Le Moteur Hdi Mod
Le Moteur Hdi Mod
Le Moteur Hdi Mod
1. Prambule
Les particularits de combustion propres au moteur Diesel, amplifies par le systme dinjection directe Haute Pression et la gestion par calculateur numrique ont permis au moteur Diesel de dvelopper ses qualits et de prendre lavantage dans des domaines jusquici rservs au moteur allumage command Le moteur Diesel actuel possde les particularits suivantes :
1.2. La combustion
Exemple du systme BOSCH EDC 16 C34, mont sur les moteurs diesel DV6 TED 4 Moteur DV6 TED4 Type rglementaire 9 HY 9HZ FAP Non Oui Nombre de cylindres 4 Ordre dinjection 134-2 Cylindre cm3 1560 Alsage Course mm 75 x 88,3 80 kW 4000 tr/min Puissance maximale 110 CV 4000 tr/min 24,5 daNm 2000 tr/min Couple maximum 26 daNm en fonctionnement overfuelling (dite overboost ) Nombre de soupapes 16 Echangeur dair Oui Turbocompresseur Gomtrie variable Fournisseur GARRET Injection Bosch Type EDC 16C3 EDC 16C34
Gnie Mcanique Systmes Motoriss (option B)
Essence CO EURO 3 EURO 4 2.3 g/km 1 g/km HC 0.2 g/km 0.1 g/km Diesel CO EURO 3 EURO 4 0.64 g/km 0.5 g/km NOx 0.5 g/km 0.25 g/km HC + NOx 0.56 g/km 0.3 g/km Particules 0.05 g/km 0.025 g/km NOx 0.15 g/km 0.08 g/km
Evaporation
2 g / 24 h 2 g / 24 h
Capteur position pdale dacclrateur Voyant diagnostic Prise diagnostic centralise Relais double injection Batterie Capteur vitesse vhicule Voyant de chauffage Compte-tours Information consommation Antidmarrage lectronique Sonde de temprature deau moteur Botier de pr-post chauffage Bougie de prchauffage Capteur de position darbre cames Capteur rgime moteur Circuit de carburant
35
33
11
19 20 21 22 23 24 26 27 30 34 35
Refroidisseur de carburant Rservoir de carburant Carburant Filtre carburant Pompe damorage de carburant manuelle Raccord 4 voies Rgulateur de dbit Pompe Haute Pression Injecteurs Capteur Haute Pression Rampe dinjection commune Haute Pression carburant
Circuit dchappement Repre Organes Vanne de recyclage des gaz 4 dchappement (EGR) 5 Ligne dchappement 36 Catalyseur 37 FAP : Filtre Particules Capteur de pression 38 diffrentielle du FAP Capteur haute temprature 39 gaz chappement aval
Circuit dair Repre Organes 1 Filtre air 2 Dbitmtre dair 3 Turbo compresseur 32 Pompe vide
Catalyseur
U UT T
FAP
U Up p
T entre FAP
RAS
TUT
Sur la version EURO 4 un double papillon doseur (41 et 42) permet de grer le dbit dair passant dans lchangeur (5). Lchangeur est galement appel RAS (refroidisseur dair de suralimentation).
17 Conduit traversant le bloc moteur
41
42 13 6 40
Le circuit dair permet dalimenter le moteur en air, il est compos : Dun filtre air (1) : Il permet de filtrer l'air entrant dans le moteur. Dun turbocompresseur (3) : Il permet d'augmenter la pression d'admission afin d'amliorer le remplissage donc la puissance du moteur. Remarque : La rgulation de la pression dadmission peut tre mcanique ou pilote par le calculateur. Suivant la motorisation on peut trouver, soit : - Un turbocompresseur soupape de dcharge pilote (waste-gate). - soit un turbocompresseur sans soupape de dcharge dit Gomtrie Variable pilot (TGV). La pression de suralimentation est rgule par le calculateur moteur. Une lectrovanne pilote par le calculateur gre la capsule de commande du turbocompresseur. Cette capsule fait varier linclinaison dailettes mobiles ct turbine, ce qui fait varier la pression de suralimentation. La commande lectrique seffectue par un signal de type RCO (rapport cyclique douverture). Dun changeur air/air (40) : Il permet de refroidir l'air d'admission afin d'optimiser le remplissage. Dun conduit dadmission : Il a pour rle d'acheminer l'air vers les cylindres en assurant une rpartition quitable. Il participe galement la combustion en donnant un mouvement tourbillonnaire trs important l'air lors de la phase admission. Ce mouvement tourbillonnaire de lair est appel swirl . Dun dispositif de pr/postchauffage : Les bougies de prchauffage permettent de rchauffer l'air dans chaque chambre de combustion afin de faciliter le dmarrage, diminuer le bruit moteur et l'mission de polluants. Remarque : Ce rchauffage ponctuel est ralis : - avant et pendant le dmarrage, c'est la phase pr-chauffage, - aprs le dmarrage du moteur c'est la phase post-chauffage.
Capteur de temprature
Le doseur dair froid est naturellement ouvert hors tension lectrique. De ce fait au repos et en cas de dfaillance, le systme est quivalent un refroidisseur classique. Lors de larrt du moteur, les deux volets sont commands plusieurs fois de bute bute afin de raliser un apprentissage de position par le calculateur.
Echangeur
3.3.
Le circuit dchappement
Le collecteur dchappement en fonte est situ sur la face avant du moteur. Un catalyseur doxydation est plac en sortie du turbocompresseur. Certaines versions des motorisations DV sont quipes dun filtre particules (FAP). La premire application est le moteur DV6 TED4 EURO 4. Le filtre particules est embot directement dans le catalyseur
Vanne EGR
11
12
10 13 15
9 14 7
11
21
Fonctionnement Le gazole est aspir par la pompe de transfert au travers du gicleur de dbit dont le rle est de limiter le dbit dans les hauts rgimes. Une partie du gazole est dirige vers la lubrification au travers des gicleurs de lubrification. Lautre partie est dirige vers le rgulateur de dbit. Le rgulateur de dbit rgule le dbit dirig vers la pompe haute pression. Cette valeur conditionne la pression de sortie. Le rgulateur est pilot par le calculateur en boucle ferme via le capteur haute pression situ sur la rampe commune. La soupape de dcharge permet lvacuation du gazole excdentaire en cas de fermeture du rgulateur de dbit. Ce gazole retourne en amont de la pompe de transfert.
normalis
du
Dun rchauffeur de carburant : Comme sur une motorisation diesel traditionnelle, le carburant doit tre rchauff jusqu' sa temprature d'utilisation. Ce dispositif est spcifique chaque systme HDI. Gnralement, il est constitu de rsistances lectriques permettant de rchauffer le carburant. 3 Elles peuvent se trouver : - Soit, intgres au bol de filtration (3). - Soit, dportes. Dans ce cas elles se trouvent sur la canalisation d'arrive, juste avant le filtre carburant (4).
Dsignation Pompe de transfert Retour gazole Sortie HP Rgulateur de dbit Soupape de dcharge Arrive de carburant
5 6
2 3 3
La pompe haute pression nest pas une pompe distributrice et ne ncessite pas de calage. La pompe haute pression est mono bloc et comprend 3 lments 120 gnrant la haute pression. La pompe haute pression est entrane par la courroie de distribution, le rapport dentranement est de 0,5. Elle assure lalimentation des injecteurs sous haute pression au travers de la rampe dinjection commune.
La pression carburant en sortie de pompe de transfert vers la pompe haute pression varie en fonction du rgime moteur (entre 4,5 et 6 bars)
La haute pression carburant varie entre 200 et 1350 bars. La pompe CP1H possde La haute pression carburant La pompe DCP contient une partie haute pression est contrle par le une pompe haute pression Il s'agit d'une pompe de constitue de chambres rgulateur haute pression (HPP). Cettte pompe type asynchrone, ce qui culasse rapporte. carburant (1) il permet de HPP est une pompe signifie qu'elle ne Il s'agit d'une pompe de moduler la pression de sortie radiale pistons ncessite aucun calage type synchrone, ce qui de la pompe en vacuant possdant trois units de avec le vilebrequin et signifie qu'elle ncessite une partie du carburant vers refoulement (3) disposes l'arbre cames. un calage avec le le rservoir (circuit retour). en toile. Dans la pompe Le rgulateur de dbit est vilebrequin et l'arbre Au dmarrage du moteur, la DCP se situe galement positionn paralllement cames. pression fournie par la la pompe de transfert ITP l'axe de rotation de la Son rgulateur de dbit pompe atteint 200 bars aprs (1), l lectrovanne de pompe, il permet de est positionn 1.5 tour moteur. contrle volumtrique moduler la quantit de perpendiculairement Nota : VCV (2) et carburant comprime par l'axe de rotation de la La llectrovanne de la pompe. Qualifi de pompe. Qualifi de pompe haute contrle de pression PCV "normalement ouvert", il "normalement ferm", il pression (4). est ouvert en position est ferm en position nest pas une repos. repos. pompe distributrice et ne ncessite pas Sortie haute pression de calage. Arrive de carburant Le dsactivateu Retour carburant r du 3me piston de pompe haute pression carburant permet de rduire la cylindre de la pompe Gnie Mcanique Systmes Motoriss (option B) Le moteur diesel quip du systme Cours de technologie de TGMB page n112 haute dinjection directe haute pression pression carburant et de rduire la puissance
Repr e 1 2
2 1
Le rle de la rampe commune est de : Stocker le carburant ncessaire quelles que soient les conditions dutilisation du moteur Amortir les pulsations hydrauliques cres par les phases dinjections, Un capteur de pression permet dinformer le calculateur de la pression de carburant.
14 13 1
2 3 4 5
12 f
11
DV4006D
10
Repre Dsignation 1 Connecteur 2 Bobine dlectrovanne 3 Ressort dlectrovanne 4 Ecrou Aiguille dlectrovanne 5 (aiguille pilote) 6 Aiguille dinjecteur 7 Chambre de pression 8 Ressort dinjecteur 9 Piston de commande 10 Chambre de commande 11 Gicleur dalimentation 12 Gicleur de circuit de retour 13 Raccord dentre HP 14 Filtre laminaire Spcifique chaque systme HDi, l'injecteur pulvrise le carburant dans la chambre de combustion. Il est compos des lments suivants : Un actuateur lectrique dans sa partie suprieure (a). Un porte injecteur (b). Un injecteur a trous dans sa partie infrieure (c).
5 12 10 11 9 8 7 6
4.5.2.
Fonctionnement
Louverture des injecteurs est obtenue par diffrence de pression entre la chambre de commande (10) et la chambre de pression (7). Au repos, laiguille dinjecteur (6) est plaque sur son sige par le ressort (8) et laction 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 rservoir 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 rparti de faon identique entre les chambres (7) et (10). Llectrovanne de commande tant ferme, le carburant est confin dans les deux chambres. La pression chute dans la chambre de commande lorsque laiguille de llectrovanne de commande se lve. La diffrence de pression entre la chambre de commande (10) et la chambre de pression (7) fait lever laiguille dinjecteur. Lors dune injection, la mise sous tension dun injecteur permet la dcharge du condensateur. Pendant un temps trs court, linjecteur est aliment par un fort courant dappel sous 80V.
2 2 10 10
7 7
Lactionneur dinjecteur (a) permet de commander la fuite de pression provoquant l'ouverture de l'injecteur. Cet actionneur peut tre de deux types : lectromagntique (lectrovanne), Le moteur diesel quip du systme dinjection directe haute pression
pizo-lectrique (Particularit physique d'un semi-conducteur de quartz qui cre un faible courant lorsqu'il est dform et inversement qui se dforme lorsqu'il est soumis un courant lectrique).
5. Chane de mesure
Les capteurs mesurent des grandeurs physiques et les transforment en signaux lectriques. Ces signaux lectriques permettent au calculateur : La prise dinformation des capteurs La gestion du moteur La gestion des pr-actionneurs et actionneurs De rendre compte de ltat de diffrents organes, dun dysfonctionnement,
Dbitmtre dair
La valeur de la rsistance diminue au fur et mesure que la temprature moteur augmente. C'est une thermistance de type CTN (rsistance coefficient de temprature ngatif).
Le dbitmtre est un capteur film chaud. Le film chaud est constitu de deux plaques rsistives trs fines, la premire tant une sonde de temprature de l'air ambiant, et la seconde une rsistance de mesure du dbit d'air. L'lectronique du dbitmtre fournit la rsistance de mesure le courant ncessaire pour la maintenir une temprature fixe par rapport la temprature de l'air admis. La masse d'air circulant dans le dbitmtre refroidit la rsistance de mesure (film chaud) ; celle-ci varie. La correction apporter pour ramener le film chaud sa temprature initiale est proportionnelle l'abaissement de la temprature du film, donc la masse d'air.
Exemples :
Le pr/post-chauffage. L'anti-dmarrage cod. La commande des GMV* (FRIC*). Le chauffage additionnel. La fonction Filtre A Particules (FAP). Le dialogue avec les autres calculateurs. Etc.
5.4.3. Lauto-diagnostic
Lauto-diagnostic est un programme interne au calculateur qui permet, de faon cyclique, la vrification de ltat des lments dont il a la charge.Lors d'un dysfonctionnement dans le systme, l'auto-diagnostic permet de : le dtecter, le signaler par un allumage du voyant au tableau de bord, le mmoriser pour pouvoir le communiquer l'outil de diagnostic,
Gnie Mcanique Systmes Motoriss (option B)
choisir une stratgie de secours ou mode dgrad suivant l'importance du dfaut (limitation de rgime, valeur par dfaut).
Selon le rgime, la pression rail et le dbit injecter, le calculateur contrle moteur dtermine le dbut d'ouverture des injecteurs. Suivant les conditions de fonctionnement, le calculateur contrle moteur peut procder une ou plusieurs injections sur un mme temps moteur.
20
Injection principal e
15
10
6.3.3. Post-injection
La post-injection permet d'enrichir le mlange afin de neutraliser certains polluants. Elle a lieu aprs le PMH durant la phase combustion / dtente. Elle est utilise dans la fonction rgnration du Filtre A Particules (FAP).
1.2 Schma lectrique (de principe) Injection DV6 TED 4 (9HZ) Bosch EDC 16C3
Youssef boufnina