Mécanicien Service Rapide

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OBJECTIFS Etre capable de définir les avantages du système d’injection à rampe commune. Etre capable d’identifier les éléments qui composent le système. Etre capable de déterminer les paramètres qui définissent le temps d’injection. Etre capable de définir le principe de fonctionnement de l’injecteur. PREREQUIS Fonctionnement du moteur à 4 temps DIESEL Fonctionnement d’un injecteur diesel classique. Fonctionnement de l’injection essence.

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SOMMAIRE 1-PRESENTATION DU COMMON RAIL 2-GENERALITES 2.1 Préambule 2.2 Pollution 2.3 Architecture du moteur 3-PRINCIPE DE L'INJECTION 4-CONSIGNES DE SECURITE LORS D'INTERVENTION 5-ORGANISATION DU SYSTEME 5.1 Description des éléments 5.2 Circuit hydraulique 6-POMPE DE GAVAGE 6.1 Rôle 6.2 Description 6.3 Implantation 7-FILTRE A CARBURANT, CLAPET THERMOSTATIQUE 7.1 Filtre a carburant 7.2 Elément thermostatique 8-POMPE HAUTE PRESSION CARBURANT 9-RAMPE D'INJECTION HAUTE PRESSION 9.1 Rôle 9.2 Description 10-INJECTEURS 10.1 Description 10.2 Principe de fonctionnement 11-SCHEMATIQUE ELECTRIQUE 11.1 Nomenclature

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1         PRESENTATION DU COMMON RAIL. Commandes d’injecteur Injecteurs Rail commun Courroie de distribution Pompe haute pression Calculateur

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1         PRESENTATION DU COMMON RAIL. Ce dispositif se compose d'un calculateur électronique numérique qui analyse les informations en provenance de divers capteurs, et par suite commande au moment opportun les injecteurs. Les injecteurs sont constitués de deux parties : v     une partie commande électrique, v     une partie pulvérisation de carburant. Le carburant peut être injecté dans les phases suivantes : Il a également en charge le pilotage d'un régulateur de pression, de l'électrovanne de recyclage des gaz d'échappement. v     pré-injection (limitation du bruit) v     injection principale v     post-injection (réduction des polluants)

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2 GENERALITES. 2.1 Préambule: Le développement du système d’injection directe à rail commun à permis de tenir compte des exigences des années 2000 en terme de dépollution, agrément de conduite, économie et de fiabilité. 2.2 Pollution: La combustion du carburant provoque l’émission des polluants suivants : Les réglementations antipollution deviennent plus strictes et entraînent les évolutions suivantes : mise en place d'un dispositif de recyclage des gaz d'échappement (EGR) diminuant le taux d'oxydes d'azote (NOx), réduction de la quantité de souffre dans le carburant (SO2). hydrocarbures imbrûlés (HC) monoxyde de carbone (CO) oxydes d’azote (NOx) particules de carbone

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2.3 Architecture du moteur: Jusqu'à présent les moteurs diesel des véhicules de tourisme utilisent l’injection indirecte. En injection indirecte, le carburant est injecté sous une pression maximum de 300 bars dans une préchambre de combustion. En injection directe, le carburant est directement injecté dans la tête du piston. Le rendement du moteur est amélioré grâce à : v   la meilleure qualité du mélange air/carburant, v   la réduction des pertes thermiques, v   la combustion directe dans les cylindres (absence de préchambre de combustion).

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3 PRINCIPE DE L'INJECTION. L'injection est réalisée à très haute pression grâce à une rampe d'injection commune aux injecteurs électrohydrauliques (d'où l'appellation COMMON RAIL). La rampe d'injection commune est maintenue à très haute pression. La pression d'injection peut atteindre 1350 bars à haut régime. Un calculateur électronique intègre de nombreux paramètres : régime moteur, température d'eau moteur, température d'air, température et pression du carburant, pression atmosphérique, position de la pédale d’accélérateur.

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Le calculateur d'injection : détermine la durée d'injection à partir de la pression de carburant, commande, si besoin une pré-injection (pour réduire les bruits de combustion), et l’injection principale, commande le débit carburant injecté par les injecteurs (commande électrique). Avantages de la gestion électronique du système : agrément de conduite (50% de couple supplémentaire à bas régime et 25% de puissance en plus), augmentation du rendement moteur (gain en consommation de carburant de l’ordre de 20%), réduction des émissions de polluants (CO2, CO, HC, et particules de carbone). La post-injection associée à un catalyseur de NOx permettra de réduire en complément des autres polluants, le taux d’oxyde d’azote.

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4 CONSIGNES DE SÉCURITÉ LORS D'INTERVENTION. Compte-tenu des pressions très élevées (1350 bars), régnant dans le circuit haute pression carburant, respecter les consignes suivantes : Nota : Le temps d'attente est nécessaire au retour à la pression atmosphérique du circuit haute pression carburant. Moteur tournant : Toujours rester hors de portée d'un éventuel jet de carburant pouvant occasionner des blessures sérieuses. Ne pas approcher de main près d'un lieu de fuite sur le circuit haute pression carburant. Pas d'intervention, moteur tournant, sur le circuit haute pression carburant. Après l'arrêt du moteur attendre 30 secondes avant toute intervention.

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5 ORGANISATION DU SYSTEME. 5.1 Description des éléments: Injecteur Rampe commune Sonde de T° Capteur haute pression Refroidisseur de carburant Pré-filtre Pompe de gavage Réservoir Filtre à carburant + décanteur d'eau + régulateur de pression (basse pression) Purgeur d’eau Réchauffeur de carburant Pompe haute pression Régulateur haute pression Désactivateur du 3ème piston Circuit de retour (réservoir) Circuit basse pression (2 à 3 bars) Circuit haute pression carburant (200 à 1350 bars)

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6 POMPE DE GAVAGE. 6.1 Rôle: La pompe de gavage permet : l’alimentation en carburant de la pompe haute pression, de fournir la pression nécessaire dans le circuit basse pression. La pompe est constituée : v                    d’un moteur à courant continu, v                    d’une pompe à rouleaux, v                    d’un clapet de sécurité. Tarage du clapet de sécurité : environ 7 bars. La pompe de gavage est alimentée en 12 V par le relais double d’injection : v     dès la mise du contact, durant 2 à 3 secondes, v     moteur tournant. 6.2 Description: a -Sortie carburant b -Entrée carburant 1 -Moteur électrique 2 -Rouleaux 3 -Rotor 4 -Clapet de sécurité

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6 POMPE DE GAVAGE. 6.3 Implantation: 1 -Pompe de gavage 2 -Flotteur de la jauge à carburant La pompe de gavage est intégrée au module jauge/pompe. Le module jauge/pompe est implanté dans le réservoir à carburant. Le module intègre: v     un pré filtre (filtration 300 µm), v     la fonction jaugeage.

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7 FILTRE A CARBURANT, CLAPET THERMOSTATIQUE. 7.1 Filtre a carburant : Le filtre à carburant permet : v      la filtration du carburant (Seuil de filtration : 5 µm), v      la décantation de l’eau, v  le contrôle du réchauffage du carburant (élément thermostatique), le contrôle de la pression du circuit carburant basse pression (régulateur de basse pression intégré). Description: Circulation carburant (dans le sens des flèches). c -Retour réservoir à carburant d -Entrée carburant réchauffé (boîtier de sortie d'eau) e -Sortie : boîtier de sortie d'eau f -Entrée carburant g -Sortie : pompe haute pression carburant 1 -Régulateur de basse pression (clapet) 2 -Elément thermostatique 3 -Elément filtrant

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7 FILTRE A CARBURANT, CLAPET THERMOSTATIQUE. Le régulateur basse pression contrôle la pression de carburant dans le circuit basse pression. Pression dans le circuit : environ 2.5 bars. Périodicité de remplacement du filtre à carburant : tous les km. Périodicité de purge du filtre à carburant : tous les km. 7.2 Elément thermostatique: L'élément thermostatique permet : v      à froid, de dévier une partie du carburant vers le réchauffeur de carburant, v      à chaud, d'interdire le réchauffage du carburant. Fonctionnement Température carburant < 15°C Température comprise entre 15°C et 25°C Température carburant > à 25°C

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8 POMPE HAUTE PRESSION CARBURANT. 1 - pompe haute pression carburant 2 - alimentation carburant 3 - retour réservoir carburant 4 - sortie haute pression carburant (vers la rampe d'injection haute pression) 5 - régulateur haute pression carburant 6 - désactivateur du 3ème piston de pompe haute pression carburant

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8 POMPE HAUTE PRESSION CARBURANT. La pompe haute pression carburant : v     fourni la haute pression carburant, v     alimente les injecteurs à travers la rampe d'injection haute pression, v     est entraînée par la courroie de distribution (rapport d’entraînement 0.5). Nota :Le carburant non utilisé retourne au réservoir (au travers du refroidisseur de carburant). La haute pression carburant varie entre 200 et 1350 bars. La haute pression carburant est contrôlée par le régulateur haute pression carburant (5). Au démarrage du moteur, la pression fournie par la pompe atteint 200 bars après 1.5 tour moteur. Nota :La pompe haute pression n’est pas une pompe distributrice et ne nécessite pas de calage. Le désactivateur du 3ème piston de pompe haute pression carburant permet de : v  réduire la cylindrée de la pompe haute pression carburant, réduire la puissance absorbée par la pompe haute pression carburant.

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9 RAMPE D'INJECTION HAUTE PRESSION CARBURANT. 9.1 Rôle: La rampe d’injection haute pression placée entre la pompe haute pression et les injecteurs permet : v de stocker la quantité de carburant nécessaire au moteur quelque soit la phase d’utilisation, v d'amortir les pulsations crées par les injections, v de relier les éléments du circuit haute pression, Eléments reliés à la rampe d'injection haute pression : v canalisation d’alimentation haute pression carburant, v canalisations d’alimentation des injecteurs, v sonde de température carburant, v capteur haute pression carburant. IMPERATIF : Respecter les couples de serrage des éléments du circuit haute pression carburant. (injecteurs, capteur haute pression carburant, canalisations haute pression)

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9 RAMPE D'INJECTION HAUTE PRESSION CARBURANT. 9.2 Description: 1 - Sorties vers les injecteurs 2 - Alimentation en haute pression carburant 3 - Rampe d’injection haute pression 4 - Sonde de température carburant 5 - Capteur haute pression carburant Nota : Le volume de la rampe d’injection haute pression est adapté à la cylindrée du moteur.

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10 INJECTEUR. 10.1 Description: Les injecteurs sont commandés électriquement par le calculateur d'injection. La quantité de carburant injectée dépend des paramètres suivants : la durée de la commande électrique (calculateur d'injection) le débit hydraulique de l'injecteur (par conception) la pression de carburant dans la rampe d’injection haute pression carburant. Retour réservoir (circuit de retour) Connecteur de l'électrovanne de l'injecteur Electrovanne de commande de l'injecteur Alimentation haute pression carburant Partie hydraulique de l’injecteur

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10.2 Principe de fonctionnement: FIGURE A L’électro-aimant est au repos. Le canal de fuite est bouché. La pression dans la chambre supérieure est la même que celle de la chambre de pression. Le ressort ferme l’aiguille. FIGURE B L’électro-aimant est alimenté par le calculateur, le canal de fuite est ouvert, la pression chute dans la chambre supérieure. L’aiguille se soulève sous l’effet de la pression. Le gazole est pulvérisé. FIGURE B FIGURE A