Injection d'essence, 2ième partie.
On a vu plus tôt les carburateurs ainsi que les systèmes d'injection mécanique. Ces systèmes sont plutôt simple et n'offre pas de grande possibilité de contrôle sur la quantité d'essence qui entre dans les chambres de combustion. C'est pourquoi on essaya assez rapidement de leur trouver des successeurs plus complexes, mais surtout capable d'une plus grande versatilité et d'un plus grand nombre de stratégie d'injection. Pour se faire on dut adapter les nouveaux micro-ordinateurs aux systèmes d'injection, faisant ainsi de ces derniers des systèmes à injection électronique («electronic fuel injection» ou «EFI» en anglais). Alors je vous décris en détails les différents dispositifs nécessaire à leurs fonctionnement.
L'injecteur.
Les injecteurs modernes sont par bien des points assez semblables à leurs ancêtres mécaniques, que je vous décrivais dans la première partie. Le carburant arrive toujours sous pression dans l'injecteur et c'est toujours le mouvement d'une petite aiguille qui va libérer la charge d'essence dans le flot d'air de la tubulure d'admission. La plus grosse des différences réside dans le fait que le mouvement de la dites aiguilles n'est plus contrôlé mécaniquement, mais plutôt électriquement. On a un minuscule électro-aimant (solénoïde) bâtit dans le corps de l'injecteur qui retire l'aiguille et laisse ainsi passer le carburant dépendant du courant qu'on lui donne. C'est pas vraiment plus compliqué que ça.
Au début des systèmes électroniques on avait un seul gros injecteur situé par-dessus la tubulure d'admission au niveau du papillon des gaz, un peu à la façon de notre ancien carburateur. C'est ce qu'on appelait un système TBI pour «throttle body injector». C'était un pas dans la bonne direction, mais étant donné qu'on a jamais plus que deux cylindres dans leur temps d'explosion, on gaspillait une énorme quantité d'essence. Par contre, on pouvait calibrer le rapport air-essence en continu dépendant des conditions météo. Vint ensuite, les systèmes d'injection multi-point. C'est-à-dire que chaque cylindres avaient son propre injecteurs dédiés. Néanmoins, due à la faible capacité de calcul des ordinateurs embarqués de l'époque, on faisait fonctionner les injecteurs par groupe ce qui gaspillait tout de même beaucoup d'essence. Plus tard et encore aujourd'hui, la capacité des ordinateurs permis de créer un système multi-point séquentielle. Un système séquentielle fonctionne de la même façon que le multi-point standard sauf que contrairement à ce dernier, on injecte seulement dans le cylindre spécifique où on veut qu'une explosion se produise. Cela revient à dire qu'on contrôle spécifiquement chaque cylindre au lieu d'un groupe plus ou moins grand de ceux-ci. C'est beaucoup plus économes et précis. La très grande majorité des voitures disponible dans les concessionnaires et une grande partie de celles sur la route fonctionnent avec un tel système.
Ordinateur de contrôle moteur («ECU ou PCM» en anglais).
Le fameux PCM est assez semblable à l'ordinateur que je vous décrivais dans ma précédente capsule sur l'allumage. En fait, dans la plupart des cas il s'agit tout simplement du même ordinateur. Comme décris auparavant, on a des entrées (les capteurs), un processeur qui analyse les différentes données et des actuateurs (les injecteurs). L'ordinateur analyse donc les données et indique aux injecteurs la quantité d'essence à injecter dans chaque cylindre. Évidemment, comme dans le cas de l'allumage les données sont envoyées par différents capteurs. Je vous décris à l'instant ces derniers.
Les capteurs essentiels.
Comme pour le système d'allumage électronique, l'ordinateur de bord, le PCM doit recevoir un certain nombre d'information qui sont primordiale à la détermination de la quantité d'essence qui doit être injectée. Plusieurs de ces capteurs ont déjà été décris dans ma capsule sur l'allumage alors je ne reviendrai pas sur ceux-ci en détails.
Le capteur volumétrique d'air et le capteur barométrique d'air («Mass Air Flow Meter» et «Manifold Air Pressure Sensor» en anglais.).
Rappelez-vous le fameux rapport stœchiométrique. Évidemment si on veut savoir combien d'essence injecter, il faut savoir combien d'air entre à l'intérieur des cylindres. C'est pourquoi on a besoin d'un de ces deux capteurs. Leur fonctionnement vous a déjà été expliqué, suffit de dire que ces capteurs servent deux fonctions en ce qui attrait à l'injection. Ils permettent de déterminer la quantité d'air qui entre dans le moteur ainsi que la charge moteur que je vous décrivais dans ma capsule sur l'allumage.
Le capteur de position du vilebrequin («Crankshaft Position Sensor» ou «CPS» en anglais.).
Comme je vous expliquais plus haut nos voitures sont maintenant équipées de système d'injection multi-point séquentielle qui permettent d'injecter la quantité d'essence exacte dans chaque cylindre au bon moment. Pour pouvoir effectuer cette opération le PCM a donc besoin de savoir où sont situé les différents pistons pour ne pas injecter de l'essence dans des cylindres où il n'y aura pas d'explosion. Le CPS servira donc a renseigner l'ordinateur sur la position des différents pistons dans le moteur. Je vous ai déjà décris son fonctionnement.
Le capteur de position du(des) papillon(s) des gaz («Throttle Position Sensor» ou «TPS» en anglais.).
Quand on parlait d'allumage, la position du papillon des gaz était plus ou moins importante. Par contre, en injection cela devient très important pour la simple et bonne raison que si notre papillon des gaz est fermé et qu'on injecte trop d'essence on noiera le moteur et on sera tout simplement en panne.
De plus, dépendant de la position du papillon on aura plus ou moins d'air qui entrera dans le collecteur d'admission. Évidemment, le MAF ou le MAP peuvent fournir cette information, mais le TPS affine les données et permet une mesure plus précise de la quantité de carburant à injecter.
Le fonctionnement du TPS n'est pas très compliqué. On a un simple potentiomètre fixé au papillon des gaz. Qu'est-ce qu'un potentiomètre, c'est un dispositif électrique qui fait varier un courant selon la position d'un contact électrique sur une résistance variable. En clair, quand le contact se déplace sur la résistance, le voltage diminue ou augmente. C'est ce voltage variable qui constitue le signal qui est envoyé au PCM. On retrouve des potentiomètres dans énormément d'appareils électriques ou électroniques. Pensez simplement au bouton de volume sur votre radio c'est exactement le même fonctionnement.
La sonde à oxygène («Oxygen Sensor» ou «O2S» en anglais.).
La sonde à oxygène permet de mesurer la quantité d'oxygène présente dans les gaz d'échappement. Plus la quantité d'oxygène sera grande plus le rapport air-essence sera pauvre et vice versa. Le PCM ajustera donc la quantité d'essence pour s'approcher le plus possible du rapport stœchiométrique ce qui permet de retirer le maximum d'énergie du carburant utilisé.
Par contre, le moteur ne fonctionne pas toujours de cette façon. Lorsque la pédale est au plancher (le papillon des gaz est complètement ouvert ou «Wide Open Throttle», «WOT» en anglais), le PCM se met en mode «open loop». C'est-à-dire que le PCM ne s'occupe plus des informations envoyées par la sonde O2, mais utilise à la place une table d'injection pré-programmée et gardée en mémoire. Sinon, on dit que le PCM fonctionne en mode «closed loop» et utilise donc les informations de la sonde pour s'ajuster.
La sonde comme tel fonctionne de la façon suivante. On a ce que l'on appel une cellule de Nernst, il s'agit d'un dispositif électrochimique fabriqué en dioxyde de zirconium qui réagit électriquement à la présence d'oxygène. La cellule de Nernst produira un courant de 0,2 V lorsque le mélange est pauvre, 0,8 V lorsque le mélange est riche et 0,45 V lorsqu'il est au rapport stœchiométrique. Avec ce type de sonde l'ordinateur peut seulement savoir si le mélange est pauvre ou riche et non de combien le mélange est pauvre ou riche. Pour être capable d'accomplir cette dernière tâche on a besoin de ce qu'on appelle une sonde à oxygène large bande qui pourra nous renseigner sur le rapport air-essence exacte en analysant plus précisément les gaz d'échappement. Ce ne sont pas toutes les voitures qui en sont équipés, mais on peut dire que la plupart des voitures de luxes ou de sports utilisent de telles sondes.
Les systèmes OBD II.
Depuis 1996, les moteurs de nos voitures fonctionnent selon la norme OBD II. C'est une norme américaine qui a été conçue par la société SAE («Society of Automotive Engineering») pour permettre la standardisation des systèmes de diagnostique des différents constructeurs. Cette norme ajoutait aussi certains capteurs et dispositifs anti-pollution. Dans le cas qui nous intéresse ici, la norme OBD II rajoute surtout des capteurs qui viennent influer sur les stratégie d'injection de carburant. Je vous en fait la liste complète ici.
Premièrement, on rajoute une deuxième sonde à oxygène sur la ligne d'échappement. Dans les moteurs moins récents on a toujours eu une seule sonde à oxygène. La sonde supplémentaire sert entre autres à s'assurer que le convertisseur catalytique fonctionne correctement. Elle permet aussi une image plus précise du mélange air-essence. Le PCM en mode «closed loop» comparera toujours la sonde amont par rapport au convertisseur catalytique à la sonde en aval de celui-ci.
Ensuite, on ajoute différents capteurs qui permettent de vérifier la température du moteur. On parle d'un capteur de température du liquide de refroidissement et d'un capteur de température de l'entrée d'air. Dépendant de la température, le mélange air-essence sera plus riches ou plus pauvres. Ces capteurs contrôle aussi la valve EGR qui sert à injecter une certaine quantité des gaz d'échappements pour refroidir la chambre de combustion. Une chambre de combustion plus froide permet de diminuer l'émission de polluants tel les oxydes d'azote (NOx) qui contribuent grandement aux pluies acides.
Finalement, certains constructeurs ajoutent un capteur de position de l'arbre à cames pour préciser la position des pistons dans le moteur. Cela permet entre autres d'injecter l'essence au moment exacte où on le désire. Ceci augmente l'efficacité, donc la puissance tout en économisant du carburant et par le fait même on diminue l'émission de polluant.
C'est tout pour aujourd'hui. Dans ma prochaine capsule je vous parle de l'injection directe qui remplacera bientôt complètement les systèmes à injection multi-point conventionnel.
(Fin de la capsule.)
2011 Aston Martin V8 Vantage N420 Coupe et Roadster.
Une édition limitée de la V8 Vantage standard créé pour commémorer la participation de Aston Martin aux 24 heures du Nürburgring. La N420 se veut une version civilisée de la voiture de course qui courut cette année. En réalité on pourrait plutôt parlé d'une Vantage façon «light» un peu comme la 911 GT3 ou la Gallardo Superleggera.
Avec la N420 le pack d'option Sports Pack vient en équipement standard. Il consiste en des tarages de ressorts plus fermes et de nouveaux amortisseurs eux aussi raffermis. Le diamètre des barres anti-roulis est aussi majoré et une ligne d'échappement de plus grand diamètre et moins restrictive remplace celle d'origine. La carrosserie de la voiture demeure relativement inchangés seule quelques pièces reliées à l'aérodynamique sont modifiées en tenant compte de l'expérience acquise en course. De plus, plusieurs pièces sont maintenant fabriqués en fibre de carbone ce qui fait sauver 27 kg sur la balance.
Le moteur demeure inchangé. Il s'agit d'un V8 de 4,7 L bon pour 420 Hp. Le modèle sera officiellement commercialisé suite au Salon de Paris et on parle d'un prix de 96 995 Livres Sterling pour la version coupé et un peu plus chers pour la version cabriolet.
2011 CODA Sedan EV.
Une voiture entièrement électrique sortit tout droit de la Californie. Le véhicule est plutôt conventionnel. Disons le franchement le design est très laid, mais si vous êtes vraiment environne-mentaliste, cela ne devrait pas vous déranger puisque vous sauverez les tortue-boites de l'extinction assurée. En autant que vous ne rouliez pas dessus. Passons...
La CODA est équipée d'un moteur électrique développant 134 Hp et 221 lb-ft de couple transmit à une transmission à rapport unique. Le moteur est alimenté par 728 piles électriques lithium-ion. Les batteries seront garantit 160 000 km ou 8 ans et le moteur 3 ans ou 60 000 km. Semblerait que contrairement à la Nissan LEAF, la CODA ne souffre pas de la température, puisque son compartiment à batteries est tempéré.
La Sedan EV pourrait parcourir jusqu'à 200 km avec une seule charge, mais CODA nous précise qu'une autonomie de 150 km est plus raisonnable avec une utilisation semblable à une voiture conventionnel. Les batteries peuvent être rechargé au complet en 6 heures à l'aide d'une prise résidentielle en 220 V. Personnellement je trouve cela un peu optimiste par rapport aux compétiteurs, mais l'avenir nous dira si c'est véridique.
La CODA est bien équipée avec une radio AM/FM/satellite incluant une prise iPod et USB, le téléphone mains libres Bluetooth avec commandes vocales, un système de navigation GPS avec écran tactile, les freins ABS, un système de contrôle de la stabilité et 6 coussins gonflables. La voiture ne sera pas disponible au Québec, sa commercialisation débutera cet automne en Californie et plus tard dans l'année à Hawaï.
2011 Ferrari SA APERTA.
Ferrari nous dévoile en avant-première un modèle commémoratif pour célébrer les 80 ans de Pininfarina. Pour ceux qui ne connaisse pas, Pininfarina est une firme de design italienne qui collabore depuis longtemps avec Ferrari. Elle construit même quelques modèles de la marque au cheval cabré au cours des années. La SA APERTA sera un modèle cabriolet de la 599 GTB limité à 80 exemplaires (80 ans = 80 exemplaires). La plus grosse modification consiste à enlever le toit de la voiture et renforcer le châssis pour contrer la perte de rigidité. Bien que la voiture soit un peu lourde, le V12 de 600 Hp et plus devrait permettre des performances digne de la marque de Modène. Pas de nouvelles sur le prix, mais de toute façon les 80 exemplaires sont déjà tous vendus. On aura plus de spécification au dévoilement officiel à Paris.
2011 Jeep Patriot.
Le Patriot se refait une beauté pour 2011. Les changements se limitent surtout à l'extérieur et aux matériaux utilisés à l'intérieur. On nous affirme par contre, que la suspension a été réétudiée. Une nouvelle barre stabilisatrice au diamètre plus important prend place à l'arrière tandis que des ressorts et amortisseurs aux tarages modifiés amène plus de confort dans l'habitacle. Sinon la mécanique reste inchangée. Le nouveau Patriot sera disponible dès cet automne.
2011 Kia Optima Hybrid.
L'Optima fut dévoilé cet hiver au Salon de l'auto de New York. Kia nous annonce aujourd'hui qu'une version hybride sera dévoilé sous peu au Salon de l'auto de Los Angeles. On pas plus de détails pour l'instant, alors faudra attendre le dévoilement officiel pour se faire une idée de la mécanique. Pour mémoire, la Optima est notre Magentis à nous et le nouveau modèle devrait être dans nos concessionnaires au premier trimestre 2011. Peut-être portera-t-il le nom d'Optima ou de Magentis, on a pas de nouvelles de ce côté là.
2011 Land Rover Range Rover Evoque.
Un tout nouveau modèle dans la gamme de Land Rover. Le Range Rover Evoque, ou plus simplement l'Evoque, se veut une version compacte du Range Rover Sport. Il sera plus sportif et peut être vu comme un concurrent beaucoup plus luxueux du nouveau Juke de Nissan ou le Countryman de MINI. Le design aurait été perfectionné avec l'aide de Victoria Beckham, alias Posh Spice pour ceux qui sont nostalgique. Personnellement, je crois plutôt qu'elle a simplement hoché la tête au bon moment puisque je doute que ses compétences s'étirent jusqu'au design automobile. Néanmoins, le style de l'Evoque est très réussis et très moderne. Profitez de la galerie photos plus bas pour admirer l'animal.
Pour ce qui est de la mécanique, le châssis serait relié au Freelander, le plus petit modèle disponible chez Land Rover. On modifie le châssis tout de même un peu en y ajoutant des amortisseurs magnéto-rhéologique MagneRide et des éléments de suspension propre à l'Evoque. Le tout pour une conduite définit comme sportive. Pour ce qui est de la motorisation on a droit à trois moteurs dont deux diesel. Les deux moteurs diesel sont semblable mécaniquement, on parle d'un 4 cylindres de 2,2 L turbo-compressé développant 150 Hp ou 190 Hp en utilisant une cartographie moteur différente. La version 190 Hp accouplé à la transmission intégrale serait bonne pour 50 mpg et 145 g/km de CO2. Vient ensuite un moteur à essence. Il s'agit d'un autre 4 cylindres de 2,0 L turbo-compressé lui aussi. Il profite de l'injection directe et de la distribution variable sur la came d'admission et d'échappement. Toute cette technologie donne une puissance de 240 Hp, ce qui est très appréciable étant donné la cylindrée. Land Rover ne spécifie pas de données de consommation pour ce moteur, par contre ils affirment qu'il émettrait 20% moins de CO2 que des moteurs avec la même puissance. Le tout sans citer d'exemple bien sûr.
Pour ce qui est des transmission disponible, on parle d'une transmission manuelle 6 rapports ou d'une transmission automatique 6 rapports elle aussi. Tous les moteurs sont disponible en traction avant standard sinon on peut rajouter la traction intégrale avec le diesel de 190 Hp et le moteur essence de 240 Hp. Vous pourrez vous procurer l'Evoque d'ici l'été 2011.
2010 MINI Scooter E concept.
MINI nous présentera au Mondial de l'auto trois petits scooters assez cool et hip. On a pas beaucoup de détails pour l'instant outre le fait qu'il fonctionne à l'électricité à l'aide de piles électriques lithium-ion semblable aux véhicules hybrides. On pourra aussi brancher son téléphone intelligent ou iPod dans le dit scooter et il deviendra de cette façon le navigateur GPS ainsi que le système de son de votre scooter. Dépendant du modèle de téléphone en votre possession il pourra aussi servir de clé de démarrage. Pas d'information sur une future date de commercialisation et je crois que le tout restera fermement un concept de salon rien de plus.
Nouvelle génération de moteurs «boxer» pour Subaru.
Après 21 ans, Subaru renouvelle sa gamme de moteurs. On garde toujours le fameux «boxer», qui est une autre appellation d'un moteur à plat. La course et l'alésage sont révisé avec une course plus longue. Au début on aura deux cylindrées, soit un 2,0 L et un 2,5 L. Les soupapes sont revu pour plus d'efficacité ainsi que la culasse pour un meilleur flot d'air. Les pistons et bielles sont allégées ce qui réduit de 30 % les pertes en friction. De plus avec la cartographie de base le moteur gagne 10 % en efficacité ce qui se reflètera sur les données de consommation. Le 2,5 L développe 170 Hp comme auparavant, mais à des révolutions un peu plus basse. Le couple quant à lui augmente à 174 lb-ft à 4 100 tr/min. au lieu de 170 et 4 400 tr/min. avec l'ancienne génération. Subaru n'a pas publié de données pour la version 2,0 L et il faudra attendre un petit bout de temps pour savoir
2011 Nissan NV400.
Nissan dévoile aujourd'hui son nouveau véhicule commercial NV400. Cette nouvelle ne nous concerne pas vraiment puisqu'il s'agit d'un véhicule uniquement vendu en Europe et au Japon. Par contre, Nissan annonçait par le fait même qu'un véhicule semblable et totalement électrique rejoindrait son catalogue d'ici 2013. Il ne sera probablement pas aussi massif que le NV400, mais plutôt du gabarit du Ford Transit Connect. Nissan n'a pas donné de détails quant marché dans lesquelles son véhicule électrique serait vendu, mais avec la nouvelle Leaf et le succès du véhicule Ford on pourrait s'attendre à le voir arriver sur nos routes.
C'est un pas dans la bonne direction, surtout qu'une bonne proportion des gaz à effets de serre sont produits par le transport de marchandise par la route et non aux véhicules de particulier. Si on pouvait remplacer chaque autobus ou camion de transports par des véhicules semblables on couperait de moitié les émanations due au transport automobile.
2011 Opel GTC Paris Concept.
Une étude de style pour la firme allemande. La GTC Paris se veut une interprétation plus sportive de langage visuel de la compagnie. Elle préfigure la direction que prendront les prochains modèles à caractère sportif de la marque. Il s'agit seulement d'un concept alors ne vous attendez pas à voir ça rouler sur les routes européenne et encore moins québécoise puisque Opel n'est pas commercialisé ici.
Le châssis repose sur un nouveau type de configuration de la suspension arrière. En effet, Opel utilise ce qu'ils appellent un «crank rear axle», traduit littéralement cela donne un essieu arrière vilebrequin. Pour l'instant je n'ai pas plus de détails sur ce que c'est réellement, mais j'imagine qu'il s'agit d'une configuration propre à Opel pour des barres de torsion. On aura probablement plus de détails au Mondial de l'auto où le prototype sera dévoilé officiellement.
2011 Peugeot EX1 concept.
Un concept pur qui ne risque pas de rejoindre le catalogue de production de Peugeot. Le EX1 se veut un véhicule sport 2 places qui selon la marque française, devrait réconcilier performance et agrément de conduite avec un mode de propulsion électrique. Effectivement, une voiture sportive se doit d'offrir des sensations fortes et c'est probablement ce qui manque le plus aux véhicules électriques actuels. La EX1 utilise une recette déjà bien connue, on ajoute plus de puissance.
La voiture est équipé de deux moteurs électriques entraînant chacun un essieu. Ils produisent 170 Hp respectivement pour un grand total de 340. Avec les dimensions de la voiture, cela doit effectivement données des performances spectaculaires. Évidemment, on ne nous donne pas d'indication quant à l'autonomie de la bête ou le temps de recharge des batteries.
Semblerait que l'explorateur et cinéaste français Nicolas Vanier (qui m'est totalement inconnu) est pris le volant de la EX1 pour briser plusieurs records d'accélération. Malheureusement, ma copie du communiqué de presse n'incluait pas les dits records. Alors je fais un petite recherche et je vous revient avec ça.
2010 Smart eScooter concept.
Très similaire au E Scooter de MINI il s'agit d'un petit scooter totalement électrique. On a un petit moteur roue placé sur l'essieu arrière. Le moteur développe 5 Hp. C'est amplement suffisant pour atteindre une vitesse maxi de 45 km/h et une autonomie de 100 km. En ville on a pas besoin de plus et c'est à ça que devrait servir le eScooter. Un peu comme sa grande sœur la Smart. En ville c'est très bien, mais on doit oublier les voyages sur autoroute. Le eScooter est aussi équipé de freins ABS et d'un détecteur de véhicule dans l'angle mort. Tout ceci reste un concept pour l'instant et probablement pour un bon bout de temps.
2011 Toyota Highlander et Highlander Hybrid.
Petite refonte cosmétique pour le Highlander et un nouveau moteur pour la version hybride. La version SE reçoit maintenant le 2,7 L en option qui était uniquement disponible sur la version de base auparavant. Le V6 de 3,5 L est maintenant disponible dans l'ensemble de la gamme, le SE et le Limited le recevant en équipement standard. Le 2,7 L est un 4 cylindres en ligne développant 187 Hp et 186 lb-ft de couple. Il est équipé d'une tubulure d'admission ajustable et de la distribution variable VVT-i sur la came d'admission et d'échappement. Il retourne une économie de carburant de 25 mpg sur autoroute. Le V6 développe 270 Hp et 248 lb-ft et est équipé des mêmes dispositifs que le 2,7 L, Toyota ne fournit pas d'estimation d'économie d'essence pour ce dernier. Le 2,7 L est accouplé à une transmission automatique 6 rapports et est disponible avec la traction ou la traction intégrale. Le 3,6 L reçoit une transmission automatique 5 rapports et est disponible avec la traction intégrale aussi.
Le Highlander hybride est un peu différent. Un seul moteur thermique est disponible, le même V6 de 3,6 L. On y ajoute un moteur électrique accouplé à la transmission d'une dizaine de Hp un autre moteur est accouplé à l'essieu arrière pour permettre un mode 4x4 sur demande. Ainsi équipé, le Highlander retourne une économie d'essence de 28 mpg. Pas extraordinaire. Le tout devrait être disponible bientôt dans les concessionnaires.
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