Le système Ion Gap
Ce système se base sur l’analyse du courant d’ions créés lors de la combustion. En effet, divers ions sont formés pendant les réactions chimiques dans le front de flamme et les augmentations de température et de pression. Ce courant ionique ainsi généré contient diverses informations sur la combustion; il va en effet dépendre de nombreux paramètres, par exemple de la température, la proportion d’air par rapport au carburant, la composition de ce dernier, la durée de la combustion,...
La figure suivante montre l’influence de ces divers paramètres à travers la mesure du courant d’ionisation lors de dix cycles moteurs consécutifs en fonctionnement stationnaire du moteur (en abscisse se trouve l’angle de l’arbre à cames):
Courant d’ionisation dans la chambre de combustion au cours de 10 cycles consécutifs.
Comme on peut le voir, il y a d’importantes variations d’un cycle à l’autre. Chaque cycle présente ses propres caractéristiques. Le but du système Ion Gap va être, par la mesure du courant ionique se faisant directement dans la chambre de combustion, d’une part d’analyser les informations reçues à partir du courant ionique et d’autre part d’effectuer les modifications nécessaires à un fonctionnement optimal du moteur, et ceci est réalisé pratiquement en temps réel.
Ceci a été rendu possible grâce aux développements de nouveaux calculateurs miniatures particulièrement puissants qui permettent d’interpréter les signaux complexes fournis par le capteur. Toutefois, le plein potentiel du système n’est pas encore atteint du fait des limites actuelles dans la miniaturisation électronique.
La mesure du courant ionique se base sur une technique inspirée par la méthode de détection FID (Flame Ionic Detector) utilisée en chromatographie en phase gazeuse: dans une flamme se trouvent deux électrodes présentant une différence de potentiel. Le passage du gaz entraîne une ionisation de la flamme, d’où création d’un courant ionique.
Il existe deux procédés basés sur le système de mesure des courants d’ions.
Le premier a été développé par Delphi Automotives: un courant continu est appliqué aux bornes de la bougie après que l’étincelle ait eu lieu:
Schéma du système Ion Gap développé par Delphi Automotives.
L’autre procédé consiste en une mesure de la tension au côté secondaire de la bobine d’allumage.
A l’heure actuelle, les applications du système Ion Gap qui ont été développées sont les suivantes:
Leurs principaux avantages sont qu’ils peuvent déduire des données à partir de celles qu’ils mesurent, ils effectuent ceci de façon instantanée, ce qui permet une optimisation de la combustion. De plus, ils ont un prix très avantageux car de nombreux autres capteurs s’avèrent maintenant inutiles.
Ce système a déjà été installé sur plusieurs véhicules de série de DaimlerChrysler, SAAB. En 2000, les modèles Rodeo et Trooper d’Isuzu ont été vendus avec le système développé par Delphi Automotives.
Enfin le moteur V12 de Mercedes-Benz est également doté d’un système de capteurs à courant ionique (détection et correction instantanée des problèmes d’allumage).
