Les injecteurs Diesel

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1 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 1 / 15 Les injecteurs Diesel Objectifs Rendre l élève capable de : Identifier les différents types d'injecteur Expliquer le fonctionnement des injecteurs Effectuer le contrôle et les réglages des injecteurs Matériel mis à la disposition Moteur au banc Pompe de tarage Outillage spécifique et usuel Documents ressources Fonctionnement des injecteurs Montage des injecteurs Les différents injecteurs Dépose repose des injecteurs Démontage remontage d'un injecteur Contrôle des injecteurs démontés Contrôle des injecteurs au banc d'essai Temps maximum alloué 3 heures Document à rendre Copie personnelle. Document réponse 1

2 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 2 / 15 Questions préliminaires 1. Identifiez les différents éléments du système d'injection, complétez la nomenclature du document réponse Complétez le schéma d'alimentation en gazole du document réponse 1. Mettez des couleurs différentes pour chaque niveau de pression. 3. Faites l'étude mécanique de l'aiguille d'injecteur. Aidez-vous du document ressource: "fonctionnement de l'injecteur". Que pouvez-vous en conclure? 4. En vous aidant du schéma ci-dessous, exprimez V 2 en fonction de V 1 et V 3. Précisez les facteurs influençant V 3. V 3 : volume retournant au réservoir V 1 : volume injecté par la pompe V 2 : volume pulvérisé dans la chambre de combustion Manipulation 5. Quel est le mode de fixation de l'injecteur retenu sur notre moteur? 6. Déposer un injecteur et identifier son type. A quel type d'injection correspond t'il? 7. Comment est réalisée l'étanchéité entre l'injecteur et l'intérieur du cylindre? 8. Démonter l'injecteur en repérant le sens des pièces. Identifier les différents éléments et compléter la légende du document réponse 1.

3 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 3 / Effectuer les différents contrôles à l'établi avant remontage. Quelle est la valeur de levée de l'aiguille de votre injecteur? Appelez le professeur pour vérification 10. Remonter et reposer l'injecteur sur le moteur en respectant les couples de serrage. Mentionner votre couple. Remarque: les pièces d'étanchéité sont à changer systématiquement après chaque démontage. Le moteur étudié ne fonctionnant plus pendant la manipulation, elles ne seront pas changés. 11. Quelle est la périodicité de remplacement des injecteurs préconisée par les constructeurs? A partir des injecteurs confiés: 12. Effectuer les contrôles définis dans le document ressource, indiquez l'élément de réglage de la pression de tarage. 13. Modifier la pression de tarage de 20 bars, et déduisez la variation moyenne pour un changement de cale d'épaisseur de 0,10 mm. Appelez le professeur pour vérification

4 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 4 / 15 DOCUMENT RESSOURCE Fonctionnement des injecteurs L'aiguille est appliquée, au repos sur son siège "s", par un ressort qui prend appui dans le porte injecteur. Le gazole arrive par le porte injecteur en 5 dans une gorge circulaire, puis est dirigé vers la chambre de pression 6 par le canal. Au moment du refoulement de combustible par la pompe d'injection, une montée en pression très rapide s'effectue dans la chambre de pression 6, pousse sur le cône de pression C, jusqu'à l'instant ou l'aiguille se soulève (c'est le début d'injection), exercent alors une force plus importante que la pré charge du ressort de pression 1, appliquée sur la tige poussoir 2. Le combustible est pulvérisé finement, jusqu'à la fin du refoulement de la pompe d'injection, l'aiguille d'injecteur 3 retombe alors sur son siège, plaquée par la force du ressort de pression 1 et obture le ou les orifices de la buse d'injecteur 4 (étanchéité parfaite indispensable). Le retour de gazole s'effectue par le canal 7. Remarques : 1 L'aiguille est lubrifiée et refroidie par le combustible (faible fuite entre l'aiguille et la buse). 2 La pression d'ouverture de l'aiguille de l'injecteur dépend de la valeur de compression du ressort dans le porte injecteur et s'appelle, pression de tarage de l'injecteur. 3 Le débit maximal d'un injecteur est déterminé par: - la section de passage dans la buse (nombre et diamètre des orifices) - la levée d'aiguille.

5 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 5 / 15 Montage des injecteurs fixation par bride vissée dans la culasse Le porte injecteur sert à fixer l'injecteur dans la culasse du moteur. Il réalise la liaison avec les conduits de refoulement et il contient un ressort réglable par vis ou par rondelles qui détermine la pression d'ouverture de l'injecteur.

6 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 6 / 15 Lors du montage sur la culasse, s'assurer de l'état des filetages : culasse, goujons, vis, porte injecteur,... Changer systématiquement toutes les pièces d'étanchéité: joints cuivre, rondelles pare flammes, coupelles,... par des pièces neuves d'origine. Remarques 1 Respecter le sens de montage des rondelles pare flammes (différent selon les constructeurs!). 2 L'épaisseur du joint en cuivre est primordiale pour le bon déroulement de la combustion. 3 Attention au sens de montage de certains porte injecteurs non indexés, le repère est souvent l'orientation de l'orifice de retour (positionné vers le moteur, ou le contraire). Serrage du porte injecteur 1 Fixation par bride: serrer symétriquement chacun des écrous ou des vis de fixation de la bride au couple prescrit par le constructeur afin que le porte injecteur ne prenne aucune obliquité dans son logement, ce qui entraînerait un grippage rapide de l'aiguille de l'injecteur. 2 Fixation par griffes: serrer l'écrou au couple prescrit, desserrer, puis resserrer une nouvelle fois à ce même couple. 3 Fixation par vis raccord ou par filetage direct: serrer au couple prescrit sur la culasse. Dans tous les cas. brancher ensuite le tuyau d'injection sur le raccord d'arrivée de combustible, ainsi que le raccord de retour des fuites (raccordement par vis creuse ou tuyau souple). Respecter les couples de serrage. Pour le montage d'injecteurs neufs, il est recommandé d'enlever la graisse de stockage et de les nettoyer avec du carburant propre avant de les mettre en place Différents montages d'étanchéité d'un injecteur sur la culasse du moteur joint cuivre joint cuivre +pare-feu rondelle double action acier protection thermique intégrée au porte injecteur

7 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 7 / 15 Les différents injecteurs L'injecteur injecte le carburant dans la chambre de combustion. Il est piloté par la pression de carburant. La levée de l'aiguille est de l'ordre de 0,3 à 0,9 mm. L'aiguille et la buse sont appairé, il y a 2 à 4 microns de jeu. Il existe 2 catégories suivant le type d'injection. Injection directe Injecteurs à trou : suivant leurs applications (forme de la chambre de combustion), la buse est percée d'un trou central ou de plusieurs trous capillaires, variant ainsi la forme du jet. (P tarage : 150 à 250 bars) Injecteurs à trou long : Pour répondre à certaines conditions de montage, il existe des injecteurs dit "longs". Dans ce cas la chambre de poussée ne se trouve plus au bout de l'injecteur mais légèrement surélevée. Injecteurs à trou refroidi : Sur les gros moteurs à basse vitesse de rotation, ou sur les moteurs à suralimentation élevée, on utilise des injecteurs refroidis par un fluide extérieur circulant dans un conduit C, afin de limiter la température.

8 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 8 / 15 Injection indirecte (préchambres, chambres de turbulences) Injecteurs à téton cylindrique : le jet est étroit, et le téton empêche la formation de calamine. (P tarage: 80 à 150 bars) Injecteurs à téton conique ou étranglement : il permet un étalement de l'injection en 2 phases. Le jet est de la forme conique dont l'angle? dépend de la forme du téton. C'est la plus utilisé actuellement sur les moteurs diesel rapides. Injecteurs spéciaux : Injecteurs à trou pilote : lors des faibles régimes (démarrage), l'aiguille se soulève à peine, le jet secondaire est prédominant (figure B). En marche normale, le jet secondaire est réduit au minimum pour éviter l'encrassement du canal latéral de très faible section de l'injecteur. Indexage de l'injecteur par le repère R

9 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 9 / 15 Injecteurs à pré-levée :

10 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 10 / 15 Dépose repose des injecteurs Dépose - Nettoyer la culasse - Déposer: o Les tuyaux d'injecteur o Les tuyaux de retour o Les portes injecteurs o Les rondelles cuivre 1 o Les rondelles pare flammes 2 - Nettoyer les portes injecteurs - Vérifier l'état des protèges injecteurs 3 et les changer si besoin. Repose - Reposer: o Les rondelles pare-flammes en respectant le sens de montage prévu par le constructeur o Les rondelles cuivre neuves o Les portes injecteurs et les serrer au couple de serrage o Les tuyaux de retour de fuites o Les tuyaux d'injecteur

11 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 11 / 15 Démontage Remontage d'un injecteur Démontage Fixer le porte injecteur dans l'étau Desserrer le porte injecteur avec la douille Dévisser l'écrou et retirer les pièces en prenant soin de ne pas faire tomber l'aiguille Repérer le sens des pièces au démontage Tremper les pièces démontées dans le liquide d'essai pour éviter leur détérioration Remontage Sens inverse du montage Serrer l'écrou au couple de serrage (Bosch: 8 dan.m; Lucas: 13 dan.m)

12 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 12 / 15 Contrôle des injecteurs démontés Le rôle de l'injecteur est important; c'est le dernier maillon du système d'injection chargé de faire pénétrer le carburant dosé par la pompe d'injection dans la chambre de combustion de chaque cylindre du moteur. Il est en contact avec des températures élevées, dans des conditions de pression, pulvérisation, et orientation très précise, et fiables dans le temps. La cadence de fonctionnement peut atteindre plus de injections par minute sur les petits moteurs rapides. De nombreuses questions se posent donc, qui concernent l'entretien, les types de pannes, les méthodes de contrôles, les modifications ou les précautions de dépose repose sur un moteur diesel. Ce chapitre veut répondre clairement et objectivement à toutes ces interrogations. Périodicité d'entretien Les constructeurs considèrent actuellement que le remplacement des injecteurs doit intervenir, selon le modèle de moteur aux environs de: Moteurs rapides VL et petits utilitaires: aux environs de km. Moteurs PL: à km. Moteurs lents (marine, agriculture, groupes divers): à heures. Remarques - Ces données ont uniquement valeur d'indication. Elles sont liées à l'emploi d'un carburant de qualité correcte, sans présence d'eau ni d'additif, avec un entretien rigoureux du système de filtration; un couple de serrage du porte injecteur sur la culasse respecté, et une absence de surchauffe même momentanée du moteur. - Il est à noter que le fonctionnement incorrect d'un ou plusieurs injecteurs se traduit immédiatement par des signes visibles (fumées); audibles (claquements, cognements); ou mesurables (consommation en hausse, niveau d'huile moteur en hausse). - La pression de tarage et la pulvérisation sont vérifiées périodiquement tous les km environ ou après h de fonctionnement. Contrôle du grippage de l'aiguille L'aiguille introduite dans le corps doit retomber doucement par son propre poids sur le siège. Pour effectuer ceci, incliner de 45 le corps de l'injecteur.

13 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 13 / 15 Contrôle de la levée d'aiguille La levée d'aiguille de l'injecteur à une grande importance sur la qualité de l'injection. La valeur peut augmenter à la suite de réparations successives. Si la levée d'aiguille se trouve réduite, on risque d'avoir une pulvérisation insuffisante. Si au contraire, la levée d'aiguille est trop importante, l'aiguille en se refermant trop lentement laisse pénétrer des gaz de combustion à l'intérieur de l'injecteur qui se calamine trop rapidement. Pour effectuer la vérification, on fixe l'injecteur complet dans un étau muni de mordaches en plomb. On place un comparateur sur la queue de l'aiguille et, à l'aide d'une pince à bec très fins, on mesure le déplacement possible de l'aiguille entre son siège et la cale de butée. Après ce dernier contrôle, assembler définitivement l'aiguille et le corps plongés dans du gazole filtré et les y laisser jusqu'au remontage sur le porte injecteur. Exemple de valeurs à respecter : - Injecteur Bosch DNOSD 230 = 0.6 mm; - Injecteur Lucas RDN 12 SDC = 0.75 à 0.90 mm

14 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 14 / 15 Contrôle des injecteurs et porte-injecteurs au banc d'essai ATTENTION: veiller à ce que le flux de carburant sous pression ne coule pas sur les mains car il peut pénétrer dans la peau et provoquer des blessures graves. Fixer l'injecteur sur l'appareil de contrôle Brancher le tuyau haute pression de l'injecteur Mettre en route l'aspiration Veiller au bon état et à la propreté des raccords, l'introduction de poussières étant néfaste au bon fonctionnement de l'injecteur Manomètre isolé, donner quelques coups de pompe rapides, afin de purger les circuits 1. Forme du jet de l'injecteur Fermer le robinet d'arrêt du manomètre, manœuvrer rapidement le levier (1 à 2 pompages par seconde). Observer le jet de l'injecteur, la pulvérisation doit être fine, homogène et symétrique. Les injecteurs à trous doivent donner autant de jets qu'il y a de trous. L'injecteur doit ronronner. Pour une cadence plus rapide, 4 à 6 pompages par seconde, le ronflement peut-être remplacé par un sifflement.

15 1 ère GMB Technologie <TP : Les injecteurs Diesel> 15 / Pression d'ouverture Fermer le robinet d'arrêt du manomètre et imprimer quelques coups rapides au levier. Ouvrir le robinet d'arrêt, puis faire monter la pression lentement en appuyant sur le levier jusqu'à l'ouverture de l'injecteur. (Nota: a titre indicatif, 0.1 mm représente environ 10 bars de modification Relever la pression indiquée sur le manomètre, si une correction s'avère nécessaire, agir sur la vis de réglage du porte-injecteur, ou selon le cas, changer l'épaisseur des cales. 3. Etanchéité du siège de l'injecteur Essuyer l'extrémité de l'injecteur. Faire monter la pression à une pression inférieure de 20 bars à celle de l'ouverture de l'injecteur. Si l'injecteur n'est pas étanche, une goutte se formera en moins de 10 secondes. 4. Temps de fuite Manœuvrer le levier jusqu'à l'ouverture de l'injecteur puis tenir en position le levier. La chute de pression ne doit pas dépasser 1 / 3 du tarage de l'injecteur en un temps de 10 secondes. 5. Etanchéité injecteur-porte injecteur Lors de la mise sous pression, l'ensemble ne doit pas suinter par l'extérieur, mis à part par le retour de fuite.