Injection Diesel

Le système d'injection, common rail

Depuis quelques années le diesel n'a pas bonne publicité entre le bruit qu'il émet et son taux de pollution élevé.

Alors pour résoudre ces problèmes les ingénieurs ont réussi à conserver les avantages de l'injection directe tout en réduisant fortement les inconvénients. Ils sont tous unanimes pour dire que la haute Pressionest la solution d'avenir pour le diesel. En effet l'injection haute pression a l'avantage de réduire fortement le taux de pollution des moteurs diesel. C'est de la qu'est née l'injection directe haute pression appeler common-rail.

Mais le problème est de créer cette haute pression, car sur un moteur diesel injection indirecte le gazole est injecté entre 130 à 175 bars ;alors que sur le common-rail on atteint 1350 bars à 1700 bars, c'est dire 10 fois plus. Dans son principe de fonctionnement le common-rail est semblable au système d'injection essence, c'est une injection électronique diesel haute pression. Voici le chemin parcouru par le gazole, du réservoir jusqu'au cylindre :

A partir du réservoir le système se compose d'un réchauffeur de carburant, d'un filtre, d'une pompe d'alimentation, d'une valve de coupure, de la pompe haute pression, de la rampe commune comprenant un capteur de pression et une valve de régulation de pression ,des canalisations vers les injecteurs, des injecteurs électromagnétiques et d'un refroidisseur de gazole vers le retour au réservoir.

La pompe haute pression :

La pompe est spécifique au système et possède trois pistons radiaux décales de 120 degrés. Ils sont commandés par un excentrique via un pignon intermédiaire entraîné par la courroie de distribution. La pompe haute pression alimente la rampe commune, le débit est bien sur lié à la vitesse du moteur, toute la haute pression sera dirigée vers la rampe commune, elle sera ensuite régulée par un régulateur de pression intégré en bout de rampe (selon modèle).

La rampe commune :

Il s'agit d'un tube de forte épaisseur pouvant résister à de très hautes pressions, portant à ses extrémités le capteur de pression et le régulateur de pression. Ce dernier reçoit et stocke le gazole haute pression en provenance de la pompe, il alimente en permanence les injecteurs toujours sous pression. Cette pression est régulée par le régulateur qui est commandé par le boîtier électronique selon une cartographie en mémoire.

Remarque : une cartographie est un ensemble de données mis en mémoire dans le calculateur qui sert de référence a celui-ci pour commander le régulateur de façon optimal, c'est le "logiciel" du calculateur.

Capteur et régulateur de pression :

A l'aide d'une résistance variable, le capteur de pression mesure précisément la pression réelle dans la rampe et informe le calculateur. Celui-ci, en fonction de cette donnée et de nombreuses autres commande le régulateur de pression.

Le régulateur de pression est une valve électromagnétique. Il règle la pression dans la rampe en fonction du courant reçu venant du calculateur. L'intensité détermine la force de fermeture de la valve du régulateur de pression. L'excédent retourne au réservoir.

Le calculateur :

La technologie common-rail apporte à la motorisation Diesel la maîtrise du temps d'injection. Le calculateur, en fonction des multiples informations envoyées par les différents capteurs reçoit les signaux d'entrée et gère les sorties en fonction des critères de fonctionnement du moteur. Pour adapter la quantité de gazole, le calculateur agit :

_soit sur la pression de carburant dans la rampe (valve du régulateur de pression)

_soit sur la durée d'activation des électrovannes des injecteurs.

Remarque : la quantité injectée dépend de la commande des électrovannes, de la vitesse d'ouverture et de la fermeture de l'aiguille de l'injecteur, de la pression de carburant dans le rail, de la quantité passée par l'injecteur et de la levée de l'aiguille.

1-connexion électrique 2-joint torique 3-noyau magnétique 4-douille 5-écrou de serrage de l'aimant 6-bobine magnétique7-bague de réglage 8-filtre crayon 9-tubulure de pression 10-rondelle d'étanchéité 11-guide de bille 12-bille de vanne 13-bague d’étanchéité 14-élément de vanne 15-piston de vanne 16-garniture de vanne 17-corps d'injecteur 18-pointeau d'injecteur 19-injecteur 20-écrou de serrage de l'injecteur 21-goupille de serrage spirale 22-pièce de pression 23-ressort d'appui d'injecteur 24-rondelle de compression 25-bille 26 axe d'induit 27-bague de réglage 28-rondelle d'induit 29-vis de serrage de vanne 30-ressort d'induit 31-plateau d'induit 32-rondelle de sécurité 33-ressort de vanne 34-tubulure d'évacuation 35-rondelle de réglage

Les différents types d'injections

Il s’agit de la fonction permettant au moteur d’être approvisionné en carburant. 

Elle dépend de :

Le besoin du moteur.
La pression
Il existe, deux types d’injection :

L’injection directe
La chambre d’injection est a l’intérieur du piston. C’est le système le plus répandu de nos jour.
L’injection indirecte
La chambre d’injection se trouve dans la culasse et ne se trouve plus compris dans la cylindrée.

Les différents systèmes d'injection

• L’injection mécanique :

Dans ce système la pompe génère et distribue le carburant sous pression vers les injecteurs et pilote l’ouverture de ceux-ci du fait de la présence d’une pression suffisante pour vaincre la pression de tarage qui les tient fermés.
La pression d’injection d’un tel système ne dépasse pas les 200 bars.

Schéma d'une pompe mécanique:

• L’injection électronique :

On observe ici le même principe que précédemment sauf que le système est plus précis et optimisé. En effet les capteurs sont plus nombreux et plus concis ; l’injection en elle-même n’est plus pilotée par la pompe mais un calculateur. De ce fait, l’injection est maîtrisé et ne dépend plus d’un seul élément. Aussi la pression d’injection peut être très élevé car la pompe est plus compacte et se consacrer entièrement à sa principal fonction : générer la pression.