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Leon_pp

[Comment ca marche] L'injection

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Allez je lance le sujet,

 

Ce premier topic sera modifié régulièrement en fonction de vos demandes. N'hésitez pas à revenir le voir.

 

Pour le moment et pour être au plus proche de vos attentes, ben justement donnez les moi.

Qu'attendez vous?

Dans quel but?

Sur quel base?

 

Je ferai 2 gd chapitres, l'injection mécanique continue K-jet de chez Bosch, que j’apprécie particulièrement par sa robustesse et son auto adaptativité intrasec. Et les injections électroniques, généralités sur les injections de serie Bosch LH, et ouverture sur les injections programmables en kit.

 

Seront rajoutés des [Howto] sur des sujets comme, refaire son doseur Kjet, tester sa Kjet, Installé une injection programmable Megasquirt sur un véhicule (injection ou pas), Les circuits d'alimentation en essence ....

 

Allez donnez vos dolléances

 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

Je vais pas vous faire de la belle prose, je ne suis pas un poète non plus.

Le but est de vous faire passer des notions fondamentales.

 

L'injection électronique.

 

A ma connaissance la première injection électronique montée de série sur des autos grand public est la Bosch Djet.

Arrivée fin des années 60, elle équipa notamment les DS et Volvo de la série 140 et P1800, Jaguar XJ12, mercedes....

Vous voyez c'est tres SCCT compilent.

 

Le principe d'une injection électronique est le même qu'un carburateur : Doser une quantité d'essence en fonction de la quantité d'air entrant dans le moteur.

 

 

(Ps: dans ce cas je ne parlerai que d'essence (au sens Sans Plomb du terme, pas d'E10, pas d'E85 .....)

 

Le moyen le plus répendu à l'époque et encore aujourd'hui pour les injections programmables est de mesurer la dépression dans le collecteur d'admission grace à un capteur MAP (manifold absolute pressure).

Le but est de connaitre la pression, ou plutot, la dépression (pour un moteur atmosphérique) qui règne dans votre collecteur d'admission. Ce paramètre, couplé à la température de l'air donné par un capteur IAT (intake air temperature), la cylindrée du moteur, le regime et le fait qu'habituellement l'air contient 20% d'oxygène, permet à un calculateur de connaitre la "masse" d'oxygène qui rentre dans le moteur.

En effet tout l'intéret est là. De connaitre avec précision cette masse. Car pour bruler 1kg d'essence, la chimie exige, 14,7kg d'oxygène pour une combustion parfaite. C'est ce qu'on appelle le rapport stochiometrique.

On parle de Lambda=1 pour un rapport de 1kg d'essence pour 14,7kg d'oxygène. Aussi appelé AFR en anglais (air fuel ratio)

Si vous avez plus d'oxygène, vous êtes par conséquent trop "pauvre", et vous aurez un Lambda>1 et donc un AFR>14.7

Si vous avez moins d'oxygène, vous êtes par conséquent trop "riche", et vous aurez un Lambda<1 et donc un AFR<14.7

Sachant que votre lambda influence bcp de choses sur votre combustion et par conséquent la puissance que vous dévellopez et les résidus de combustion que vous émettez. 

 

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Essayez de parler dès le début qu' en Lambda. L'avantage est que lambda = 1 est valable pour tous les carburants, quelque soit leurs compositions.

Et permet de facilement, par la suite, calculer comment modifier une cartographie du premier coup, contrairement à l'AFR qui est spécifique au carburant utilisé.

 

Donc nous avons déjà 2 capteurs : MAP et IAT.

Il nous faut le régime moteur.

Bien des méthodes existent pour cela, et il n'est pas necessaire de ré inventer la roue si vous souhaitez convertir une vieille auto.

En effet, les premières injections ne geraient que la partie essence.

L'allumage etait laissé à un rupteur et des masselottes dans un bon vieux distributeur.

On récupère le regime via la bobine, exactement comme le fait un compte tour.

 

D'autres systemes existent avec des capteurs dédiés à cet effet: 2 principaux existent qui servent habituellement à "lire" une roue dentée.

 

-VR (variable relectance) : 2 fils uniquement, il fonctionne sur le principe d'un aimant qui change de polarité en fonction de la présence ou non de la dent d'une roue dentée. Par conséquent, c'est un GENERATEUR. il ne nécessite pas d'alimentation en courant, il le crée. Attention avec ses capteurs, il nécessite d'utiliser des câbles blindés et reliés (à une seule extremité) à la masse pour ne pas être parasité.

Voici le signal obtenu 

 

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-Hall :  c'est un capteur induction, qui nécessite d'être alimenté en courant, d'où habituellement 3 fils (+,-, et signal), Il a l'avantage de sortir un signal tout ou rien en 12 ou 5V

MS2V357_Hardware-3_4065.thumb.png.fd1c9469f7746ecda0a69de41e0247a1.png

 

Donc Un capteur couplé à une roue dentée peut facilement vous donner un régime moteur. C'est ce qui est utilisé dans les allumages transistorés des années 70, ou dans les kits vendus sur le net pour remplacer votre rupteur.

 

Mais une grosse astuce en découle, si sur cette roue dentée, vous supprimez une dent, vous pouvez repérer de façon précise un point précis dans la rotation de cette roue, et vous allez le deviner facilement, le but est de detecter le PMH afin de pouvoir calculer la position exacte du moteur à un instant T.

Je m'explique:

Prenez l'exemple d'une roue de 36 dents, à laquelle vous en supprimez une : d'où une roue de 36-1 (nom souvent donné dans ce cas : nb de dent-nombre de dents supprimées)

MS2V357_Hardware-3_4122.png.c3ec3b61d694636e058aec2c87904492.png

Imaginez en plus que cette roue tourne au même régime que l'Aac, vous obtenez un système qui peut vous donner avec précision la position du moteur à chaque cycle/temps. En effet le but n'est pas de savoir si vous êtes en compression ou en échappement sur le cylindre concerné puisque la position de votre doigt d'allumeur (qui lui sera fixe, plus de masselote, plus de diaphragme) le fait pour vous.

Le piège est surtout de ne pas mettre le "trou" au pmh mais plutot quelques dents avant. Pour savoir avec précision dans l'avenir qd aura lieu le PMH.

En effet le calculateur se charge de faire le calcul pour vous, il "lit" X dents/seconde, il sait qu'il y a 36 dents par tour et qu'il faut 2 tours pour faire un cycle (le std pour un moteur 4 temps), en plus il sait que le PMH arrive 9 dents après le "trou" (cas général sur un moteur 4 cylindres (36/4=9). Et vous avez demandé au calculateur de vous créer une étincelle pour l'allumage avec 10° d'avance. Et comme par hasard 360° (un tour complet) divisé par 36 (nombre de dents) = 10°. Chaque dent est espacée de 10° de rotation de vilbrequin. Donc une fois passé le trou, et sachant que le PMH est 9 dents plus tard, qd le calculateur aura "lu" 8 dents il saura avec précision que vous êtes à 10° BTDC (before top dead center, donc avant le PMH) et il déclenche l'étincelle. Le calculateur se charge de faire les calculs pour vous déclencher exactement à toutes valeurs demandées, en fonction du régime.

 

Exemple de roue dentée habituellement utilisée en automobile : Ford 36-1, Bosch 60-2, Renault (Renix) 44-2-2

 

Un capteur de température moteur est utile afin de gerer le "starter" et l'enrichissement qd le moteur est froid.

 

Un capteur de position de papillon des gaz (throttle position sensor : TPS) est utile pour avoir une autre forme d'information sur la charge soumise au moteur. Il permet surtout d'enrichir très rapidement le mélange lors d'action brusque sur la pédale et ce avant que la dépression n'ait eu le temps de changer. Dans les années 80, bcp de voitures n'avaient qu'un capteur avec 2 positions tout ou rien : Fermé = moteur au ralenti et ouvert a fond = afin d'enrichir au maximum car le risque de cliquetis est le plus important dans ce cas.

 

Nous voila donc avec tous les capteurs necessaires : Régime, temperature de l'air, dépression du collecteur, température moteur, et éventuellement papillon des gaz.

 

D'autres capteurs sont possibles : MAF (mass air flow ou débit mètre en français) qui vous donne de façon exacte la quantité d'air qui passe, pression carburant, huile ..... et un dernier fort utile pour le réglage : capteur de richesse qui permet de lire le taux d'oxygene restant dans les gaz d'echappement (mais je ferai un chapitre a part pour celui là)

 

Le circuit de carburant.

Contrairement au carburateur, les injecteurs nécessitent une pression plus elevée. De l'ordre de 3 à 4 bars. et le circuit est ouvert.

Une pompe donne une pression permanente dans un circuit qui se deverse dans le reservoir.hpfp.thumb.gif.ca6de70bc1100ab44c40ebef7f8d2d49.gif

 

Le fait d'avoir un tuyau de depression sur le regulateur de pression, relié au collecteur d'admission, sert à maintenir une pression constante par rapport au vide qu'il existe dans le collecteur. C'est un système de regulation supplémentaire qui permet d'augmenter la pression dans la rampe de carburant lorsque la dépression augemente, afin d'injecter plus de carburant en gardant un temps d'ouverture d'injecteur identique.

 

Voyez un injecteur comme une vanne. Vanne qui débite X cc/minute de carburant à Y bars. Voila les principales caractéristiques d'un injecteur.

Vous trouvez sur le net bcp de "calculatrices" pour connaitre la puissance maxi que vous pouvez sortir avec un injecteur de tel ou tel débit.

Il est d'autant plus simple de régler une injection avec des injecteurs qui sont dans la bonne plage d'utilisation.

 

Et évidemment il vous faut le fameux calculateur d'injection qui combine les info et fait ouvrir les injecteurs X ms par tour de villebrequin.

Sachant que dans la majorité des cas, on ne cherche pas à synchroniser la pulvérisation de l'essence avec le piston. Tous les injecteurs peuvent "cracher" en même temps. Ce n'est absolument pas un souci.

 

Vous voilà avec le strict minimum en materiel pour faire tourner un moteur à l'injection

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Super idée Leon, car je pense qu'un jour on pourrait nous obliger de passer des carbu à l'injection pour pouvoir continuer à rouler

 

Juste en complément, j'ai déjà vu que pour les V8 il existe ce type de kit qui sont autoadaptatifs j'espère que tu pourra assi nous en faire une description dons ton topic

https://www.holley.com/products/fuel_systems/fuel_injection/sniper_efi/sniper_4bbl_tbi_kits/sniper_4bbl_tbi_master_kits_with_fuel_system/parts/550-511

https://www.fuelairspark.com/ez-efi-2-0r-self-tuning-engine-control-system-multi-port-retro-fit-type.html

 

 

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Merci Léon pour ce genre de sujet... Notamment les Kjet qui me seront surement utiles. ;-)

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Merci Léon pour le sujet, ça va améliorer ma connaissance quasi nulle sur le sujet!

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J'y pige que dalle mais le sujet Megasquirt m'intéresse ou l'injection programmable.

Dans un ancien club OPEL, on avait des férus de ces systèmes d'injection programmables.

 

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la 242 bleu avec laquelle je venais il y'a qq temps, etait montée avec une Megasquirt, j'ai commencé a vous préparer ça

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voir le premier sujet qui a été éditer avec les grandes généralités

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il y a 16 minutes, comoav8 a dit :

Super, avec les schémas simple et tes explications aussi.

 

Merci Gilles, le but est de faire simple, de démistifié l'injection. De vous donner les therme anglais souvent utilisé et savoir à quoi ils correspondent

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nickel ton sujet ça pose les bases de manière claire. Je vais sans doute le reprendre et le mettre sur le blog si tu n'y vois pas d'inconvénient 

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aucun soucis, apres c'est un peu à l'arrache. Sans trop de prise de tête

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Bravo et merci Léon, il est top ton sujet !

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Merci beaucoup Léon de partager une partie de tes connaissances !! Pour les Ford ,on trouve des kits OMEX ,ALPHA, TITAN et JENVEY en vente sur le catalogue BURTON POWER mais ça me semble aléatoire à monter pour moi car déjà mon niveau d' anglais est très faible  . . .Ton post devrais m'aider à y voir plus clair, Merci !!

 

 

 

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allez avant de mettre la suite dans le 1er post, je vous le propose ici.

 

La partie électronique/gestion d'une injection électronique:

 

Nous avons vu la partie "physique" d'une injection électronique, nous allons aborder ici la partie "logiciel".

Comme nous en avons déjà parlé, le but pour l'injection est de doser avec précision la quantité d'essence à injecter en fonction de la quantité d'air (Oxygène pour être précis) que nous faisons rentrer dans le moteur.

 

Pour cela, le plus souvent, vous entendrez parler de cartographie, ou de map (carte en anglais) et donc de mapping pour cartographier.

 

La premiere, que vous connaissez tous car vous la voyez dans  les RTA , l'avance a l'allumage, qui peut être en 2 Dimensions : Regime x Avance ou en 3 dimension Régime x Avance x Depression (charge). 

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Vous avez ici typiquement  une cartographie d'allumage en Vue 2D, alors que c'est clairement une 3D avec le paramètre dépression.

 

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Ici une représentation en 3D.

Vous voyez que dans ce dernier cas nous avons 16 colonnes "X", 16 "Y" et 16 "Z", c'est ce qu'on appele la résolution de la map : 16x16x16. Donc cette carto d'allumage dispose de 4096 valeurs renseigné. Oui ca fait bcp.

 

Maintenant on va transposer ça au dosage de l'essence.

Les paramètres Fondamentaux a renseigner avant quoique ce soit sont :

- Le nombre de cylindres

- Le nombre d'injecteurs : qui doit être un multiple du nombre de cylindres.

- La cylindrée du moteur : FONDAMENTALE, car la cartographie d'injection est souvent exprimé en VE (Volume Effeciancy). Kesako? C'est en pourcentage la quantité d'air que le moteur rentre à chaque cycle d'amdission. Je m'explique. Prenons l'exemple d'un moteur, 4 cylindres, de 1000cm3 de cylindré. Le moteur est une pompe à air. Théoriquement le moteur fait rentré 1L d'air a chaque cycle, mais ca c'est juste la théorie. Pourquoi? Un papillion d'admission fermé obstru l'entrée d'air et freine celle ci. Donc pour un moteur ATMOSPHERIQUE vous ne trouverez jamais de valeur superieur a 100 dans une cartographie exprimée en VE. Donc la valeur donné est un pourcentage de la cylindrée donc une valeur de 10 donne comme information que le moteur doit injecter le carburant necessaire pour 10% des 1000cm3 de cylindrée, donc il injectera l'essence necessaire pour brulé avec 100cm3 d'air avec environ 20% d'oxygene donc l'essence pour brulez avec 20cm3 d'O2 (à 20° 9.07 mg/L) soit 0.18mg d'O2. Sachant que le rapport stochiometrique de l'essence est de 14.7:1 il faut 0.18/14.7=0.01234mg d'essence à chaque cycle moteur donc 0.01234/4 par injecteur a chaque tour.

Et la vous voyez l'echelle et donc l'importance des mesures effectuées par l'injection et la précision que doit donner un injecteur.

 

Vous aurez donc dans la majorité des cas une carto : Regime X Charge (cette charge est exprimé le plus souvent en dépression)611041977_vetablena.thumb.png.6213ecb4292eb6ad8687c2a663030e53.png

 

Voici un exmple simple. Mais pourquoi avoir des valeur superieur à 100% alors que le moteur atmospherique a peux de chance de rentrer plus d'air que ce qu'il est capable de pomper.

Tout simplement car vous aurrez tendance au niveau de la charge maxi du moteur a avoir un melange "riche" pour vous prémunir du cliquetis (auto allumage).

 

Vous aurez d'autre carte,

d'enrichissement en fonction de la température du moteur : Température Ldr X Regime = enrichissement. Ca vous donne un coefficient multiplicateur de la carto VE pour enrichir à froid.

- Retardement de l'avance a l'allumage : Temperature de l'air X Regime = Coeff d'avance a l'allumage, pour retarder votre avance si la temperature de l'air d'admission augmente.

- Richesse : Très interessante cette carto : Régime X Charge = Rapport Lambda recherché. C'est une cartographie qui donne un Objectif à l'injection. Depuis les années 70 (inventé par Volvo et jamais brevetée pour que le monde entier puisse profitez de cette découverte)  existe des sondes dites Lambda. Elles servent à mesurer la quantité d'oxygene restant présent dans les gaz d'echappement.

   Il en existe 2 sortes : Narrow Band qui vous permet juste de savoir si vous êtes riche ou pauvre (tension 0 ou 1Volt)

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Ou dites "Large Band" : qui vous donne avec precision une tension en fonction de la mesure 1-5V pour un rapport de 9 à 22:1

Donc l'injection injecte la quantité donnée par la carto de base, vérifie à l'echappement ce que ca donne et adapte le mélange.

Il existe ensuite un parametre qui permet de passer de close loop (boucle fermé) à open loop (boucle ouverte). La boucle fermé correspond au valeur de la carto alors que la boucle ouverte permet l'intervention de cette objectif de richesse.

 

Je vous ai dis que la carto en VE représente une immense majorité des cas. Car elle est fiable et simple a maitre en oeuvre.

Dans le cas de moteur équipé de boitier papillion indépendant ou de guiilotine, il est impossible de connaitre la dépression généré par le moteur de façon fiable. Chaque cylindre étant indépendant des autres. Dans ce cas on utilise la position de l'ouverture des papillons ou de la guilotine avec un potentio mètre. Donc on a une cartographie du type Regime X Pourcentage d'ouverture = VE. C'est plus délicat a reglé surtout a bas régime donc il faut des "pas" de carto plus faible à bas régime.

 

Voila les bases de l'électronique/carto, j'attends vos remarques car j'ai peur d'être un peu rapide vu que je connais le sujet.

 

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Merci Léon pour tout ça, mais du coup l'influence de l'aac sur la quantité d'air aspirée en fonction du régime doit aussi rentrer en ligne de compte pour ta carto non? 

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Du coups tu as la réponse dans ta question.

Je m'explique, que vas changer ton aac?

Le remplissage de ton moteur et par conséquent la quantité d'air d'où un VE plus ou moins élevé.

Et là on voit l'avantage évident d'avoir un débit mètre d'air à la place de la dépression du collecteur pour avoir la charge. Car toute modif sera intrasequement prise en compte alors qu'avec une carto en VE il faut modifier pour indiquer que dans chacune des cases tu x ou y% de remplissage

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pour le cas de moteur avec 1 papillon par cylindre, tu as aussi la solution d'avoir 1 capteur MAP par cylindre sur des moteurs V2 ou V4. C'est ce que l'on fait sur toutes les motos avec de grosses performances (>180cv/L)au boulot. On fait en sorte d'avoir autant que possible 1 capteur par tubulure d'admission justement pour savoir exactement ce qui passe à travers chaque papillon. 

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Je reste dans le standard et pas dans le haute performance car sinon c'est la porte ouverte à toute les fenêtres : sondes egt sur chaque cylindres....

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je reste dans des véhicule de série commercialisé pour monsieur tout le monde du 2 roues.  Tes explications me changent de celles de mes collègues de la MAP qui ne parle qu'en abréviation de paramètre moteur ou on ne comprend rien si on ne fait pas parti de leur équipe. Par contre plus ça va et plus les constructeurs suppriment les capteur MAP pour se baser uniquement sur la sonde lambda et les mesure de débit en soufflerie des admissions.

Il y a 4 heures, PiOnPiOn a dit :

Merci Léon pour tout ça, mais du coup l'influence de l'aac sur la quantité d'air aspirée en fonction du régime doit aussi rentrer en ligne de compte pour ta carto non? 

l'impact de toute ton admission d'air (de ta prise d'air jusqu'à ta soupape) a un impact ainsi que toute la ligne d'échappement.

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Qui a dit qu'on parlait de 2 roues ici?

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Le 03/11/2019 à 06:46, Leon_pp a dit :

Qui a dit qu'on parlait de 2 roues ici?

mes remarques sont basé sur ce que je fais au boulot et où on utilise des calculateur automobile comme base ainsi que toutes la partie Software et hardware avec certaines adaptation par rapport aux régimes moteur qui ne sont pas les même qu'en automobile mais le fond et les principes sont identiques ce sont des moteurs thermiques avec des injections automobile et juste des roues en moins. 

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