Le moteur Diesel - La injection a rampe commune - Moteur Hdi - 27 pp - Fr.pdf

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L'injection Diesel haute
pression à rampe commune
Sommaire
Historique
page 2
Les émissions polluantes du moteur Diesel
page 3
Les différents types de moteurs Diesel
page 6
Présentation du système
page 10
Le circuit d'alimentation basse pression
page 11
Le circuit d'alimentation haute pression
page 15
La gestion électronique du système
page 20
Principe de fonctionnement
page 23
Précautions à prendre
page 27
lors d'interventions sur le système
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Edition 2001
Dossier technique A.N.F.A.
« L’injection Diesel haute pression à rampe commune »
Historique
Le moteur Diesel qui équipe les automobiles que nous connaissons à ce jour est le fruit d'une évolution
constante.
Cette évolution a subi des accélérations en fonction de circonstances telles que le premier choc
pétrolier et l'apparition des normes antipollution.
Le moteur Diesel de 1897
1897
Le premier moteur conçu par un ingénieur thermicien, Rudolf DIESEL,
fonctionne en Allemagne. Il résulte de travaux théoriques destinés à
améliorer le rendement thermodynamique. Ce moteur, qui a un
rendement de 26,2 % (à rapporter aux 20 % du moteur à essence de
l'époque), développe une puissance de 27 kW pour une cylindrée
d'environ 20 litres ;
1936
Mercedes produit en petite série la première voiture à moteur Diesel,
la 260D ;
1938
Peugeot réalise une série d'un millier de modèle 402 ; après la
seconde guerre mondiale, ce type de véhicule est toujours produit ;
1973
la crise pétrolière favorise la généralisation des voitures à moteur
Diesel ;
1988
Fiat produit la première voiture de série équipée d'un moteur à
injection directe ;
1989
Audi présente la première voiture équipée d'un moteur à injection
directe à régulation électronique ;
1998
premières applications de l'injection directe à rampe commune
réalisée par Bosch sur des véhicules de série ;
2000
plusieurs constructeurs européens produisent une version de leur
véhicule de prestige équipé d'un moteur V8 Diesel à injection directe à
rampe commune.
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« L’injection Diesel haute pression à rampe commune »
Les émissions polluantes
du moteur Diesel
Les émissions polluantes
La combustion du gazole dans un moteur Diesel génère un certain nombre de résidus. Ceux-ci
découlent des réactions chimiques complexes de la combustion et dépendent essentiellement :
- du carburant utilisé ;
- de la température de fonctionnement du moteur ;
- de la conception de la chambre de combustion ;
- du système d'injection ;
- des conditions d’utilisation.
La réalisation d’une combustion la plus complète possible contribue à une production minimum de
résidus. Une adéquation parfaite entre la quantité maximum de carburant et l'air contenu dans la
chambre de combustion, ainsi qu'un brassage optimal, limitent la production de polluants.
Une combustion correcte engendre une production d'eau (H2O) et de dioxyde de carbone (CO2),
produits considérés comme non polluants.
Il se forme aussi dans de faibles proportions une série de composés indésirables :
- monoxyde de carbone (CO) ;
- hydrocarbures imbrûlés (HC) ;
- oxydes d'azote (NOx) ;
- particules de suie.
Les solutions proposées pour réduire la production de polluants passent par :
- un système d'injection performant ;
- la mise en œuvre d'un catalyseur d'oxydation ;
- un système de recyclage des gaz d'échappement ;
- un filtre à particules.
Il convient de préciser que moins de 1% des gaz d'échappement rejetés par le moteur sont nocifs.
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Evolution de la législation sur les émissions polluantes
Depuis 1990, le taux de rejets de gaz d'échappement dans l'atmosphère est limitée par la
normalisation européenne (normes Euro).
Émission maximale
(en g/km)
Euro 1
(01/01/93)
Euro 2
(01/01/96)
Euro 3
(01/01/00)
Euro 4
(01/01/06)
CO
3,16
1
0,64
0,5
NOx
-
-
0,5
0,25
HC + NOx
1,13
0,7 (0,9)
0,56
0,3
Particules
0,16
0,08 (0,1)
0,05
0,025
Les chiffres entre parenthèses sont spécifiques aux moteurs à injection directe pour l'année 1996.
Evolution des carburants
Un grand potentiel d'évolution caractérise la qualité des carburants pour moteur Diesel.
Les améliorations concernent :
- la diminution de 0,2% à 0,05 % de la teneur en soufre devenue obligatoire en 1996 ;
- l'augmentation de l'indice de cétane ;
- les additifs dans le combustible permettent une réduction effective des polluants émis par le moteur.
Analyse de la combustion
Le combustible est pulvérisé dans la chambre de combustion.
À partir de cet instant on distingue trois phases qui sont décrites en page suivante.
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Le délai d'allumage ou délai d'inflammation
C'est le temps qui s'écoule entre le moment où le combustible pénètre dans la chambre et l'instant où
il s'enflamme. Il est inversement proportionnel :
- à la finesse de la pulvérisation ;
- à la température de la chambre de combustion ;
- au débit des injecteurs.
Courbe de combustion
Au cours de cette phase le combustible est pulvérisé, il s'oxyde et certaines de ses molécules
subissent un phénomène de craquage thermique.
La phase incontrôlée
La combustion de la totalité de la quantité déjà injectée se déroule à une vitesse proche de celle du
son (soit 340 m/s).
Cette combustion, 2 000 fois plus rapide que celle d'un mélange carburé dans un moteur à essence,
génère le bruit caractéristique du moteur Diesel.
La combustion contrôlée
La température qui règne dans la chambre permet la combustion du gazole en continu à la sortie de
l'injecteur, celle-ci se déroulant avec une émission sonore acceptable.
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