---

Description détaillée

Les systèmes d'injection Common Rail sont aujourd'hui pour les véhicules industriels une solution indispensable pour atteindre les normes de dépollution drastiques qu'impose la norme Euro 6.

Ces systèmes nécessitent un circuit d'alimentation, en voici quelques exemples :
Montages Bosch

   .
A - Circuit d'Aspiration
B – Circuit d'Alimentation

1. Pompe haute pression
2. Filtre à carburant
3. Réservoir
4. Préfiltre à carburant
5. ECU
6. Electro-injecteurs
7. Common Rail (Rampe commune)
8. Capteur de pression

 

.
A - Circuit d'Aspiration
B – Circuit d'Alimentation

1. Pompe haute pression
2. Filtre à carburant
3. Réservoir
4. Préfiltre à carburant
5. ECU
6. Electro-injecteurs
7. Common Rail (Rampe commune

Montage Bosch APCRS

.

1. Collecteur de carburant
2. Radiateur de carburant
3. Préfiltre à carburant
4. Pompe à carburant
5. Capteur de pression module de filtre à carburant
6. Séparateur d'eau
7. Filtre à carburant
8. Pompe d'alimentation manuelle
9. Module de filtre à carburant

A- Arrivée de carburant côté aspiration
B- Arrivée de carburant côté refoulement
C- Haute pression du carburant
D- Retour de carburant
E- Purge

Montage Delphi F2E

.

1. Pompe d'alimentation
2. Galerie de carburant dans la culasse
3. Filtre principal
4. Préfiltre décanteur
5. Pompe d'amorçage manuelle
6. Clapet de balayage

Comme les systèmes d'injection à injecteurs pompes, la pression du circuit d'alimentation de carburant est régulée par l'intermédiaire d'un clapet de balayage situé en sortie de culasse.
Ces circuits d'alimentation peuvent être en pression ou en aspiration.



La filtration :
Une filtration du carburant est nécessaire pour garantir la longévité des composants du système Common Rail.
Nous pouvons retrouver :
Un préfiltre
 

.

1. Connecteur tête de chauffage (en option)
2. Bouton de la pompe de purge d'air (tourner le bouton d'1 /4 de tour pour activer la pompe)
3. Réservoir d'accumulation d'eau (environ 500 ml)
4. Connecteur pour le capteur de présence d'eau dans le filtre
5. Vis de purge d'air
6. Entrée de carburant
7. Sortie de carburant
8. Soupape d'évacuation d'eau
9. Filtre

Un filtre principal

.

1. Filtre à carburant
2. Capteur de température du carburant
3. Capteur d'obstruction du filtre à carburant
4. Raccord de purge
5. Soupape de vidange

Capacité du filtre : environ 1,7 litre
Chute de pression avec un nouveau filtre : inférieure à 0,5 bars
Chute de pression avec un filtre en fin de vie : supérieure à 2 bars
Des groupes filtres

.

1. Pompe d'alimentation manuelle
2. Filtre séparateur d'eau
3. Filtre à carburant
4. Préfiltre à carburant

Pour créer le flux de carburant les systèmes sont équipés de pompes basse pression :
Généralement constitué d'une pompe à engrenage, la pompe d'alimentation basse pression à carburant est liée mécaniquement pour son entraînement à une autre pompe (pompe haute pression, pompe d'assistance de direction...)

.

1. Pompe à carburant
2. Entrée de carburant
3. Soupape de dérivation
4. Sortie de carburant
5. Soupape de limitation de pression

Condition de fonctionnement normale :

 

.
A- Entrée de carburant provenant du réservoir
B- Sortie de carburant vers le filtre
1 et 2- Soupapes de dérivation en position fermée

Condition de surpression à la sortie :

.
La soupape de dérivation (1) s'ouvre en cas de surpression à la sortie B.
La pression du carburant domine la force exercée par le ressort de la soupape (1), plaçant ainsi la sortie de la pompe en communication avec l'entrée via le passage (2).

Condition de purge d'air :

.
La soupape de dérivation (2) s'ouvre quand, lorsque le moteur est éteint, le circuit de carburant doit être rempli via la pompe d'amorçage ou par l'intermédiaire d'un remplissage extérieur. Dans cette situation, la soupape de dérivation (1) reste fermée alors que la soupape de dérivation (2) s'ouvre en raison de la pression d'entrée. Le carburant est ainsi évacué via la sortie B.

La régulation de la haute pression :
Les systèmes Common Rail permettent une stabilité de l'injection et une réduction de la consommation de carburant en ayant un débit d'injection indépendant du régime moteur.
Le couple moteur s'en trouve amélioré (plage disponible plus grande et couple plus important).
La pression d'injection de ces systèmes peut atteindre "3000 bars" d'après les équipementiers. Pour atteindre de telles pressions il est nécessaire d'utiliser des pompes haute pression, en voici quelques exemples.
Montages Bosch :

• Le système avec une pompe de type CP3.3NH qui ne nécessite pas de calage. La pompe possède 3 éléments pompant.
• Le système avec une pompe de type CPN5.2 qui nécessite un calage. La pompe possède 2 éléments pompant, en exemple ci-dessous

 

.

1. -       Pompe HP
2. -       Corps de pompe
3. -       Clapet d'aspiration
4. -       Pistons de pompe
5. -       Ressort de pompe
6. -       Galets à rouleaux
7. -       Arbre à cames
8. -       Clapet de surpression
9. -       Sortie HP

        
Montages Delphi :
1^er montage
Le système d'injection Delphi F2E associe une rampe commune avec des Injecteurs-pompes et il est en principe conçu pour générer des pressions d'injection allant jusqu'à 2500 bars.
Dans ce système, trois des six injecteurs placés en position 2,4 et 6 pompent et pressurisent le carburant dans ladite rampe commune.
Avec ce trio d'injecteurs-pompes actionnés par culbuteurs depuis l'arbre à cames en tête, le système F2E est complètement intégré à l'intérieur du cache soupapes.
  

      

.
^2éme montage
Le système d'injection Delphi F2P utilise deux unités pompes à commande électronique pour mettre en pression le carburant dans la rampe commune.
Montées dans le bloc moteur, les unités pompes sont pilotées par le calculateur moteur et sont lubrifiées par pression par le système de graissage du moteur.


 

.


La régulation de pression :
L'électrovanne est normalement fermée afin d'obtenir par défaut une pression minimale de 500 bars qui correspond au seuil d'ouverture. Un pilotage en PWM est nécessaire pour la maintenir fermée afin d'augmenter la pression dans le rail (500 Bars-2500 Bars).

Les injecteurs :
Pour permettre l'injection de carburant sous haute pression, l'utilisation d'injecteurs spécifiques est nécessaire. Ils permettent d'injecter le carburant très finement et de doser des quantités de gasoil précises. 
Les principaux fournisseurs des injecteurs Common Rail sont Bosch et Delphi. Chacun possède des spécificités.
Systèmes Bosch :

• -        Électrohydraulique
• -        Amplificateur de pression

Système Delphi :

• -        Combiné d'injecteurs pompant et d'injecteurs hautes pressions
• -        Électrohydraulique

Système Bosch électrohydraulique :



 

.

1. Bobine
2. Raccord entrée carburant haute pression
3. Filtre
4. Barre de pression
5. Aiguille
6. Buse
7. Chambre de pression
8. Retour de carburant
9. Volume de contrôle
10. Obturateur de la soupape pilote
11. Connexion électrique

Principe de fonctionnement :
L'aiguille est soumise à un équilibre de pression qui peut être rompu par la levée de l'obturateur commandé électriquement.
C'est le déséquilibre de pression qui provoque la levée d'aiguille et donc l'injection, qui peut être multiple.

Bosch  APCRS amplificateur de pression :

 

.

1ère phase : sans l'activation de l'amplificateur
Seule l'électrovanne d'aiguille est activée, le fonctionnement est similaire au montage électrohydraulique.
2nde phase : avec l'activation de l'amplificateur
Les deux électrovannes sont activées en simultané ou en décalé pour définir une loi d'injection :

• ·        L'injection s'effectue avec une montée progressive de la pression = elle débute à la pression rail, puis augmente au fur et à mesure de l'amplification.
• ·        L'injection débute à une pression déjà amplifiée.
• ·        La montée en pression peut également être retardée = l'injection débute à la pression rail, se poursuit un certain temps avec cette pression avant d'être augmentée progressivement jusqu'à la pression maxi.

Delphi F2E

Ce système est équipé de 3 injecteurs pompant et de 3 injecteurs haute pression. Les éléments pompant sont actionnés mécaniquement par des cames.
Le calculateur gère le pilotage de deux électrovannes :
-        NCV = avance et débit à l'injection
-        OMV = quantité de gazole refoulée dans la rampe

.

1^ère phase : aspiration
Les électrovannes sont au repos et normalement ouvertes. La rotation de la came engendre l'aspiration du carburant par l'élément pompant.
2^nde phase : mise en pression
L'électrovanne OMV est pilotée, le retour du carburant est obturé, la rotation de la came engendre, cette fois-ci, une montée en pression dans l'injecteur transmise au rail par les tuyaux haute pression.
3^ème phase : injection
L'électrovanne OMV passe au repos et l'électrovanne NCV est pilotée : une fuite de carburant engendre un déséquilibre de pression au-dessus de l'aiguille qui se soulève pour permettre l'injection.

---

Méthodes et pratiques

Lors d'une intervention sur le circuit de carburant, les règles d'hygiène et de sécurité énoncées par le constructeur doivent être respectées. Il faudra particulièrement veiller :

• À porter les EPI (gants et lunettes).
• À respecter la méthode permettant de faire chuter la pression de carburant dans les circuits.

Remplacement des filtres à carburant :

Le filtre à carburant se remplace généralement en fonction de l'utilisation du véhicule. Il faut faire attention à la propreté lorsque le dispositif de filtration est démonté. Durant l'échange, l'utilisation de l'air comprimé ou de chiffons pelucheux est fortement déconseillée.

Les pompes haute pression :

Lorsque l'on constate un manque ou une absence de pression dans le rail, la pompe peut être incriminée. Avant de la remplacer, il faut tout d'abord contrôler le bon état du circuit d'alimentation basse pression (à l'aide de manomètres).

Puis, si les contrôles sont corrects, le contrôle de la pompe consiste à l'isoler du circuit hydraulique haute pression en remplaçant le rail du système, par un rail obturé équipé d'un capteur de pression de référence. Sous l'action du démarreur, la pompe est entrainée par le moteur et remplie le rail obturé. Le capteur de pression de référence indique alors la pression dans le rail pendant le test.

Delphi HD 3000 YDT840

Les injecteurs :  

Il est possible de contrôler les injecteurs Common Rail électriquement, leurs résistances avec un ohmmètre ou le signal de commande envoyé par le calculateur en utilisant un oscilloscope.

Il aussi possible d'effectuer un contrôle hydraulique sur les VU, pour ce faire il faut connecter des éprouvettes sur le retour des injecteurs.

La comparaison des débits relevés permet de déterminer si un des injecteurs n'a pas dérivé par rapport aux autres ou qu'il ne dépasse pas la valeur maximum donnée par le constructeur ou l'équipementier.  

Le contrôle des pompes haute pression est aussi possible dans les ateliers spécialisés pour le contrôle et la réparation des éléments haute pression.

 

Source Rabotti

 

Source Bosch

 Il est indispensable de réaliser l'appairage des injecteurs lors du remplacement à l'aide de l'outil de diagnostic.

---

Impact sur les compétences en atelier

• Connaitre le fonctionnement des systèmes de gestion moteur diesel.
• Connaitre le fonctionnement des circuits de gazole basse pression.
• Connaitre le fonctionnement des circuits de gazole haute pression.
• Savoir appliquer une méthode de diagnostic.
• Savoir utiliser un outil de diagnostic dans ses fonctions : lecture des paramètres, lecture et effacement des défauts, test des actionneurs...
• Savoir lire un schéma électrique et la documentation technique.
• Savoir utiliser un manomètre.
• Savoir utiliser un multimètre.
• Savoir utiliser un oscilloscope.
• Savoir appliquer une méthode de dépose repose d'un injecteur.
• Savoir utiliser l'outillage spécifique à la dépose / repose des injecteurs.
• Pour les spécialistes (diésélistes) il faut en plus, être en mesure de passer sur un banc de contrôle spécifique les pompes à haute pression et les injecteurs Common Rail.

---

Exemple d’outillage approprié

• ·        Manomètre de contrôle de la basse pression
• ·        Valise de contrôle de la haute pression ex : Delphi HD 3000 YDT840
• ·        Outil de diagnostic
• ·        Oscilloscope
• ·        Multimètre

Pour les spécialistes uniquement :  

• ·        Un banc de contrôle des pompes haute pression
• ·        Un banc de contrôle des injecteurs Common Rail