Injecteur piézoélectrique vs injecteur à injection directe : guide technique

Injecteurs de carburant dans les moteurs modernes : de l'injection directe à l'actionnement piézoélectrique

L'injecteur de carburant est le composant qui introduit le carburant dans le processus de combustion avec un timing précis, une quantité de pulvérisation contrôlée et un spectre de gouttelettes optimisé pour un mélange rapide et une combustion complète. L'évolution de la technologie des injecteurs au cours des trois dernières décennies - depuis l'injection simple par orifice en passant par l'injection directe précoce jusqu'à la génération actuelle d'injecteurs piézoélectriques capables d'effectuer plusieurs injections par cycle à des pressions d'injection supérieures à 2 500 bars - a été motivée par des réglementations sur les émissions de plus en plus exigeantes, des objectifs d'économie de carburant et la recherche d'une puissance spécifique plus élevée pour les moteurs de plus petite cylindrée.

L’injection directe et l’injection piézoélectrique ne sont pas des alternatives concurrentes : elles représentent deux niveaux de la même hiérarchie technologique. Un injecteur piézoélectrique est un type d'injecteur à injection directe qui utilise un actionneur piézoélectrique plutôt qu'un solénoïde pour contrôler la vanne à pointeau. L'injection directe est le contexte de l'application ; L'actionnement piézoélectrique est le mécanisme qui permet l'exécution la plus performante de l'injection directe.

Comprendre le fonctionnement de chaque technologie, pourquoi l'actionnement piézoélectrique offre des avantages en termes de performances par rapport à l'injection directe entraînée par solénoïde et quelles sont les implications pratiques pour les performances, les diagnostics et la réparation du moteur constitue la base de décisions éclairées en matière de conception du moteur, de sélection du véhicule et d'entretien.

Injecteur à injection directe : Principes, pression et formation de pulvérisation

Un injecteur à injection directe injecte le carburant directement dans la chambre de combustion plutôt que dans l'orifice d'admission en amont de la soupape d'admission. Cette différence fondamentale dans l'emplacement d'injection - chambre de combustion par rapport à l'orifice d'admission - permet une gamme de caractéristiques du système de combustion que l'injection par orifice ne peut pas fournir, y compris la formation de charge homogène à des pressions d'injection élevées, le fonctionnement de charge stratifiée à charge partielle (dans les systèmes d'injection directe d'essence conçus pour ce mode), le refroidissement de la charge à partir de l'évaporation du carburant directement dans la chambre de combustion et un contrôle précis cycle par cycle de la masse de carburant injectée indépendant de la dynamique du collecteur d'admission.

Essence à injection directe (GDI)

Dans les moteurs essence à injection directe (GDI), le carburant est injecté à des pressions allant généralement de 100 bars à 350 bars dans les systèmes modernes, certains moteurs avancés utilisant des pressions allant jusqu'à 500 bars. La pression d'injection élevée produit une fine pulvérisation de gouttelettes qui se atomise rapidement dans la charge chaude et comprimée à l'intérieur du cylindre. L'évaporation des gouttelettes de carburant directement dans la chambre de combustion absorbe la chaleur de la charge, réduisant la température de charge et permettant des taux de compression plus élevés (qui améliorent l'efficacité thermodynamique) sans l'apparition d'une combustion anormale (cognement) qui limiterait le taux de compression dans un moteur à injection par port équivalent.

Les systèmes d'injection GDI se caractérisent par leur pression d'injection (via une pompe à carburant haute pression entraînée par l'arbre à cames), le nombre d'événements d'injection par cycle (qui a progressivement augmenté d'une injection unique à cinq ou plus dans les systèmes de la génération actuelle) et la géométrie de pulvérisation de la buse d'injection - qu'il s'agisse d'un modèle à plusieurs trous produisant des jets de pulvérisation discrets, d'un injecteur à tourbillon produisant une pulvérisation à cône creux ou d'une conception plus récente de soupape à pivot à ouverture vers l'extérieur.

Injection directe à rampe commune diesel

L'injection directe diesel via le système à rampe commune est l'architecture d'injection diesel dominante dans les voitures particulières, les véhicules utilitaires légers et, de plus en plus, dans les applications poids lourds. La rampe commune stocke le carburant à la pression d'injection cible (allant de 1 600 bars dans les premiers systèmes à 2 700 bars dans les systèmes lourds de la génération actuelle) dans un volume d'accumulateur partagé - la rampe - à partir duquel les injecteurs individuels tirent du carburant. Le stockage haute pression dans le rail découple la pression d'injection du régime moteur, permettant d'utiliser la pression d'injection maximale à n'importe quel point de fonctionnement du moteur plutôt que d'être limitée à des conditions de vitesse élevée comme dans les précédents systèmes d'injection pompe-ligne-buse.

Les injecteurs diesel à rampe commune doivent fonctionner de manière fiable sur une plage de pression allant du ralenti à la pression de pointe à pleine charge, ouvrir et fermer le pointeau avec des temps de réponse de l'ordre de la microseconde à la milliseconde pour obtenir un timing et une durée d'injection précis, et maintenir la précision de la quantité d'injection sur des millions d'événements d'injection avec une dérive minimale des performances. Ces exigences exigent des tolérances de fabrication précises, des matériaux de la plus haute qualité et un mécanisme d'actionnement capable de répondre aux exigences de temps de réponse et de force sur toute la plage de fonctionnement.

Valve à pointeau d’injecteur et formation de pulvérisation

Le pointeau situé à l’extrémité du corps de l’injecteur est l’élément qui contrôle le débit de carburant du système de carburant haute pression vers la chambre de combustion. Lorsque l'aiguille se soulève de son siège, le carburant à haute pression s'écoule à travers le volume du sac au niveau de l'extrémité de la buse et sort par un nombre défini de trous (généralement 5 à 10 dans les buses diesel modernes, 3 à 12 dans les buses GDI) sous forme de jets à grande vitesse qui s'atomisent en fines gouttelettes par rupture turbulente et interaction aérodynamique avec l'air de suralimentation dense dans le cylindre.

La levée du pointeau, la vitesse d'ouverture et de fermeture et la différence de pression à travers les trous de buse au moment de l'ouverture affectent tous la distribution initiale de la taille des gouttelettes, la pénétration du jet (la distance parcourue par les jets de pulvérisation avant de perdre leur élan et de se mélanger à la charge) et la quantité de carburant injectée par événement. Le mécanisme d'actionnement de l'injecteur - qu'il soit solénoïde ou piézoélectrique - contrôle directement la vitesse et la précision du mouvement du pointeau, ce qui en fait le déterminant clé de la qualité de l'injection.

Actionnement solénoïde dans les injecteurs à injection directe

La majorité des injecteurs à injection directe en service aujourd'hui utilisent une électrovanne comme mécanisme d'actionnement. L'injecteur solénoïde est la conception dominante depuis l'introduction de l'injection à rampe commune dans les années 1990 et reste le type d'injecteur à injection directe le plus largement produit dans le monde.

Comment fonctionne l'injecteur solénoïde

Dans un injecteur diesel à rampe commune actionné par solénoïde, le pointeau n'est pas entraîné directement par le solénoïde. Au lieu de cela, le solénoïde actionne une petite vanne de commande (la vanne de commande à deux ou trois voies) dans le circuit de carburant haute pression à l'intérieur du corps de l'injecteur. La vanne de régulation gère la pression dans une chambre de commande hydraulique au-dessus de l'aiguille, qui détermine si la force hydraulique nette sur l'aiguille est dirigée vers le siège (aiguille fermée, injection arrêtée) ou loin du siège (aiguille ouverte, injection en cours).

Lorsque le solénoïde est alimenté, il ouvre la vanne de commande, évacuant la pression de la chambre de commande pour revenir (basse pression). La différence de pression entre la chambre de commande et la pression de la buse agit vers le haut sur l'aiguille, la soulevant de son siège et déclenchant l'injection. Lorsque le solénoïde est hors tension, la vanne de commande se ferme, la pression se rétablit dans la chambre de commande et l'aiguille revient à son siège sous l'action combinée de la force de rappel hydraulique et du ressort de l'aiguille. La durée d'injection est donc la période entre l'excitation et la désexcitation du solénoïde, et la quantité injectée est déterminée par l'intégrale du débit sur cette durée.

La limitation inhérente à l'actionnement du solénoïde en injection directe est le temps de réponse mécanique du système solénoïde-électrovanne-aiguille. Les électroaimants solénoïdes nécessitent du temps pour créer et effondrer le champ magnétique, et le circuit d'amplification hydraulique ajoute un délai supplémentaire entre l'actionnement du solénoïde et la réponse du robinet à pointeau. Cela limite la durée d'injection minimale réalisable et la séparation minimale entre les injections successives, limitant le nombre d'événements d'injection qui peuvent être effectués au cours d'un seul cycle moteur à des régimes moteur élevés.

Injecteur piézoélectrique : Comment fonctionne l'actionnement piézoélectrique

Un injecteur piézoélectrique remplace l'actionneur solénoïde par un actionneur à pile piézoélectrique - une colonne d'éléments céramiques piézoélectriques (le plus souvent du titanate de zirconate de plomb, ou PZT) qui se dilatent lorsqu'une tension est appliquée à leurs bornes et se contractent lorsque la tension est supprimée. Cette expansion et contraction physique de la pile fournit la force d'actionnement et le déplacement qui actionnent la soupape de commande de l'injecteur ou, dans certaines conceptions, contrôlent directement la position de la soupape à pointeau.

L'effet piézoélectrique dans les actionneurs d'injecteur

Les céramiques piézoélectriques présentent l’effet piézoélectrique inverse : lorsqu’un champ électrique est appliqué à travers la céramique, le matériau se déforme mécaniquement. Dans les piles PZT conçues pour les actionneurs d'injecteurs de carburant, une tension de 100 à 200 V appliquée sur une pile de 200 à 400 plaquettes de céramique individuelles (chacune d'environ 0,1 mm d'épaisseur) produit un déplacement linéaire total d'environ 30 à 60 micromètres. Le déplacement se produit quelques microsecondes après l'application de la tension. Cette réponse quasi instantanée constitue l'avantage fondamental en termes de performances de l'actionnement piézoélectrique par rapport à l'actionnement par solénoïde dans les injecteurs à injection directe.

La relation entre la tension appliquée et le déplacement de la pile est presque linéaire, ce qui signifie que l'application d'une tension partielle produit un déplacement partiel proportionnel. Cette caractéristique permet à l'injecteur piézoélectrique d'effectuer des levées partielles précises de la vanne de régulation ou de l'aiguille, en injectant de petites quantités contrôlées avec précision à n'importe quelle fraction de la levée complète de l'aiguille qu'un système solénoïde ne peut pas reproduire.

Injecteurs piézoélectriques à action directe et amplifiés hydrauliquement

Deux principales architectures d'injecteurs piézoélectriques sont utilisées dans les véhicules de série :

• Injecteur piézoélectrique à amplification hydraulique : La pile piézoélectrique actionne une servovalve dans le circuit de carburant haute pression (similaire en principe à l'approche de l'électrovanne de commande), qui contrôle ensuite hydrauliquement la position de l'aiguille. L'étage d'amplification hydraulique multiplie le petit déplacement mécanique de la pile piézoélectrique en une plus grande levée d'aiguille, au prix d'un certain temps de réponse. Il s'agit de l'architecture utilisée dans le Bosch CRI3 (injecteur à rampe commune) et dans des systèmes similaires qui ont été les premiers injecteurs diesel piézoélectriques commerciaux.
• Injecteur piézoélectrique à action directe : Dans cette architecture, la pile piézoélectrique est couplée mécaniquement directement à la vanne à pointeau via un élément de couplage, généralement un coupleur hydraulique qui compense les changements dimensionnels dépendants de la température de la pile et des matériaux du corps de l'injecteur (qui ont tous deux des coefficients de dilatation thermique différents). Le couplage direct élimine entièrement le circuit de commande hydraulique, offrant la réponse la plus rapide possible : ouverture de l'aiguille dans un délai d'environ 50 à 100 microsecondes après l'application de la tension. Delphi (maintenant BorgWarner Fuel Systems) a été le premier à introduire en production un injecteur à rampe commune piézoélectrique à action directe, et cette architecture offre la vitesse de réponse d'injection ultime disponible dans la technologie actuelle.

Le coupleur hydraulique dans les systèmes à action directe

Le coupleur hydraulique d'un injecteur piézoélectrique à action directe est une petite chambre hydraulique scellée entre la pile piézoélectrique et la tige d'accouplement du robinet à pointeau. Sa fonction principale est de compenser la différence nette de dilatation thermique entre le corps de l'injecteur en acier et la pile en céramique PZT, qui autrement amènerait l'injecteur à délivrer des quantités imprévisibles lorsque la température change pendant le préchauffage et le fonctionnement à pleine charge. Le coupleur hydraulique transmet fidèlement la force mécanique de la pile à l'accouplement à aiguille pendant la dynamique rapide de l'injection (échelles de temps de la microseconde à la milliseconde) tout en fuyant lentement pour s'adapter aux différences de dilatation thermique (échelles de temps de la seconde à la minute). Cette conception mécanique élégante est l’une des principales réalisations techniques de l’injecteur piézoélectrique à action directe et est fondamentale pour sa stabilité de quantité d’injection à long terme.

Avantages de performance des injecteurs piézoélectriques par rapport aux injecteurs solénoïdes

Les avantages en termes de performances de l'actionnement piézoélectrique par rapport à l'actionnement solénoïde dans les injecteurs à injection directe ont conduit à l'adoption d'injecteurs piézoélectriques dans les applications les plus performantes et les plus sensibles aux émissions, en particulier dans les systèmes diesel à rampe commune où les exigences en matière de précision d'injection sont les plus élevées.

Temps de réponse plus rapide

Les actionneurs piézoélectriques répondent en microsecondes par rapport à l'échelle de temps en millisecondes des actionneurs solénoïdes. Cette réponse plus rapide permet des durées d'injection minimales plus courtes, ce qui est essentiel pour les événements pilotes et post-injection utilisés dans les systèmes de combustion diesel avancés pour réduire le bruit de combustion, contrôler les émissions de particules et prendre en charge la régénération du filtre à particules diesel. Un injecteur piézoélectrique peut injecter de manière fiable des quantités inférieures à 1 mm3 par course, quantités qui nécessiteraient des durées d'injection trop courtes pour qu'un injecteur solénoïde puisse les contrôler avec précision.

Nombre d'événements d'injection plus élevé par cycle

La séparation minimale entre les injections successives (le temps de séjour entre les injections) est plus courte pour les injecteurs piézoélectriques que pour les injecteurs solénoïdes car la vanne à pointeau atteint plus rapidement sa position complètement fermée après l'arrêt de la commande. Les injecteurs diesel piézoélectriques modernes à rampe commune peuvent effectuer jusqu'à huit événements d'injection ou plus par cycle (pilotes multiples, injection principale et post-injections multiples) à des régimes moteur élevés, là où les injecteurs solénoïdes seraient limités à moins d'événements en raison de leur réponse plus lente. L'augmentation du nombre d'événements d'injection par cycle permet des stratégies de combustion qui réduisent considérablement le bruit (plusieurs petites injections pilotes avant l'événement principal pré-mélangent une petite quantité de carburant avant l'allumage, réduisant ainsi le taux d'augmentation de la pression) et les émissions (les post-injections prennent en charge le post-traitement des particules et les stratégies de réduction des NOx).

Contrôle proportionnel de la levée de l'aiguille

Étant donné que le déplacement de la pile piézoélectrique est proportionnel à la tension appliquée, la levée du pointeau peut être contrôlée dans des positions intermédiaires plutôt que d'être limitée à une ouverture ou une fermeture complète. Cette capacité de contrôle proportionnel permet au débit à travers les trous de buse de varier en continu pendant un événement d'injection - une capacité appelée mise en forme du débit - dans laquelle le débit de carburant est délibérément contrôlé pour suivre un profil souhaité (par exemple, une montée en puissance au début de l'injection, un plateau soutenu pendant l'injection principale et une décélération contrôlée à la fin). La configuration du débit peut réduire davantage le bruit de combustion et les émissions de NOx par rapport aux profils de débit d'injection rectangulaires conventionnels.

Consommation d'énergie et génération de chaleur réduites

Les actionneurs piézoélectriques capacitifs stockent et restituent l'énergie électrique pendant chaque cycle d'injection (la pile stocke l'énergie sous forme de charge lorsqu'une tension est appliquée et la restitue lorsqu'elle est déchargée), contrairement aux actionneurs solénoïdes qui convertissent l'énergie électrique en chaleur dans la résistance de la bobine. Cette récupération d'énergie capacitive signifie que la demande de puissance maximale sur l'électronique du pilote d'injecteur est élevée, mais que la consommation d'énergie nette par événement d'injection est inférieure à celle d'un système solénoïde équivalent. La moindre génération de chaleur dans l'actionneur lui-même réduit les contraintes thermiques sur les composants de l'injecteur et simplifie les exigences de gestion thermique de l'électronique du pilote d'injecteur.

Stratégie électronique et de contrôle du pilote d'injecteur piézoélectrique

L'injecteur piézoélectrique nécessite un circuit pilote haute tension dédié dans l'unité de commande du moteur (ECU) ou un module pilote d'injecteur séparé. La commande d'un injecteur piézoélectrique est fondamentalement différente de la commande d'un injecteur solénoïde car l'actionneur piézoélectrique est une charge capacitive plutôt qu'une charge inductive.

Pour ouvrir l'injecteur, le pilote charge la pile piézoélectrique à la tension cible - généralement 100 V à 200 V - à partir d'une batterie de condensateurs d'alimentation amplifiée. Le courant de charge est contrôlé pour produire le taux d'augmentation de tension souhaité, qui détermine la vitesse d'ouverture de l'aiguille et le taux d'injection pendant le transitoire d'ouverture. Pour fermer l'injecteur, la charge stockée est déchargée de la pile vers les condensateurs d'alimentation pour être récupérée.

Le niveau de tension précis appliqué à la pile détermine le degré de levée de l'aiguille, ce qui affecte directement la quantité de carburant injectée à n'importe quelle pression d'injection donnée. L'ECU doit donc contrôler la tension de sortie du pilote avec une grande précision - généralement entre 1 et 2 volts sur toute la plage de fonctionnement - pour atteindre la précision de la quantité d'injection requise pour la conformité en matière d'émissions et la maniabilité. La correction de la quantité d'injection en boucle fermée à l'aide des données d'un module de mesure de débit ou d'un capteur de levée d'aiguille est généralement mise en œuvre pour compenser la variation d'un injecteur à l'autre et la dérive à long terme des caractéristiques de réponse de la cheminée.

Données d'étalonnage spécifiques à l'injecteur

Les injecteurs piézoélectriques sont calibrés individuellement lors de la fabrication et se voient attribuer un ensemble de codes de correction (codes IMA, codes C3I ou équivalents selon le fabricant et la plate-forme du véhicule) qui codent les caractéristiques de performance spécifiques de l'injecteur à des points de fonctionnement clés par rapport à la spécification nominale. Ces codes de correction sont programmés dans l'ECU lorsqu'un injecteur est installé, permettant au logiciel de contrôle d'injection de compenser les caractéristiques de chaque injecteur et de fournir des quantités d'injection précises malgré les variations de fabrication dans la bande de tolérance autorisée. Lorsqu'un injecteur piézoélectrique est remplacé, la programmation des codes d'étalonnage de l'injecteur de remplacement dans l'ECU est une étape essentielle. Ne pas le faire entraînera des erreurs de quantité d'injection qui provoqueront un fonctionnement irrégulier, une augmentation des émissions et potentiellement des dommages au moteur dus à un suralimentation.

Applications d'injecteurs piézoélectriques dans les véhicules de production

Les injecteurs piézoélectriques ont été introduits pour la première fois dans les voitures particulières diesel de production au début des années 2000 et ont depuis été adoptés dans une large gamme d'applications d'injection directe de diesel et d'essence, en particulier là où les performances d'injection et les capacités d'émission les plus élevées sont requises.

Applications diesel

Les injecteurs piézoélectriques à rampe commune sont utilisés dans les moteurs diesel des voitures particulières et des utilitaires légers de plusieurs fabricants. Les systèmes piézoélectriques à action directe CRI3 (Common Rail Injector 3) de Bosch et DFI1 (plus tard DCO) de Delphi ont été les premiers représentants de la production, et la technologie a depuis été affinée au fil de plusieurs générations pour atteindre les systèmes actuels fonctionnant à une pression de rail allant jusqu'à 2 700 bars avec un nombre d'événements d'injection de sept à huit par cycle. Outre les voitures particulières, l'injection piézoélectrique est utilisée dans les moteurs diesel lourds pour camions et équipements tout-terrain où les avantages en termes de performances d'injection pour la conformité aux émissions (normes Euro VI, EPA 2010 et ultérieures) justifient le coût plus élevé de l'injecteur par rapport aux systèmes solénoïdes.

Applications d’injection directe d’essence

L'actionnement piézoélectrique est également utilisé dans les systèmes d'injection directe d'essence, bien que les pressions d'injection plus faibles dans le GDI (100 à 500 bars contre 1 600 à 2 700 bars dans le diesel) signifient que les avantages de l'actionnement piézoélectrique par rapport à l'actionnement solénoïde sont moins extrêmes que dans le diesel à rampe commune. Les applications et systèmes GDI hautes performances ciblant les limites de nombre de particules (PN) les plus strictes - où des injections multiples contrôlées avec précision par cycle sont nécessaires pour réduire le mouillage des parois et la formation de particules - bénéficient le plus de l'actionnement piézoélectrique dans le contexte de l'essence.

Applications émergentes

L'injection directe d'hydrogène pour les moteurs à combustion interne - une technologie émergente de groupe motopropulseur pour les véhicules et les transports lourds - représente un futur domaine d'application dans lequel les performances des injecteurs piézoélectriques sont particulièrement pertinentes. La faible densité énergétique de l'hydrogène, sa large plage d'inflammabilité et sa vitesse de flamme très élevée créent une dynamique de combustion qui exige un contrôle d'injection rapide et précis pour éviter des événements de combustion anormaux. La vitesse de réponse élevée et la capacité de contrôle proportionnel des injecteurs piézoélectriques les rendent bien adaptés aux exigences de la combustion de l'hydrogène DI.

Diagnostic, maintenance et remplacement des injecteurs piézoélectriques

Les injecteurs piézoélectriques présentent des exigences de diagnostic et d'entretien spécifiques qui diffèrent de celles des injecteurs solénoïdes. Leur coût plus élevé – généralement deux à cinq fois supérieur au coût des injecteurs solénoïdes équivalents – rend important un diagnostic correct des défauts du système d’injection avant de s’engager dans le remplacement. Leur exigence de code d'étalonnage fait de la programmation une étape obligatoire dans toute procédure de remplacement.

Modes de défaillance courants

Les injecteurs piézoélectriques peuvent tomber en panne à cause de plusieurs mécanismes :

• Délaminage ou fissuration de l’empilement piézoélectrique : L'empilement de céramique peut développer des fissures ou un délaminage de couches individuelles, généralement dues à un choc thermique, à un choc mécanique dû à un coup de bélier dans le système de carburant ou à des dommages causés par des pointes de tension. Une défaillance de la pile produit une perte de fonction de l'actionneur, l'injecteur passant généralement par défaut en mode de défaillance bloqué-ouvert ou bloqué-fermé en fonction du type de défaillance.
• Valve à pointeau grippée ou grippée : L'accumulation de dépôts de carbone sur l'aiguille et le siège provenant des produits de dégradation du carburant ou du retour de combustion peut provoquer le blocage de l'aiguille, ne produisant aucune injection (aiguille coincée fermée) ou une injection continue (aiguille coincée ouverte). Ce mode de défaillance est plus fréquent avec les carburants de mauvaise qualité ou dans les moteurs dont les intervalles d'entretien sont prolongés au-delà du calendrier de remplacement du filtre à carburant.
• Fuite du corps de l'injecteur : Les raccords de carburant haute pression et l'étanchéité du corps de l'injecteur peuvent fuir intérieurement ou extérieurement, une fuite interne provoquant une augmentation du débit de retour de carburant réduisant la pression de la rampe et la quantité injectée, et une fuite externe créant un risque d'incendie.
• Dégradation du coupleur hydraulique (systèmes à action directe) : L'huile du coupleur hydraulique peut se dégrader ou fuir au-delà des éléments d'étanchéité du coupleur, provoquant une perte de la fonction de compensation thermique et une dérive progressive de la quantité d'injection à mesure que le jeu du coupleur augmente ou diminue par rapport à l'état calibré.

Approche diagnostique

Les défauts des injecteurs piézoélectriques sont diagnostiqués grâce à une combinaison de lecture du code d'erreur de l'ECU, de test de contribution de l'injecteur de carburant (équilibre des cylindres), de mesure de la quantité de retour de carburant et de test de résistance électrique et de capacité de l'injecteur. La capacité de la pile piézoélectrique (mesurée avec l'injecteur déconnecté du faisceau du véhicule) est un indicateur direct de l'intégrité de la pile : une pile fissurée ou délaminée affichera une capacité considérablement réduite par rapport à la valeur spécifiée, et une pile en court-circuit affichera une capacité proche de zéro. Ce test de capacité est le test électrique le plus définitif en matière de défaillance de pile et peut être effectué avec un compteur LCR standard capable de la plage de mesure appropriée.

La précision de la quantité d'injection est évaluée à l'aide du test d'équilibre de contribution des cylindres disponible dans la plupart des outils d'analyse de diagnostic compatibles avec le véhicule : il compare la correction du régime de ralenti appliquée à chaque cylindre par le logiciel de contrôle d'injection pour équilibrer la qualité du ralenti, avec des cylindres nécessitant d'importantes corrections positives indiquant que les injecteurs délivrent en dessous de la quantité cible et des corrections négatives indiquant une livraison excessive. Ce test identifie quel injecteur fonctionne en dehors des tolérances mais n'identifie pas le mécanisme de défaillance à l'origine de l'erreur de quantité.

Procédure de remplacement

Le remplacement d'un injecteur piézoélectrique implique le retrait et l'installation mécaniques (qui suivent des étapes globalement similaires au remplacement de l'injecteur solénoïde, avec une attention particulière à la rondelle d'étanchéité en cuivre, l'élimination des dépôts de carbone de l'alésage de l'injecteur et le couple correct pour le dispositif de serrage ou l'écrou-raccord) et l'étape supplémentaire critique de programmation des codes d'étalonnage de l'injecteur de remplacement dans l'ECU.

Les codes d'étalonnage sont fournis avec l'injecteur de remplacement (soit sur une étiquette sur le corps de l'injecteur, soit sur une carte de données séparée dans l'emballage) et doivent être saisis dans l'ECU à l'aide d'un outil de diagnostic compatible prenant en charge la fonction de codage de l'injecteur pour la plate-forme spécifique du véhicule. La plupart des systèmes de diagnostic de qualité professionnelle prennent en charge le codage des injecteurs piézoélectriques pour les principaux systèmes de gestion du moteur (Bosch EDC17, Delphi DCM, Continental, Denso et autres), et la fonction est généralement accessible dans le menu des fonctions spéciales de l'ECU du moteur.

Si vous ne programmez pas les codes d'étalonnage après le remplacement, l'ECU utilisera les codes de l'injecteur précédent (ou une valeur par défaut) pour contrôler le nouvel injecteur, produisant des erreurs de quantité d'injection qui se manifesteront par un ralenti irrégulier, de la fumée au ralenti ou à charge partielle, des émissions élevées et, dans les cas graves, des dommages au nouvel injecteur ou au moteur dus à un suralimentation chronique d'un ou plusieurs cylindres. Le codage des injecteurs après remplacement est une étape non facultative et non une bonne pratique recommandée.

Comparaison : injecteurs solénoïdes et piézoélectriques à injection directe