LE COMMON RAIL

1 – GENERALITES Les exigences en matière d’augmentation des performances, de réduction du bruit, de la pollution et de la consommation des moteurs diesel ont conduit les constructeurs à rechercher des solutions dans la gestion de la combustion. Deux conditions influencent la qualité de la combustion : - le dosage - l’homogénéisation du mélange Elle est liée à la finesse des gouttelettes et à la forme du brouillard dans la chambre de combustion. La pression d’injection est le paramètre le plus influant. Nécessité de gérer divers paramètres (T°, vitesse, pression…) et donc une gestion électronique du système. Deux systèmes sont actuellement sur le marché Le système à injecteur pompe L’injection à rampe commune L’étude portera sur le montage à rampe commune

2 – LE CIRCUIT D’ALIMENTATION EN GAZOLE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Réservoir 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Pompe de gavage Filtre à carburant Réchauffeur de carburant Pompe haute pression Régulateur haute pression Rampe commune Sonde température carburant Capteur pression carburant Injecteurs Refroidisseur carburant Calculateur Circuit basse pression Circuit haute pression Retour réservoir

A - PRINCIPE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Les injecteurs sont reliés à la rampe commune et maintenus sous haute pression (200 bars au démarrage jusqu’à 1500 bars), alimentés en continu par la pompe haute pression. Le calculateur pilote les injecteurs suivant l’ordre d’allumage. La quantité de carburant injectée dépend du temps d’ouverture de l’injecteur et de la pression d’injection. Le calculateur gère plusieurs paramètres pour calculer au plus précis le temps d’injection.

B - LE CIRCUIT BASSE PRESSION Il est composé : - du réservoir - de la pompe de gavage - du filtre à carburant - de la commande de réchauffeur

LA POMPE DE GAVAGE Débit : 200 litres / heure Pression : 2.5b Immergée dans le réservoir, elle est du même type que pour les montages essence.

LE FILTRE A CARBURANT Il filtre les impuretés de l’ordre de 5µm. Retour réservoir Vers pompe HP Régulateur BP Entrée carburant réchauffé Élément filtrant Entrée filtre Élément thermostatique Vers réchauffeur Il filtre les impuretés de l’ordre de 5µm. Il est muni d’un régulateur taré à 1.5b et de l’élément thermostatique vers le réchauffeur.

LA COMMANDE DU RECHAUFFEUR C’est un élément thermostatique qui se déforme en fonction de la température. Température inférieure à 15°c Le bilame est déformé et envoie le gasoil vers le réchauffeur à eau avant de pénétrer dans le filtre. Température comprise entre 15 et 25°c Entrée filtre Le bilame se redresse, une partie du carburant passe directement par le filtre, l’autre partie est réchauffée avant d’être filtrée. Vers réchauffeur Température supérieure à 25°c Le bilame ferme le passage vers le réchauffage, tout le combustible passe directement dans l’élément filtrant.

C - LE CIRCUIT HAUTE PRESSION Il est composé : - de la pompe haute pression et de son régulateur - de la rampe commune - des injecteurs

LA POMPE HAUTE PRESSION La pompe a 3 pistons et est entraînée par la courroie de distribution. La pression varie de 200 b à 1500 b. Désactiveur pompe Chambre pompe Sortie HP Régulateur HP Clapet BP Retour réservoir Arrivée carburant

La mise en pression se fait par le mouvement du piston commandé par la came de l’arbre de pompe Dans sa descente, le volume au dessus du piston augmente, la pression diminue, le clapet d’admission s’ouvre. Lorsque le piston remonte, le volume diminue, la pression augmente et c’est le refoulement à travers le clapet à bille.

La désactivation du 3ème piston : Lorsque le moteur ne nécessite pas un fort débit de gasoil, on désactive un piston, ce qui permet de diminuer la puissance absorbée par la pompe. Un solénoïde commande le déplacement d’un noyau, ce qui permet ou pas l’ouverture du clapet d’alimentation du piston

LE REGULATEUR DE PRESSION Bobine électrique Corps de pompe Bille Alimentation électrique Noyau magnétique Ressort de rappel Conduite de retour Régulation mécanique : Sans courant. Régulation électrique : avec courant. Lorsque la pression dépasse 100 bars, la force de pression devient supérieure à la force du ressort, le clapet s’ouvre et permet un retour au réservoir. Commandée par le calculateur, lorsque la bobine est excitée, la force magnétique s’ajoute à la force du ressort, la pression augmente jusqu’à 1500 bars.

LA RAMPE COMMUNE Elle a pour rôle de: - collecter et faire office de réserve de gasoil - limiter les fluctuations de pression Elle est en acier pour résister aux fortes pressions. 1 - Sorties vers les injecteurs 2 - Oeil de fixation 3 - Capteur de température de gasoil 4 - Capteur de pression de rampe

LES INJECTEURS 6 7 8 9 Ils ont pour rôle d’introduire le gasoil dans la chambre de combustion. 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Aiguille d’injecteur Ressort d’injecteur Chambre de commande Tige de poussée Chambre de pression Bobine d’électrovanne Clapet de retour Calibrage d’alimentation de la chambre de commande Calibrage de fuite de la chambre de commande

Injecteur non alimenté 7 H.P. 3 La haute pression agit de part et d’autre de l’aiguille. Le système est en équilibre, l’aiguille reste sur son siège. 2 5

La bobine d’électrovanne est excitée par le calculateur. Le champ magnétique attire la bille La chambre 3 n’est plus isolée et il y a retour réservoir de la haute pression à ce niveau. 2 H.P. 5 3 7 La pression se fait sentir dans la chambre 5. Le système n’est plus en équilibre, l’aiguille se déplace et permet l’injection.

D - LE CIRCUIT DE RETOUR RESERVOIR Le refroidisseur Les fortes pressions provoquent un échauffement important qui influe sur sa viscosité et sur la sécurité. Un refroidisseur, formé d’un serpentin, est fixé sous la carrosserie

3 – LE CIRCUIT D’ALIMENTATION EN AIR Composé le plus souvent de : 1 Ensemble 3 – 4 - 5 2 Filtre à air Turbocompresseur Échangeur MOTEUR Adm Ech 1 2 3 4 5 Il peut être associé à un répartiteur d’air (swirl) pour améliorer la turbulence et donc l’homogénéisation du mélange dans la chambre de combustion.

La masse de gasoil à injecter dépend 4 – LA GESTION ELECTRONIQUE La masse de gasoil à injecter dépend Pour que le calculateur identifie sur quel cylindre et à quel moment il faut injecter, un capteur de position vilebrequin ou arbre à cames (capteur de phase) s’ajoute aux conditions de fonctionnement moteur Quantité d’air d’admission De la masse d’air introduite dans le moteur Température de l’air d’admission Charge du moteur Des conditions de fonctionnement du moteur Température du moteur Vitesse moteur Pression du gasoil Des conditions d’utilisation du gasoil Température de gasoil Réservoir de carburant Pompe électrique avec pré filtre Température gasoil Température moteur Température de l’air d’admission Filtre à carburant Quantité d’air d’admission Charge du moteur Pression gasoil Pompe haute pression avec régulateur de pression Vitesse moteur

5 – ORGANISATION CIRCUIT D’AIR 4 - Filtre à air Admission Échappement 4 - Filtre à air 3 - Débitmètre d’air et sonde T° d’air 2 - Turbocompresseur 1 - Pression d’air 42 - Échangeur air/air 5 - Pot catalytique 7 - Vanne EGR

32 - Réchauffeur de carburant CIRCUIT DE GASOIL Circuit basse pression Circuit haute pression Retour réservoir 31 - Réservoir 30 - Pompe de gavage 35 - Filtre à carburant 32 - Réchauffeur de carburant 37 - Pompe haute pression 46 - Rampe haute pression 41 - Injecteurs 34 - Refroidisseur de carburant

GESTION ELECTRONIQUE Partie capteurs Capteurs liés à la mesure de l’air 3 - Débitmètre d’air et sonde T° d’air 1 - Pression d’air Capteurs liés à la mesure des conditions de fonctionnement du moteur 21 - Capteur de position pédale accélérateur 44 - Capteur vitesse moteur 29 - Sonde de T° moteur 43 - Capteur arbre à cames Capteurs liés à la mesure du conditionnement du gasoil 48 - Sonde T° gasoil 47 - Capteur haute pression

… … Capteurs de correction 22 - Capteur vitesse véhicule 26 - Contacteur pédale de frein 28 - Contacteur pédale d’embrayage … Partie commande 10 - Calculateur Partie opérative 41 - Injecteurs 36 - Régulateur de pression 38 - Désactiveur 3ème piston 32 - Réchauffeur 7 - Vanne EGR 8 - Vanne de régulation pression turbo 24 - Compte tours 45 - Bougies de préchauffage …

Position accélérateur Calculateur Préchauffage Position arbre à cames Injecteurs ( Durée d’injection ) Régime moteur Position accélérateur Température moteur Régulateur H.P. ( Pression carburant ) Température d’air Température gazole Pression rampe Turbo ( Pression suralimentation ) Pression admission Quantité d’air aspirée Vitesse véhicule Régulation E.G.R. Info freinage Info embrayage … …