stofa-25
15/06/2011, 00h12
Le common rail BOSCH - Principe de fonctionnement
C'est sous l'impulsion des marques allemande que la technique de l'injection directe est apparue dans l'automobile de monsieur tout le monde. Cette technique d'injection était utilisée depuis plus longtemps sur les moteurs de poids-lourd.
Les avantages de l'injection directe sont indéniables :
- Moteur moins bruyant
- Consommation réduite
- Pollution réduite
Le système common rail n'est qu'un type d'injection directe. Il existe également le système Injecteurs-pompe utilisé entre autre chez WV ou le système à sphère développé par Lucas. Si les systèmes common rail et système à sphère sont proches l'un de l'autre, l'Injecteur-pompe est totalement différent.
L'injection directe haute-pression offre l'avantage de réduire considérablement la pollution. Mais le problème est de créer cette haute-pression.
Sur un moteur diesel à injection indirecte, la pression délivrée par la pompe est entre 130 et 180 Bars, alors que pour l'injection directe, la pression se situe entre 1350 et 1700 bars, voir plus de nos jours. Ce qui fait quand même 10 fois plus !!!
La bonne vieille pompe mécanique est incapable de fournir une telle pression. Elle est donc remplacée par une pompe haute-pression qui compresse le gazole à la pression voulue dans le common rail ou la sphère d'accumulation. Il est également impossible de faire travailler un système mécanique sous de telles pressions. C'est là qu'est née la rampe commune (common-rail) Les injecteurs reliés à la rampe commune sous haute pression, sont commandés électriquement. Ceci implique l'arrivée de l'électronique pour la gestion du moteur.
Les composants d'un système common-rail sont les suivants :
Depuis le réservoir :
- Une pompe de gavage
- Une valve de coupure
- une pompe Haute pression
- Le common rail ou la sphère d'accumulation
- Un capteur de pression avec une valve de régulation
- Injecteurs Piezo
- Un refroidisseur de carburant pour le retour au réservoir
- Un calculateur embarqué pilote les injecteurs et la pression du common-rail en fonction des éléments fournis par les différents capteurs.
La pompe haute-pression
Cette pompe est entrainée par la courroie de distribution.elle possède 3 pistons décalés de 120 degrés commandé par un excentrique
La rampe commune (common-rail)
La rampe commune est un tuyau dont la paroi peut supporter la haute pression.
Cette rampe alimente en permanence les injecteurs . La pression varie en fonction du régulateur de charge lui même commandé par le calculeur.
Ce régulateur renvoie le carburant en trop quand il faut faire baisser le pression dans la rampe.
Le capteur de pression
Un capteur de pression mesure la pression dans la rampe. Celui informe le calculateur qui agira sur la vanne régulatrice. Le carburant en trop retourne au réservoir en étant préalablement refroidi.
Les injecteurs
comme sont nom l'indique, l'injecteur a pour rôle l'injection du gazole dans le cylindre. La quantité de gazole injectée est définie par le couple durée d'ouverture et pression dans la rampe. Ces injecteurs sont de type électromagnétique ou piezo-électrique et sont pilotés par le calculateur. L'usinage est réalisé au micron. Ils sont un des points faibles du système. Ils ne supportent pas du tout l'eau. Les grippages nombreux dans les années précédentes semblent cependant avoir moins cours.
Le calculateur
Le calculateur d'injection pilote l'ensemble des injecteurs et la vanne de régulation en fonction des paramètres fournis par les capteurs.
Les principaux capteurs sont :
- Capteur de pression (basse pression)
- Capteur de haute-pression
- Capteur de la position de la pédale d'accélérateur
- Capteur de température de liquide de refroidissement
- Débimètre d'air
- Capteur de PMH
- Contacteur de la pédale de frein
- Capteur de régime.
- D'autre calculateur peuvent intervenir comme par exemple l'anti-patinage et l'ABS
Les pannes et le diagnostic
Lorsqu'un problème se pose au niveau d'un système d'injection diesel common rail, trouver la solution s'apparente souvent à un casse-tête.
Le démarrage difficile du moteur, son refus de démarrer, son arrêt automatique ou une diminution globale de sa puissance peuvent avoir de nombreuses causes. Lorsqu'il s'agit de résoudre un de ces problèmes, la première étape consiste à lire la mémoire de pannes du boîtier électronique. Dans presque tous les cas, ce dernier va générer un code d'erreur qui aidera le spécialiste à identifier l'origine de la panne. Souvent, ce message d'erreur ne constitue cependant qu'une indication de la direction dans laquelle la solution au problème doit être recherchée.
Panne du capteur de pression
Un code d'erreur général du type "Anomalie de régulation de pression dans le circuit de carburant" se produisant sur un système d'injection diesel common rail peut avoir plusieurs explications. Comme il est vital d'avoir une pression de carburant élevée dans les systèmes common rail pour assurer le bon fonctionnement du moteur, le niveau de puissance correct et la limitation des émissions nocives, cette pression est toujours surveillée de très près. Lorsque l'anomalie dans la partie haute pression du système d'injection est par trop importante, le boîtier électronique du moteur réagit de façon adéquate en limitant la puissance moteur (fonctionnement de secours), voire en coupant le moteur.
Le code d'erreur mentionné ci-dessus fait référence à une anomalie de pression du carburant par rapport à la valeur donnée par l'unité de commande électronique. La panne d'un capteur de pression de rampe peut en être la cause. Le capteur de pression est monté sur la rampe commune du système et gère en permanence la pression dans la rampe. Essentielle au bon fonctionnement du système d'injection dans son ensemble, cette information est envoyée à l'unité de régulation centrale de l'injection de carburant. Si le capteur présente une panne d'origine électrique, le testeur de diagnostic affiche en règle générale un code d'erreur spécifique. Le contrôle de la tension de signal du capteur en fonction de la pression peut également offrir une solution. Mais une chute brutale de tension peut également être due à une diminution réelle de la pression. Dans ce cas, le problème doit être cherché ailleurs. S'il s'avère que le capteur de pression de rampe fonctionne bien, l'étape suivante du diagnostic peut être de vérifier si la vanne de régulation de pression est à l'origine du message d'erreur. Parfois montée sur la rampe commune, cette vanne de régulation de la pression se situe toutefois généralement sur la pompe common rail et elle est commandée par le boîtier électronique. Elle régule la pression dans la rampe commune centrale, laquelle peut varier de 150 à
1350 bars, voire jusqu'à 1600 bars pour le système common rail de la dernière génération mise en oeuvre sur la nouvelle Audi A6 3.0 V6 TDI. Le signal desservant cette vanne est du type 'duty cycle' et peut être lu à l'aide d'un oscilloscope. En l'absence de toute commande, ou en cas de défectuosité de la vanne, celle-ci est réglée de telle sorte à ne maintenir qu'une pression de 100 bars dans le système. En cas de panne mécanique, le signal de commande mesuré est correct tandis que la pression demandée n'est pas fournie.
Pour que le système fonctionne, il est bien entendu important qu'une quantité suffisante de carburant passe du réservoir vers la rampe commune. Si ce n'est pas le cas, la pression obtenue sera insuffisante. Si la pompe haute pression est en mesure de générer une pression élevée, elle n'est pas assez puissante pour aspirer du carburant. C'est la raison pour laquelle une pompe à carburant basse pression est nécessaire. Trois possibilités s'offrent ici : soit il y a une pompe basse pression mécanique séparée, soit la pompe haute pression elle-même est équipée d'une pompe à engrenages, soit il y a une pompe à carburant électrique comme on en utilise depuis longtemps sur les véhicules à essence. Une simple mesure côté sortie de cette pompe basse pression permet de contrôler la pression, qui doit être d'environ 2,5 bars.
Problème au niveau de la pompe basse pression ou des injecteurs
Si tous les contrôles qui précèdent et les remplacements éventuels de pièces ne permettent pas de résoudre le problème, il se peut que le message d'erreur provienne directement de la pompe de la rampe commune ou des injecteurs. Si un ou plusieurs injecteurs ne fonctionnent plus correctement (lorsque par exemple ils s'ouvrent trop tard ou trop peu et injectent donc une quantité insuffisante de carburant, ou qu'ils restent ouverts trop longtemps et injectent trop de carburant), la pression mesurée dans la rampe commune ne variera pas selon le schéma attendu. Le contrôle des injecteurs est une opération assez simple. Chaque injecteur common rail dispose d'une tubulure de retour par laquelle une certaine quantité de carburant est renvoyée vers le réservoir de carburant durant le fonctionnement de l'injecteur. En relevant ces quantités de carburant refluant pour chaque injecteur durant un bref laps de temps et en les comparant entre elles, on peut identifier l'injecteur qui présente un dysfonctionnement et pourrait être en panne. Notons toutefois que le boîtier électronique va essayer de compenser le dysfonctionnement de cet injecteur en demandant à un autre injecteur d'injecter plus de carburant. Il est en conséquence possible qu'un autre injecteur présente un retour de carburant plus important. Il est donc important d'analyser de façon critique les résultats du test et de tenir compte du fonctionnement du système d'injection dans son ensemble.
POMPE HAUTE PRESSION , FUITE
Une fuite sur une conduite de carburant du côté haute pression et un boîtier de gestion moteur défectueux peuvent également entraîner une fluctuation de la pression. Enfin, le problème peut être dû à la pompe haute pression proprement dite, qui ne fonctionne plus correctement en raison de l'utilisation de carburant encrassé ou erroné ou par la suite d'une usure. (diag source Bosch)
LES CONSEILS
- 1. Si vous avez un problème avec votre injection BOSCH, avant toute intervention, contactez une station de diagnostic
- 2. Tous les 5000 Kms, mettez un nettoyant injecteurs et circuit injection.
- 3. Changez votre filtre à gazole tout les 5000 et purgez votre filtre
C'est sous l'impulsion des marques allemande que la technique de l'injection directe est apparue dans l'automobile de monsieur tout le monde. Cette technique d'injection était utilisée depuis plus longtemps sur les moteurs de poids-lourd.
Les avantages de l'injection directe sont indéniables :
- Moteur moins bruyant
- Consommation réduite
- Pollution réduite
Le système common rail n'est qu'un type d'injection directe. Il existe également le système Injecteurs-pompe utilisé entre autre chez WV ou le système à sphère développé par Lucas. Si les systèmes common rail et système à sphère sont proches l'un de l'autre, l'Injecteur-pompe est totalement différent.
L'injection directe haute-pression offre l'avantage de réduire considérablement la pollution. Mais le problème est de créer cette haute-pression.
Sur un moteur diesel à injection indirecte, la pression délivrée par la pompe est entre 130 et 180 Bars, alors que pour l'injection directe, la pression se situe entre 1350 et 1700 bars, voir plus de nos jours. Ce qui fait quand même 10 fois plus !!!
La bonne vieille pompe mécanique est incapable de fournir une telle pression. Elle est donc remplacée par une pompe haute-pression qui compresse le gazole à la pression voulue dans le common rail ou la sphère d'accumulation. Il est également impossible de faire travailler un système mécanique sous de telles pressions. C'est là qu'est née la rampe commune (common-rail) Les injecteurs reliés à la rampe commune sous haute pression, sont commandés électriquement. Ceci implique l'arrivée de l'électronique pour la gestion du moteur.
Les composants d'un système common-rail sont les suivants :
Depuis le réservoir :
- Une pompe de gavage
- Une valve de coupure
- une pompe Haute pression
- Le common rail ou la sphère d'accumulation
- Un capteur de pression avec une valve de régulation
- Injecteurs Piezo
- Un refroidisseur de carburant pour le retour au réservoir
- Un calculateur embarqué pilote les injecteurs et la pression du common-rail en fonction des éléments fournis par les différents capteurs.
La pompe haute-pression
Cette pompe est entrainée par la courroie de distribution.elle possède 3 pistons décalés de 120 degrés commandé par un excentrique
La rampe commune (common-rail)
La rampe commune est un tuyau dont la paroi peut supporter la haute pression.
Cette rampe alimente en permanence les injecteurs . La pression varie en fonction du régulateur de charge lui même commandé par le calculeur.
Ce régulateur renvoie le carburant en trop quand il faut faire baisser le pression dans la rampe.
Le capteur de pression
Un capteur de pression mesure la pression dans la rampe. Celui informe le calculateur qui agira sur la vanne régulatrice. Le carburant en trop retourne au réservoir en étant préalablement refroidi.
Les injecteurs
comme sont nom l'indique, l'injecteur a pour rôle l'injection du gazole dans le cylindre. La quantité de gazole injectée est définie par le couple durée d'ouverture et pression dans la rampe. Ces injecteurs sont de type électromagnétique ou piezo-électrique et sont pilotés par le calculateur. L'usinage est réalisé au micron. Ils sont un des points faibles du système. Ils ne supportent pas du tout l'eau. Les grippages nombreux dans les années précédentes semblent cependant avoir moins cours.
Le calculateur
Le calculateur d'injection pilote l'ensemble des injecteurs et la vanne de régulation en fonction des paramètres fournis par les capteurs.
Les principaux capteurs sont :
- Capteur de pression (basse pression)
- Capteur de haute-pression
- Capteur de la position de la pédale d'accélérateur
- Capteur de température de liquide de refroidissement
- Débimètre d'air
- Capteur de PMH
- Contacteur de la pédale de frein
- Capteur de régime.
- D'autre calculateur peuvent intervenir comme par exemple l'anti-patinage et l'ABS
Les pannes et le diagnostic
Lorsqu'un problème se pose au niveau d'un système d'injection diesel common rail, trouver la solution s'apparente souvent à un casse-tête.
Le démarrage difficile du moteur, son refus de démarrer, son arrêt automatique ou une diminution globale de sa puissance peuvent avoir de nombreuses causes. Lorsqu'il s'agit de résoudre un de ces problèmes, la première étape consiste à lire la mémoire de pannes du boîtier électronique. Dans presque tous les cas, ce dernier va générer un code d'erreur qui aidera le spécialiste à identifier l'origine de la panne. Souvent, ce message d'erreur ne constitue cependant qu'une indication de la direction dans laquelle la solution au problème doit être recherchée.
Panne du capteur de pression
Un code d'erreur général du type "Anomalie de régulation de pression dans le circuit de carburant" se produisant sur un système d'injection diesel common rail peut avoir plusieurs explications. Comme il est vital d'avoir une pression de carburant élevée dans les systèmes common rail pour assurer le bon fonctionnement du moteur, le niveau de puissance correct et la limitation des émissions nocives, cette pression est toujours surveillée de très près. Lorsque l'anomalie dans la partie haute pression du système d'injection est par trop importante, le boîtier électronique du moteur réagit de façon adéquate en limitant la puissance moteur (fonctionnement de secours), voire en coupant le moteur.
Le code d'erreur mentionné ci-dessus fait référence à une anomalie de pression du carburant par rapport à la valeur donnée par l'unité de commande électronique. La panne d'un capteur de pression de rampe peut en être la cause. Le capteur de pression est monté sur la rampe commune du système et gère en permanence la pression dans la rampe. Essentielle au bon fonctionnement du système d'injection dans son ensemble, cette information est envoyée à l'unité de régulation centrale de l'injection de carburant. Si le capteur présente une panne d'origine électrique, le testeur de diagnostic affiche en règle générale un code d'erreur spécifique. Le contrôle de la tension de signal du capteur en fonction de la pression peut également offrir une solution. Mais une chute brutale de tension peut également être due à une diminution réelle de la pression. Dans ce cas, le problème doit être cherché ailleurs. S'il s'avère que le capteur de pression de rampe fonctionne bien, l'étape suivante du diagnostic peut être de vérifier si la vanne de régulation de pression est à l'origine du message d'erreur. Parfois montée sur la rampe commune, cette vanne de régulation de la pression se situe toutefois généralement sur la pompe common rail et elle est commandée par le boîtier électronique. Elle régule la pression dans la rampe commune centrale, laquelle peut varier de 150 à
1350 bars, voire jusqu'à 1600 bars pour le système common rail de la dernière génération mise en oeuvre sur la nouvelle Audi A6 3.0 V6 TDI. Le signal desservant cette vanne est du type 'duty cycle' et peut être lu à l'aide d'un oscilloscope. En l'absence de toute commande, ou en cas de défectuosité de la vanne, celle-ci est réglée de telle sorte à ne maintenir qu'une pression de 100 bars dans le système. En cas de panne mécanique, le signal de commande mesuré est correct tandis que la pression demandée n'est pas fournie.
Pour que le système fonctionne, il est bien entendu important qu'une quantité suffisante de carburant passe du réservoir vers la rampe commune. Si ce n'est pas le cas, la pression obtenue sera insuffisante. Si la pompe haute pression est en mesure de générer une pression élevée, elle n'est pas assez puissante pour aspirer du carburant. C'est la raison pour laquelle une pompe à carburant basse pression est nécessaire. Trois possibilités s'offrent ici : soit il y a une pompe basse pression mécanique séparée, soit la pompe haute pression elle-même est équipée d'une pompe à engrenages, soit il y a une pompe à carburant électrique comme on en utilise depuis longtemps sur les véhicules à essence. Une simple mesure côté sortie de cette pompe basse pression permet de contrôler la pression, qui doit être d'environ 2,5 bars.
Problème au niveau de la pompe basse pression ou des injecteurs
Si tous les contrôles qui précèdent et les remplacements éventuels de pièces ne permettent pas de résoudre le problème, il se peut que le message d'erreur provienne directement de la pompe de la rampe commune ou des injecteurs. Si un ou plusieurs injecteurs ne fonctionnent plus correctement (lorsque par exemple ils s'ouvrent trop tard ou trop peu et injectent donc une quantité insuffisante de carburant, ou qu'ils restent ouverts trop longtemps et injectent trop de carburant), la pression mesurée dans la rampe commune ne variera pas selon le schéma attendu. Le contrôle des injecteurs est une opération assez simple. Chaque injecteur common rail dispose d'une tubulure de retour par laquelle une certaine quantité de carburant est renvoyée vers le réservoir de carburant durant le fonctionnement de l'injecteur. En relevant ces quantités de carburant refluant pour chaque injecteur durant un bref laps de temps et en les comparant entre elles, on peut identifier l'injecteur qui présente un dysfonctionnement et pourrait être en panne. Notons toutefois que le boîtier électronique va essayer de compenser le dysfonctionnement de cet injecteur en demandant à un autre injecteur d'injecter plus de carburant. Il est en conséquence possible qu'un autre injecteur présente un retour de carburant plus important. Il est donc important d'analyser de façon critique les résultats du test et de tenir compte du fonctionnement du système d'injection dans son ensemble.
POMPE HAUTE PRESSION , FUITE
Une fuite sur une conduite de carburant du côté haute pression et un boîtier de gestion moteur défectueux peuvent également entraîner une fluctuation de la pression. Enfin, le problème peut être dû à la pompe haute pression proprement dite, qui ne fonctionne plus correctement en raison de l'utilisation de carburant encrassé ou erroné ou par la suite d'une usure. (diag source Bosch)
LES CONSEILS
- 1. Si vous avez un problème avec votre injection BOSCH, avant toute intervention, contactez une station de diagnostic
- 2. Tous les 5000 Kms, mettez un nettoyant injecteurs et circuit injection.
- 3. Changez votre filtre à gazole tout les 5000 et purgez votre filtre