Quels sont les avantages du système à injection par rapport au système à carburation d'un aéronef à moteur à piston ? What are the benefits of the fuel injection system over the carburetor system of a piston engine aircraft?
Avec le temps, les carburateurs laissent progressivement place aux injecteurs. Cela est principalement dû au fait que le carburateur distribue inégalement le mélange air-carburant aux cylindres. Le système à injection est bien plus précis à ce niveau : il mesure et distribue la quantité adéquate de carburant juste avant chaque soupape d’admission ou directement dans chaque cylindre, comme le montre le cercle rouge dans l'image ci-dessous.
Over the years, carburetors have gradually given way to fuel injectors. This is primarily because carburetors do not distribute the fuel/air mixture equally between cylinders. Fuel injection systems are far more precise. They measure and distribute the correct amount of fuel just before each intake valve or directly into each cylinder, as the red circle shows in the picture below.
L’entrée d’air pour le système d’injection de carburant est semblable à celle utilisée dans un système à carburateur.
Il existe plusieurs types de systèmes à injection, mais, globalement, le système typique comprend :
- Une pompe à injection : Entraînée par le moteur, elle fait circuler le carburant dans le système;
- Une valve de régulation du carburant : Elle contrôle la quantité de carburant qui se rendra au répartiteur de carburant;
- Un répartiteur de carburant (ou araignée) : Il maintient le carburant sous pression et le répartit vers les différents injecteurs;
- Des injecteurs : Ils vaporisent le carburant dans le courant d’air pénétrant dans le collecteur d’admission, ou directement dans le cylindre;
- Des conduites de carburant : Elles font le lien entre le répartiteur et les injecteurs;
- Une pompe auxiliaire électrique : Elle prend le relais en cas de panne de la pompe à injection;
- Un papillon : Il contrôle l’admission d’air;
- Un filtre à air;
- Un filtre à carburant;
- Un indicateur de débit : Dans le poste de pilotage.
A fuel injection system's air intake is much like the air intake of a carburetor system.
There are various kinds of fuel injection systems, but broadly speaking, a standard system includes:
- Fuel injection pump: Driven by the engine and circulates fuel through the system
- Fuel metering valve: Controls the amount of fuel that goes to the fuel distributor
- Fuel distributor (or spider): Keeps the fuel under pressure and distributes it to the fuel injectors
- Fuel injectors: Vaporize the fuel in the air current entering the intake manifold, or directly in the cylinder
- Fuel lines: Connect the distributor to the fuel injectors
- Auxiliary electric pump: Takes over if the fuel injection pump malfunctions
- Throttle valve: Controls air intake
- Air filter
- Fuel filter
- Flow gauge: In the cockpit
La valve de régulation qui contrôle le débit de carburant et le papillon qui contrôle l’admission d’air sont calibrés pour fournir le bon mélange en fonction de la position de la manette des gaz.
The regulator valve that controls the fuel flow rate and the throttle valve that controls the air intake are calibrated to provide the correct mixture based on the position of the throttle.
Évidemment, le problème du givrage du carburateur ne se rencontre pas dans le système à injection. Mais il existe tout de même une cause de givrage du système : le givrage d’impact. Comme c’est le cas pour le carburateur, de la glace peut s’accumuler sur le filtre à air ou dans l’entrée d’air.
Obviously, carburetor icing is not an issue in fuel injection systems. However, that still leaves one cause of system icing: impact ice. Fuel injection systems, too, can have ice accumulate on the air filter or in the air intake.
En cas de givrage d’impact, les constructeurs ont installé une prise d’air alternative (ou prise d’air de secours) à l’intérieur du capot moteur. La commande permettant d’activer cette source auxiliaire d’air se trouve dans le poste de pilotage. En activant cette commande, le ou la pilote permet à l’air de contourner la prise normale.
Note : En de rares occasions, le givrage du papillon peut survenir à des températures de 5 ºC ou moins.
Comparativement au système à carburateur, les avantages du système à injection sont
- Réduction des risques de givrage;
- Meilleur débit de carburant, permettant un meilleur fonctionnement du moteur;
- Réponse plus rapide du moteur à l’accélération;
- Contrôle bien plus précis du mélange : la puissance et le refroidissement du moteur s’en retrouvent améliorés, et la consommation de carburant est diminuée;
- Meilleure distribution de carburant dans les cylindres;
- Démarrage plus facile par temps froid.
Deux inconvénients se démarquent tout de même dans le système à injection :
- Difficulté à redémarrer un moteur après un manque de carburant (la solution à ce problème est relativement simple : ne manquez jamais de carburant !);
- Moteur difficile à démarrer à chaud : après l’arrêt du moteur, la chaleur qui est sous le capot peut provoquer l’évaporation du carburant dans les conduites. Au démarrage suivant, le carburant sous forme de gaz se trouvant dans les durites empêche le carburant liquide nécessaire au démarrage de circuler. Cependant, il suffira de suivre les recommandations du constructeur et d’un peu d’expérience pour passer outre ce problème.
Manufacturers have designed an alternate air intake, located inside the engine cowling, to use in the event of impact ice. The control to activate this port is in the cockpit. By activating it, the pilot allows air to bypass the normal port.
Note: On rare occasions, throttle icing can occur at temperatures of 5º C or below.
The benefits of a fuel injection system over a carburetor system include:
- Lower risk of icing
- Better fuel flow, and thus better engine operation
- Faster engine response to acceleration
- More precise control over the mixture: leads to improved engine power and cooling and lower fuel consumption
- Better fuel distribution in cylinders
- Easier starting in cold weather
However, there are two main disadvantages to a fuel injection system:
- Difficulty restarting the engine after a fuel shortage (the solution here is fairly simple: don’t run out of fuel!)
- Engine is difficult to start hot: after the engine stops, the heat below the cowling can cause the fuel in the lines to evaporate. At the next start, the gaseous fuel in the hoses prevents the liquid fuel from circulating. However, you can work around this issue with a bit of experience and by following the manufacturer's recommendations.