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mardi 24 novembre 2015
samedi 21 novembre 2015
vendredi 20 novembre 2015
mardi 10 novembre 2015
samedi 7 novembre 2015
MOTEUR K9K 2ème GÉNÉRATION
MOTEUR K9K 2ème GÉNÉRATION
Introduction
Puissance kW 80 (110) (ch)
Couple 240 N.m
Depuis début 2005, les motorisations Diesel équipant tout nouveau véhicule
commercialisé doivent satisfaire à la norme de dépollution Euro 4.
Cette norme impose la réduction de près de la moitié des émissions par rapport à la
norme Euro 3.
Le moteur K9K dit « step 2 » utilisant une nouvelle injection Siemens, permet de
répondre à cette norme tout en offrant des performances supérieures.
Base moteur
L’architecture générale du moteur n’a pas subi de modification particulière. La culasse
a cependant été retravaillée afin de recevoir les nouveaux types d’injecteur.
Distribution
Une nouvelle poulie d’arbre à came (1) fait son apparition. Elle s’accompagne d’un
mode de calage plus simple lors de la repose de la courroie.
Double volant amortisseur
Un double volant amortisseur permet
d’améliorer l’acoustique et l’agrément
de conduite.
Alimentation en air/recyclage des gaz d’échappement
Volet d’admission
Un volet d’air à l’admission piloté par le
calculateur assure la fonction étouffoir à
l’arrêt du moteur.
Ce volet piloté par un moteur électrique
permettra le contrôle du débit d’air pour
gérer la température de régénération
sur les futurs modèles équipés de filtre
à particules. En effet, un tel système
offre la possibilité de fermer partiellement
le volet afin de moduler l’apport
d’air frais au moteur.
Turbocompresseur
d’optimiser la courbe de couple. Le calculateur d’injection assure le pilotage de celuici
via une électrovanne pneumatique.
Un échangeur air/air derrière le bouclier avant refroidit l’air sortant du
turbocompresseur afin d’améliorer le rendement moteur.
Recyclage des gaz d’échappement (EGR)
1 Échangeur de refroidissement.
2 Vanne de recyclage.
Un volet piloté par le calculateur assure le recyclage des gaz d’échappement. Un
dispositif de refroidissement des gaz améliore le potentiel de l’EGR et réduit les
émissions d’oxyde d’azote (Nox). En effet, un abaissement de la température permet
d’admettre une masse supérieure à volume égal.
Remarque
Le moteur K9K « step 2 » ne possède pas de canal by-pass sur le refroidisseur de
gaz d’échappement.
Alimentation en carburant
Filtre à carburant
Il s’agit d’un boîtier monobloc métallique muni de raccords encliquetables.
Il comporte un élément thermostatique permettant de recirculer le carburant provenant
du circuit de retour vers la pompe haute pression. Ceci permet lors des phases de
fonctionnement à basses températures, de comprimer du carburant plus chaud que
celui contenu dans le réservoir.
Remarques
- La partie thermostatique est dissociable du boîtier filtre.
- Ce type de boîtier est monté sur Mégane II. Un boîtier classique en matière
plastique équipe Modus.
Pompe haute pression
La pompe haute pression est de type rotative entraînée par la courroie de distribution.
Elle intègre une pompe interne basse pression (5 bars) afin d’aspirer le carburant du
réservoir.
La pression d’injection maximale est de 1 600 bars.
Principe de pompage
Le carburant est aspiré dans le réservoir par la pompe interne de transfert (1) via le
filtre à carburant. Il est ensuite refoulé vers la soupape (6) et vers le régulateur de débit
(2).
Un clapet mécanique (5) maintient une pression d’admission de 5 bars.
Afin d’assurer la lubrification, le carburant parvient à l’intérieur de la pompe haute
pression par l’intermédiaire de la soupape (6) et s’écoule ensuite dans la conduite de
retour de carburant (c).
Le régulateur de débit (2) commandé par le calculateur de contrôle moteur détermine
la quantité de carburant admise dans les éléments de pompage haute pression (3).
Les sorties haute pression des trois éléments de pompe sont réunies et guidées vers
la sortie haute pression (b).
Le régulateur de pression (4) se trouve entre le canal haute pression et le retour de
carburant. Il régule la quantité de carburant conduite vers la sortie haute pression.
Détail d’un élément de pompage
Contrôle de la pression de rail
La particularité de la pompe haute pression Siemens est de disposer de deux
possibilités de régulation de la pression de rail :
- Régulation en débit.
- Régulation par fuite de pression.
Mode de régulation en débit
Régulateur de débit
Le rôle du régulateur de débit est
de limiter la quantité de carburant
admise dans les cylindres de
pompage afin d’obtenir la
pression voulue dans la rampe.
Son pilotage est assuré par le calculateur d’injection.
Ce mode de régulation offre un bon rendement car seule la quantité de carburant
nécessaire est mise sous pression. Ce mode de régulation est donc le mode de
fonctionnement utilisé le plus souvent lors du fonctionnement moteur.
Le régulateur de débit est piloté par
un courant pulsé modulé d’amplitude
12 V.
Remarques
- Au repos, le régulateur de débit est maintenu fermé par un ressort de rappel.
- Pendant les phases de régulation en débit, le régulateur de pression est
maintenu fermé par le calculateur.
Mode de régulation par fuite de pression
Régulateur de pression
1 Sortie haute pression.
2 Vers circuit de retour.
Le rôle du régulateur de pression est de décharger vers le retour la haute pression
excédentaire afin de limiter la pression de rail. Son pilotage est assuré par le
calculateur d’injection.
Comparativement au mode de régulation par débit, le mode de régulation par fuite de
pression offre un meilleur temps de réaction et une précision supérieure. Il engendre
cependant un rendement plus faible du fait du carburant comprimé inutilement.
Ce mode de régulation est donc utilisé uniquement :
- à froid (température inférieure à 17 °C),
- au ralenti,
- afin de décharger ponctuellement le rail en cas de pic de pression (forte
accélération suivie immédiatement d’un lâché de pied par exemple).
Le régulateur de pression est piloté par
un courant pulsé modulé d’amplitude
12 V.
Remarques
- Au repos, le régulateur de pression est maintenu fermé par un ressort taré à 50 bars.
- Pendant les phases de régulation par fuite de pression, le régulateur de débit est
positionné à une valeur définie par le calculateur n’influençant pas pression de rail.
Accumulateur de pression
1 Rail.
2 Capteur de pression.
L’accumulateur de pression se présente
sous la forme d’un rail cylindrique.
Il comporte le capteur de pression
permettant d’informer le calculateur de la
pression disponible dans le rail.
Remarque
Afin de garantir une étanchéité parfaite, le capteur de pression ne doit pas être
démonté de la rampe d’injection.
Un capot plastique recouvre le rail
haute pression. Cet élément de
sécurité permet d’éviter les projections
de carburant sous pression en cas de
fuite sur l’un des raccords.
Injecteurs piézo-électriques
Les injecteurs piézo-électriques permettent
un temps de commutation
4 fois plus rapide par rapport aux
injecteurs électromagnétiques classiques.
Ceci facilite la multiplication du
nombre d’injections par cycle dans le
but d’améliorer la combustion et de
réduire les émissions.
Remarque
Ces injecteurs Siemens ne nécessitent pas de calibration individuelle, ni de
recalage de l’injection par accéléromètre.
Fonctionnement interne de l’injecteur
Le principe hydraulique d’ouverture est semblable à
celui des injecteurs électromagnétiques.
La levée de l’aiguille est provoquée par la dilatation de
l’élément piézo-électrique (1) lors d’une stimulation
électrique.
Lorsque l’élément s’allonge, il repousse la valve (3). La
pression au-dessus de l’aiguille chute et s’échappe vers
le retour (4). L’aiguille de l’injecteur (5) se lève sous
l’action de la haute pression.
Principe piézo-électrique
1 Empilement de couches de
céramique piézo-électrique.
Les éléments piézo-électriques sont
des éléments d’origine céramique.
L’élément présent dans un injecteur est
constitué d’un empilement de couches
céramiques.
Le phénomène piézo-électrique est déjàutilisé pour certains types de capteurs
(pression, cliquetis...). En effet, lorsqu’une
force s’applique sur un élément piézoélectrique,
on relève à ses bornes une
tension proportionnelle à cette force (1).
Inversement, l’application d’une tension
aux bornes d’un élément piézo-électrique
provoque un allongement de celui-ci (2).
L’allongement de l’actuateur présent dans
l’injecteur (de l’ordre de 40 micromètres),
permet son ouverture.
V
Commande de l’injecteur
L’injecteur piézo-électrique est assimilable électriquement à un condensateur. Il
accumule et restitue le courant.
Phase ouverture :
Le calculateur ferme le contact T1 (T2
ouvert), l’élément piézo-électrique s’allonge
tout en chargeant positivement sa capacité.
L’injecteur s’ouvre. Si on déconnecte
l’injecteur dans cette phase, celui-ci reste
ouvert. Ceci justifie la mise en garde sur le
débranchement d’un injecteur moteur
tournant.
Phase fermeture :
Le calculateur ferme le contact T2 et
ouvre T1. La capacité se décharge,
l’injecteur devient générateur et le sens
du courant s’inverse. L’élément piézoélectrique
reprend sa position initiale et
l’injecteur se ferme.
- Il est interdit de débrancher un injecteur piézo-électrique moteur
tournant.
- Lors de la coupure d’alimentation, l’élément piézo-électrique conserve
sa position. Il existe donc un risque de bloquer l’injecteur ouvert. Ceci
aurait pour conséquence une destruction du moteur.
vendredi 6 novembre 2015
jeudi 5 novembre 2015
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