Tous Moteur à combustion interne, des minuscules moteurs de scooter aux moteurs de navires colossaux, nécessite deux éléments de base pour fonctionner - de l'oxygène et du carburant - mais le simple fait de jeter de l'oxygène et du carburant dans un conteneur ne fait pas un moteur. Des tubes et des soupapes guident l'oxygène et le carburant dans le cylindre, où un piston comprime le mélange à enflammer. La force explosive pousse le piston vers le bas, forçant le vilebrequin à tourner, donnant à l'utilisateur une mécanique force pour déplacer le véhicule, faire fonctionner des générateurs et pomper de l'eau, pour ne citer que quelques-unes des fonctions d'une automobile moteur.
Le système d'admission d'air est essentiel au fonctionnement du moteur, collectant l'air et le dirigeant vers des cylindres individuels, mais ce n'est pas tout. En suivant une molécule d'oxygène typique à travers le système d'admission d'air, nous pouvons apprendre ce que chaque pièce fait pour que votre moteur fonctionne efficacement. (Selon le véhicule, ces pièces peuvent être dans un ordre différent.)
Le tube d'admission d'air froid est généralement situé là où il peut aspirer l'air de l'extérieur du compartiment moteur, comme un garde-boue, la calandre ou l'écope du capot. Le tube d'admission d'air froid marque le début du passage de l'air à travers le système d'admission d'air, la seule ouverture par laquelle l'air peut entrer. L'air provenant de l'extérieur du compartiment moteur a généralement une température plus basse et plus dense, donc plus riche en oxygène, ce qui est meilleur pour la combustion, la puissance et l'efficacité du moteur.
Filtre à air du moteur
L'air traverse ensuite le filtre à air moteur, généralement situé dans une « boîte à air ». L'« air » pur est un mélange de gaz – 78 % d'azote, 21 % d'oxygène et des traces d'autres gaz. Selon l'emplacement et la saison, l'air peut également contenir de nombreux contaminants, tels que la suie, le pollen, la poussière, la saleté, les feuilles et les insectes. Certains de ces contaminants peuvent être abrasifs, provoquant une usure excessive des pièces du moteur, tandis que d'autres peuvent obstruer le système.
Un tamis retient généralement la plupart des particules plus grosses, telles que les insectes et les feuilles, tandis que le filtre à air retient les particules plus fines, telles que la poussière, la saleté et le pollen. Le filtre à air typique capture 80 à 90 % des particules jusqu'à 5 µm (5 microns correspondent à peu près à la taille d'un globule rouge). Les filtres à air Premium capturent 90 à 95 % des particules jusqu'à 1 µm (certaines bactéries peuvent mesurer environ 1 micron).
Débitmètre d'air massique
Pour évaluer correctement la quantité de carburant à injecter à un moment donné, le module de commande du moteur (ECM) doit connaître la quantité d'air entrant dans le système d'admission d'air. La plupart des véhicules utilisent un débitmètre d'air massique (MAF) à cette fin, tandis que d'autres utilisent un capteur de pression absolue du collecteur (MAP), généralement situé sur le collecteur d'admission. Certains moteurs, tels que les moteurs turbocompressés, peuvent utiliser les deux.
Sur les véhicules équipés du MAF, l'air passe à travers un écran et des aubes pour le « redresser ». Une petite partie de cet air traverse la partie capteur du MAF qui contient un appareil de mesure à fil chaud ou à film chaud. L'électricité chauffe le fil ou le film, entraînant une diminution du courant, tandis que le flux d'air refroidit le fil ou le film, entraînant une augmentation du courant. L'ECM corrèle le flux de courant résultant avec la masse d'air, un calcul critique dans les systèmes d'injection de carburant. La plupart des systèmes d'admission d'air comprennent un capteur de température d'air d'admission (IAT) quelque part près du MAF, faisant parfois partie de la même unité.
Tube d'admission d'air
Après avoir été mesuré, l'air continue à travers le tube d'admission d'air jusqu'au corps de papillon. En cours de route, il peut y avoir des chambres de résonateur, des bouteilles «vides» conçues pour absorber et annuler les vibrations dans le flux d'air, lissant le flux d'air sur son chemin vers le corps de papillon. Cela fait aussi du bien de noter que, surtout après le MAF, il ne peut y avoir de fuite dans le système d'admission d'air. Laisser entrer de l'air non mesuré dans le système fausserait les rapports air-carburant. Au minimum, cela pourrait amener l'ECM à détecter un dysfonctionnement, en définissant des codes de panne de diagnostic (DTC) et le vérifier le voyant du moteur (CEL). Au pire, le moteur risque de ne pas démarrer ou de mal tourner.
Turbocompresseur et refroidisseur intermédiaire
Sur les véhicules équipés d'un turbocompresseur, l'air traverse ensuite le turbocompresseur entrée. Les gaz d'échappement font tourner la turbine dans le carter de la turbine, faisant tourner la roue du compresseur dans le carter du compresseur. L'air entrant est comprimé, ce qui augmente sa densité et sa teneur en oxygène - plus d'oxygène peut brûler plus de carburant pour plus de puissance avec des moteurs plus petits.
Étant donné que la compression augmente la température de l'air d'admission, l'air comprimé traverse un refroidisseur intermédiaire pour réduire la température afin de réduire les risques de cliquetis, de détonation et de pré-allumage du moteur.
Corps de papillon
Le corps de papillon est connecté, soit électroniquement, soit par câble, à la pédale d'accélérateur et au régulateur de vitesse, selon l'équipement. Lorsque vous appuyez sur l'accélérateur, le papillon des gaz, ou soupape « papillon », s'ouvre pour permettre à plus d'air de circuler dans le moteur, ce qui entraîne une augmentation de la puissance et de la vitesse du moteur. Lorsque le régulateur de vitesse est engagé, un câble ou un signal électrique séparé est utilisé pour faire fonctionner le corps de papillon, maintenant la vitesse du véhicule souhaitée par le conducteur.
Contrôle de l'air au ralenti
Au ralenti, comme assis à un feu stop ou en roue libre, une petite quantité d'air doit encore aller au moteur pour le maintenir en marche. Certains véhicules plus récents, avec commande électronique des gaz (ETC), le régime de ralenti du moteur est contrôlé par des ajustements minutieux du papillon des gaz. Sur la plupart des autres véhicules, une soupape de commande d'air de ralenti (IAC) séparée contrôle une petite quantité d'air à maintenir le régime de ralenti du moteur. L'IAC peut faire partie du corps de papillon ou être connecté à l'admission via un tuyau d'admission plus petit, hors du tuyau d'admission principal.
Collecteur d'admission
Une fois que l'air d'admission a traversé le corps de papillon, il passe dans le collecteur d'admission, une série de tubes qui fournit de l'air aux soupapes d'admission de chaque cylindre. Les collecteurs d'admission simples déplacent l'air d'admission le long du trajet le plus court, tandis que les versions plus complexes peuvent diriger l'air le long d'un trajet plus détourné ou même de plusieurs trajets, en fonction du régime et de la charge du moteur. Contrôler le débit d'air de cette façon peut augmenter la puissance ou l'efficacité, selon la demande.
Soupapes d'admission
Enfin, juste avant d'arriver au cylindre, l'air d'admission est contrôlé par le soupapes d'admission. Sur la course d'admission, généralement de 10 ° à 20 ° BTDC (avant le point mort haut), la soupape d'admission s'ouvre pour permettre au cylindre d'aspirer de l'air lorsque le piston descend. A quelques degrés ABDC (après le point mort bas), la soupape d'admission se ferme, permettant au piston de comprimer l'air lorsqu'il revient au PMH.
Comme vous pouvez le voir, le système d'admission d'air est légèrement plus compliqué qu'un simple tube allant au corps de papillon. De l'extérieur du véhicule aux soupapes d'admission, l'air d'admission emprunte un chemin sinueux, conçu pour fournir de l'air propre et mesuré aux cylindres. Connaître la fonction de chaque partie du système d'admission d'air peut également faciliter le diagnostic et la réparation.
