158564993-Le-Moteur-Hdi-Mod.doc

Le moteur diesel équipé du système d’injection directe haute pression 1. Préambule Les particularités de combustion propres au moteur Diesel, amplifiées par le système d’injection directe Haute Pression et la gestion par calculateur numérique ont permis au moteur Diesel de développer ses qualités et de prendre l’avantage dans des domaines jusqu’ici réservés au moteur à allumage commandé Le moteur Diesel actuel possède les particularités suivantes :

1.1. Le dispositif de transvasement La charge du moteur Diesel ne dépend que de la masse de carburant injectée et non de la masse d’air admise, il en résulte :  Un rendement volumétrique du moteur maximal et constant (pas de papillon des gaz) sur la plage de régime de rotation d’utilisation. Tous les moteurs Diesel actuels sont équipés de turbo compresseur :  Admission d’air suralimenté  Taux de suralimentation maxi de 2 à 2,2  Mise en action du turbo compresseur dès les faibles régimes de rotation (il suffit d’augmenter la charge).  La pression de suralimentation est régulée par le calculateur d’injection Ce qui permet au moteur Diesel d’avoir les performances suivantes supérieures au moteur à allumage commandé :  Puissance au litre.  Couple élevé et constant sur toute la plage de régime d’utilisation.  

Rendement global élevé et constant à charge partielle. Consommation faible à charge partielle

1.2. La combustion  



Injection directe du carburant sous très haute pression entraînant une meilleure pulvérisation, une meilleure vaporisation et donc un délai d’auto auto inflammation du carburant plus court Le Swirl, mouvement tourbillonnaire de l’air qui permet un renouvellement efficace de l’oxygène autour du jet de Gasoil injecté permettant ainsi de réduire l’excès d’air maximal de combustion à seulement 20% (limitation des fumées). Ce qui permet d’augmenter la puissance au litre du moteur. Pré injection : En injectant une faible quantité de carburant avant l’injection principale, elle permet de chauffer l’air de l’enceinte et de réduire ainsi le délai d’auto inflammation et donc le cognement caractéristique du moteur Diesel

1.3. Dispositifs antipollution   

Réduction du CO et des Hc : 1998 : pot catalytique Réduction des NOx : dispositif EGR (Recyclage des gaz d’échappement vers l’admission) Réduction des particules : Filtre à particules et régénération du filtre : 01 06 2006

Exemple du système BOSCH EDC 16 C34, monté sur les moteurs diesel DV6 TED 4 Moteur DV6 TED4 Type réglementaire 9 HY 9HZ FAP Non Oui Nombre de cylindres 4 Ordre d’injection 1–3–4-2 Cylindrée cm3 1560 Alésage – Course mm 75 x 88,3 80 kW à 4000 tr/min Puissance maximale 110 CV à 4000 tr/min 24,5 daNm à 2000 tr/min Couple maximum 26 daNm en fonctionnement overfuelling (dite « overboost ») Nombre de soupapes 16 Echangeur d’air Oui Turbocompresseur Géométrie variable Fournisseur GARRET Injection Bosch Type EDC 16C3 EDC 16C34 Génie Mécanique Systèmes Motorisés (option B)

Comparaison des normes EURO 3 et EURO 4 pour moteur essence et Diesel Essence CO

HC

NOx

Evaporation

EURO 3

2.3 g/km

0.2 g/km

0.15 g/km

2 g / 24 h

EURO 4

1 g/km

0.1 g/km

0.08 g/km

2 g / 24 h

Diesel CO

NOx

EURO 3

0.64 g/km

0.5 g/km

0.56 g/km

0.05 g/km

EURO 4

0.5 g/km

0.25 g/km

0.3 g/km

0.025 g/km

Le moteur diesel équipé du système d’injection directe haute pression

HC + NOx Particules

Cours de technologie de TGMB page n°98

2. Le système de gestion moteur 2.1. Représentation organique du système de gestion moteur Circuit électrique Repère

1

38

39

Organes

6

Calculateur d’injection

7

Capteur de pression atmosphérique

8

Capteur position pédale d’accélérateur

9

Voyant diagnostic

10

Prise diagnostic centralisée

11

Relais double injection

12

Batterie

13

Capteur vitesse véhicule

14

Voyant de chauffage

15

Compte-tours

16

Information consommation

17

Antidémarrage électronique

18

Sonde de température d’eau moteur

25

Boîtier de pré-post chauffage

29

Bougie de préchauffage

31

Capteur de position d’arbre à cames

33

Capteur régime moteur Circuit de carburant

19

Refroidisseur de carburant

20

Réservoir de carburant

21

Carburant

22

Filtre à carburant

23

Pompe d’amorçage de carburant manuelle

24

Raccord 4 voies

26

Régulateur de débit

27

Pompe Haute Pression

30

Injecteurs

34

Capteur Haute Pression

35

Rampe d’injection commune Haute Pression carburant

Génie Mécanique Systèmes Motorisés (option B)

31 5 36 37

33 35

11

Circuit d’échappement Repère Organes Vanne de recyclage des gaz 4 d’échappement (EGR) 5 Ligne d’échappement 36 Catalyseur 37 FAP : Filtre à Particules Capteur de pression 38 différentielle du FAP Capteur haute température 39 gaz échappement aval

Repère 1 2 3 32

Circuit d’air Organes Filtre à air Débitmètre d’air Turbo compresseur Pompe à vide



3. Le circuit de transvasement (admission et échappement) 3.1. Organisation structurelle du circuit de transvasement EV Turbo P

Température d’air Débitmètre Filtre

Catalyseur

FAP U UTT

T entrée FAP

U Upp

P

Volet air chaud

RAS

Vanne EGR Echangeur Volet air froid P

U

p

TUT

3.2. Le circuit d’admission en air Entrée liquide de refroidissement

Sortie liquide de refroidissement

20 1

Sur la version EURO 4 un double papillon doseur (41 et 42) permet de gérer le débit d’air passant dans l’échangeur (5). L’échangeur est également appelé RAS (refroidisseur d’air de suralimentation).

4

1

Conduit traversant le bloc moteur

17 41

42 13 6 40 Air Echappement

8

Le circuit d’air permet d’alimenter le moteur en air, il est composé :  D’un filtre à air (1) : Il permet de filtrer l'air entrant dans le moteur.  D’un turbocompresseur (3) : Il permet d'augmenter la pression d'admission afin d'améliorer le remplissage donc la puissance du moteur. Remarque : La régulation de la pression d’admission peut être mécanique ou pilotée par le calculateur. Suivant la motorisation on peut trouver, soit : - Un turbocompresseur à soupape de décharge pilotée (waste-gate). - soit un turbocompresseur sans soupape de décharge dit à Géométrie Variable piloté (TGV). La pression de suralimentation est régulée par le calculateur moteur. Une électrovanne pilotée par le calculateur gère la capsule de commande du turbocompresseur. Cette capsule fait varier l’inclinaison d’ailettes mobiles côté turbine, ce qui fait varier la pression de suralimentation. La commande électrique s’effectue par un signal de type RCO (rapport cyclique d’ouverture).






D’un échangeur air/air (40) : Il permet de refroidir l'air d'admission afin d'optimiser le remplissage.

D’un conduit d’admission : Il a pour rôle d'acheminer l'air vers les cylindres en assurant une répartition équitable. Il participe également à la combustion en donnant un mouvement tourbillonnaire très important à l'air lors de la phase admission. Ce mouvement tourbillonnaire de l’air est appelé « swirl ».  D’un dispositif de pré/postchauffage : Les bougies de préchauffage permettent de réchauffer l'air dans chaque chambre de combustion afin de faciliter le démarrage, diminuer le bruit moteur et l'émission de polluants. Remarque : 

Ce réchauffage ponctuel est réalisé : - avant et pendant le démarrage, c'est la phase pré-chauffage, - après le démarrage du moteur c'est la phase post-chauffage.

3.2.1. Double papillon doseur Le double papillon doseur est composé de deux doseurs électriques avec recopie, commandés séparément. Ces doseurs servent à limiter ou interdire le passage des gaz au travers de l’échangeur en phase de régénération du filtre à particules et à ajuster la différence de pression entre l’admission et l’échappement afin de contrôler le débit d’EGR. Les volets servent également à étouffer l’admission lors de la phase d’arrêt du moteur afin de limiter les à-coups dus à l’inertie du turbocompresseur. Le doseur d’air chaud est naturellement fermé hors tension électrique.

Capteur de température

Capteur de pression Doseur air chaud

Doseur air froid

Le doseur d’air froid est naturellement ouvert hors tension électrique. De ce fait au repos et en cas de défaillance, le système est équivalent à un refroidisseur classique. Lors de l’arrêt du moteur, les deux volets sont commandés plusieurs fois de butée à butée afin de réaliser un apprentissage de position par le calculateur.

Echangeur

3.3. Le circuit d’échappement Le collecteur d’échappement en fonte est situé sur la face avant du moteur. Un catalyseur d’oxydation est placé en sortie du turbocompresseur. Certaines versions des motorisations DV sont équipées d’un filtre à particules (FAP). La première application est le moteur DV6 TED4 EURO 4. Le filtre à particules est emboîté directement dans le catalyseur




3.4. Le recyclage des gaz d’échappement : EGR 3.4.1. Présentation Afin de respecter les normes de dépollution propres à chaque pays, les composants de ce circuit sont en perpétuelle évolution. Ainsi chaque véhicule et chaque motorisation possèdent son propre circuit. Ce dernier comporte les différents dispositifs de dépollution ou de traitement des gaz permettant de respecter la législation en vigueur. Le dispositif de recyclage des gaz d'échappement (EGR) permet de diminuer la quantité d'oxyde d'azote (NOx) rejetée par l'échappement. La diminution des oxydes d'azote est effectuée en ré–injectant une partie des gaz d'échappement dans les cylindres. Lorsque le calculateur décide que l'air en entrée contient trop d'oxygène pour la charge demandée, il peut ajouter un peu de gaz d'échappement : cela permet de réduire les émissions de NOx (favorisées par l'excédant d'oxygène) mais peut entraîner une augmentation des HC et des particules (le calculateur tente en permanence de diminuer les pollutions afin de passer les normes anti-pollution EURO 4). Tous les moteurs de la famille DV sont équipés d’un système de recyclage des gaz d’échappement (EGR). Ce dispositif est piloté par le calculateur d’injection en boucle fermée sur une consigne du débitmètre. Vanne EGR électrique : Afin de réguler plus finement le taux de recyclage, la vanne est commandée par un signal électrique délivré par le calculateur. On notera la présence d’un refroidisseur des gaz sur la version EURO 4 (échangeur air/eau). Application actuelle : moteur DV6 TED4.

Vanne EGR

Echangeur (EURO4)

3.4.2. Particularités électriques (vanne EGR électrique) La commande de la vanne EGR s’effectue par un signal RCO (rapport cyclique d’ouverture) d’amplitude égale à la tension batterie et de fréquence comprise entre 800 et 1100 Hz. La vanne EGR possède un capteur de position qui informe le calculateur moteur de la position réelle de la vanne. Lors de la coupure du moteur, la vanne EGR est commandée plusieurs fois de butée à butée afin de réaliser un apprentissage de position par le calculateur. Détermination du taux de recyclage des gaz d’échappement par le calculateur Le calculateur détermine une consigne de masse d’air frais souhaitée, devant respecter un excès d’air adéquat. Ensuite, il détermine le signal de commande de la vanne EGR, issue d’une cartographie. La régulation en boucle fermée est assurée jusqu’à faire coïncider la masse d’air de consigne et la masse d’air réelle pénétrant dans le cylindre.




4. Le système d’injection de gazole BOSCH EDC 16 C34 4.1. LE CIRCUIT D’INJECTION 3 4 2 1

11

12

10 13 15

9 14 7

8

Repère Désignation 1 à 4 Injecteurs Diesel 5 Refroidisseur de carburant 6 Réservoir à carburant Sonde présence d’eau dans le 7 gazole Filtre à carburant + décanteur 8 d’eau dans carburant 9 Pompe Haute Pression Sonde de température 10 carburant Rampe d’injection commune 11 Haute Pression Capteur Haute Pression 12 carburant Pompe d’amorçage de 13 carburant manuelle Raccord de dérivation en 14 «T» Raccord 4 voies 15 (3 entrées, 1 sortie) 16 Gicleur de décharge 17 Soupape de décharge 18 Gicleur de débit 19 Pompe de transfert Régulateur de débit de 20 carburant 21 Gicleur de lubrification A Circuit retour réservoir B Circuit basse pression C Circuit Haute Pression

5

Circuit basse pression Retour réservoir carburant

6

Circuit haute pression




4.1.1. Schéma du circuit de carburant A

11

21

Fonctionnement Le gazole est aspiré par la pompe de transfert au travers du gicleur de débit dont le rôle est de limiter le débit dans les hauts régimes. Une partie du gazole est dirigée vers la lubrification au travers des gicleurs de lubrification. L’autre partie est dirigée vers le régulateur de débit. Le régulateur de débit régule le débit dirigé vers la pompe haute pression. Cette valeur conditionne la pression de sortie. Le régulateur est piloté par le calculateur en boucle fermée

via le capteur haute pression situé sur la rampe commune. La soupape de décharge permet l’évacuation du gazole excédentaire en cas de fermeture du régulateur de débit. Ce gazole retourne en amont de la pompe de transfert.

4.1.2. Schéma hydraulique normalisé du circuit de gazole




4.2. Le circuit basse pression : Le circuit basse pression amène le carburant du réservoir jusqu’à la pompe haute pression. Il est composé : 

D’un réservoir : Il permet de stocker le carburant. L’aspiration du carburant est rendue possible, quelles que soient les conditions de roulage, grâce à ses cloisonnements internes qui évitent le déjaugeage. Remarque : Suivant le système d'injection HDI, il reçoit ou non la pompe basse pression.



D’une pompe basse pression : Elle permet d'acheminer le carburant du réservoir jusqu'à la pompe haute pression. Remarque : Il existe deux types de pompes : - Pompe immergée (1) dans le réservoir qui crée une faible pression (environ 3 bars). Cas du circuit fonctionnant en pression. - Pompe intégrée (2) à la pompe haute pression qui aspire le carburant du réservoir. Cas du circuit fonctionnant en dépression.



D’un filtre à carburant : Il permet de filtrer le carburant arrivant du réservoir. Il intègre une vis de purge d’eau. Remarques : Le filtre est spécifique au système HDI et il est capable de stopper des impuretés de très faible taille (5 micromètres).



D’un réchauffeur de carburant : Comme sur une motorisation diesel traditionnelle, le carburant doit être réchauffé jusqu'à sa température d'utilisation. Ce dispositif est spécifique à chaque système HDI. Généralement, il est constitué de résistances électriques permettant de réchauffer le carburant. Elles peuvent se trouver : - Soit, intégrées au bol de filtration (3). - Soit, déportées. Dans ce cas elles se trouvent sur la canalisation d'arrivée, juste avant le filtre à carburant (4).

2

3

4

4.3. LE générateur haute pression 5

4

6 5

1

4 2 1

6

Repère Désignation 1 Pompe de transfert 2 Retour gazole 3 Sortie HP 4 Régulateur de débit 5 Soupape de décharge 6 Arrivée de carburant

2 3

3

4.3.1. Description de la pompe haute pression La pompe haute pression n’est pas une pompe distributrice et ne nécessite pas de calage. La pompe haute pression est mono bloc et comprend 3 éléments à 120° générant la haute pression. La pompe haute pression est entraînée par la courroie de distribution, le rapport d’entraînement est de 0,5. Elle assure l’alimentation des injecteurs sous haute pression au travers de la rampe d’injection commune. Génie Mécanique Systèmes Motorisés (option B)



4.3.2. Pompe de transfert Elle permet : Pompage du carburant dans le réservoir de carburant Alimentation de la pompe haute pression Lubrification et refroidissement de la pompe haute pression Description La pompe de transfert (pré alimentation) est une pompe volumétrique à engrenage La pression carburant en sortie de pompe de transfert vers la pompe haute pression varie en fonction du régime moteur (entre 4,5 et 6 bars)

4.3.3. Régulateur de débit de carburant Le régulateur de débit de carburant modifie le débit de carburant entre la pompe de transfert et la pompe haute pression. La régulation de débit en entrée de pompe haute pression permet de ne transvaser que la quantité de carburant demandée par le calculateur de gestion moteur. Il en résulte : Une réduction de la puissance consommée par la pompe haute pression Une réduction de l’échauffement du carburant Le calculateur de gestion moteur contrôle la pression du gazole dans la rampe d’injection commune haute pression en boucle fermée. Il mesure la haute pression à l’aide du capteur de pression de carburant et adapte celle-ci à la valeur de consigne en modulant le rapport cyclique d’ouverture (RCO) du régulateur de débit. Si le signal RCO est petit, le débit de carburant vers la pompe haute pression est grand. Si le signal RCO est grand, le débit de carburant vers la pompe haute pression est faible.

4.3.4. Soupape de décharge Elle permet : Le dégazage de la pompe haute pression La lubrification interne de la pompe haute pression

4.3.5. Gicleur de décharge Il permet la décharge rapide de la rampe d’injection commune lors d’une « lâchée de pied » rapide.

4.3.6. Gicleur de débit Il limite l’arrivée de carburant à la pompe de transfert dans les hauts régimes moteur




Inventaire des pompes actuellement montées BOSCH CP1

SIEMENS VDO DCP

BOSCH CP3.2

BOSCH CP1H

Il s'agit d'une pompe de type asynchrone, ce qui signifie qu'elle ne nécessite aucun calage avec le vilebrequin et l'arbre à cames. Le régulateur de débit est positionné parallèlement à l'axe de rotation de la pompe, il permet de moduler la quantité de carburant comprimée par la pompe. Qualifié de "normalement ouvert", il est ouvert en position repos.

La pompe CP1H possède une partie haute pression constituée de chambres à culasse rapportée. Il s'agit d'une pompe de type synchrone, ce qui signifie qu'elle nécessite un calage avec le vilebrequin et l'arbre à cames. Son régulateur de débit est positionné perpendiculairement à l'axe de rotation de la pompe. Qualifié de "normalement fermé", il est fermé en position repos.

1

La haute pression carburant varie entre 200 et 1350 bars. La haute pression carburant est contrôlée par le régulateur haute pression carburant (1) il permet de moduler la pression de sortie de la pompe en évacuant une partie du carburant vers le réservoir (circuit retour). 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 réduire la cylindrée de la pompe haute pression carburant et de réduire la puissance absorbée par la pompe haute pression carburant.

La pompe DCP contient une pompe haute pression (HPP). Cettte pompe HPP est une pompe radiale à pistons possédant trois unités de refoulement (3) disposées en étoile. Dans la pompe DCP se situe également la pompe de transfert ITP (1), l’ électrovanne de contrôle volumétrique VCV (2) et l’électrovanne de contrôle de pression PCV (4).

Sortie haute pression Arrivée de carburant Retour carburant

4.4. Rampe commune Génie Mécanique Systèmes Motorisés (option B)



Repère 1 2

Désignation Capteur de pression Arrivée de carburant HP

Le rôle de la rampe commune est de : Stocker le carburant nécessaire quelles que soient les conditions d’utilisation du moteur Amortir les pulsations hydrauliques crées par les phases d’injections,

2

Un capteur de pression permet d’informer le calculateur de la pression de carburant.

1 4.5. Injecteur 4.5.1. Description

f

a

1

14 13

2 3 4

1

5 12

11

9

8

7

b

6

f

c

DV4006D

10

Repère Désignation 1 Connecteur 2 Bobine d’électrovanne 3 Ressort d’électrovanne 4 Ecrou Aiguille d’électrovanne 5 (aiguille pilote) 6 Aiguille d’injecteur 7 Chambre de pression 8 Ressort d’injecteur 9 Piston de commande 10 Chambre de commande 11 Gicleur d’alimentation 12 Gicleur de circuit de retour 13 Raccord d’entrée HP 14 Filtre laminaire

Spécifique à chaque système HDi, l'injecteur pulvérise le carburant dans la chambre de combustion. Il est composé des éléments suivants :   

Un actuateur électrique dans sa partie supérieure (a). Un porte injecteur (b). Un injecteur a trous dans sa partie inférieure (c). 5 12 10 11 9 8 7 6

4.5.2. Fonctionnement L’ouverture des injecteurs est obtenue par différence de pression entre la chambre de commande (10) et la chambre de pression (7). Génie Mécanique Systèmes Motorisés (option B)



Au repos, l’aiguille d’injecteur (6) est plaquée sur son siège par le ressort (8) et l’action du gazole sous pression. La chambre de commande (10) est en liaison avec le circuit haute pression carburant au travers du gicleur (11) et du circuit de retour au réservoir carburant au travers du gicleur (12). Le gicleur (12) est plus grand que le gicleur (11). Le carburant sous haute pression en provenance de la pompe est réparti de façon identique entre les chambres (7) et (10). L’électrovanne de commande étant fermée, le carburant est confiné dans les deux chambres. La pression chute dans la chambre de commande lorsque l’aiguille de l’électrovanne de commande se lève. La différence de pression entre la chambre de commande (10) et la chambre de pression (7) fait lever l’aiguille d’injecteur. Lors d’une injection, la mise sous tension d’un injecteur permet la décharge du condensateur. Pendant un temps très court, l’injecteur est alimenté par un fort courant d’appel sous 80V.

2 2 10 10

8

4

7 7

L’actionneur d’injecteur (a) permet de commander la fuite de pression provoquant l'ouverture de l'injecteur. Cet actionneur peut être de deux types :  électromagnétique (électrovanne),  piézo-électrique (Particularité physique d'un semi-conducteur de quartz qui crée un faible courant lorsqu'il est déformé et inversement qui se déforme lorsqu'il est soumis à un courant électrique).

4.6. Le refroidisseur de carburant Le refroidisseur de carburant permet d'abaisser la température du carburant lors de son retour au réservoir. Situé sous la caisse du véhicule il est refroidi par le flux d’air en roulage. Remarque : L'élévation de la température carburant est due aux fortes pressions et aux laminages qu'il subit lors de son passage dans les éléments du circuit haute pression.




5. Chaîne de mesure Les capteurs mesurent des grandeurs physiques et les transforment en signaux électriques. Ces signaux électriques permettent au calculateur :  La prise d’information des capteurs  La gestion du moteur  La gestion des pré-actionneurs et actionneurs  De rendre compte de l’état de différents organes, d’un dysfonctionnement, …

5.1. Organisation fonctionnelle de la chaîne de mesure Capteur de référence cylindre

Sonde de température d’eau

Capteur vitesse véhicule

Capteur régime moteur

Capteur pression rail

Capteur de pédale de frein

Capteur de température carburant Capteur pression d’admission

Capteur de pédale d’embrayage

Capteur de pression atmosphérique

Débitmètre d’air

Capteur de position pédale d’accélérateur

5.2. Capteurs consignateurs 5.2.1. Capteur position pédale d’accélérateur De type sans contact, et relié à la pédale d'accélérateur par un câble, ce capteur donne au calculateur l'information position pédale d'accélérateur ; ainsi, dans le cadre du calcul du débit total à injecter, le calculateur peut déterminer le débit souhaité par le conducteur. Il peut être soit :  intégré à la pédale (1),  déporté dans le compartiment moteur (2) et relié par un câble à la pédale.

2

1

5.2.2. Contacteur pédale de frein Situé sur le pédalier, il permet d'indiquer une action sur la pédale de freins (3). L'information freinage permet :  d'améliorer l'agrément de conduite dans le cadre de la régulation ralenti,  d'annuler la fonction régulation de vitesse,  de diagnostiquer le signal pédale accélérateur par plausibilité. Dans le cas où deux contacteurs sont utilisés, le calculateur procède à un test de plausibilité qui consiste à vérifier que les deux informations freinage sont en permanence inversées l'une par rapport à l'autre.

3

4

Remarque : Il peut être complété par un deuxième contacteur pédale de frein (4) dit "redondant" permettant de doubler l'information.




5.2.3. Contacteur pédale d’embrayage Il permet :  

d'améliorer l'agrément de conduite en phase transitoires accélération, et dans le cadre de la régulation du ralenti, d'annuler la fonction régulation de vitesse.

L'information embrayage est contrôlée par plausibilité avec la vitesse véhicule.

5.2.4. Capteur régime moteur Il permet de déterminer le régime de rotation du moteur ainsi que la position du vilebrequin. Les informations fournies sont transmises au calculateur afin d'assurer les fonctions calcul du débit, détermination début d'injection, activation de la pré-injection, régulation haute pression, régulation du ralenti, débit de limitation...

5.2.5. Capteur référence cylindre Le calculateur a besoin d'une référence de cylindre afin de pouvoir phaser la commande des injecteurs en mode séquentiel (cylindre par cylindre dans l'ordre 1-3-4-2). Pour cela, il reconnaît le PMH en compression de chaque cylindre. Remarque : Associé au capteur régime moteur, il permet de déterminer (lors du démarrage) à quel moment le cylindre 1 se trouve dans la phase compression. Ainsi le calculateur contrôle moteur détermine la synchronisation entre l'arbre à cames et le vilebrequin. Capteur de température d’eau Grâce à cette information, le calculateur :  ajuste le temps de préchauffage et de postchauffage,  ajuste le débit de démarrage,  ajuste le régime de ralenti,  autorise le recyclage des gaz d'échappement  ajuste le débit de carburant  limite le débit injecté si la température du liquide de refroidissement est critique (fonction anti-ébullition),  commande la mise en marche des motoventilateurs,  commande le logomètre au combiné,  commande le voyant d'alerte. La valeur de la résistance diminue au fur et à mesure que la température moteur augmente. C'est une thermistance de type CTN (résistance à coefficient de température négatif).

5.2.6. Capteur vitesse véhicule Le capteur doit fournir un signal électrique dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse de rotation du secondaire BV, donc à la vitesse du véhicule. Il permet au calculateur de savoir en position pied levé si le véhicule est roulant ou non et également de connaître le rapport de BV pour certaines fonctions (régulation ralenti, limitation pleine charge, agrément de conduite).

5.2.7. Capteur de température carburant (1) Elle permet au calculateur de modifier le débit à injecter, celui-ci variant avec la fluidité du carburant. La sonde est constituée d’une résistance à Coefficient de Température Négatif (CTN). Plus la température augmente plus sa valeur de résistance diminue : Résistance à 20°C = 3323 ohms, Résistance à 80°C = 287 ohms.



2

1


5.2.8. Capteur de pression rail (2) Il permet de déterminer la pression de carburant qui règne dans la rampe d'injection. Cette information est transmise au calculateur afin d'assurer la fonction régulation de pression rail, et de calculer le temps d'excitation des injecteurs. C'est un capteur de pression absolue de type piézo-résistif se composant principalement de jauges de contraintes reliées à un pont de mesure. Ces jauges de contraintes se déforment sous l'action de la pression, et il en résulte un signal de tension proportionnel à cette pression.

5.2.9. Capteur de pression d’admission Situé entre l'échangeur thermique air/air et le collecteur d'admission, il permet de déterminer la pression d’air dans la tubulure d’admission. Rôle du calculateur d'injection en fonction de l'information reçue :  réguler la pression de suralimentation,  réguler la pression haute pression carburant,  réguler la durée d’injection (débit carburant). Le capteur est du type piézo-résistif. Il est composé de jauges de contraintes et fournit une tension proportionnelle à la pression d’air dans la tubulure d'admission. Pression de 1.3 bar : tension de sortie = 1 V

5.2.10. Capteur de pression atmosphérique Situé à l'intérieur du calculateur d'injection, il permet d'indiquer la pression atmosphérique. Rôle du calculateur d'injection en fonction de l'information reçue :  déterminer la densité de l'air, 

interdire le recyclage en cas de roulage en altitude.

Nota : La densité de l’air diminue en fonction de l’altitude Le capteur est du type piézo-résistif. Il est composé de jauges de contraintes et fournit une tension proportionnelle à la pression atmosphérique.

5.2.11. Débitmètre d’air Il mesure la masse d'air frais admis dans le moteur. Cette information permet au calculateur de limiter le débit à injecter par la cartographie fumée, et de gérer la fonction EGR. Remarque : Le débitmètre contient la sonde de température d'air. Celle-ci informe le calculateur de la température de l'air admis afin que celui-ci apporte des corrections dans le calcul :  des débuts d'injection pilote et principale, 2 4  du débit d'injection pilote,  de la consigne de pression rail,  de la consigne de débit d'air pour l'EGR,  de la consigne de pression de suralimentation,  de la précommande de l'électrovanne de régulation de pression de suralimentation. Le débitmètre d'air se compose des éléments suivants :  « 1 » : connecteur électrique.  « 2 » : grille de protection 1  « 3 » : sonde de température d'air  « 4 » : plaque métallique (film chaud) 3 Le débitmètre est un capteur à film chaud. Le film chaud est constitué de deux plaques résistives très fines, la première étant une sonde de température de l'air ambiant, et la seconde une résistance de mesure du débit d'air. L'électronique du débitmètre fournit à la résistance de mesure le courant nécessaire pour la maintenir à une température fixe par rapport à la température de l'air admis. La masse d'air circulant dans le débitmètre refroidit la résistance de mesure (film chaud) ; celle-ci varie. La correction à apporter pour ramener le film chaud à sa température initiale est proportionnelle à l'abaissement de la température du film, donc à la masse d'air.




5.3. Pré actionneurs et actionneurs    

Electrovanne de régulation de pression de turbo Régulateur de débit Soupape de décharge Electrovanne de commande injecteur

            

Compresseur du turbo RAS (Refroidisseur d’air de suralimentation) Volet air chaud Volet air froid Turbine du turbo Catalyseur Filtre à particules Echangeur Electrovanne EGR Pompe H.P Pompe de transfert Injecteur H.P Réchauffeur gazole

5.4. Le Calculateur Moteur Multifonctions Rôles du calculateur de contrôle moteur ?  Gérer la fonction injection de carburant ainsi que d'autres fonctions (annexes et auto-diagnostic).  Exploiter les informations en provenance des capteurs et commander les actionneurs.

Le calculateur Moteur Multifonctions gère : 5.4.1. La fonction injection du carburant Elle permet d'adapter la quantité de carburant injectée à la demande du conducteur. Pour assurer cette fonction, le calculateur de contrôle moteur prend en compte :  les conditions de fonctionnement (actions conducteur, état et environnement moteur),  les phases de fonctionnement (ralenti, pleine charge…),  les demandes d'autres calculateurs (ESP*, BVA*…).

5.4.2. Les fonctions annexes Ces fonctions sont indépendantes de l'injection mais commandées par le Calculateur Moteur Multifonctions.

Exemples :       

Le pré/post-chauffage. L'anti-démarrage codé. La commande des GMV* (FRIC*). Le chauffage additionnel. La fonction Filtre A Particules (FAP). Le dialogue avec les autres calculateurs. Etc.

5.4.3. L’auto-diagnostic L’auto-diagnostic est un programme interne au calculateur qui permet, de façon cyclique, la vérification de l’état des éléments dont il a la charge.Lors d'un dysfonctionnement dans le système, l'auto-diagnostic permet de :  le détecter,  le signaler par un allumage du voyant au tableau de bord,  le mémoriser pour pouvoir le communiquer à l'outil de diagnostic, Génie Mécanique Systèmes Motorisés (option B)





choisir une stratégie de secours ou mode dégradé suivant l'importance du défaut (limitation de régime, valeur par défaut…).

6. Réalisation d’une injection 6.1. Conditions de démarrage Sous l’action du démarreur, le calculateur contrôle moteur commande les injecteurs uniquement si :  il est déverrouillé (clé du véhicule reconnue),  la position du cylindre 1 est déterminée,  le régime moteur est suffisant (par exemple 350 tr/min),  la pression rail est suffisante pour assurer l'ouverture mécanique de l'injecteur (par exemple supérieure à 120 bars).

6.2. Informations prises en compte : Le calculateur contrôle moteur traite en temps réel la distribution de carburant et la synchronisation de l’injection en prenant en compte :  les conditions de fonctionnement (actions conducteur, état et environnement moteur),  les phases de fonctionnement (démarrage, ralenti, marche normale...),  les demandes externes d'autres calculateurs (BVA*, ESP*...).

6.3. Démarche du Calculateur Moteur Multifonctions Pour réaliser une injection, le calculateur contrôle moteur effectue dans l'ordre les opérations suivantes :  Détermination du débit à injecter. D'après les demandes externes d'autres calculateurs, les conditions et les phases de fonctionnement (démarrage, pleine charge etc.).  Modulation de la pression d'injection Selon le débit à injecter et le régime moteur.  Détermination du temps d'ouverture des injecteurs. En fonction du débit à injecter et de la pression d'injection.  Réalisation de l'injection. Selon le régime, la pression rail et le débit à injecter, le calculateur contrôle moteur détermine le début d'ouverture des injecteurs. Suivant les conditions de fonctionnement, le calculateur contrôle moteur peut procéder à une ou plusieurs injections sur un même temps moteur.

6.3.1. Injection pilote (Pré-injection) Tant que le régime moteur est inférieur à 3000 tr/mn, le calculateur contrôle moteur procède à une injection pilote, juste avant l'injection principale. La pré-injection préconditionne la chambre de combustion pour l’injection principale en ce qui concerne la pression et la température. Les conséquences de la pré-injection sont un délai d’inflammation raccourci pour l’injection principale, une réduction de la pointe de pression à la combustion (niveau sonore réduit) et une combustion optimale.

Injection principal e

Injection pilote (Pré-injection)

6.3.2. Injection principale L’injection principale introduit la plus grande quantité de carburant, elle permet le développement d’un couple moteur élevé, une faible consommation de carburant, de faibles émissions polluantes et un faible niveau de bruit.




6.3.3. Post-injection La post-injection permet d'enrichir le mélange afin de neutraliser certains polluants. Elle a lieu après le PMH durant la phase combustion / détente. Elle est utilisée dans la fonction régénération du Filtre A Particules (FAP).




1.2 Schéma électrique (de principe) Injection DV6 TED 4 (9HZ) Bosch EDC 16C3




Nomenclature du schéma électrique Repère BB00 BSI CA00 C001 CV00 PSF1 0004 1115 11-1208 1211 1220 1221

1240 1261 1276

Repère Batterie 1312 Boîtier de servitude intelligent 1313 Contacteur antivol 1320 Connecteur diagnostic 1321 Module de commutation sous volant 1331 Platine servitude - boîte fusibles compartiment moteur 1332 Combiné 1333 Capteur référence cylindre ou capteur arbre à cames 1334 Boîtier de préchauffage 1341 Pompe d’injection haute pression Diesel 1343 Pompe Jauge à carburant 1361 Sonde de température d’eau moteur 1362 Thermistance gazole 15-Electrovanne de régulation pression de turbo 1620 (DV6 TED4) Capteur température air admission 4120 Capteur position pédale accélérateur 65-Réchauffeur électrique de gazole 73--

1277

Actuateur de débit (IMV)

1297 1310

Vanne EGR électrique (DV6 TED4) Débitmètre air et température air

1233

Organe


7306 78-80--

Organe Capteur de pression admission (DV6 TED4) Capteur de régime moteur Calculateur moteur Capteur haute pression gazole Injecteur cylindre n°1 Injecteur cylindre n°2 Injecteur cylindre n°3 Injecteur cylindre n°4 Capteur pression différentielle filtre à particules Capteur haute température gaz échappement aval Doseur air chaud Doseur air froid Dispositif de refroidissement (moto ventilateur) Capteur vitesse véhicule (véhicule non équipé de l’ABS ou de l’ESP) Capteur de niveau d’huile moteur Dispositif Air Bag Dispositif régulateur de vitesse Contacteur de sécurité du régulateur de vitesse (embrayage) Système ESP Système de climatisation



Youssef boufnina




158564993-Le-Moteur-Hdi-Mod.doc

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