection et la pompe d'injection en un seul composant. Un arbre à cames entraîne généralement la pompe à piston. Au lieu d'avoir une pression constante retenue comme avec la rampe commune, la pression est recréée dans l'injecteur avant chaque injection. Le système d'injection unitaire a une pression de pointe allant jusqu'à 2 500 bars. En raison de lignes courtes et de peu de constrictions entre la pompe et l'injecteur, l'injecteur unitaire crée un processus d'injection efficace.

L'injecteur pompe possède un schéma d'injection graduel qui envoie une petite quantité de carburant avant le début de la combustion, ce qui contribue à réduire les émissions de carbone. Lorsque le processus de combustion est mis en marche, il est important de maintenir un approvisionnement élevé en carburant. La force du système unitaire est d'avoir un faible approvisionnement en carburant au début, puis d'augmenter l'approvisionnement au bon moment lorsque la combustion démarre. Cela permet un rendement élevé du moteur. Ceci, en maintenant les niveaux de suie et d'émissions bas.

L'inconvénient des injecteurs unitaires est néanmoins le manque de flexibilité ainsi que la quantité de carburant, en raison des limitations imposées par l'arbre à cames. La rampe commune est beaucoup plus flexible sur ces aspects puisqu’elle ne repose pas sur l'arbre à cames pour chaque injection.

Rampe commune : une rampe de carburant commune alimentant les injecteurs individuels

La rampe commune est la toute dernière technologie d'injection de carburant, avec une rampe de carburant haute pression alimentant les injecteurs individuels. La rampe est remplie de carburant à très haute pression, compatible avec la pression nécessaire pour chaque injecteur. Les injecteurs diffusent le carburant à travers de petits trous dans la buse à l'intérieur du cylindre. La rampe est reliée à une pompe commune et dès que l'un des injecteurs a injecté du carburant, un remplissage continu depuis la pompe a lieu. La recharge, qui régule la pression du rail et la charge de travail de la pompe, diffère en fonction de la pression dont vous avez besoin et du moment. La pression d'un système de rampe commune est comprise entre 1 600 et 3 000 bar.

L’un des avantages du système à rampe commune est la haute pression qui utilise la pleine capacité du moteur. Parce que la pression de carburant est stockée à distance et que les injecteurs sont actionnés électriquement, la pression d'injection au début et à la fin de l'injection est très proche de la pression dans le rail, produisant ainsi un taux d'injection carré. La quantité initiale de carburant injectée avant le démarrage de la combustion est supérieure à celle de l'injecteur unitaire.

Pour surmonter cela, deux méthodes sont utilisées. La première méthode se réfère à un orifice restreint utilisé afin de réduire le débit de carburant initial qui est installé entre le rail et l'injecteur. La restriction réduira également le carburant injecté au moteur pendant le temps disponible. Les restrictions sont soigneusement sélectionnées pour amortir les ondes de pression qui peuvent provoquer un comportement d'injection irrégulier.

La deuxième méthode consiste en plusieurs petites injections. En introduisant des injecteurs extrêmement rapides et réactifs, les systèmes à rampe commune modernes réduisent la quantité initiale de débit de carburant. Ceci, par un certain nombre de petites injections proches les unes des autres. Au point d'allumage, une certaine quantité de carburant est ensuite injectée dans le cylindre à haute pression et avec une restriction minimale. Cela peut être fait avec une flexibilité totale dans le calendrier, permettant au système à rampe commune de surmonter les limitations avec les injecteurs unitaires.

En définitive, le type d'injection de carburant est imposé par le type de moteur que vous avez dans votre véhicule, et vous êtes limité par les modifications apportées à ce moteur et à ses composants. Cependant, il est toujours utile de connaitre son système d'alimentation afin de pouvoir vous procurer les pièces appropriées au moment opportun.

Si vous achetez un nouveau moteur, c'est une considération importante à prendre en compte. En effet, si un moteur à injecteur unitaire peut être moins coûteux à l’achat, il peut au final vous coûter plus cher lorsque les composants cessent d'évoluer et deviennent plus difficiles à trouver. En revanche, un moteur à injecteur à rampe commune, sera plus coûteux au départ, mais il vous fera économiser de l'argent à la pompe. De plus, vous pourrez profiter des améliorations qui lui sont apportées en permanence.

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