Moteurs Diesel

- Diesel moderne ou traditionnel... (Auto Plus, 15.10.2002)

Ces cinq dernires annes, les constructeurs automobiles ont, pour la plupart, abandonn les moteurs
Diesel classiques. Des mcaniques plus modernes, dotes de technologies d'injection trs sophistiques,
les remplacent. Du coup, millsime gal, certains modles se trouvent en occasion aux cts de leurs
homologue moteur Diesel classique et vendus des tarifs peine suprieurs. La tentation de se lancer
vers les nouveau concepts est grande. Mais voil, les dbuts de carrire de ces moteurs ont t entachs
par des incidents inquitants et parfois coteux. Des dfauts qui n'encouragent pas l'achat des
premires gnrations. Les plus rcentes affichent meilleur moral. Mais mieux vaut s'en assurer avant
de faire le chque.
Rappel des techniques

L'injection indirecte
C'est la technologie la plus ancienne. Le gazole est inject dans une prchambre situe dans la culasse,
avant le cylindre. Malgr de bonnes performances, c'est la moins sobre et la plus polluante. Mais sa
fiabilit n'est pas remettre en cause. En tmoignent les nombreux modles qui affichent plus de 250
000 km, sans avoir rencontr d'ennuis majeurs.
L'injection directe
Elle est apparue pour la premire fois la fin des annes 1980, sur la Fiat Croma. Le gazole est inject
directement dans le cylindre. Plus conomique en carburant que l'injection indirecte, elle est galement
plus performante. Seul reproche : elle est bruyante froid.

L'injection Common rail

Alfa Romeo l'a inaugure avec la 156 JTD fin 1997. Il s'agit d'une injection directe haute pression (1
600 bars), plus performante et plus sobre que l'injection Diesel traditionnelle. Mais elle a parfois connu
des soucis de jeunesse ct fiabilit.
Les injecteurs-pompes
Le groupe Volkswagen (Audi, Seat, Skoda, VW) a opt pour un systme injecteurs-pompes (un par
cylindre), offrant des pressions encore plus leves (2 000 bars). D'o d'excellentes performances et une
consommation trs faible. Bonne fiabilit d'ensemble.

Comment les reconnatre

Diesel traditionnel Diesel moderne

Citron et turbo Diesel injection haute pression
TD turbo Diesel injection indirecte HDi
Peugeot Common rail
Fiat, Alfa
turbo Diesel injection haute pression
Romeo TD turbo Diesel injection indirecte JTD
Common rail
et Lancia
TD turbo Diesel injection indirecte
turbo Diesel injection haute pression
Ford turbo Diesel injection directe TDCi
TDdi Common rail
moyenne pression
turbo Diesel injection haute pression
Mercedes TD turbo Diesel injection indirecte CDI
Common rail
TD turbo Diesel injection indirecte
DI Diesel injection directe sans turbo
Opel DTI DTI
turbo Diesel injection directe turbo Diesel injection haute pression
(-> (2001 -
moyenne pression Common rail
2001) >)
dT turbo Diesel injection indirecte
turbo Diesel injection haute pression
Renault turbo Diesel injection directe dCi
dTi Common rail
moyenne pression
 turbo Diesel injection haute pression
Toyota TD turbo Diesel injection indirecte D4-D
Common rail
SDI Diesel injection directe sans turbo
Volkswagen
Audi, Seat et TDI turbo Diesel injection directe TDI turbo Diesel injection haute pression
Skoda (-> moyenne pression (2001 - injecteurs-pompes
2001) >)

- Les quatre polluants du Diesel (l'Argus de l'Automobile, 17.6.2004)

Oxyde de carbone (CO)

Le monoxyde de carbone est un gaz incolore, inodore et trs toxique, provenant d'une combustion
incomplte.
Le CO2 (ou gaz carbonique) n'est pas nocif, mais il contribue l'effet de serre.
Particules (PM)
Elles manent d'une combustion imparfaite.
Certaines ont des proprits cancrignes.
Oxydes d'azote (NOx)
Gaz irritant qui provoque des troubles respiratoires et qui perturbe le transport de l'oxygne dans le
sang.
Il se forme lors de la combustion haute temprature.
Il est compos 90 % de monoxyde d'azote.
Hydrocarbures (HC)
Nausabonds, irritants pour la peau et les muqueuses, favorisant l'apparition de cancers, ces composs
organiques volatiles non mthaniques proviennent d'une combustion imparfaite et des vapeurs d'huile.

Norme Date CO PM NOx HC

Euro 3 2001 5.45 g/kW/h 0.16 g/kW/h 5 g/kW/h 0.66 g/kW/h
Euro 4 2005 4 g/kW/h 0.03 g/kW/h 3.5 g/kW/h 0.46 g/kW/h
Euro 5 2008 4 g/kW/h 0.03 g/kW/h 2 g/kW/h 0.46 g/kW/h

Exprimes en g/kW/h, ces valeurs correspondent aux maxima admis lors du test du moteur dit
transitoire.
Adopt depuis Euro 3, ce test treize modes value davantage la plage moyenne de rgime et la plage
de charge, ce qui est beaucoup plus porche de l'utilisation relle du moteur que le test en cycle
stationnaire qui prvalait avant Euro 3.

- Antipollution Volvo SCR (Jean-Luc Foucret, l'Argus de l'Automobile, 17.6.2004)

 Le groupe Volvo a dcid que ses futurs moteurs de camions rpondront la norme Euro 4 en 2006,
grce un pot catalytique fonctionnant avec un additif base d'ure.
Aprs Daf, Mercedes-Benz, Scania et Man, Volvo a dvoil son tour l'option choisie pour le passage
des moteurs de ses activits poids lourds (marques Renault Trucks, Volvo Trucks et Mack) la norme
de dpollution Euro4. Cette rglementation entrera en application en octobre 2005 pour les nouvelles
homologations, et en octobre 2006 pour les nouvelles immatriculations.
Sans grande surprise, c'est la technologie dite de slection catalytique slective (SCR en abrviation
anglaise) qui a t retenue. Une option galement choisie par Daf, Mercedes-Benz et Scania, pour
certains de ses moteurs.
Ractions chimiques.
Ce procd de traitement des gaz d'chappement fait appel un additif compos d'eau et d'ure, dans
une proportion de 32,5 %. L'ure est une substance chimique, produite partir du gaz naturel, que l'on
retrouve dans les engrais et les cosmtiques. Sous l'influence de la temprature des gaz d'chappement,
l'additif, baptis AdBlue, produit de l'eau, du gaz carbonique et de l'ammoniac. Ce dernier, compos
gazeux, forme de l'azote et de l'eau au contact des oxydes d'azote (NOx). Aprs quatre ractions
chimiques dans le pot catalytique, les gaz d'chappement perdent 70 % de NOx, 90 % d'hydrocarbures
et 10 % de particules.
Comme les fabricants d'AdBlue et les ptroliers ont assur que l'additif serait disponible l'horizon
2005-2006 dans les stations-service ou en vrac chez les transporteurs, la technique SCR, dite aussi
technologie DeNox, a pu tre envisage pour Euro 4, tout en sachant qu'elle est indispensable pour la
norme Euro 5 (2008 et 2009).
Pour l'heure, les constructeurs estiment que le prix de l'AdBlue, contenu dans un rservoir additionnel,
cotera environ la moiti du prix du gazole. "La quantit ncessaire pour la norme Euro 4 doit s'lever
3 % ou 4 % de la consommation de carburant", souligne Volvo. "Pour Euro 5, cette proportion
montera 5 % ou 7 %. Cette quantit ne sera pas la seule diffrence entre les deux normes, car la
conception des moteurs sera galement diffrente."
Ds Euro 4, le systme sera pilot par une centrale lectronique, qui, en liaison avec celle du moteur,
dterminera, selon le rgime et le couple, la quantit d'additif injecter dans les gaz d'chappement. "Si
on mlangeait l'AdBlue avec le gazole avant l'injection dans les cylindres, il se dcomposerait et
brlerait sous l'effet de la chaleur de la combustion", explique Volvo. "La formation d'ammoniac,
essentielle la raction catalytique, serait par consquent compromise".
Quel cot ?
Volvo ne livre aucune estimation chiffre quant l'effet de cette technologie sur les frais d'exploitation
des camions. Tout juste note-t-il que cet effet sera influenc par plusieurs facteurs : la consommation
d'AdBlue et son prix, le cot d'installation en usine du systme sur le vhicule et les ventuelles
mesures d'incitation.
Prcisons aussi que la consommation de gazole sera en baisse par rapport Euro 3. Ce domaine-l est le
grand avantage de la technologie SCR par rapport au systme concurrent pour Euro 4, EGR (exhaust
gas recirculation). Retenu par Man pour Euro 3 et Euro 4, ainsi que par Scania pour Euro 4, et appliqu
actuellement par Volvo et Cummins en Amrique du Nord (norme US 2002), cette solution traite aussi
les gaz d'chappement, mais avant qu'ils ne soient rutiliss par la combustion.
Le principe consiste prlever une partie de ces gaz en amont de la turbine du turbo, les refroidir aux
alentours de 200C par un changeur thermique et les mlanger, en aval du radiateur, l'air
d'admission comprim.
Appauvris en oxygne, les gaz limitent la cration d'oxydes d'azote. Le problme est que l'EGR rend
difficile l'optimisation de la combustion, savoir la recherche de hautes tempratures, qui sont
ncessaires la diminution des oxydes de carbone, des particules, des hydrocarbures et de la
consommation de gazole, mais qui, en contrepartie, engendrent des oxydes d'azote.
Ce conflit d'intrt, la technologie SCR s'en libre.

- Dossier : Essence ou Diesel, quelle citadine choisir ? (AutoPlus, 7.12.2004)

80/1
20 Cons Agilit Capaci
400 Cons Renta Renta Bruit
Pri ca km/ ca o. ca Souple ts
Les classiques m o. ble ble vibrati
x rt h rt mixt rt sse Vivac hors
DA ville aprs aprs ons
4e/5 e it ville
e
Citron 1.4 12 1 19. 15.1 8.4 2.2 41 000 7.6 1.5 55 300 xxxx. xxxx. xxxx. xx...
 C3 75 ch 540 210 2s s l/100 l/10 km l/100 l/10 km
Pack EU EU 21.9 km 0 km 0
R R s km km
13
1.4 14 s 6.2 6.1
750 19.
HDi 17.5 l/100 l/100 xxx.. xxxx. xxx.. xxx..
EU 3s
70 ch s km km
R
13 12.5
8.5 7.6
1.4 600 18. s
l/100 l/100 xxxxx xxxx. xxx.. xxxx.
80 ch EU 1 7s 18.9 km 0.9
Ford km 0.9
Fiesta R 200 s l/10 71 300 l/10 75 100
Ghia 14 EU 0 km 0 km
5 portes 1.4
800 R 19. 13.6 7.6 km 6.7 km
TDCi s l/100 l/100 xxx.. xxxx. xxx.. xxxx.
EU 4s
68 ch 17s km km
R
1.2 11
- 8.2 6.3
Twinsp 090
13s 18.5 l/100 l/100 xxx.. xxx.. xxxx. xxx..
ort EU 1
Opel s km 2.3 km 1.6
Corsa 75 ch R 500 l/10 49 500 l/10 69 300
Essentia 12 EU 0 km 0 km
3 portes 1.3
590 R 14. - 5.9 km 4.7 km
CDTI 14.8 l/100 l/100 xxxx. xxx.. xxx.. xxxx.
EU 5s
70 ch s km km
R
12 13.2
8.5 7.4
1.4 750 19. s
l/100 l/100 xxxx. xxxx. xxxx. xxx..
Peugeot 75 ch EU 1 1s 18.2
km 1 km 0.9
206 R 300 s l/10 73 000 l/10 82 300
X Line 14 EU 12.6 0 km 0 km
5 portes 1.4 R 7.5 km 6.5 km
050 19. s
HDi l/100 l/100 xxx.. xxxx. xxx.. xxxx.
EU 2s 16.3
70 ch km km
R s
12 13.9
1.2 8.3 7.8
Renault 16V 150 19s
s
l/100 l/100 xxxxx xxx.. xxxx. xxx..
EU 1 21.2
Clio 75 ch km 0.9 km 1.4
Pack R 200 s l/10 72 100 l/10 56 900
Authenti 13 EU 14.1 0 km 0 km
que 1.5 R 7.4 km 6.4 km
350 19. s
5 portes dCi l/100 l/100 xxxx. xxxx. xxx.. xxx..
EU 7s 16.8
65 ch km km
R s
11
85 12.6 7.8 7.3
950 17.
Toyota VVTi EU s l/100 l/100 xxxx. xxx.. xxxxx xxxx.
1 8s
Yaris 87 ch 18 s km 0 190 km 0.3 142
R 400 l/10 l/10
Linea 900 700
13 EU 11.2 0 0
Luna 75 R 19. 7.8 km km 7 km km
5 portes D4-D 350 s
l/100 l/100 xxx.. xxxx. xxxx. xxxxx
EU 4s 14.8
75 ch km km
R s
12 13.9
1.4 8.5 7.7
260 19. s
Volkswa 16V EU l/100 l/100 xxxx. xxx.. xxxx. xxx..
1 2s 21.1
gen 75 ch km 1.3 km 1.4
R 420 s l/10 68 400 l/10 67 700
Polo
13 EU 11.6 0 km 0 km
Trend 1.4 7.2 km 6.3 km
680 R 19. s
3 portes TDI l/100 l/100 x.... xxx.. xxxx. xxxx.
EU 7s 13.6
75 ch km km
R s
La nouvelle Pri ca 400 80/1 Cons ca Renta Cons ca Renta Bruit Souple Agilit Capaci
 gnration x rt m 20 o. rt ble o. rt ble vibrati sse ts
DA km/ ville aprs mixt aprs ons Vivac hors
h e it ville
4e/5
e
9 17.8
1.2 7.9 7.4
470 20. s
8V l/100 l/100 xxx.. xx... xxx.. xx...
EU 1 1s 26.6
Fiat 60 ch km 1.2 km 0.9 120
R 900 s l/10 98 900 l/10
Panda 300
Class 11 EU 14.1 0 km 0
km
1.3 6.7 km 6.5 km
370 R 19. s
M-Jet l/100 l/100 xxx.. xxx.. xxxx. xxx..
EU 8s 19.7
70 ch km km
R s
14 13.8
1.4 9.8 8.9
615 18. s
16V l/100 l/100 xxx.. xxx.. xxx.. xxx..
EU 2 7s 21.9
Fiat 95 ch km 0.6 139 km 0.7 137
R 100 s l/10 l/10
Idea 000 800
Class 16 EU 0
km
0
km
1.9 9.4 s 9.2 km 8.2 km
715 R 18.
M-Jet 11.9 l/100 l/100 xx... xxxx. xxxx. xxxx.
EU 5s
100 ch s km km
R
11
13 s 8.2 7.3
1.3 890 18.
20.5 l/100 l/100 xxx.. x.... xxx.. xxx..
95 ch EU 1 2s
Mitsubis s km 0.5 126 km 0.3 163
hi R 600 l/10 l/10
800 100
Colt 13 EU 0
km
0
km
1.5 9.3 s 7.7 km 7 km
Inform 490 R 18.
Di-D 12.1 l/100 l/100 xx... xx... xx... xxxx.
EU 4s
95 ch s km km
R
10
13.3 9 7.9
1.2 950 18.
s l/100 l/100 xxx.. xxx.. xxxx. xxxx.
80 ch EU 1 5s
Nissan 20s km 2.2 km 1.3
Micra R 200 l/10 39 900 l/10 59 400
Visia 12 EU 15.2 0 km 0 km
1.5 6.8 km 6.6 km
3 portes 150 R s
dCi 20s l/100 l/100 xx... xxx.. xxx.. xxx..
EU 17.2
65 ch km km
R s
15 11.1
1.6 10.4 8.8
380 18. s
Ecotec l/100 l/100 xxxx. xxx.. xxx.. xxxx.
EU 2 8s 15.2
Opel 100 ch km 1.2 106 km 0.9 134
R 300 s l/10 l/10
Meriva 700 400
17 EU 0 0
Enjoy 1.7 9.8 s 9.2 km km 7.9 km km
680 R 18.
CDTI 11.8 l/100 l/100 xx... xx... xxx.. xxxxx
EU 8s
100 ch s km km
R
13
1.4 13 s 9.9 8.7
850 18.
Renault 16V 19.4 l/100 l/100 xxxx. xxxx. xxxx. xxxx.
EU 1 7s
Modus 98 ch s km 2.1 km 1.7
R 500 l/10 50 100 l/10 60 300
Confort
Expressi 15 EU 13.3 0 km 0 km
1.5 7.8 km 7 km
on 350 R s
dCi 20s l/100 l/100 xxxxx xxxxx xxx.. xxxx.
EU 16.6
80 ch km km
R s
Smart 9 800 8.5 1.9 7.7 1.9
16. 12.8 30 000 30 900
Fortwo 61 ch 360 EU l/100 l/10 l/100 l/10 xx... xx... xxx.. x....
4s s km km
Pure EU R km 0 km 0
 R km km
10
6.6 5.8
cdi 160 22. 42.2
l/100 l/100 x.... xxx.. xx... x....
41 ch EU 8s s
km km
R

Sans Plomb 95 1.075 euros/l, gazole 0.981 euros/l

- Essence - Diesel : Quel carburant choisir ? (Vincent Desmonts, l'Argus de l'Automobile, 16.12.2004)

Le litre de gazole ne cessant d'augmenter, est-il encore possible de faire des affaires avec les modles
Diesels ? l'Argus a fait les comptes pour vous...
Turbo, rampe commune, filtre particules, insonorisation pousse... les constructeurs font flche de tout
bois afin de gommer les dfauts du Diesel. Rsultat, aujourd'hui, 69 % des voitures neuves vendues en
France carburent au gazole ! Malheureusement, la fiscalit lie ce carburant ne cesse de s'alourdir
paralllement l'augmentation de ses cots de production. Et la revente n'est plus aussi aise que par le
pass : le march de l'occasion commence tre satur de modles Diesel rcents, rampe commune ou
injecteurs pompes. Et ce stock tend faire baisser les prix de march.

Rentabilit.
Comme certains Diesel sont facturs des tarifs sans rapport avec les gains de consommation
rellement effectus, le seuil de rentabilisation de l'investissement s'en trouve repouss. Et l'cart de
prix se creuse avec celui des occasions essence. De plus, ces dernires ont vu leur consommation
diminuer grce la plus grande svrit des normes antipollution.
Dans notre tableau, le cas de l'Espace 2.2 dCi est flagrant : il cote 4 100 euros de plus que la version
essence 2.0T, pour une consommation moyenne infrieure de 2 litres aux 100 kilomtres seulement. Du
coup, il faudrait parcourir 143 000 km avant de rentrer dans ses frais !
Dans de pareilles conditions, seuls les trs gros rouleurs auront intrt opter pour le Diesel. Les autres
choisiront l'essence, qui offre la souplesse d'un bon Diesel turbo sans en faire subir le bruit et les
vibrations...
A l'inverse, la grande sobrit des Citron C2 1.4 HDi et Volkswagen Golf 1.9 TDI 105, associe aux
faibles surcots de leur motorisation, en font un choix conomiquement cohrent, avec un seuil de
rentabilit bas (50 000 km).
Mais il ne faudra pas ngliger les cots annexes du Diesel, notamment en matire d'assurance.

Globalement. plus on monte en gamme, et plus une motorisation Diesel devient difficile amortir.
Nous la rserverons donc ceux qui avalent un grand nombre de kilomtres ) longueur de journe.
Les autres, ceux qui recherchent de l'espace habitable sans forcment effectuer de gros kilomtrages
annuels, auront tout intrt se tourner vers l'essence, en neuf, et surtout en occasion.

Les cots (cachs) du Diesel

Les moteurs Diesel de dernire gnration ne cotent pas tellement plus cher l'entretien que leurs
homologues essence (tout au moins en de de 80 000 km).
Les intervalles de rvision s'espacent, et les rseaux proposent des forfaits tout compris prix
comptitifs.
L'assurance, en revanche, revient plus cher pour un modle Diesel. Plus onreux l'achat, celui-ci
possde une valeur vnale plus leve, ce qui se rpercute sur les primes. Par exemple, un conducteur
parisien disposant d'un bonus de 4O % et utilisant sa voiture pour ses trajets domicile-travail paiera 1
000 euros par an pour assurer sa 206 2.0 HDi en tous risques, soit 100 euros de plus que pour une 1.6
16V quivalente.
Plus on monte en gamme, plus l'cart se creuse.

consommation Amortissement Amortissement

Puissance cart Prix cart
moyenne 2003 2004
1.4
70 ch 4.3 l/100 km 1.8 13 250 55 800 km
Citron C2 Pack 1 300
HDi l/100 EUR 48 600 km
Ambiance EUR
1.4 75 ch 6.1 l/100 km km 11 950
 EUR
2.0
16 800
HDi 90 ch 5.3 l/100 km 1.4 70 000 km
Peugeot 206 XT 5 90 EUR 1 400
l/100 56 300 km
portes EUR
1.6 km 15 400
110 ch 6.7 l/100 km
16V EUR
1.9
22 130
TDI 105 ch 5.4 l/100 km 1.4 55 300 km
Volkswagen Golf 105 EUR 1 110
l/100 44 300 km
Confort 5 portes EUR
1.6 km 21 020
115 ch 6.8 l/100 km
FSI EUR
1.9
26 300
dCi 120 ch 5.8 l/100 km 2.2 74 100 km
Renault Scnic EUR 2 150
120 l/100 63 600 km
Privilge EUR
2.0 km 24 150
136 ch 8 l/100 km
16V EUR
2.2 37 650
150 ch 7.7 l/100 km 143 000 km
Renault Espace dCi 2 l/100 EUR 4 100
114 600 km
Privilge km 33 550 EUR
2.0 T 165 ch 9.7 l/100 km
EUR
E 280 46 550
177 ch 7.3 l/100 km 2.6 121 100 km
Mercedes classe E CDI EUR 4 200
l/100 102 800 km
Elegance BVA 42 350 EUR
E 240 177 ch 9.9 l/100 km km
EUR

MOTEUR DIESEL INJECTION DIRECTE COMMON RAIL

Injection directe "common rail"

En injection directe, le carburant est directement inject dans la tte du piston.

Le rendement du moteur est amlior grce :
- la meilleure qualit du mlange air/carburant,
- la rduction des pertes thermiques,
- la combustion directe dans les cylindres (absence de prchambre de combustion).
L'injection est ralise trs haute pression grce une rampe d'injection commune aux injecteurs
lectrohydrauliques (d'o l'appellation COMMON RAIL).
La rampe d'injection commune est maintenue trs haute pression.
La pression d'injection peut atteindre 1350 bars haut rgime.

Un calculateur lectronique intgre de nombreux paramtres :

- la position de la pdale d'acclrateur (transducteur compos de deux potentiomtres).
- le rgime moteur et la position du vilebrequin (capteur de rgime inductif, capteur de phase effet
Hall),
- la pression absolue (pression atmosphrique) et la pression rgnant dans le collecteur d'admission
(capteurs pizo rsistif),
- la temprature du moteur (temprature du liquide de refroidissement, CTN),
- le dbit massique et la temprature de l'air (dbitmtre film chaud et CTN).
- la temprature et la pression du carburant (CTN et capteur de pression de rampe pizo rsistif),
- la vitesse d'avancement (capteur inductif ou effet Hall, en sortie bote de vitesses),
- l'action sur les freins et l 'embrayage ( contacteurs).
Le calculateur d'injection :
- dtermine la dure d'injection partir de la pression de carburant,
- commande, si besoin une pr-injection (pour rduire les bruits de combustion), et l'injection
 principale,
- commande le dbit carburant inject par les injecteurs (commande lectrique).
- assure du recyclage des gaz d'chappement (RGE / EGR),
- assure le bouclage de la pression de suralimentation.
Il prend galement en compte les diffrentes phases de fonctionnement :
- au dmarrage, le dbit de surcharge ;
- au ralenti, le dbit poste poste contrl ;
- en marche normale, l'amortissement actif des -coups et le dbit adapt au besoin.

Avantages de la gestion lectronique du systme :

- agrment de conduite (50% de couple supplmentaire bas rgime et 25% de puissance en plus),
- augmentation du rendement moteur (gain en consommation de carburant de l'ordre de 20%),
- rduction des missions de polluants (CO2, CO, HC, et particules de carbone).
La post-injection associe un catalyseur DeNOx permettra de rduire en complment des autres
polluants, le taux d'oxyde d'azote.

1 Capteur pression tubulure d'admission ; 2

Turbocompresseur ; 3 Dbitmtre d'air ; 4 Filtre
air ; 5 Pot catalytique ; 6 Vanne de recyclage des
gaz d'chappement ; 7 Capsule de commande
soupape rgulatrice de suralimentation ; 8
Electrovanne de rgulation du recyclage ; 9
Electrovanne de rgulation pression de
suralimentation ; 10 Calculateur d'injection ; 11
Capteur de pression atmosphrique (intgr au
calculateur d'injection) ; 12 Voyant diagnostic ; 14
Interrupteur a inertie ; 13 Prise diagnostic
centralise ; 15 Relais double d'injection ; 16
Batterie ; 17 Motoventilateur(s) ; 18 Compresseur
de rfrigration ; 19 Voyant d'alerte temprature
d'eau moteur ; 20 Logomtre de temprature d'eau
moteur ; 21 Capteur de position de pdale
d'acclrateur ; 22 Capteur de vitesse vhicule ;
23 Voyant de prchauffage ; 24 Compte tours ; 25
Antidmarrage lectronique ; 26 Contacteur
pdale de frein ; 27 Ordinateur de bord ; 28
Contacteur pdale d'embrayage ; 29 Sonde de
temprature d'eau moteur ; 30 Pompe de gavage ;
31 Rservoir a carburant ; 32 Rchauffeur de
carburant ; 33 Botier de pr-post chauffage ; 34
Refroidisseur de carburant ; 35 Filtre a carburant
; 36 Rgulateur haute pression carburant ; 37
Pompe haute pression carburant (a trois pistons) ;
38 Dsactivateur du 3me piston de pompe haute
pression carburant ; 39 Chauffage additionnel
(thermoplongeurs ou chaudire) ; 40 Relais de
commande du chauffage additionnel ; 41
Injecteurs ; 42 Echangeur thermique air/air ; 43
Capteur arbre a cames ; 44 Capteur de rgime ;
46 Rampe d'injection haute pression carburant ;
45 Bougies de prchauffage ; 47 Capteur haute
pression carburant ; 48 Sonde de temprature
carburant

Temps d'injection et cartographie du dbit injecter

La vitesse de rotation du moteur et la position de l'acclrateur sont les principaux paramtres qui
dterminent la quantit de carburant injecter.
T est exprim en microsecondes (s), V le volume global injecter sur un cylindre, en mm 3, P, la
pression, en bar(s)
La masse de carburant injecter par cylindre est :
m = s x t x (2 x x P )^0,5
avec m masse de carburant en kg, s section de passage en m2, t temps d'ouverture en s, masse
volumique du gazole (820 kg/m3, P diffrence de pression aux bornes de l'injecteur (i.e. 800.105 Pa)
Principe de fonctionnement

La pompe de gavage aspire le carburant contenu dans le rservoir via le filtre gazole, puis vers la
pompe haute pression. Celle-ci, entrane mcaniquement par lintermdiaire de la courroie de
distribution, dont le dbit nest pas en phase avec le moteur, dbite sous haute pression (200-1350
bars) dans le rail (accumulateur).
Un rgulateur de pression command par le calculateur est mont en parallle entre la pompe HP et le
Rail.
Sur chaque cylindre se trouve un injecteur command par une lectrovanne. Le carburant injecter est
prlev dans la rampe, o il peut, indpendamment de la quantit injecter, tre port la pression
voulue. Lavance linjection ainsi que la quantit de carburant injecter sont totalement contrles
par le calculateur. La masse de gazole et la commande des quantits injecter se fait dans lordre
dallumage, individuellement pour chaque cylindre, par le calculateur via les injecteurs. Le calculateur
lectronique reoit des capteurs, les donnes sur les conditions de marche prsentes.
Pompe de gavage

La pompe de gavage, immerge dans le

rservoir, permet :
- l'alimentation en carburant de la pompe haute
pression,
- de fournir la pression ncessaire dans le
circuit basse pression.
Elle est constitue :
- d'un moteur courant continu,
- d'une pompe rouleaux,
- d'un clapet de scurit (tarage environ 7
bars).
Elle est alimente en 12 V par le relais double
d'injection :
- ds la mise du contact, durant 2 3
secondes,
- moteur tournant.

Pompe BOSCH EKP3

Pompe lectrique volumtrique multicellulaire
rouleaux place entre le rservoir et le filtre
gazole, alimentant la pompe haute pression.
Pression d'alimentation de la pompe l'entre
du filtre 2,3 2,6 bars, pression de retour 0,7
+/- 0,15 bars
Dbit d'alimentation de la pompe 140 l/h +/- 15), dbit de retour 50 l/h +/- 15.
Un clapet de scurit limite la pression de la pompe 7 bars.
a - Sortie carburant ; b - Entre carburant ; 18 - Moteur lectrique ; 19 - Rouleaux ; 20 - Rotor ; 21 -
Clapet de scurit

La pompe de gavage est intgre au module jauge/pompe, implant dans le rservoir carburant, et qui
intgre :
un prfiltre (seuil de filtration 300 m),
la fonction jaugeage, avec la fonction autonomie carburant.
Filtre carburant

Il assure :
- la filtration du carburant (seuil de filtration 5 m),
- la dcantation de l'eau,
- le contrle du rchauffage du carburant (lment thermostatique),
- le contrle de la pression du circuit carburant basse pression (rgulateur de basse pression intgr).

Circulation carburant (dans le sens des flches).

c - Retour rservoir carburant ; d - Entre carburant rchauff (botier de sortie d'eau) ; e - Sortie :
botier de sortie d'eau ; f - Entre carburant ; g - Sortie : pompe haute pression carburant
23 - Rgulateur de basse pression (clapet) ; 24 - Elment thermostatique ; 25 - Elment filtrant

Le rgulateur basse pression contrle la pression de carburant dans le circuit basse pression.
Pression dans le circuit : environ 2.5 bars.
Nota : La purge des circuits haute pression et basse pression, aprs un change de filtre carburant, est
automatique.
L'lment thermostatique permet :
- froid, de dvier une partie du carburant vers le rchauffeur de carburant,
- chaud, d'interdire le rchauffage du carburant.

Circulation du carburant (dans le sens des flches).

e - Sortie : botier de sortie d'eau ; f - Entre carburant ; g - Vers lment filtrant
D - Temprature carburant < 15C ; E - Temprature comprise entre 15C et 25C ; F - Temprature
carburant > 25C
24 -Elment thermostatique

L'lment thermostatique est constitu d'un bilame qui se dforme en fonction de la temprature de
carburant.
(D):Temprature carburant : < 15C :
- l'lment thermostatique est dcoll de son sige,
- le passage direct vers le filtre est ferm,
- le carburant est rchauff au contact du botier de sortie d'eau.
(E):Temprature comprise entre 15C et 25C l'lment thermostatique est partiellement dcoll de son
sige ; une partie du carburant est rchauffe.
(F):Temprature carburant : > 25C.
- l'lment thermostatique est en appui sur son sige.
- le carburant passe directement vers l'lment filtrant.

Le rchauffeur de carburant rchauffe le carburant dvi par l'lment thermostique (filtre carburant).
Le rchauffeur de carburant est constitu d'un tube plong dans le liquide de refroidissement moteur.
L'change thermique est ralis entre le liquide de refroidissement et le carburant.
Pompe Haute Pression

Pompe Bosch type CP1 trois pistons

a - Sortie haute pression carburant (vers la rampe d'injection haute pression carburant) ; b - Retour au
rservoir carburant
c - Entre carburant (pompe de gavage)
1 -Rgulateur haute pression carburant ; 2 - Clapet de lubrification ; 3 - Arbre de pompe excentrique ; 4 -
Piston haute pression
5 - Dsactivateur du 3e piston de pompe haute pression carburant

La pompe haute pression carburant :

- fourni la haute pression carburant,
- alimente les injecteurs travers la rampe d'injection haute pression,
- est entrane par la courroie de distribution (rapport d'entranement 0.5).
Le carburant non utilis retourne au rservoir (au travers du refroidisseur de carburant).
La haute pression carburant varie entre 200 et 1350 bars (puissance maximum absorbe 3,5 kW,
rendement mcanique environ 90%).
La haute pression carburant est contrle par le rgulateur haute pression carburant (16).
Au dmarrage du moteur, la pression fournie par la pompe atteint 200 bars aprs 1.5 tour moteur.
Ce type de pompe absorbe un couple d'entranement compris entre 18 et 20 Nm, soit 1/9 du couple
d'entranement d'une pompe distributrice ; de plus la traction est plus rgulire.

3 - Arbre de pompe
excentrique ; 7 - Clapet
d'admission de
carburant ; 8 - Clapet
de refoulement bille ;
9 - Ressort de rappel ,
clapet d'aspiration ; 10
- Ressort de rappel du
piston haute pression ;
11 - Came
d'entranement ; 12 -
Piston haute pression

L'arbre de pompe haute

pression carburant
comporte une came.
Les pistons d'injection
(trois pistons radiaux,
dcals de 120) sont
aliments en carburant
par le circuit basse
pression interne la
pompe.
Le carburant est aspir
par le piston durant la
phase d'admission.

C - Phase Admission
- la pompe de gavage
dbite le carburant au
travers du clapet d'admission (7),
- le ressort de rappel repousse le piston sur la came,
- le piston cre une dpression dans la chemise (13).

D - Phase Refoulement
- point mort bas dpass,
- la chute de pression de carburant provoque la fermeture du clapet d'aspiration (environ 1 bar),
- le carburant est bloqu dans la chambre,
- la came de la pompe haute pression carburant pousse le piston,
- la pression de carburant augmente,
- le carburant est refoul vers le clapet de refoulement,
- le clapet de refoulement (12) s'ouvre.
Aprs le point mort haut, le clapet de refoulement se ferme suite la baisse de pression.
 Le clapet de lubrification permet d'assurer
le graissage de la pompe haute pression
carburant dans le cas ou la pression de
gavage est trop faible.

b - Retour au rservoir ; c - Entre

carburant (pompe de gavage) ; d - vers
tage haute pression
2 - clapet de lubrification ; 6 - ressort de
rappel

Le carburant entre dans la pompe par

l'entre (c) et traverse le clapet de
lubrification (2).(pompe de gavage).
A - Diffrence entre la pression de gavage
et la pression du circuit de retour < 0.8
bars
- la pression de carburant est insuffisante
pour repousser le clapet (2),
- le carburant traverse le clapet (perc d'un
ajutage),
- le carburant permet la lubrification et le
refroidissement de la pompe haute
pression.
B - Diffrence entre la pression de gavage
et la pression du circuit de retour > 0.8
bars
- le carburant repousse le clapet (2),
- le carburant permettant la lubrification
traverse le clapet au travers de son
ajutage,
- le carburant est distribu vers l'tage haute pression (d) de la pompe.
Diffrentiel de pression entre l'entre et le retour pompe suprieur 0.8 bars (tarage du ressort).
 Le dsactivateur du 3me piston de pompe haute pression carburant permet de :
- rduire la cylindre de la pompe haute pression carburant,
- rduire la puissance absorbe par la pompe haute pression carburant en cas d'utilisation du vhicule en
faible charge.
Pendant la commande de cet lment le volume de carburant refoul diminue ce qui permet de :
- rduire la puissance absorbe par la pompe haute pression carburant,
- limiter l'chauffement du carburant (moins de laminage).
Si la temprature carburant dpasse 106 C, la pompe haute pression carburant ne fonctionne plus que
sur 2 pistons.

Le dsactivateur du 3me piston de pompe haute

pression carburant est constitu :
- d'un lectroaimant, command (par la masse) en
tout ou rien par le calculateur d'injection,
- d'une tige de pousse se dplaant sous l'action
du champ magntique cre par l'lectroaimant.

7 -Clapet d'admission de carburant ; 8 -Clapet de

refoulement ; 9 -Ressort de rappel , clapet
d'aspiration ; 12 -Piston haute pression ; 13 -Tige
de pousse

E - Utilisation des trois pistons (lectroaimant non

aliment)
- le clapet d'admission de carburant (7) est plaqu
sur son sige par le ressort (9),
- le cylindre est ferm,
- l'action de la came de l'arbre de pompe se traduit
par la cration de pression,
- la pression de carburant permet de soulever le
clapet de refoulement (8),
- le carburant se dirige vers la sortie haute
pression de la pompe.

F -Utilisation de deux pistons (lectroaimant

aliment)
- la tige de pousse (14) soulve le clapet
d'admission (7) de son sige,
- le cylindre est ouvert : pas de cration de
pression,
- le carburant se dplace vers la partie basse pression de la pompe haute pression.
Rgulation de la Haute Pression

La haute pression carburant est rgule par modification du tarage du rgulateur haute pression
carburant
Le rgulateur haute pression carburant comprend deux circuits de contrle de la pression :
- le circuit lectrique : le calculateur agit directement sur la haute pression commandant l'lectroaimant
du rgulateur haute pression carburant,
- le circuit mcanique : permet d'assurer une pression minimum (100 bars) et d'amortir les pulsations.
Pour augmenter la pression dans le rail, il faut l'alimenter et donc crer un champ magntique qui
engendre une force qui s'ajoute la force du ressort 4
15. Ressort : il est prvu pour que le seuil de pression admissible sans action de l'lectrovanne atteigne
environ 100 bars. Il exerce donc une force (Fr) de 1.daN.
16. Electro-aimant : la rsultante (Fmag) due l'action de l'lectro-aimant est proportionnelle la
valeur moyenne du courant de commande (A 20C, la rsistance de llectro-aimant est de 5 )
17. noyau magntique (lensemble de linduit est balay par un flux de carburant pour assurer sa
lubrification et lvacuation de la chaleur dgage)
18. Clapet bille (diamtre de la bille 1mm)
a - Sortie haute pression carburant ; b - Retour au rservoir ; e - circuit haute pression de la pompe
c. Connexion lectrique

Pilotage mcanique
 Le circuit haute pression carburant subit des variations de pression.
La haute pression carburant augmente lors du refoulement d'un piston de pompe.
La haute pression carburant diminue lors de l'ouverture d'un injecteur.
Le battement de la bille (18) amortit ces variations de pression.

Pilotage lectrique
G - Rgulateur haute pression carburant non
aliment (la pression est limite environ 100
bars):
- la haute pression carburant s'oppose l'action
mcanique du ressort (19),
- le rgulateur s'ouvre pour une haute pression
suprieure la pression du ressort (environ 100
bars),
- le carburant libr par le rgulateur haute
pression retourne au rservoir par la sortie (3).
Moteur l'arrt il ne subsiste pas de pression
rsiduelle dans le circuit haute pression
carburant. (30 secondes aprs l'arrt du
moteur),

H - Rgulateur aliment (commande par la

masse) :
- le calculateur d'injection alimente le
rgulateur haute pression carburant avec un
courant RCO (*),
- la bobine du rgulateur haute pression
carburant entrane le noyau magntique (force
magntique),
- la force cre sur la bille est l'addition des
forces du ressort (19) et de la force magntique
du noyau,
- la valeur de disjonction du rgulateur haute
pression augmente.

Commande de la baisse de pression :

- le calculateur d'injection rduit le RCO fourni la bobine du rgulateur haute pression carburant,
- la bobine du rgulateur haute pression carburant entrane le noyau magntique (force magntique),
- la force cre sur la bille diminue,
- la valeur de disjonction du rgulateur haute pression carburant diminue.

RCO = Rapport cyclique d'ouverture, tension variable.

- RCO maximum = tension maximum : pression maximale,
- RCO minimum = tension minimale : pression minimale.

Fr + Fmag - Fp = 0, avec Fmag = B x (L x sin) x I = K x I

Rampe d'injection Haute Pression ("Common Rail")
 k - Sorties vers les injecteurs ; l - Alimentation en haute pression carburant
5 - Rampe d'injection haute pression
6 - Sonde de temprature carburant ; 7 - Capteur haute pression carburant

La rampe d'injection haute pression, en acier forg, place entre la pompe haute pression et les
injecteurs permet :
- de stocker la quantit de carburant ncessaire au moteur quelque soit la phase d'utilisation (son volume
est adapt la cylindre du moteur),
- d'amortir les pulsations cres par les injections,
- de relier les lments du circuit haute pression,

Elments relis la rampe d'injection haute pression :

- canalisation d'alimentation haute pression carburant,
- canalisations d'alimentation des injecteurs,
- sonde de temprature carburant,
- capteur haute pression carburant.

Les sorties haute pression sont en gnral quipes de limiteur de dbit

afin de scuriser l'installation.
Le limiteur de dbit intervient en cas de grippage d'injecteurs ou
d'interruption de canalisations haute pression.

1 - sortie vers linjecteur ; 2 - corps de limiteur ; 3 - ressort ; 4 - piston

; 5 - pression de rampe.
En fonctionnement normal, le volume disponible du rail est toujours rempli de carburant sous pression.
La compressibilit du gazole pression leve, est exploit pour obtenir un effet d'accumulation ainsi,
la pression reste pratiquement constante l'intrieur de l'accumulateur, ceci malgr le pompage et les
injections successives (voir tableau ci-dessous).

500 bars 1 000 bars 1500 bars

15C 2.5 % 4,5 % 6%
100C 3,5 % 5,8 % 7,6 %

avec gazole = 820 kg/m3

Injecteur

Les injecteurs sont commands lectriquement par le calculateur d'injection.

Ils sont constitus de deux parties :
- une partie commande lectrique,
- une partie pulvrisation de carburant.
Les injecteurs :
- injectent, le carburant ncessaire au fonctionnement du moteur (pression maximale 1 525 bars),
- comportent 5 trous de diamtre 0,16 mm, permettant ainsi de favoriser le mlange air/carburant.
La leve maximale de laiguille pilote est de 60 microns.
Les injecteurs sont relis entre eux par le circuit de retour (pression environ 0.7 bar).

A - gicleur d'ouverture de l'injecteur ; Z - gicleur de ralimentation ; B - aiguille d'injecteur ; C -

chambre de pression ; D - ressort d'injecteur ; E - piston de commande ; F - volume de commande ; G -
raccord d'entre ; H - filtre laminaire inclus dans le raccord ; I - ressort principal ; J - aiguille pilote et
sa bille ; K - solnode ; L - crou de fermeture.

- Au repos : la Haute Pression arrive par le raccord d'entre G, elle s'installe dans la chambre de
commande F et au nez de la chambre de pression. On est alors en blocage hydraulique. L'injecteur reste
ferm.
- Ouverture : au moment dtermin par le calculateur, on commande l'lectrovanne ce qui attire
l'aiguille pilote et la bille se soulve de son sige, On a donc une chute de pression dans la chambre de
commande due la fuite de gasoil vers le rservoir, La force engendre par la pression sur l'aiguille
d'injecteur est la plus importante donc l'injecteur
s'ouvre et laisse passer les jets de gasoil vers la
chambre de combustion.
- Fermeture : au moment dtermin par le
calculateur, on stoppe l'alimentation de
l'lectrovanne donc le ressort de l'aiguille pilote
plaque la bille sur son sige. La fuite vers le retour
rservoir cesse et la pression augmente dans la
chambre de commande. Pendant ce temps, le ressort
d'injecteur D pousse l'aiguille d'injecteur sur son
sige et on est alors revenu en position repos.

Le temps de commande du solnode de l'injecteur

varie de 200 1 200 ms environ.
Ce temps comprend les phases d'appel (80 V 20 A) et de maintien (50 V 12 A).

Note : Le gicleur de ralimentation (Z) dtermine la vitesse d'ouverture et de fermeture de l'aiguille

d'injecteur (comme le gicleur d'ouverture A). C'est la diffrence de pression ses bornes qui dtermine
la rapidit d'ouverture de l'injecteur.

La quantit de carburant injecte dpend :

- de la dure de la commande lectrique (calculateur d'injection),
- de la vitesse d'ouverture de l'injecteur,
- du dbit hydraulique de l'injecteur (par conception),
- de la pression de carburant dans la rampe d'injection haute pression carburant.

Le carburant peut tre inject dans les phases suivantes :

- la pr-injection,
Le principe fondamental du moteur Diesel est la combustion par auto-allumage. Cet auto-allumage
comporte un dlai d'allumage, c'est--dire un temps mis par le combustible pour atteindre son point
d'auto inflammation.
Avec les pompes d'injection distributrices, la quantit injecte pendant ce dlai est trop importante,
notamment froid, d'o un bruit caractristique de "cognement".
Avec le systme rampe commune, la pr-injection de quelques millimtres cube de combustible, avant
le point mort haut, permet de prparer l'amorage de la combustion avant l'injection du dbit
principal.
La pr-injection est active faible charge et aux phases transitoires jusqu' un rgime moteur
dtermin.
- l'injection principale,
Le dbit inject dans le cylindre est variable suivant la pression dans la rampe et le temps d'ouverture
de l'aiguille d'injecteur.
La pression dans la rampe fait varier notamment la quantit de combustible injecte par degrs de
rotation du vilebrequin, le taux d'introduction et la finesse de pulvrisation.
Le temps d'ouverture de l'aiguille fait varier la dure angulaire d'injection. On peut noter que la leve
d'aiguille ainsi que le diamtre et le nombre de trous dans la buse font partie de donnes essentielles
pour l'laboration d'un dbit.
- la post-injection.
 La post injection succde l'injection principale pendant la dtente des gaz.
Un produit additif mlang avec le combustible permet le nettoyage du filtre particules.

Refroidisseur de carburant

La pompe haute pression lamine le carburant provenant de la pompe de gavage : la temprature du

carburant s'lve.
Le refroidisseur de carburant refroidi le carburant lors du retour au rservoir.
Il est constitu d'un serpentin mtallique qui favorise l'change thermique entre le carburant et l'air et est
fix sous la carrosserie.

Schma lectrique

1 - Bougies de prchauffage ; 2 - Botier pr/post

chauffage ; 3 - Dbitmtre d'air avec sonde de
temprature intgre ; 4 - Papillon EGR ; 5 - Capteur
rfrence cylindre ; 6 - Sonde de temprature
carburant ; 7 - Electrovanne EGR ; 8 - Electrovanne
rgulation de pression du turbo compresseur ; 9 -
Dsactivateur du 3me piston de la pompe haute
pression ; 10 - Capteur de recopie de la position de la
pdale d'acclrateur ; 11 - Capteur de haute pression
; 12 - Capteur de pression d'air de suralimentation ; 13
- Capteur temprature d'eau moteur ; 14 - Injecteur 1 ;
15 - Injecteur 2 ; 16 - Injecteur 4 ; 17 - Injecteur 3 ; 18
- Contacteur d'embrayage ; 19 - Capteur de rgime
moteur ; 20 - Connecteur diagnostic ; 21 - Fonction
climatisation rfrigration ; 22 - Rchauffeur d'eau
moteur ; 23 - Fonction refroidissement moteur ; 24 -
Voyant de prchauffage ; 25 - Fonction antiblocage de
roues ; 26 - Fonction anti-dmarrage cod ; 27 -
Capteur vitesse vhicule ; 28 - Rgulateur de haute
pression carburant ; 29 - Relais double multifonctions
contrle moteur ; 30 - Contacteur inertie ; 31 -
Pompe de gavage et jauge carburant ; 32 - Voyant
dfaut ; 33 - Voyant temprature d'eau ; 34 -
Calculateur avec capteur de pression atmosphrique
intgr

Subaru Diesel Commonrail

MOTEUR DIESEL HDI

(source PSA)

Moteur DW10 injection directe haute pression (HDI) Bosch

 L - Circuit basse pression carburant
M - Circuit haute pression carburant
N - Circuit retour au rservoir
carburant

47 - Rservoir carburant ; 48 -
Rchauffeur de carburant
49 - Filtre carburant + dcanteur d'eau
+ rgulateur de pression du circuit basse
pression
50 - Rgulateur haute pression carburant
sur pompe haute pression carburant
51 - Pompe haute pression carburant ; 52
-Dsactivateur du 3me piston de pompe
haute pression carburant
53 - Rampe d'injection commune haute
pression carburant ; 54 - Injecteur diesel
(lectrohydraulique)
55 - Sonde de temprature carburant ; 56
- Capteur haute pression carburant ; 57 -
Refroidisseur de carburant
58 -Pompe de gavage (basse pression)

Filtre carburant

Le filtre carburant assure une

filtration des impurets au-del de
5 microns.
j -Entre carburant (venant de la
pompe carburant)
k - Entre carburant rchauff
(botier de sortie d'eau)
l - Sortie carburant (vers botier
de sortie d'eau)
m - Sortie carburant filtr (vers
pompe haute pression carburant)
n - Sortie carburant filtr (vers le
rservoir carburant)
59 - Vis de purge (prsence d'eau
dans le carburant)
60 - Elment thermostatique
61 - Filtre gazole
62 - Rgulateur de basse pression

Rchauffeur de gazole

Le carburant est rchauff par l'intermdiaire du circuit de refroidissement (sur botier de sortie
d'eau).
 La temprature du carburant est rgule par un lment thermostatique (intgr au bol de filtre).

ELment thermostatique (60)

L'lment thermostatique est constitu d'un

bilame qui se dforme en fonction de la
temprature du carburant.

Temprature carburant infrieure 15 C :

- l'lment thermostatique est dcoll de son
sige,
- le carburant est rchauff au contact du
botier de sortie d'eau.
Temprature carburant comprise entre 15 C
et 25 C :
- l'lment thermostatique est partiellement
dcoll de son sige,
- une partie du carburant est rchauffe.
Temprature carburant suprieure 25 C :
- l'lment thermostatique est en appui sur son
sige,
- le carburant passe directement vers l'lment
filtrant.

Rgulateur basse pression

La pompe de gavage gnre une pression d'alimentation de 2 0,4 bars.

Le rgulateur basse pression contrle la pression de carburant dans le circuit basse pression
(tarage spcifique = 1,25 +/- 0,25 bars).

INJECTEURS PIEZO-ELECTRIQUES
(source Siemens SID 801)

Les injecteurs raccords la rampe commune rail sont pilots lectriquement par le calculateur de
contrle moteur. Ils injectent et pulvrisent le carburant ncessaire aux diffrentes phases de
fonctionnement du moteur
L'injecteur lui-mme est similaire au modle classique trous. En revanche, le porte-injecteur est
surmont d'un actuateur pizo-lectrique de commande (a) fix par un gros crou (b).
 L'ouverture des injecteurs est obtenue par un effet de pression diffrentielle sur la tte de l'injecteur.

L'actuateur pizo-lectrique est compos de plusieurs centaines de couches de Quartz. Ce cristal la

proprit de se dformer lorsqu'il reoit une impulsion lectrique, c'est l'effet "pizo invers".
La commande par pizo-lectrique permet d'obtenir des temps de commutation trs courts. Ce type de
commande rapide et prcise permet de doser trs prcisment la quantit de carburant injecte afin
d'assurer une combustion plus "douce" et plus prcise du moteur diesel.

a - actuateur pizo-lectrique ; b - crou de serrage ; e - raccord haute pression ; d - retour carburant ; e -

connecteur ; f - levier amplificateur
g - piston de commande ; h - champignon de fermeture ; j - piston de commande de l'aiguille ; j - aiguille
d'injecteur ; k - chambre de haute pression aiguille
l - trou de l'injecteur (5) ; m - filtre laminaire ; n - volume de commande ; o - ressort de rappel

L'effet pizo
Phnomne lectromcanique dcouvert par Pierre et Paul Jacques Curie en 1880.
Lorsque certains cristaux (par exemple quartz, tourmaline, cramique) sont soumis des contraintes
mcaniques orientes convenablement, il apparat sur les faces opposes de ceux-ci des charges
lectriques contraires. Le champ lectrique qui en rsulte a une direction diffrente suivant qu'il s'agit
de pression ou de traction. Ce phnomne est rversible, c'est--dire que l'application d'une tension
lectrique sur de tels cristaux entrane des dformations mcaniques (dilatation ou contraction). Celles-
ci sont suffisamment fortes pour pouvoir tre exploites. Les applications de ce phnomne sont de deux
types : celles qui utilisent la tension lectrique produite par un phnomne exerant des contraintes
mcaniques (par exemple, jauge de contrainte, acclromtre, appareil de mesure de pression,
microphone, etc.) et celles qui requirent la production de forces mcaniques (par exemple, montre,
gnrateur ou rcepteur d'ultrasons), dont une application importante est le sondage des fonds marins.

Effet pizo

Si on compresse le matriau, on relvera une certaine tension ses bornes.

Et inversement, si on tire ce mme matriau, on aura une tension de sens inverse.
Effet pizo inverse
Si une tension est applique sur le matriau, il s'ensuit un allongement du cristal.
Et inversement, si une tension de sens inverse est applique sur ce matriau, il s'ensuit une contraction
du cristal.

Une fois dform, le cristal a besoin d'une nouvelle impulsion de sens inverse pour retrouver son tat
initial. Donc, en appliquant un courant alternatif, le cristal se compresse et s'tire. Ce sont ces
oscillations qui vont produire le son dans une application d'avertisseur (ou buzzer).
Convenablement coups, ces cristaux ont une frquence de rsonance mcanique bien dfinie et stable.

Dans le cas des injecteurs pizo-lectriques les deux effets sont combins :
Une premire couche de quartz est alimente par le calculateur de contrle moteur (sous 70 volts), la
dformation engendre va contraindre mcaniquement son tour la couche adjacente cette dernire :
dforme mcaniquement elle va fournir une tension. Cette tension va s'ajouter la tension
d'alimentation fournie par le calculateur. Ainsi le phnomne va se reproduire environs 200 fois
(suivant le nombre des couches de quartz).
Donc dans le cas des injecteurs pizo-lectriques, la tension entrane une dformation qui son tour
entrane une tension. Ainsi on passe d'une tension d'alimentation de 70 volts 140 volts et on obtient
une dformation d'environs 50 m.

Principe de la leve d'aiguille d'un injecteur

La haute pression dlivre par la pompe haute pression (pression rail)

pntre dans l'injecteur par le raccord. Un filtre laminaire intgr au
raccord empche le passage d'ventuelles impurets.
L'aiguille d'injecteur est soumise trois efforts :
F1 = Effort exerc sur le piston de commande par la pression rgnant
dans le volume de commande.
F2 = Effort exerc sur la section de l'aiguille d'injecteur par la HP rail.
FR = Tarage du ressort de rappel de l'aiguille d'injecteur (constant).
De l'quilibre de ses trois forces dpend la position de l'injecteur.

Moteur l'arrt
Le carburant retenu dans le rail et les tubes HP est la pression
atmosphrique.
Le pizo-lectrique de commande est au repos : le champignon de
fermeture (b) obture le canal de retour.
L'aiguille d'injecteur est applique sur son sige par son ressort de
rappel (o).
Dans ce cas :
F1 = Pression atmosphrique sur le piston de commande.
F2 = Pression atmosphrique sur la section de l'aiguille.
FR = Tarage du ressort
FR > F1 + F2 : Injecteur ferm
Moteur tournant - injecteur non command
Le pizo-lectrique de commande
n'tant pas aliment, le champignon
de fermeture (b) obture le canal de
retour grce son ressort de rappel
(p).
La haute pression s'installe
identiquement dans la chambre de
pression (k) et dans le volume de
commande (n) travers le gicleur
(Z).
Cette pression est la mme partout,
le canal de retour (d) tant obtur
par le champignon de commande
(h).
La surface de contact du piston de
commande (i) tant plus importante
que la surface de contact au niveau
de la pointe de l'aiguille, injecteur w reste ferm par son ressort de rappel (o).
Dans ce cas :
F1 = Pression rail sur le piston de commande.
F2 = Pression rail sur la section de l'aiguille.
FR = Tarage du ressort
F1 + FR > F2 : Injecteur ferm
 Moteur tournant - Injecteur command
Au moment opportun, le calculateur
alimente l'actuateur pizo-lectrique
sous une tension de 70 volts (courant
de 10 A).
La dcontraction du pizo lors de
l'activation est de l'ordre de 50 m,
le levier amplificateur (f) permet de
multiplier par deux la course du
Pizo.
L'actuateur pizo, via le levier
amplificateur (f), dplace le piston
de commande (g) sur le champignon
de fermeture (h). La chambre de
commande (n) est alors en
communication avec le circuit retour
de carburant au rservoir.
Il s'ensuit une chute de pression dans
la chambre de commande donc une chute de la force hydraulique (F1). L'quilibre entre la pression
exerce sur l'aiguille (F2) qui n'a pas varie et la pression dans la chambre de commande (F1) est
rompu.
L'aiguille d'injecteur (j) s'ouvre sous une pression rail d'environ 160 bars.
Une fois l'injecteur ouvert le carburant arrive dans la chambre de combustion par les 5 orifices de
pulvrisation.
Dans ce cas :
F1 = Pression retour sur le piston de commande.
F2 = Pression rail sur la section de l'aiguille.
FR = Tarage du ressort.
F2 > F1 + FR : injecteur ouvert
L'injection dure aussi longtemps que l'actuateur pizo-lectrique reste dcontract.
Remarques :
Les deux gicleurs (Y) et (Z) introduisent le retard ncessaire au bon fonctionnement.
Le volume repouss par le piston de commande et le volume passant travers le gicleur (Z) doivent
s'couler travers le gicleur (Y). Donc (Y) est plus grand que le gicleur (Z).
De ces deux orifices dpendent les vitesses d'ouverture et de fermeture.

Le dbit inject par l'injecteur dpend :

- du temps coul entre l'activation du Pizo et la dsactivation du pizo (T1),
- de la pression rail,
- de la vitesse d'ouverture et de fermeture de l'aiguille (rapport des gicleurs Y et Z),
- du dbit hydraulique de l'injecteur (nombre et diamtres des trous...).
Le temps d'injection et la pression rail peuvent tre choisi librement par le calculateur contrle moteur,
les autres paramtres sont dtermins lors de la fabrication de l'injecteur.

Fonctionnement de la commande d'injecteur

 L'tage de puissance du calculateur reli aux injecteurs comporte :
- un hacheur lectronique, il fournit la tension Boost de 70 volts,
- trois transistors de commutation (T1, T2, T3) commands par le calculateur,
- deux condensateurs Cl (un pour 2 injecteurs)
Afin de simplifier le fonctionnement d'un injecteur pizo-lectrique on remplacera celui-ci par son
schma quivalent.
Dans ce type de montage il s'agit d'un condensateur et d'une rsistance branchs en srie.

a - Ouverture de l'injecteur
Au moment de l'injection le calculateur moteur ferme les transistors T1 et T3, l'injecteur pizo-
lectrique se charge, il s'tablit alors un courant de charge de 10 A.
Ce temps de commutation trs court (environ 200 micros secondes) est le temps ncessaire la
dcontraction totale du pizo donc l'ouverture de l'injecteur.
C'est le temps ncessaire l'tablissement dune tension de 140 volts aux bornes de l'injecteur et la
charge du condensateur C1.

b - Maintien de l'ouverture de l'injecteur

Aprs le temps de commutation (env. 200 s), le calculateur moteur ouvre le transistor T1, le courant de
charge cesse.
L'injecteur Pizo-lectrique reste charg par C1.
La dure de maintien est gre par le calculateur moteur Elle correspond la dure d'injection (Ti)
dtermine par avance en fonction du dbit injecter.

c - Fermeture de l'injecteur
La fermeture de l'injecteur est dtermine par le calculateur de contrle moteur.
Il va fermer au moment opportun le transistor T2 qui engendre la dcharge de l'injecteur et du
condensateur C1 via T2 avec un courant de dcharge en sens inverse d'environ 10 A.
Aprs une priode de dcharge trs rapide (environs 200 s), l'actuateur pizo-lectrique retrouve sont
tat initial.
L'injection de carburant cesse.
Le calculateur ouvre les transistors T2 et T3 et le systme retrouve sont tat initial.

Ralisatiion d'une injection

Le systme "HDi SID 801" diminue le dlai d'inflammation grce :

- la pression d'injection trs leve, qui permet une pulvrisation trs fine.
- la commande des injecteurs rapide, indpendante et variable.
Elle autorise plusieurs injections rapproches au cours d'un cycle sur un mme cylindre
- une injection pilote, ou pr-injection (rduction du bruit et des missions des fumes),
- une injection principale.
La quantit de gazole pr-injecte reprsente 1 2 % du dbit de l'injection principale en pleine charge.
Le dcalage de l'injection pilote avec l'injection principale est d'environ 1 milliseconde, cet cart
angulaire augmente avec le rgime moteur
L'injection pilote est prsente jusqu'aux environs de 3000 tr/min.
 Dtermination du dbit thorique
Afin de dterminer le volume de carburant thorique injecter (calcul du dbit total form par l'addition
du dbit de l'injection pilote et du dbit de l'injection principale), le calculateur de contrle moteur:
prend en compte les indications des capteurs principaux : position de la pdale d'acclrateur,
tempratures (eau de refroidissement, gazole), rgime du moteur, pression atmosphrique, dbit d'air
d'admission et sa temprature.
prend en compte les indications des capteurs secondaires, ou lies aux options : dbit d'EGR, capteur de
vitesse en sortie de bote, interrupteurs des pdales de freins et d'embrayage.
dtermine la phase de fonctionnement dans la quelle le moteur se trouve : dmarrage (le moteur est
entran par le dmarreur), ralenti, marche normale (Amortissement des -coups, rgime maxi autoris).
Dtermination du dbut de l'injection
Une cartographie dbit inject / rgime moteur dans le calculateur de contrle moteur permet de
dterminer le dbut de l'injection principale avant le PMH.
La valeur d'avance est ajuste en permanence en fonction de la pression atmosphrique, de la
temprature de l'air et de la temprature de l'eau.
Dtermination de la pression de consigne
Une cartographie "dbit inject = f(rgime moteur)" dans le calculateur de contrle moteur permet de
dterminer la pression rail adquate.
Elle est ajuste en permanence en fonction du couple "charge / rgime" pour assurer la meilleure
combustion.

Filtre particules

- Le Diesel la chasse aux particules (Vincent Desmonts, l'Argus de l'Automobile, 27.1.2005)

A peine les normes Euro IV sont-elles entres en vigueur que les moteurs Diesel doivent penser leur
prochaine rvolution. En 2010, pour continuer circuler, ils devront mettre dix fois moins de
particules.

Le 1er janvier, nous sommes entrs dans une nouvelle re en matire de dpollution. Depuis cette date,
tous les vhicules neufs vendus dans l'Union europenne doivent en effet rpondre la norme Euro IV.
Un changement qui, s'il est pass inaperu aux yeux des acheteurs, a ncessit de gros efforts de la part
des constructeurs afin de rduire les missions de leurs modles, notamment celles des versions Diesel.
Le but tant de diviser par deux les rejets d'oxydes d'azote et de particules !
Facture alourdie.
Mais cela n'est rien en comparaison des futures normes. D'ici 2010, la Commission europenne
souhaite rduire par cinq les missions de particules des voitures Diesels ! La norme actuelle autorisant
des rejets maximaux de 25 mg/km, les "mazout""de demain ne devront pas dpasser 5 mg/km. Un saut
technologique difficile raliser, d'autant que, pour assurer cet objectif de 5 mg/km sur toute la dure
de vie du vhicule, il faudra plutt viser les 2,5 mg/km, soit... dix fois moins qu'aujourd'hui. Ce qui
impliquera d'opter pour des solutions techniques coteuses, qui alourdiront d'autant la facture pour
l'acheteur.
Cette inflation viendra s'ajouter celle du prix du gazole, qui, de taxation alourdie en cots de raffinage
de plus en plus levs, poursuivra sa hausse. En effet, l'Etat a l'intention de continuer le rattrapage
fiscal par rapport l'essence, tandis que des normes de qualit toujours plus strictes sur les carburants
pseront sur le prix hors taxes.
Agrment.
De plus en plus propre, le Diesel deviendra galement de plus en plus cher. En face, les moteurs
essence pourraient bien tenir leur revanche, en pillant sans complexe les techniques inventes pour les
moteurs au gazole. La famille de blocs rcemment prsente par BMW et PSA (1,6 l de 75 ch et 110
ch) en est l'illustration : dots d'une rampe commune et d'un turbocompresseur, ces moteurs essence
allient leurs faibles cylindres performances et sobrit. Comme les meilleurs Diesel... l'agrment en
plus.

Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4

1993 1996 2000 2005
 Essence
CO 4.05 3.28 2.3 1
HC + NOx 0.97 0.5 0.35 0.18
Diesel
CO 2.72 1 0.64 0.5
HC 0.97 0.7 0.06 0.05
NOx - - 0.5 0.25
Particules - - 0.05 0.025

Principe de rgnration des particvules

Principe de la filtration des particules

Le but du systme Filtre Particules est de rduire les missions de particules rejetes dans
latmosphre par les moteurs : fumes noires (suies) mises en pleine charge ou lors de
fonctionnements transitoires.
Le Filtre Particules est un filtre plac sur la ligne dchappement qui permet de diminuer la pollution
des vhicules Diesel en filtrant et pigeant au moins 95% des particules et des lments solides des gaz
dchappement.
Cependant, les suies provenant de lchappement, ainsi que les rsidus issus de lhuile et de lusure du
moteur saccumulent dans le filtre, et le colmatent. Une rgnration du filtre, cest dire une
combustion des suies, est alors ncessaire.
A trs forte charge et en roulage trs rapide, le filtre particules se rgnre naturellement,
En conditions urbaines, la frquence insuffisante des rgnrations conduit, en raison dun colmatage
excessif du FAP, :
- la destruction du filtre (aprs 2 000 3 000 km de roulage),
- des pnalits importantes en terme de consommation, de performance et dagrment de conduite.
Il faut donc aider le filtre se rgnrer dans ces conditions. Le principe daide consiste dtecter
lencrassement du filtre, et augmenter suffisamment les tempratures en amont du FAP (grce la
post-injection), de lordre de 550-600C, pour provoquer et entretenir la combustion des suies.
 Comme une trop forte augmentation de la temprature peut entraner une destruction du FAP, on utilise
donc un additif (crine + solvant) pour abaisser la temprature de combustion des suies (environ
450C).
Celui-ci doit tre intimement mlang aux suies pour tre efficace, Cest pourquoi il est ncessaire que
le carburant inject dans la chambre de combustion soit additiv.
Lutilisation dun carburant non dos ou sous dos en additif entrane court terme la
destruction du FAP.
L'encrassement du filtre se dtecte par la perte de charge aux bornes du FAP due laccumulation des
lments solides.
Toutefois, la crine prsente dans ladditif se dpose galement dans le FAP et terme, le colmate,
Cette obstruction lente provoque une augmentation de la perte de charge aux bornes du filtre qui doit
tre prise en compte pour modifier les seuils de dclenchement / arrt de la rgnration,

1 Calculateur de contrle moteur

2 Calculateur dadditivation
3 Rservoir additif + pompe doseuse
4 pipette dadditif (diffuseur)
5 Pompe jaune carburant
6 Ensemble catalyseur + FAP
7 Pr-catalyseur
8 Ensemble des capteurs de contrle du FAP
9 Moteur HDi
10 Systme dinjection HDi
11 Silencieux arrire
Le systme d'additivation

Le systme dadditivation de gazole est un systme embarqu qui injecte chaque remplissage du
rservoir carburant une quantit dadditif (crine + solvant) proportionnelle au volume de carburant
introduit dans le rservoir.
 Il est compos :
- dun calculateur spcifique qui gre la fonction additivation,
- d'un module injecteur / rgulateur de pression rapport sur le rservoir principal,
- dun rservoir dadditif quip dune pompe doseuse et un dispositif de dtection de niveau mini.

Calculateur d'additivation carburant

Il a pour rle de :
- dtecter et mesurer lajout de carburant,
- Calculer la masse dadditif injecter.
- injecter l'additif (l'additivation est effectue aprs le dmarrage du moteur).
- mettre jour la quantit d'additif dans le filtre (valeur stocke = masse de crine injecte + masse de
crine injecter au prochain dmarrage).
- dtecter le niveau mini dans le rservoir dadditif (informer le calculateur d'additivation que la
quantit d'additif restant dans le rservoir a atteint le niveau minimum).
- calculer et surveiller le niveau d'additif quand le minimum est atteint.
- dtecter les dfaillances du systme (dtection des dfaits lectrique et cohrence des actionneurs et
capteurs du systme).
Linjeotion du carburant est ralise par un diffuseur implant dans le rservoir carburant et par une
pompe doseuse implante dans le rservoir dadditif.
Si la vitesse vhicule ne dpasse pas les 20 km/h la quantit dadditif injecter sera stocke par le
calculateur dadditivation. De mme si la vitesse vhicule redevient infrieure 20 km/h avant la fin de
ladditivation la quantit dadditif injecter restante sera stocke par le calculateur dadditivation. Elle
sera injecte lorsque la vitesse vhicule sera suprieure 20 km/h.

Rservoir dadditivation

La capacit du rservoir dadditif est de 4 litres. Cette quantit permet dans des conditions de roulage
normales de parcourir plus de 80.000 km.

Activation des consommateurs lectriques

 Cette activation gre sur demande du calculateur de contrle moteur, participe la mise en condition
du moteur en vue de la post-injection et facilite la rgnration dans le filtre lorsque la charge du
moteur est faible.
En saturant la production dnergie lectrique, lactivation des consommateurs lectriques va
augmenter le couple rsistant du moteur et donc dplacer le point de fonctionnement moteur dans une
zone charge / rgime favorisant la combustion de la post-injection.
Exemple des consommateurs retenus par ordre de consommation croissante :
- lunette chauffante (env. 20 A)
- GMV petite vitesse (env. 10 A)
- GMV moyenne vitesse (env. 15 A)
- bougies de prchauffage (env. 40 A), sollicites en dernier lieu et pour une dure limite, pour des
raisons de fiabilit.
Pour les vhicules quips dune boite de vitesses automatique (BVA), et pour faciliter la rgnration
lorsque la charge du moteur est trop faible, le calculateur moteur demande au calculateur de BVA
daugmenter la pression du circuit hydraulique de la boite de vitesses (on passe de 8 bars 17 bars).

Post-injection

Lors de la post-injection le carburant est inject aprs le Point Mort Haut entre 20 et 120 vilebrequin.
Ce retard dans le cycle permet la post-injection de :
- augmenter la temprature des gaz dchappement en brlant le combustible tardivement,
- produire des imbrls afin daugmenter le rendement thermique du catalyseur.
La temprature de la ligne dchappement slve progressivement jusquau seuil de rgnration des
particules dans le filtre,
Une fois le seuil de rgnration atteint, la post-injection est maintenue un certain temps afin de
favoriser llimination complte des particules polluantes.
Le dbit et le temps de post-injection sont dtermins par des cartographies tenant compte des
conditions de fonctionnement moteur et du niveau daide souhait.

Incidences sur le fonctionnement moteur

A rgime et charge constante, lactivation des consommateurs et la post-injection entranent une

augmentation du couple moteur.
Pour conserver le mme agrment de conduite et viter des -coups moteur lors de lactivation de laide
la rgnration, le logiciel du calculateur dinjection intgre les stratgies suivantes :
- rduction du dbit dinjection principale,
- rgulation de la pression de suralimentation en boucle ferme,
La rduction du dbit dinjection principal permet dannuler le surcrot de couple d la post-injection
Pour rester au mme couple moteur pendant laide la rgnration, la pression de suralimentation est
rgule.
La pompe haute pression carburant fonctionne sur 3 pistons pendant laide la rgnration dans le but
de garantir le dbit ncessaire la post-injection.