LE COMMON RAIL 1 GENERALITES Les exigences en

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LE COMMON RAIL

LE COMMON RAIL

1 – GENERALITES Les exigences en matière d’augmentation des performances, de réduction du bruit,

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 recher des solutions dans la gestion de la combustion. Deux conditions influencent la qualité de la combustion : - le dosage - l’homogénéisation du mélange Nécessité de gérer divers paramètres (T°, vitesse, pression…) et donc une gestion électronique du système. 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. Deux systèmes sont actuellement sur le marché L’injection à rampe commune Le système à injecteur pompe L’étude portera sur le montage à rampe commune

2 – LE CIRCUIT D’ALIMENTATION EN GAZOLE 1 Réservoir 2 Pompe de gavage 3

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

A - PRINCIPE Les injecteurs sont reliés à la rampe commune et maintenus sous

A - PRINCIPE 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. 12 10 10 7 Le calculateur pilote les injecteurs suivant l’ordre d’allumage. 8 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. 9 6 5 3 4 11 2 1

B - LE CIRCUIT BASSE PRESSION Il est composé : - du réservoir -

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 :

• LA POMPE DE GAVAGE Débit : 200 litres / heure Pression : 2. 5 b Immergée dans le réservoir, elle est du même type que pour les montages essence.

 • LE FILTRE A CARBURANT Vers pompe HP Retour réservoir Il filtre les

• LE FILTRE A CARBURANT Vers pompe HP Retour réservoir Il filtre les impuretés de l’ordre de 5µm. Il est muni d’un régulateur taré à 1. 5 b et de l’élément thermostatique vers le réchauffeur. Régulateur BP Élément filtrant Entrée filtre Entrée carburant réchauffé Élément thermostatique Vers réchauffeur

 • LA COMMANDE DU RECHAUFFEUR C’est un élément thermostatique qui se déforme en

• 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 Vers réchauffeur Le bilame se redresse, une partie du carburant passe directement par le filtre, l’autre partie est réchauffée avant d’être filtrée. 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

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

• 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. Chambre pompe Désactiveur 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

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

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 Alimentation électrique Corps de pompe Bobine électrique Noyau

• LE REGULATEUR DE PRESSION Alimentation électrique Corps de pompe Bobine électrique Noyau magnétique Bille 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

• 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 Ils ont pour rôle d’introduire le gasoil dans la

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

Injecteur non alimenté 7 H. P. 3 La haute pression agit de part et

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

La bobine d’électrovanne est excitée par le calculateur. Le champ magnétique attire la bille

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. 7 La pression se fait sentir dans la chambre 5. H. P. 3 Le système n’est plus en équilibre, l’aiguille se déplace et permet l’injection. 2 5

D - LE CIRCUIT DE RETOUR RESERVOIR Le refroidisseur Les fortes pressions provoquent un

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 : Filtre

3 – LE CIRCUIT D’ALIMENTATION EN AIR Composé le plus souvent de : Filtre à air 1 Ensemble 3 – 4 - 5 Turbocompresseur 2 Échangeur 2 MOTEUR Adm Ech 3 4 1 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.

4 – LA GESTION ELECTRONIQUE Pour que le calculateur identifie sur quel cylindre et

4 – LA GESTION ELECTRONIQUE 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 La masse de gasoil à injecter dépend De la masse d’air introduite dans le moteur Des conditions de fonctionnement du moteur Quantité d’air d’admission Température de l’air d’admission Charge du moteur Température du moteur Vitesse moteur Des conditions d’utilisation du gasoil Pression 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 Pompe haute pression avec régulateur de pression Pression gasoil Vitesse moteur

5 – ORGANISATION • CIRCUIT D’AIR Admission Échappement 4 - Filtre à air 3

5 – ORGANISATION • CIRCUIT D’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

 • CIRCUIT DE GASOIL Circuit basse pression Circuit haute pression Retour réservoir 31

• 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

• 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

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 …

Préchauffage Position arbre à cames Calculateur Injecteurs Régime moteur ( Durée d’injection ) Position

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