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La  programmation du boitier TFi de Zodiac pour l'injection des HD

     

         

          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.

 

QU'EST-CE QU'UN CARBURATEUR ?

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.

 

QU'EST-CE QUE L'INJECTION ?

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..


 

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