Moteurs à injection directe : Pourquoi l'accumulation de carbone se produit (et comment l'éviter)

Direct Injection Engines: Why Carbon Buildup Happens (And How To Prevent It)

Moteurs à injection directe : Pourquoi l'accumulation de carbone se produit (et comment l'éviter)

Les constructeurs automobiles vantent depuis longtemps les avantages de l'injection de carburant, promettant une efficacité et une puissance accrues. Cependant, avec l'adoption croissante de ce système (environ 73 % en 2023), de nombreux conducteurs font face à un effet secondaire problématique et relativement courant après seulement 32 000 km : l'accumulation de carbone sur les soupapes d'admission. Ce phénomène, bien que connu depuis les années 1950 grâce aux essais de Mercedes en compétition, pose désormais des défis aux véhicules de série.

L'injection traditionnelle, dite indirecte, place les injecteurs au-dessus des soupapes d'admission, permettant au mélange air-carburant de nettoyer naturellement ces dernières. Cette méthode, moins coûteuse et plus simple, favorise également une meilleure vaporisation du carburant. En revanche, l'injection directe, introduite massivement en 2004 avec l'Audi A6, injecte le carburant directement dans la chambre de combustion, augmentant ainsi la puissance mais laissant les soupapes vulnérables aux dépôts carbonés.

Les dépôts de carbone résultent d'une combustion incomplète, un phénomène inévitable dans tout moteur à combustion. Bien qu'un carburant de qualité puisse atténuer le problème, l'absence de nettoyage naturel dans les systèmes à injection directe aggrave la situation. Certains constructeurs, comme Toyota, ont opté pour une solution hybride, combinant les deux types d'injection pour minimiser ces dépôts.

Pour prévenir l'accumulation de carbone, plusieurs solutions s'offrent aux conducteurs. L'installation de séparateurs d'huile (oil catch cans) permet de capturer les résidus non brûlés avant qu'ils n'atteignent les soupapes. Éviter les trajets courts et utiliser régulièrement le régime maximal du moteur peut également aider à réduire les dépôts. Enfin, des additifs carburant spécifiques et, dans les cas extrêmes, un démontage du moteur, complètent l'éventail des solutions.

Động cơ phun xăng trực tiếp: Nguyên nhân gây bám cặn carbon và cách phòng ngừa hiệu quả

Các hãng xe từ lâu đã ca ngợi lợi ích của hệ thống phun xăng điện tử với khả năng tiết kiệm nhiên liệu và tăng công suất vượt trội. Tuy nhiên, khi công nghệ này ngày càng phổ biến (chiếm khoảng 73% năm 2023), nhiều chủ xe phải đối mặt với tình trạng bám cặn carbon trên xupap nạp chỉ sau 20.000 dặm - một tác dụng phụ khó chịu của hệ thống phun xăng trực tiếp. Hiện tượng này đã được nghiên cứu từ thập niên 1950 thông qua các thử nghiệm đua xe của Mercedes, nhưng đến nay vẫn là thách thức với xe thương mại.

Hệ thống phun xăng cổ điển (phun xăng gián tiếp) bố trí vòi phun phía trên xupap nạp, giúp hỗn hợp nhiên liệu-khí làm sạch tự nhiên bề mặt xupap khi đi qua. Công nghệ này rẻ hơn, đơn giản hơn và cho phép nhiên liệu có thêm thời gian hóa hơi. Trong khi đó, hệ thống phun trực tiếp - lần đầu áp dụng đại trà trên Audi A6 năm 2004 - bơm nhiên liệu thẳng vào buồng đốt, giúp tăng áp suất nén nhưng khiến xupap dễ bị bám cặn do thiếu cơ chế tự làm sạch.

Cặn carbon hình thành từ quá trình cháy không hoàn toàn - đặc điểm không thể tránh khỏi ở động cơ đốt trong. Dù sử dụng xăng chất lượng cao có thể giảm thiểu phần nào, các mẫu xe phun trực tiếp vẫn dễ tích tụ cặn hơn do thiếu cơ chế rửa xupap tự nhiên. Một số hãng như Toyota đã phát triển hệ thống phun kép (kết hợp cả phun gián tiếp và trực tiếp) để khắc phục vấn đề này.

Để phòng ngừa bám cặn, chủ xe có thể lắp bộ tách dầu (oil catch can) nhằm ngăn dầu và nhiên liệu chưa cháy tiếp xúc với xupap. Hạn chế di chuyển quãng đường ngắn thường xuyên và thỉnh thoảng vận hành động cơ ở dải vòng tua cao cũng giúp đốt cháy cặn bám. Ngoài ra, các phụ gia nhiên liệu chuyên dụng hoặc trong trường hợp nặng, tháo máy vệ sinh thủ công là những giải pháp khắc phục hiệu quả.