[Fiche Technnique] Injection diesel par rampe commune

Préambule :

Les premiers moteurs a être dotés de cette technologie sont les moteur M47 TU et le M57.

Le système common rail ou injection directe à rampe commune ou injection directe à haute pression est une version moderne du moteur Diesel à injection directe. Sa caractéristique réside dans la présence d'un unique conduit à haute pression, entre 300 et 2000 bars à pleine charge, pour l'alimentation du combustible dans les cylindres. Dans les moteursprécédents à injection directe, une pompe à basse pression alimentait les injecteurs ou des conduits à haute pression jusqu'aux soupapes contrôlées par un arbre à cames. La troisième génération de moteurs diesel common rail utilise des injecteurs piézoélectriques qui permettent de contrôler très précisément la quantité de carburant et une pression qui peut aller jusqu'à 2000 bars, voire au-delà.

Un peu d'histoire:

Des moteurs avec un principe antérieur au common rail ont été utilisés, dans le passé, dans les moteurs marins et ferroviaires, sur certaines locomotives. Le moteur Cooper-Bessemer GN-8 de 1942, est 'exemple type du moteur diesel common rail hydraulique le plus connu.

Le principe du moteur Common rail à injection directe a été développé par des chercheurs de l'École polytechnique de Zurich à partir des années 1930, mais iln'avait jamais été essayé sur des moteurs de petite cylindrée. Les ingénieurs de Fiat ont mis au point le common rail pour moteurs automobiles en 1996. Une
pompe, indépendamment du régime de rotation du moteur, injecte du gasoilsous forte pression à l'intérieur d'un conduit, le common rail ou collecteur, qui devient un accumulateur hydraulique c'est-à-dire un réservoir de carburant sous pression prêt à être injecté dans les cylindres du moteur.


La pré-industrialisation du système Common rail a débuté en 1990 dans les laboratoires communs de recherche et développement des sociétés Magneti-Marelli, Centro Ricerche Fiat et Elasis. Profitant des recherches et expériences précédentes du Groupe Fiat, une licence a été cédée au mois d'avril 1994 à la société allemande Robert Bosch GmbH pour sa fabrication et sa commercialisation à grande échelle.

Le groupe Fiat a présenté en octobre 1996, la première voiture équipée d'un moteur diesel avec une injection directe, la Fiat Croma TD i.d.

[Vue d'ensemble :

Bmw serie 3 e46 M47 TU

1	Pompe haute pression	2	Sonde de température du carburant
3	Régulateur de débit	4	Capteur de pression de rampe
5	Rampe d'injection	6	Régulateur de pression de rampe
7	Répartiteur du circuit d'arrivée de la dépression (pilotage des volets de turbulence et du volet de radiateur)	8	Accumulateur à dépression
9	Convertisseur de pression électropneumatique pour vanne de recirculation des gaz d'échappement	10	Capteur d'arbre à cames
11	Injecteur	12	Capteur de pression de suralimentation
13	Sonde de température de suralimentation	14	Refroidisseur de suralimentation
15	Débitmètre massique d'air avec sonde de température d'admission d'air intégrée	16	Actuateur de pression de suralimentation sur turbocompresseur (VNT = variable nozzle turbine = turbine à géométrie variable)
17	Refroidisseur de recirculation des gaz d'échappement	18	Sonde lambda
19	Silencieux central	20	Electronique numérique diesel (DDE)
21	Module d'accélérateur	22	Réservoir de carburant avec pompe aspirante à jet
23	Pompe à carburant	24	Etrangleur pour la conduite de retour
25	Clapet bilames	26	Capteur du vilebrequin
27	Pompe d'amorçage du carburant	28	Sonde de température du liquide de refroidissement
29	Filtre à carburant

Bmw série 7 e65 M57tu2.

1	Pompe haute pression avec régulateur de débit	2	Capteur de pression de rampe
3	Rampe d'injection	4	Régulateur de pression de rampe
5	Injecteur piézo-électrique cylindre 1	6	Injecteur piézo-électrique cylindre 2
7	Injecteur piézo-électrique cylindre 3	8	Injecteur piézo-électrique cylindre 4
9	Injecteur piézo-électrique cylindre 5	10	Injecteur piézo-électrique cylindre 6
11	Electronique numérique diesel (DDE)	12	Module de sécurité et passerelle (SGM)
13	Satellite montant B droit (SBSR) : Boîtier électronique pour le refoulement du carburant	14	Pompe électrique à carburant
15	Pompe aspirante	16	Réservoir
17	Filtre à carburant avec chauffage du filtre à carburant	18	Sonde de température du carburant
byteflight	Câble optique pour système de sécurité passive	PT-CAN	Powertrain-CAN

Bmw série 7 e65 M67

1	Pompe haute pression avec régulateur de débit	2	Rampe 1
3	Injecteur piézo-électrique cylindre 1	4	Injecteur piézo-électrique cylindre 2
5	Injecteur piézo-électrique cylindre 3	6	Injecteur piézo-électrique cylindre 4
7	Capteur de pression de rampe	8	Rampe 2
9	Régulateur de pression de rampe	10	Injecteur piézo-électrique cylindre 5
11	Injecteur piézo-électrique cylindre 6	12	Injecteur piézo-électrique cylindre 7
13	Injecteur piézo-électrique cylindre 8	14	Electronique numérique diesel (DDE) et électronique numérique diesel 2 (DDE2)
15	Module de sécurité et passerelle (SGM)	16	Satellite montant B droit (SBSR) : Boîtier électronique pour le refoulement du carburant
17	Pompe électrique à carburant	18	Pompe aspirante
19	Réservoir	20	Filtre à carburant avec chauffage du filtre à carburant
21	Sonde de température du carburant
byteflight	Câble optique pour système de sécurité passive	PT-CAN	Powertrain-CAN

Circuit d'alimentation en carburant :

1. Pompe électrique à carburant (EKP)	8. Pompe auto-aspirante côté droit
2. Filtre à carburant avec chauffage électrique du filtre	10. Capteur de niveau de remplissage
3. Pompe haute pression	10. Clapet d'évent
4. Injecteur	11. Clapet de dégazage en service
5. Soupape anti-retour	12. Clapet de capotage
6. Pompe auto-aspirante côté gauche	13. Tamis à croisillons
7. Limiteur de pression

Système d'alimentation en carburant

Le réservoir de carburant incurvé comporte côté droit un pot anti-cavitation avec une pompe électrique à carburant intégrée.

Le pot anti-cavitation assure une alimentation parfaite de la pompe à carburant dans toutes les conditions de fonctionnement du
véhicule.

La pompe auto-aspirante intégrée dans le pot anti-cavitation refoule le carburant du côté droit du réservoir dans le pot anti-cavitation.

La pompe auto-aspirante du côté gauche du réservoir de carburant aspire le carburant par la conduite d'expansion située sur le côté droitdu réservoir.

La pompe auto-aspirante est mise en mouvement par l'intermédiaire de la conduite de retour du carburant.

Alimentation en carburant du moteur :

Le carburant est amené de la pompe électrique à carburant à l'injecteur via la conduite d'alimentation en carburant, le filtre à
carburant à chauffage électrique et la pompe haute pression.

Le dégazage du réservoir de carburant lors du remplissage du réservoir s'effectue par la biais du clapet d'évent.

Le dégazage pendant le fonctionnement du véhicule s'effectue par le biais du clapet de dégazage en service.

Le clapet d'évent logé dans le réservoir se ferme par la montée du carburant en cas de remplissage excessif. Le volume résiduel ainsi
constitué remplace le réservoir de compensation. Une deuxième valve à flotteur permet de garantir la fonction de ventilation.

Les deux valves sont des clapets de capotage (roll-over valves).
Elles empêchent que le carburant ne coule hors du réservoir en cas
d'inclinaison extrême du véhicule (capotage, pente).

Détermination du niveau de remplissage du réservoir de carburant :

Le niveau de remplissage du réservoir est mesuré par une jauge à levier dans chaque côté du réservoir. Le couplage des valeurs ohmiques déterminées des jauges de droite et de gauche fournit le niveau de remplissage réel du réservoir de carburant.

Mode de fonctionnement du chauffage électrique de filtre :

Le chauffage électrique de filtre s'active dans les conditions suivantes, en fonction de la pression et de la température du carburant :

- Dépassement positif d'une pression de carburant déterminée
(dans l'entrée de filtre) en raison du carburant froid et visqueux.

- Dépassement négatif une valeur de température déterminée (sous 2 ° C) du gazole.

Pompe Haute pression ( type CP1 )

La pompe est la premières génération. Elle comprime tous le carburant qu'elle reçoit.
Le régulateur de pression est situé en aval des éléments de pompages.
Chez Bmw , il n' y a jamais eu de désactivateurs de 3eme piston.

la pression maximum est situé à 1350 bars.



Le carburant arrive par l'entrée 4 et ensuite est comprimé par le piston 2 est par ensuite au régulateur situé à gauche. Le carburant sous pression sort par l'orifice 3 et le retour par le 4.

Pompe cp3

Cette pompe à un régulateur de débit en amont des éléments de pompages qui permet de comprimer uniquement le carburant nécessaire.

De ce fait la pompe consomme mon d’énergie mécanique, calorifique et elle moins soumis au sollicitation mécaniques.

Pompe CP4

Elle a la capacité de pouvoir comprimer le carburant jusqu’à 2000 bars.
Cependant 2 variantes sont observés :

1 piston pour les 4 cylindre et 2 pour les 6.

Injecteurs ( solénoïde )

Fonctionnement :



les forces P6 et P8 sont identiques, donc l' aiguille reste dans sa position fermé




la bobine de l'injecteur attire la bille ( elle est situé dans la partie supérieure de l'injecteur ) vers le haut.

Cela crée une fuite ( normale ) vers le retour au réservoir.
P8 étant supérieure à p6 l'aiguille se soulève et le carburant est pulvérisé dans la chambre de combustion

Injecteur piézo-électrique

Le fonctionnement reste assez proche mais l'actuateur est un élément piézo-électrique avec des temps de commutations plus rapide.