TJI

L'allumage par jet turbulent (TJI) est une méthode d'amorçage de la combustion dans les moteurs à essence qui consiste à injecter un petit jet de gaz brûlant à grande vitesse dans la charge de carburant principale du cylindre. Contrairement à une bougie d'allumage conventionnelle qui enflamme le carburant en un seul point, le TJI crée de multiples fronts de flamme dans la chambre de combustion presque simultanément, accélérant considérablement le taux de combustion et améliorant l'efficacité dans des conditions de mélange pauvre.

Le système repose sur une préchambre, un petit espace de combustion auxiliaire relié au cylindre principal par un ou plusieurs petits orifices. Pendant la course d'admission, un mélange air-carburant pénètre à la fois dans la chambre principale et dans la préchambre. Une bougie d'allumage se déclenche d'abord dans la préchambre; à mesure que ce mélange brûle, la pression augmente et force un jet de gaz chaud, partiellement brûlé, à travers les orifices dans la chambre principale à des vitesses dépassant 100 mètres par seconde. Ce jet enflamme le mélange pauvre environnant de manière plus fiable qu'une simple étincelle ne le pourrait.

Le TJI permet aux moteurs de fonctionner avec des mélanges de carburant qui seraient autrement trop pauvres pour s'enflammer de manière fiable avec un allumage conventionnel. C'est important car une combustion plus pauvre produit des températures de pointe plus basses, réduit les émissions d'oxydes d'azote et améliore l'économie de carburant. Les moteurs à injection directe d'essence modernes équipés de TJI peuvent fonctionner avec des rapports air-carburant supérieurs à 25:1 en charge partielle, contre 14,7:1 ou légèrement plus pauvre pour les moteurs à allumage par étincelle conventionnels.

Variantes et mise en œuvre

Les conceptions de préchambres varient en complexité. Les systèmes actifs utilisent un injecteur séparé pour alimenter uniquement la préchambre en carburant; les systèmes passifs alimentent la préchambre à partir du cylindre principal, en s'appuyant sur la géométrie des conduits d'admission pour obtenir le bon mélange. Le nombre et le diamètre des orifices sont soigneusement ajustés pour contrôler la vitesse et la profondeur de pénétration du jet. Certaines conceptions utilisent plusieurs orifices pour distribuer les points d'allumage; d'autres utilisent un seul orifice stratégiquement positionné pour atteindre les régions les plus froides et les plus difficiles à brûler de la charge principale.

Le terme allumage par jet turbulent distingue le système des conceptions de préchambres plus simples utilisées dans les moteurs plus anciens, où la combustion en préchambre était accessoire à la conception. Le TJI moderne est une stratégie de combustion délibérée, rendue possible par un contrôle précis du calage et de la quantité d'injection de carburant, un contrôle électronique de l'étincelle et une géométrie de chambre optimisée par la dynamique des fluides numérique. Cette approche est de plus en plus adoptée dans les moteurs atmosphériques et turbocompressés, les fabricants cherchant à atteindre les objectifs d'efficacité des réglementations sur les émissions dans le monde entier.