Beaucoup utilisent des moteurs à explosion interne, sans savoir comment fonctionne la carburation. Cette dernière est en fait le phénomène de combustion par explosion qui se produit dans un ou des cylindres. Cela semble évident, mais il est parfois utile de rappeler des fondamentaux : pour qu'il y ait combustion, il faut un carburant qui est l'essence, un élément permettant un mélange explosif qu'est l'oxygène et enfin l'élément externe déclenchant l'explosion, c'est l'étincelle. Ceci étant dit, il faut aussi savoir que pour alimenter un moteur en mélange carburant/carburant, afin d'obtenir un résultat suffisamment détonnant pour produire l'énergie nécessaire au rendement du moteur, il existe deux solutions : la carburation et l'injection.
La
carburation
est
l'action
de
mélanger
de
l'air
à un
carburant
pour
former
un
mélange
détonnant,
pour
cela
on
utilisera
un
appareil
appelé
carburateur.
Pour
info,
le
premier
carburateur
a vu
le
jour
en
1883,
grâce
à un
inventeur
Allemand
du
nom
de
Wilhem
Maybach.
La
deuxième
solution
est
l'injection.
Sa
définition
est
l'action
d'introduire
un
liquide
sous
pression.
Ce
système
d'alimentation
a
été
développé
dans
le
domaine
de
l'aviation
car
il
permet
un
meilleur
dosage
air-essence,
permettant
alors
aux
avions
de
monter
en
altitude
et
d'évoluer
dans
toutes
les
positions.
Ce
système
a
ensuite
été
utilisé
en
compétition
automobile
à la
fin
des
années
50
et
aujourd'hui
il
se
répand
à
l'ensemble
des
véhicules
à
moteur
pour
deux
raisons
principales
:
l'économie
et
l'écologie.
La
quantité
formant
le
mélange entre
l'Air
et
l'essence
est
habituellement
appelé
l'AFR
par
les
officiels.
A
température
de
fonctionnement
normale,
la
carburation
peut
varier
de
trois
manières
différentes :
- la
carburation
normale
est
celle
qui
produit
le
meilleur
rendement.
Cette
carburation
s'obtient
avec
un
AFR
de
13,5
environ
(13,5
grammes
d'air
pour
1
gramme
d'essence)
- La
carburation
pauvre
est
celle
dont
le
rapport
air/carburant
est
insuffisant
pour
consommer
la
totalité
de
l'oxygène
de
l'air.
Cet
état
est
obtenu
avec
un
AFR
de
14,6.
Il
est
à
noter
que
ce
rapport
est
recherché
par
les
ingénieurs
Harley-Davidson
qui
développent
les
moteurs
actuels,
le
but
étant:
*
de
produire
le
moins
possible
de
résidus
de
combustion,
*
d'obtenir
une
température suffisamment
élevée
pour
permettre
aux
catalyses
situées
dans
les
échappements
de
brûler
certains
éléments
issus
de
cette
combustion.
L'inconvénient
majeur
de
cette
option,
est
de
provoquer
une
"surchauffe"
de
nos
moteurs.
- la
carburation
riche
est
celle
qui
est
obtenue
avec
un
AFR
de
l'ordre
de
12,5.
Ce
type
de
réglage
permet
d'augmenter
légèrement
la
puissance
(environ
10%),
mais
entraîne
une
consommation
de
carburant
plus
élevée
et
une
pollution
également
plus
élevée.
|
Remarques
diverses |
|
Remarques
diverses |
-
Pour
le
démarrage
moteur
froid,
la
température
de
fonctionnement
n'étant
naturellement pas
atteinte
le
besoin
de
carburant
est
très
fortement
augmenté.
Pour
info
l'AFR
au
démarrage
est
de
2!!!
C'est
la
raison
pour
laquelle
sur
les
moteurs
dotés
de
carburateurs
il
est
recommandé
de
démarrer
au
Starter,
puis
après
le
démarrage,
de
le
mettre
en
position
médiane,
pour
ensuite
rapidement
le
retirer.
-
Pour
les
accélérations
fortes
occasionnées
lors
des
reprises,
ou
des
dépassements,
le
moteur
est sollicité
de
manière
brutale
et
ponctuelle.
Pour
satisfaire
ces
reprises
demandées
par
le
pilote,
les
ingénieurs
ont
inventé
la
pompe
de
reprise,
qui
injecte
directement
une
petite
dose
supplémentaire de
carburant
durant
4 à
8
tours
moteurs,
l'AFR
passe
à
environ
11,5
donc très
riche.
Comme
mentionné
plus
haut,
le
type
de
carburation
actuellement
utilisé
est
la
carburation
pauvre.
La
cause
en
revient
au
législateur
qui a
décidé
que
nos
moteurs
devaient polluer
le
moins
possible
(normes
Euros3
puis
4).
Les
ingénieurs
Harley
n'ont
eu
d'autre
choix
que
de
faire
en
sorte
que
les
résidus
de
combustion
soient
réduits
au
maximum,
entrainant
une
surchauffe
moteur.
Une
combustion
pauvre
est
plus
violente
et
plus
difficile
à
maitriser.
C'est
la
raison
pour
laquelle
le
moteur
a
tendance
à
réagir
plus
brutalement,
lors
des
petits
coups
de
gaz,
et
détonne
dans
les
échappements
à la
décélération.
Les
moteurs
Harley
sont
construits
sur
le
principe
d'une
grosse
pompe
aspirante
c'est
le
piston
qui descend
dans
le
cylindre.
Cela
dégage
un
espace
rempli
d'un
mélange
d'air
et
de
carburant.
En
remontant
le
piston
comprime
ce
mélange
et
l'explosion
se
produit lorsque
le
piston
se
situe
en
haut
du
cylindre,
par
le
biais
de
l'étincelle
de la
bougie.
Mais
pour
avoir
une
combustion
"aux
normes",
il
faut
savoir
quelle
quantité
d'air
est
entrée
dans
le
cylindre
pour
en
calculer
la
quantité
d'essence
à
injecter
pour
avoir
le
meilleur
ratio
air/essence.
Le
système
d'injection
exige
des
capteurs
pour
connaitre
la
température
du
moteur,
la
pression
atmosphérique,
la
position
d'ouverture
des
gaz.
A
partir
des
tous
ces
éléments
les
ingénieurs
vont
pouvoir
élaborer
un
tableau
qui
indiquera
exactement
la
quantité
d'air
qui
devrait rentrer
dans
les
cylindres
dans
toutes
les
conditions
d'utilisation
du
moteur.
Ensuite,
il
s'agit
d'une
simple
programmation
logicielle
dans
l'électronique
embarquée
pour
obtenir
l'AFR
recherché.
Pour
les
carburateurs,
il
faut
jouer
sur
les
vis
de
richesse
et
sur
les
gicleurs,
pour
obtenir
de
manière
"archaïque"
l'AFR
le
plus
approchant
possible
du
meilleur
rendement.
Tous
les
bons
possesseurs
de
Harley
ne
se
satisfont
pas
du
moteur
stock,
ils
changent
le
filtre
à
aire,
et
les
pots
d'échappement.
Seulement
l'équilibre
initial
est
rompu.
Sans
modification
de
la
programmation
de
l'ECM
ou
du
réglage
du
carburateur,
le
système
reste
câlé
sur
ce
qui
lui
avait
été
ordonné
au
départ,
à
savoir
un AFR
de
14,6
mais
pour
une
masse
d'air
moins
importante
qu'avant
les
modifications.
Le
résultat,
c'est
que
de
14,6,
l'AFR
va
passer
à 15
voire
même
16.
Les
conséquences
sont
simples,
il y
a
surchauffe,
perte
de
puissance,
réponse
brutale
à la
sollicitation
de
la
poignée
d'accélérateur,
explosions
à
l'échappement
lors
des
décélérations,
et
perte
du
frein
moteur.
Ces
dernières
années,
la
production
Harley
s'est
vue
implanter
des
sondes
dans
les
tubulures
d'échappements
pour
s'assurer
que
l'AFR
est
bien
celui
qui
est
programmé.
Sa
marge
de
manœuvre
d'adaptation
est
étroite
car
elle
ne
joue
que
de
5%
en
plus
ou
en
moins
(on
appelle
cela
la
"boucle
fermée").
C'est
la
raison
pour
laquelle
si
on
change
des
pots
stocks
pour
des
pots
US
par
exemple,
un
peu
plus
libérés,
il
n'y
a
pas
besoin
de
revoir
la
programmation
de
l'ECM
les
sondes
à
l'échappement
vont
effectuer
la
modif
d'elles
mêmes.
Mis
dès
que
les
pots
sont
vraiment
libérés,
les
sondes
ne
peuvent
plus
agir
pour
compenser,
les
modifs
sont
au
delà
de
leur
marges
de
manœuvre.
Dans
ce
cas
là
(changement
de
pots
beaucoup
plus
libres)
et à
plus
forte
raison
si
le
filtre
à
air
est
changé,
il
existe
deux
solutions
:
En
premier
lieu,
il
faut
tromper
le
système,
en
ajoutant
un
boitier
Power
Commander,
TFI
Zodiac ou
autres.
Il
faut
les
configurer
pour
faire
croire
au
système
qu'il
faut
envoyer
une
quantité
d'essence
différente
afin
d'obtenir
un
AFR
à
13.5,
et
neutraliser
les
sondes
d'échappement.
Ce
système
est
réversible
facilement
si
le
besoin
s'en
fait
sentir
(contrôle
technique,
expertise
des
assurances
etc...)
En
second
lieu
il
faut
mettre
à
jour
le
système
par
reprogrammation.
Il
faut
passer
par
un
outil
appelé Screamin'Eagle
Race
Tuner
(SERT)
composé
d'une
partie
logicielle
et
d'une
partie
interface
de
liaison.
Cet
outil
permet
de
modifier
les
diverses tables
dont
l'AFR
afin
de
les
adapter
à
toutes
les
modifications
qui
sont
souhaitées.
Tout
est
possible,
certains
paramètres
sont
modifiables
tels
le
ralenti,
le
régime
maxi,
certains
volets
(échappement,
admission
sur
certains
modèles
)…On
peut
revenir
en
arrière,
mais
il
faudra
se
débrouiller
pour
récupérer
la
programmation
de
l'ECM
d'origine,
et
ce
n'est
pas
simple
en
dehors
du
réseau
des
concessionnaires.
Avec un carburateur, les réglages se font comme indiqués plus haut. Le bon réglage s'obtient par "tâtonnements successifs" jusqu'à l'obtention du bon compromis. On voit la richesse ou la pauvreté du mélange en regardant les électrodes des bougies.
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QU'EST-CE QU'UN CARBURATEUR ? |
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QU'EST-CE QU'UN CARBURATEUR ? |
Le carburateur est constitué d'un conduit de gros diamètre, qui est dans le prolongement du conduit d'admission du moteur où l'air s'engouffre sous l'effet de l'aspiration créée par le temps d'admission. Pour qu'il n'y ait pas de remous ou de turbulences dans ce conduit, monsieur Venturi a dessiné un profil de ce conduit qui passe d'une certaine conicité à une forme cylindrique et ce, progressivement. On obtient, grâce à ce changement de forme du conduit très progressif, ce que l'on appelle un flux laminaire. Voilà pour l'arrivée du comburant qu'est l'air et son élément actif l'oxygène.
Il faut maintenant mélanger cet oxygène au carburant qu'est essence, et, de plus, il faut que l'essence soit pulvérisée en très fines gouttelettes pour constituer, avec l'air, un mélange gazeux explosif. Ainsi, dans le milieu du conduit d'arrivée d'air que l'on nommera : le Venturi, on pratique un petit trou dans lequel affleure un petit tuyau : c'est le gicleur. Le gicleur, quant à lui, plonge dans une petite réserve d'essence appelée : la cuve. Dans la cuve, le niveau est régulé par un système de flotteurs, comme dans les bacs de chasse d'eau (WC), pour éviter que la cuve qui se remplit régulièrement depuis le réservoir d'essence du véhicule ne déborde. Mais revenons à notre conduit principal de flux de remplissage. La force d'aspiration créée par le temps d'admission dans le cylindre provoque, grâce à la pression atmosphérique, un courant d'air très violent dans le conduit. Le gicleur subit lui aussi cette force d'aspiration, de l'essence va donc être aspiré à travers lui depuis la cuve.
La forme et le diamètre du gicleur sont tels que, lorsque l'essence est ainsi aspirée dans le Venturi, elle est propulsée exactement comme on peut le voir avec un aérosol ou un brumisateur. L'essence, ainsi en très fines gouttelettes se mélange à l'air et l'ensemble entre dans le moteur pour y être comprimé par le piston pendant le temps de compression, puis enflammé par l'étincelle de la bougie. Alors l'explosion s'en suit, etc... Il faut alors songer à réguler tout cela, sinon le moteur fonctionnerait à fond en permanence. Donc pour faire varie la quantité de mélange qui arrive dans le moteur, on a tout simplement mis un système de porte coulissante qui obstrue plus ou moins le Venturi en fonction du niveau d'activité que l'on veut obtenir du moteur. Ce système porte le nom de boisseau. Voilà les bases de fonctionnement d'un carburateur. Harley a utilisé plusieurs marques de carburateurs, entre autres les Keihin, S&S, Linker, Mikuni, Harley etc... C'est simple, rustique et surtout efficace un carburateur.
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QU'EST-CE QUE L'INJECTION ? |
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QU'EST-CE QUE L'INJECTION ? |
Le Le but étant toujours d'utiliser la pression atmosphérique pour faire entre de l'air dans le cylindre, et ce, afin de trouver le compromis nécessaire au mélange explosif avec l'oxygène, l'idée ici est de contrôler mécaniquement ou électroniquement la qualité d'essence qui va être mélangée à l'air. Le principe retenu par H-D est d'injecter directement dans le conduit d'admission la quantité voulue.
Les avantages de ce système sont nombreux : tout d'abord, on peut décider de manière très précise le moment d'arrivée de l'essence, il suffit d'ajuster la programmation d'un module électronique. On contrôle très précisément la quantité, ce qui fait un système plus économique que le carburateur. De plus, il faut savoir que l'essence est lourde par rapport à l'air et que les changements de températures extérieure, de taux d'humidité et de pression atmosphérique sont autant d'éléments qui rendent aléatoire et difficile le réglage d'un carburateur : changement de diamètre de gicleur, de niveau de cuve etc.
Pour injecter l'essence dans le conduit d'admission, on utilise encore un gicleur qui prend ici le nom d'injecteur. Il faut toujours obtenir une brumisation de l'essence. Pour envoyer le carburant dans l'injecteur, on utilise une pompe complètement indépendante de la pression atmosphérique, donc plus régulière. Cette pompe est électronique et elle suit une programmation informatique, paramétrée en fonction du régime moteur notamment. L'avantage est qu'elle calcule en permanence la durée optimale de l'injection en fonction des informations dont elle dispose. Elle s'adapte ainsi aux différents paramètres que sont la température de l'air, la température du moteur, la pression atmosphérique etc. De plus, en ouvrant plus ou moins longtemps l'injecteur et en réglant l'instant précis de l'introduction de l'essence, la qualité du mélange gazeux est nettement améliorée et, de ce fait, le rendement du moteur également, tout comme la richesse du mélange qui peut être modifiée en fonction du taux de pollution des fumées.
Globalement, l'injection est un système qui est résolument plus moderne qu'un système à carburateur. Il faut aussi retenir qu'il améliore la puissance moteur tout en réduisant sa consommation au minimum, mais cela s'obtient en gommant le coté brutal du carburateur, le moteur étant alors plus linéaire. Comme toute électronique embarquée, tant que çà marche c'est bien, sinon, c'est la panne assurée au bord de la route..
