Le système d'alimentation du diesel se compose d'un système d'injection à accumulateur Common RAIL, de conduites de carburant basse et haute pression, de collecteurs d'admission et d'échappement, d'un turbocompresseur, de filtres à carburant fin et grossier, d'un filtre à air, d'un réservoir de carburant et d'un refroidisseur d'air de suralimentation.
Le système d'injection à accumulateur Common RAIL se compose de la pompe à carburant, des injecteurs, de l'accumulateur de carburant haute pression, des capteurs de fréquence de rotation (vilebrequin et arbre à cames), des capteurs d'état du milieu de travail (pression et température du carburant et de l'air), des actionneurs électromagnétiques (régulateur de pression de carburant, électrovannes des injecteurs), du calculateur électronique, des circuits de contrôle, de commande et de communication, ainsi que du panneau de contrôle et de diagnostic.
Le schéma des circuits de contrôle et de commande du système d'alimentation Common RAIL est représenté sur la figure 2.
La pompe à injection haute pression (PIHP, mod. CP3.3, fig. 4) est destinée à créer une réserve de carburant, à maintenir et à réguler la pression dans l'accumulateur de carburant.
Sur le corps de la PIHP sont fixés la pompe d'alimentation en carburant 2, entraînée par l'arbre 9, et le régulateur de pression électromagnétique 3.
Dans le corps de la PIHP sont disposés radialement, à un intervalle angulaire de 120°, trois pistons plongeurs 5 (fig. 5), et sur l'arbre d'entraînement 3 est monté un rotor à cames 4 (les cames sont disposées tous les 120° sur la circonférence du rotor).
L'arbre d'entraînement de la PIHP avec le rotor à cames est entraîné par engrenages depuis le réducteur, dont l'arbre d'entrée est en liaison cinématique avec le vilebrequin du diesel par l'intermédiaire du demi-accouplement d'entraînement et des pignons de distribution.
Le carburant, ayant traversé le filtre grossier avec séparateur d'eau, est refoulé sous une pression de 0,8–0,9 MPa par la pompe d'alimentation à travers le filtre fin jusqu'au raccord d'admission de la PIHP.
La lubrification et le refroidissement des pièces de la PIHP sont assurés par le gazole qui entre dans la PIHP.
Sous l'effet de la pression d'amorçage créée, le clapet de protection 2 ouvre l'accès du carburant par le canal d'alimentation 6 vers les espaces au-dessus des plongeurs.
La came du rotor qui arrive déplace le plongeur vers le haut ; l'orifice d'entrée du canal d'admission se ferme et, à mesure que le plongeur monte, le carburant est comprimé dans l'espace au-dessus du plongeur.
Lorsque la pression croissante atteint le niveau correspondant à celui maintenu dans l'accumulateur haute pression, le clapet de refoulement 7 s'ouvre.
Le carburant comprimé entre dans le circuit haute pression.
Le plongeur refoule le carburant jusqu'à ce qu'il atteigne le PMH (course de refoulement). Ensuite la pression chute, le clapet de refoulement se ferme.
Le plongeur commence à descendre. En un tour d'arbre, chacun des trois plongeurs effectue une course de pompage.
Comme la PIHP est calculée pour un débit important, au ralenti et aux charges partielles il apparaît un excès de carburant comprimé, qui, par le clapet de régulation de pression 8 et la conduite de retour, retourne au réservoir de carburant.
Le clapet de régulation de pression établit la valeur de la pression dans l'accumulateur haute pression en fonction de la charge du moteur, de la fréquence de rotation et de l'état thermique du moteur.
En cas de pression trop élevée dans l'accumulateur, le clapet s'ouvre et une partie du carburant de l'accumulateur est évacuée par la conduite de retour vers le réservoir de carburant.
Le clapet de régulation de pression est fixé par une bride au corps de la PIHP.
L'induit 10 appuie la bille du clapet 9 contre le siège sous l'action du ressort du clapet, afin de séparer les circuits haute et basse pression.
L'électroaimant 11 mis sous tension déplace l'induit, en appliquant un effort supplémentaire d'appui de la bille contre le siège.
Tout l'induit est baigné par le carburant, qui lubrifie les surfaces frottantes et évacue l'excès de chaleur.
L'accumulateur de carburant haute pression (Rail) est un réservoir volumétrique de carburant sous haute pression (fig. 6).
En même temps, l'accumulateur lisse les oscillations de pression qui résultent de la refoulement pulsatoire du carburant par la PIHP, ainsi que du fonctionnement des injecteurs pendant l'injection, en raison de la non-synchronisation des impulsions de pression des doses de carburant arrivant de la PIHP et consommées par les injecteurs, ainsi qu'en raison de l'excès de masse de carburant se trouvant dans l'accumulateur et jouant le rôle d'amortisseur pour les impulsions de petites doses de carburant à l'arrivée et à la consommation.
L'accumulateur 1 a en général la forme d'un tube, aux extrémités duquel sont installés le capteur de pression de carburant 7 et le clapet de limitation de pression 5.
Sur la génératrice du périmètre du tube sont disposés les raccords de connexion des conduites haute pression 2, 3 et le raccord de retour 4.
Le carburant de la PIHP est dirigé par la conduite haute pression vers le raccord d'admission 3 du rail.
L'accumulateur de carburant communique avec les injecteurs au moyen des conduites haute pression raccordées aux raccords de départ de l'accumulateur.
Le volume de l'accumulateur est constamment rempli de carburant sous pression.
La valeur de cette pression est maintenue à un niveau constant et peut être régulée par le clapet 8 (fig. 5) en fonction des paramètres de fonctionnement du diesel.
Le clapet de limitation de pression maintient une valeur déterminée de pression dans l'accumulateur, en jouant le rôle de clapet de décharge (de sûreté).
Le corps du clapet comporte, du côté de l'accumulateur, un canal obturé par le cône du noyau du clapet 6.
Le ressort appuie fermement le cône contre le siège du clapet à la pression normale de service, de sorte que l'accumulateur reste fermé.
Dans le cas où la pression dans l'accumulateur dépasse la valeur de service, le cône, sous l'effet de la pression, s'écarte du siège et le carburant sous haute pression est évacué vers la conduite de retour. En conséquence, la pression du carburant dans l'accumulateur diminue.
L'injecteur (fig. 7) est destiné à injecter le carburant dans le cylindre du diesel et à assurer la pulvérisation nécessaire du carburant.
Sur les diesels sont utilisés des injecteurs de type CRIN2 de la société « BOSCH » (Allemagne).
Le moment voulu du début d'injection et la quantité de carburant injectée sont assurés par l'action de l'électrovanne de l'injecteur.
Le moment du début d'injection, dans les coordonnées « angle-temps », est établi par le système de commande électronique du fonctionnement du diesel.
La formation par le calculateur électronique des signaux de commande des injecteurs se fait sur la base de la « lecture » des signaux formés par les capteurs de fréquence de rotation du vilebrequin et de l'arbre primaire du réducteur d'entraînement de la PIHP (capteurs 1 et 2 sur la fig. 2), installés en interrelation cohérente selon un schéma déterminé.
Le principe de fonctionnement de l'injecteur est présenté sur la figure 8.
Le carburant est amené par la conduite haute pression, par le canal d'alimentation 4, au porte-injecteur 11, ainsi que, par l'orifice d'étranglement d'alimentation 7, dans la chambre du clapet de commande 8. Par l'orifice d'étranglement d'évacuation du carburant, qui peut être ouvert par l'électrovanne, la chambre communique avec la conduite de retour 1.
Lorsque l'orifice d'étranglement 6 est fermé, la force hydraulique agissant du haut sur le piston du clapet de commande dépasse la force de pression du carburant agissant du bas sur le cône de l'aiguille du porte-injecteur.
En conséquence, l'aiguille est appuyée contre le siège du porte-injecteur et ferme hermétiquement les orifices du porte-injecteur. Le carburant ne pénètre donc pas dans la chambre de combustion.
Lors de l'actionnement de l'électrovanne 3, l'induit de l'électroaimant se déplace vers le haut, ouvrant l'orifice d'étranglement 6.
Il en résulte une diminution à la fois de la pression dans la chambre du clapet de commande et de la force hydraulique agissant sur le piston du clapet de commande.
Sous l'effet de la pression du carburant sur le cône, l'aiguille du porte-injecteur s'écarte du siège, de sorte que le carburant, par les orifices du porte-injecteur, pénètre dans la chambre de combustion du cylindre.
La dose de commande est une quantité supplémentaire de carburant destinée à soulever l'aiguille, qui, après utilisation, est évacuée vers la conduite de retour de carburant.
Outre la dose de commande, il existe des fuites de carburant à travers l'aiguille du porte-injecteur et le guide du piston du clapet de commande.
Tout ce carburant est évacué vers la conduite de retour, à laquelle sont raccordés tous les autres organes du système d'injection, et retourne au réservoir de carburant.
La quantité de carburant injectée est proportionnelle au temps de mise sous tension de l'électrovanne et à la valeur de la pression dans le rail, et ne dépend ni de la fréquence de rotation du vilebrequin du moteur, ni du régime de fonctionnement de la PIHP (injection commandée par le temps).
Lorsque l'électrovanne est mise hors tension, l'induit, sous l'effet du ressort de verrouillage du clapet, est appuyé vers le bas et la bille du clapet 5 obture l'orifice d'étranglement.
Après l'obturation de l'orifice d'étranglement d'évacuation du carburant, la pression dans la chambre du clapet de commande atteint de nouveau la même valeur que dans l'accumulateur.
Cette pression élevée déplace vers le bas le piston du clapet de commande avec l'aiguille du porte-injecteur.
Lorsque l'aiguille s'applique fermement contre le siège du porte-injecteur et obture ses orifices, l'injection cesse.
Le filtre à carburant grossier sert à la purification préalable du carburant des impuretés mécaniques et de l'eau.
Étant donné que la PIHP du moteur n'est pas équipée d'une pompe d'amorçage manuelle, nécessaire pour remplir le système d'alimentation en carburant sans air, la conception du filtre doit comporter une pompe d'amorçage manuelle.
Sur la fig. 9 est représenté le filtre à carburant grossier avec pompe d'amorçage manuelle « PreLine 270 ».
La purge des dépôts du filtre s'effectue par le robinet 5, situé dans la partie inférieure du séparateur d'eau 4.
Lors de l'exploitation du diesel à une température ambiante inférieure à –25 °C, le corps du filtre doit être équipé d'un réchauffeur 3 du carburant d'arrivée.
Tension d'alimentation du réchauffeur — 24 V, puissance — 350 W. Raccordement : plus et masse.
Le réchauffeur fonctionne de manière autonome, il s'enclenche et se déclenche automatiquement à une température inférieure à +5 °C.
Le filtre à carburant fin sert à la purification finale du carburant. Le filtre à carburant fin est non démontable.
Le carburant, en traversant les rideaux de l'élément filtrant en papier, est purifié des impuretés mécaniques.
Le système d'alimentation du diesel en air (fig. 10) se compose du filtre à air, du turbocompresseur, du refroidisseur d'air de suralimentation, des tubulures, des tuyauteries et des colliers de fixation.
Le filtre à air de type sec, avec éléments filtrants en papier remplaçables, sert à purifier l'air entrant dans les cylindres.
Le filtre à air (fig. 11) se compose du corps 5, de deux éléments filtrants 6 et 7, du couvercle 4. Pour assurer l'étanchéité, il y a des joints en caoutchouc.
Le petit élément filtrant (intérieur) assure la purification de l'air en cas de destruction mécanique de l'élément filtrant extérieur.
Attention ! L'aspiration d'air non purifié dans les cylindres du moteur, résultant d'une dépressurisation de la voie d'admission, entraîne une forte réduction de la durée de vie du moteur.
Pour faciliter le contrôle du colmatage du filtre à air, un capteur est installé entre le filtre et le turbocompresseur, et un signalisateur est installé sur le tableau de bord.
À mesure que le filtre se colmate, la dépression dans la tuyauterie d'admission augmente et, lorsqu'elle atteint 6,5 kPa, le signalisateur se déclenche et le témoin « Colmatage du filtre à air » s'allume sur le tableau de bord.
Lorsque le témoin s'allume, il faut nettoyer ou remplacer l'élément filtrant.
Le turbocompresseur (fig. 12) se compose d'un compresseur centrifuge à un étage et d'une turbine radiale centripète.
La régulation de la suralimentation se fait par dérivation d'une partie des gaz d'échappement à côté de la roue de turbine lorsque la pression de suralimentation dépasse une valeur déterminée.
Dans le corps de turbine du turbocompresseur régulé est intégré un clapet de dérivation.
Le levier du clapet de dérivation est relié par une tige réglable à l'actionneur, relié par la conduite d'air à la tubulure de sortie du corps de compresseur.
La modification de la longueur de la tige de l'actionneur du turbocompresseur en cours d'exploitation n'est pas autorisée.
Le démontage et la réparation du turbocompresseur en cours d'exploitation ne sont pas autorisés et doivent être effectués dans un atelier de réparation spécialisé.
