Chaque moteur à combustion interne, des moteurs de scooter minuscules aux moteurs de navires colossaux, nécessite deux éléments fondamentaux pour fonctionner - oxygène et carburant - mais le simple fait de jeter de l'oxygène et du carburant dans un récipient ne fait pas un moteur. Des tubes et des vannes guident l'oxygène et le carburant dans le cylindre, où un piston comprime le mélange à enflammer. La force explosive pousse le piston vers le bas, forçant le vilebrequin à tourner, donnant à l'utilisateur une force mécanique pour déplacer le véhicule, faire fonctionner les génératrices et pomper de l'eau, pour ne nommer que quelques-unes des fonctions d'un moteur automobile.
Le système d'admission d'air est essentiel au fonctionnement du moteur, car il capte l'air et le dirige vers des cylindres individuels, mais ce n'est pas tout. En suivant une molécule d'oxygène typique à travers le système d'admission d'air, nous pouvons apprendre ce que chaque pièce fait pour que votre moteur continue de fonctionner efficacement. (Selon le véhicule, ces pièces peuvent être dans un ordre différent.)
Le tube d'admission d'air froid est généralement situé à un endroit où il peut aspirer de l'air extérieur au compartiment moteur, tel qu'un garde-boue, une calandre ou une pelle de capot. Le tube d'admission d'air froid marque le début du passage de l'air à travers le système d'admission d'air, la seule ouverture par laquelle l'air peut pénétrer. L'air provenant de l'extérieur du compartiment moteur a généralement une température plus basse et plus dense, donc plus riche en oxygène, ce qui est meilleur pour la combustion, la puissance et l'efficacité du moteur.
Filtre à air moteur
L'air passe ensuite à travers le filtre à air du moteur, généralement situé dans une «boîte à air». L'air pur est un mélange de gaz - 78% d'azote, 21% d'oxygène et une faible quantité d'autres gaz. Selon le lieu et la saison, l'air peut également contenir de nombreux contaminants, tels que la suie, le pollen, la poussière, la saleté, les feuilles et les insectes. Certains de ces contaminants peuvent être abrasifs, entraînant une usure excessive des pièces du moteur, tandis que d'autres peuvent obstruer le système.
Un écran empêche généralement la plupart des particules plus grosses, telles que les insectes et les feuilles, tandis que le filtre à air retient les particules plus fines, telles que la poussière, la saleté et le pollen. Le filtre à air typique capture 80% à 90% des particules jusqu'à 5 µm (5 microns est environ la taille d'un globule rouge). Les filtres à air de qualité supérieure capturent 90% à 95% des particules jusqu'à 1 µm (certaines bactéries peuvent avoir une taille d'environ 1 micron).
Débitmètre d'air massique
Pour bien évaluer la quantité de carburant à injecter à un moment donné, le module de commande du moteur (ECM) doit savoir combien d'air entre dans le système d'admission d'air. La plupart des véhicules utilisent un débitmètre massique d'air (MAF) à cette fin, tandis que d'autres utilisent un capteur de pression absolue du collecteur (MAP), généralement situé sur le collecteur d'admission. Certains moteurs, tels que les moteurs turbocompressés, peuvent utiliser les deux.
Sur les véhicules équipés du MAF, l’air passe à travers un écran et des palettes pour le «redresser». Une petite partie de cet air passe à travers la partie capteur du MAF qui contient un dispositif de mesure à fil chaud ou à film chaud. L'électricité réchauffe le fil ou le film, entraînant une diminution du courant, tandis que le flux d'air refroidit le fil ou le film, entraînant une augmentation du courant. L'ECM corrèle le flux de courant résultant avec la masse d'air, un calcul essentiel dans les systèmes d'injection de carburant. La plupart des systèmes d'admission d'air incluent un capteur de température d'air admis (IAT) quelque part près du MAF, faisant parfois partie de la même unité.
Tube d'admission d'air
Après avoir été mesuré, l'air continue à travers le tube d'admission d'air jusqu'au corps du papillon. En cours de route, il peut y avoir des chambres de résonateur, des bouteilles «vides» conçues pour absorber et supprimer les vibrations dans le flux d’air, lissant le flux d’air se dirigeant vers le corps de papillon. Il est également bon de noter que, surtout après le MAF, il ne peut y avoir de fuite dans le système d'admission d'air. Laisser entrer de l'air non dosé dans le système fausserait les rapports air-carburant. Au minimum, cela pourrait amener l'ECM à détecter un dysfonctionnement, à définir des codes de diagnostic (DTC) et à vérifier le voyant de contrôle moteur (CEL). Dans le pire des cas, le moteur risque de ne pas démarrer ou de mal tourner.
Turbocompresseur et Intercooler
Sur les véhicules équipés d’un turbocompresseur, l’air passe ensuite par l’entrée du turbocompresseur. Les gaz d'échappement font tourner la turbine dans le carter de la turbine, faisant tourner la roue du compresseur dans le carter du compresseur. L'air entrant est comprimé, ce qui augmente sa densité et sa teneur en oxygène - plus d'oxygène peut brûler plus de carburant pour plus de puissance avec des moteurs plus petits.
Étant donné que la compression augmente la température de l'air d'admission, l'air comprimé traverse un refroidisseur intermédiaire afin de réduire la température et de réduire les risques de cliquetis, de détonation et de pré-allumage du moteur.
Corps de papillon
Le corps de papillon est connecté, électroniquement ou via un câble, à la pédale d'accélérateur et au système de régulation de vitesse, le cas échéant. Lorsque vous appuyez sur l'accélérateur, le papillon des gaz ou la vanne papillon s'ouvre pour permettre à davantage d'air de pénétrer dans le moteur, ce qui entraîne une augmentation de la puissance et de la vitesse du moteur. Lorsque le régulateur de vitesse est activé, un câble ou un signal électrique séparé est utilisé pour faire fonctionner le papillon des gaz tout en maintenant la vitesse souhaitée du véhicule.
Contrôle aérien au ralenti
Au ralenti, comme lorsque vous êtes assis à un feu de signalisation ou en roue libre, une petite quantité d’air doit encore aller au moteur pour le maintenir en marche. Certains véhicules plus récents, avec commande électronique du papillon (ETC), le régime de ralenti du moteur est contrôlé par des réglages minutieux du papillon des gaz. Sur la plupart des autres véhicules, une soupape distincte de commande d'air de ralenti contrôle une petite quantité d'air afin de maintenir le régime de ralenti du moteur. L'IAC peut faire partie du corps du papillon des gaz ou être raccordé à l'admission via un tuyau d'admission plus petit, hors du tuyau d'admission principal.
Tubulure d'admission
Une fois que l'air d'admission a traversé le corps de papillon, il passe dans le collecteur d'admission, une série de tubes qui fournissent de l'air aux soupapes d'admission de chaque cylindre. De simples collecteurs d'admission déplacent l'air d'admission le long du chemin le plus court, tandis que des versions plus complexes peuvent diriger l'air sur un chemin plus détourné, voire plusieurs, en fonction du régime moteur et de la charge. Contrôler le flux d'air de cette manière peut générer plus de puissance ou d'efficacité, en fonction de la demande.
Soupapes d'admission
Enfin, juste avant d'arriver au cylindre, l'air d'admission est contrôlé par les soupapes d'admission. Lors de la course d'admission, généralement entre 10 ° et 20 ° BTDC (avant le point mort haut), la soupape d'admission s'ouvre pour permettre au cylindre de aspirer de l'air lorsque le piston descend. Quelques degrés ABDC (après le point mort bas), la soupape d'admission se ferme, ce qui permet au piston de comprimer l'air lorsqu'il revient au PMH.
Comme vous pouvez le constater, le système d'admission d'air est légèrement plus compliqué qu'un simple tube allant au corps du papillon. De l'extérieur du véhicule aux soupapes d'admission, l'air d'admission emprunte un chemin sinueux, conçu pour fournir de l'air propre et mesuré aux bouteilles. Connaître la fonction de chaque partie du système d'admission d'air peut également faciliter le diagnostic et la réparation.
