Formation du mélange |
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Le fonctionnement d'un moteur à explosion suppose l'apport d'un mélange
air-carburant dans une proportion stoechiométrique, le rapport air/carburant théorique
pour une combustion complète valant 14,7/1.
Le coefficient d'air Lambda esr définit comme étant le rapport entre la masse d'air
admise et le besoin théorique en air pour une combustion stoechiomètrique.
- Lambda=1 : La masse d'air admise correspond à la valeur théorique
nécessaire.
- Lambda<1 : mélange riche (déficit en masse d'air)
- Lambda>1: mélange pauvre (excédent d'air), réduction de la consommation
et de la puissance.
Les moteurs à explosion atteignent leur puissance maximale pour un déficit d'air
de 5 à 15% (lambda=0,85...0,95), leur consommation minimale pour un excédent
d'air d'environ 10 à 20% (lambda=1,1... 1,2), et un ralenti stable pour lambda=1,0.
Le mélange n'est plus inflammable pour lambda>1,3, des ratés de combustion se
manifestent.
Dans la pratique, le coefficient d'air lambda varie de 0,9 à 1,1.
Le traitement des gaz d'échappement est assuré pour lambda à 1, il faut
donc se munir de sondes à oxygène et corriger instantanémment la composition
du mélange.
En outre, il faut une pulvérisation correcte du carburant pour assurer une bonne
combustion, et éviter la condensation de carburant sur les parois du cylindre.
Démarrage à froid
Le mélange air-carburant admis s'appauvrit lors d'un démarrage à froid.
Cet appauvrissement provient du mauvais brassage de l'air aspiré avec le carburant, d'une
faible vaporisation du carburant et d'une forte humidification des parois à basse
température. Un surplus de carburant doit donc être injecté à l'instant
précis du démarrage fonction de la température exterieure.
Phase de post-démarrage
Après un démarrage à froid, un enrichissement du mélange s'impose
pendant une courte période afin d'obtenir une meilleure combustion, et de mettre en
température la chambre de combustion.
L'enrichissement du mélange augmente le couple moteur, et se traduit par une meilleure
montée en régime à partir du ralenti.
Mise en action
La phase de mise en action du moteur succède au démarrage à froid et à
la phase de post-démarrage.
Un enrichissement supplémentaire s'impose pendant la mise en action, car une partie
du carburant se condense sur les parois encore froides des cylindres.
Adapation aux conditions de fonctionnement
Une accélération franche se traduit d'abord par une ouverture rapide du papillon,
ce qui provoque un appauvrissement temporaire du mélange air-essence, en raison de la
diminution de la faculté de vaporisation du carburant suite à l'augmentation de
la depression dans le collecteur d'admission (formation d'un film important sur les parois).
Ce phénomène impose un enrichissement du mélange en fonction de la
température du moteur afin de garantir des reprises efficaces. Cet enrichissement permet
un bon comportement à l'accélération.
En charge partielle, la priorité est donnée à une caractéristique d'adaptation
du mélange capable d'induire une consommation minimale de carburant. La
sévérité de la législation antipollution impose de maintenir le
coefficient d'air lambda à 1.
En pleine charge, le papillon est totalement ouvert, le moteur doit développer son couple
et sa puissance maximale. L'enrichissement du mélange doit bénéficier
d'un coefficient d'air compris entre 0,85 et 0,90.
En régime de décélération, l'arrivée de carburant est coupée,
ce qui permet de réduire la consommation dans les descentes et les freinages.
En haute altitude, la densité de l'air diminue, ce qui enrichie grandement le mélange.
Il faut prendre en compte cet enrichissement, en placant une sonde de pression et en corrigeant
en conséquence la composition du mélange.
