Fonds de Formation professionnelle de la Construction CONDUCTEURS D ENGINS DE CHantier Connaissance des moteurs MOTEURS DIESEL
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Connaissance des moteurs Avant-propos Mise en perspective Plusieurs ouvrages ont déjà été consacrés aux engins de chantier, mais ils sont pour la plupart obsolètes. Ceci explique la demande énorme d un manuel moderne, intégrant également les nouvelles techniques. Le Manuel modulaire Conducteurs d engins de chantier a été rédigé à la demande du fvb-ffc Constructiv (Fonds de Formation professionnelle de la Construction). Le service Métiers mécanisés (MECA) du ffc a mis sur pied l équipe de rédaction en collaboration avec différents opérateurs de formation. Le présent manuel est constitué de plusieurs volumes et a aussi été subdivisé en modules. La structure et le contenu ont été adaptés et complétés avec les nouvelles techniques de l univers de la construction et des engins de chantier. Dans l ouvrage de référence, le texte et les illustrations ont été alternés autant que possible, et ce, afin de proposer au lecteur un matériel didactique plus visuel. En vue de bien coller à la réalité et aux principes de l apprentissage des compétences, nous avons opté pour une description pragmatique, assortie d exercices pratiques appropriés. Indépendant du type de formation Le manuel a été conçu à la portée de différents groupes cibles. Notre objectif est d organiser une formation permanente: le présent manuel s adresse donc aussi bien à un élève conducteur d engins de chantier qu à un demandeur d emploi dans le secteur de la construction ou à un ouvrier d une entreprise de construction. Une approche intégrée La sécurité, la santé et l environnement sont des thèmes qui ont été privilégiés durant la rédaction. Pour un conducteur d engins de chantier, il est primordial de ne pas les négliger et de les garder bien présents à l esprit. Dans toute la mesure du possible, ces thèmes ont été intégrés dans le présent manuel en vue d optimiser les possibilités d application. Robert Vertenueil Président du fvb-ffc Constructiv 3
fvb ffc Constructiv, Bruxelles, 2012 Tous droits de reproduction, de traduction et d adaptation, sous quelque forme que ce soit, réservés pour tous les pays. F006CE - version août 2012. D/2011/1698/19 Contact Pour adresser vos observations, questions et suggestions, contactez: fvb ffc Constructiv Rue Royale 132/5 1000 Bruxelles tél.: +32 2 210 03 33 Fax: +32 2 210 03 99 site web: ffc.constructiv.be 4
Connaissance des moteurs SOMMAIRE 1. Introduction...7 2. Principe de fonctionnement...9 2.1. Moteur Diesel à 4 temps...10 3. Caractéristiques de construction...13 4. Fiche d entretien...15 4.1. Contrôles quotidiens...15 4.2. Révisions périodiques...16 4.3. Fiche d entretien...17 4.4. Fiche de graissage...23 5. Refroidissement du moteur..25 5.1. Refroidissement par eau...25 5.2. Refroidissement par air...26 6. Graissage du moteur...27 6.1. Rôle de l huile de lubrification...27 7. Admission d air et turbo...29 7.1. Turbo...30 8. Ventilation du carter...31 9. Echappement...33 10. Alimentation en carburant...35 10.1. Le circuit de carburant Diesel...35 10.2. La partie basse pression...35 10.3. La partie haute pression...37 10.4. La partie de retour de carburant ou de fuites...40 10.5. Remplacement du filtre à carburant...40 10.6. Purge du circuit de carburant...41 10.7. Contrôler la présence de fuites dans les conduites de carburant...41 10.8. Filtre à particules...42 10.9. Pot catalytique...43 10.10. Le diesel par temps de gel...43 10.11. Types de diesel...44 10.11.1. Objectif...44 10.12. Installation de préchauffage...45 10.12.1. Types de systèmes de préchauffage...46 11. Circuit électrique...47 11.1. La batterie...47 11.1.1. Généralités...47 11.1.2. Structure...47 11.1.3. Elimination et prévention de la corrosion sur les pôles de batterie...48 11.1.4. Utilisation de câbles de démarrage...48 11.2. Fusibles...49 11.2.1. Contrôle des fusibles...49 12. Climatisation...51 13. Préscriptions environnementales...53 14. Le plus grand moteur Diesel..57 5
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1. INTRODUCTION Connaissance des moteurs 1. Introduction Aucun autre moteur à combustion ne trouve autant d applications que le moteur Diesel. Motif : rendement élevé coûts réduits Les principales applications des moteurs Diesel sont : engins fixes : groupe électrogène voitures de tourisme et véhicules utilitaires légers poids lourds machines industrielles et agricoles : engins de terrassement bateaux et locomotives Lors de la conception de ces moteurs, outre le rendement, on met surtout l accent sur la robustesse, la fiabilité et la facilité d entretien. 7
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2. Principe de fonctionnement Connaissance des moteurs 2. Principe de fonctionnement Un moteur Diesel est un moteur à pistons qui fonctionne suivant le principe de l auto-inflammation. La pression et la température au cœur d un tel moteur atteignent des niveaux si élevés que le carburant s enflamme spontanément. Ce concept diffère donc des moteurs à essence où l inflammation du mélange combustible est déclenchée par l étincelle des bougies. Conséquence : 1. La pression de compression dans un moteur Diesel est nettement plus élevée que dans un moteur à essence. Avec un moteur à essence, le taux de compression atteint 12,5:1. Avec un moteur Diesel, le taux de compression atteint 16:1. 2. Le rendement d un moteur Diesel est de ce fait nettement plus élevé. Avec un moteur à essence, le rendement atteint 27%. Avec un moteur Diesel, le rendement atteint 38%. 9
Connaissance des moteurs 2. Principe de fonctionnement 2.1. Moteur Diesel à 4 temps Sur ce type de moteur Diesel, le processus de travail se déroule en quatre temps : temps d admission temps de compression temps de travail ou temps moteur temps d échappement soupape d admission Temps d admission : 1er temps Le piston se déplace vers le bas. La soupape d admission est ouverte. Le cylindre aspire uniquement de l air. piston Temps de compression : 2ème temps Le piston se déplace vers le haut, tandis que les deux soupapes sont fermées. L air est à présent comprimé. Le gazole est injecté dans l air chaud, au moyen d un injecteur situé entre les soupapes. A cause de la chaleur de l air comprimé, le carburant pulvérisé en fines gouttelettes s enflamme. 10
2. Principe de fonctionnement Connaissance des moteurs Temps de travail : 3ème temps Sous l effet de l augmentation de pression, le piston est repoussé vers le bas et l énergie est transmise au vilebrequin. Pendant cette phase, les deux soupapes sont fermées. vilebrequin soupape d échappement Temps d échappement : 4ème temps Le piston remonte pendant que la soupape d échappement est ouverte. Au cours de cette phase, le mélange brûlé est refoulé vers l extérieur (soupape d échappement ouverte). 11
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3. Caractéristiques de construction Connaissance des moteurs 3. Caractéristiques de construction Sur un moteur à essence, la quantité de carburant mélangée est déterminée par la quantité d air aspiré. C est dans le circuit d admission que le mélange est plus ou moins freiné. Conséquence : Pendant le temps d admission, le cylindre sera souvent mal rempli. La soupape des gaz (papillon) joue ici un rôle important. Sur un moteur Diesel, l air peut dans un certain sens affluer librement. La quantité de carburant est régulée uniquement par le système d injection. Conséquence : meilleur remplissage du cylindre que sur un moteur à essence Sur un moteur à essence, la pression de compression ne peut pas dépasser une certaine valeur. En cas de pression trop élevée, la température du mélange devient trop élevée et celui-ci s enflamme trop tard. Conséquence : Le moteur offre de moins bonnes performances. Le moteur peut s endommager. Sur un moteur Diesel, la pression de compression peut être beaucoup plus élevée. Dans ce moteur, le carburant n est injecté que lorsque la combustion doit commencer. Conséquence : rendement plus élevé Les gaz d échappement des moteurs Diesel contiennent moins de monoxyde de carbone et d hydrocarbures que ceux des moteurs à essence. Cause : Un moteur Diesel aspire toujours une quantité d air excessive. Conséquence : La combustion est plus complète. Les gaz d échappement contiennent plus de particules de suie = nocif pour la santé. Du fait de la température de combustion relativement basse sur un moteur Diesel, le pourcentage d oxydes d azote est inférieur à celui d un moteur à essence. 13
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4. Fiche d entretien Connaissance des moteurs 4. Fiche d entretien Il convient de distinguer : les contrôles quotidiens les révisions périodiques Il convient de distinguer : les contrôles quotidiens les révisions périodiques 4.1. Contrôles quotidiens Ceux-ci englobent les opérations d entretien les plus simples, à savoir les contrôles suivants: niveau d huile du moteur niveau du liquide de refroidissement niveau d électrolyte de la batterie niveau de carburant tension des courroies d entraînement ailettes de refroidissement des culasses et du radiateur (sur moteurs refroidis par air) contrôle général pour détecter des fuites d huile, d eau et de carburant organes et accessoires de levage graissage de certains equipements contrôle visuel du train de roulement contrôle et connaissance des pictogrammes (lampes) du tableau de bord Il est très important que les entretiens quotidiens soient réalisés convenablement. Si des défauts sont constatés, il faut impérativement les signaler au responsable. filtre à huile filtre à air filtre à gazole contrôle du niveau d huile graisseur filtre hydraulique contrôle de la tension des chenilles 15
Connaissance des moteurs 4. Fiche d entretien 4.2. Révisions périodiques Celles-ci englobent des opérations d entretien préconisées par le constructeur et sont réalisées à intervalles réguliers, notamment le contrôle et le remplacement/réparation des éléments suivants : huile moteur (éventuellement faire réaliser une analyse de l huile) liquide de refroidissement filtres à air filtres à gazole séparateur d eau nettoyage du moteur nettoyage des radiateurs de refroidissement réglage des courroies d entraînement (refroidissement, compresseur, alternateur) fuites d huile, de liquide de refroidissement et de carburant anomalies du moteur défauts signalés sur le bon de travail quotidien batterie (oxydation) échappement et admission fiche d entretien 16
4. Fiche d entretien Connaissance des moteurs 4.3. Fiche d entretien Rapport d inspection Excavatrice hydraulique sur chenilles ou pneumatiques Périodique : Machine : Date : type : Nom de l'inspecteur : n : Code: o en bon état horamètre : o réparé sur place en ma présence o à effectuer par : blocage du circuit de freinage plaques de garde, repose-pied, poignées visibilité générale Sécurité o état o état cabine (propreté, serrures, extincteurs) o état siège (fixation, ceintures de sécurité) o état éclairage et signalisation, conformes au o état code de la route 17
Connaissance des moteurs 4. Fiche d entretien Feuille de contrôle de la machine Signalement de tous les bruits anormaux et des dysfonctionnements démarrage et mise en route du moteur Diesel Remarques : moteur Diesel boîte de vitesses et boîte de transfert entraînement réducteurs moteurs de traction direction circuit de freinage circuit hydraulique équipements spéciaux équipements électriques : - éclairage + tableau de bord - batterie - démarreur - alternateur - système de préchauffage des bougies 18
4. Fiche d entretien Connaissance des moteurs huile moteur filtre à huile filtre à air filtre à gazole filtre à pollens séparateur d'eau Marque de l huile : Type : Circuit de refroidissement contrôle du liquide de refroidissement contrôle des conduites courroie d'entraînement ventilateur/pompe à eau propreté des radiateurs de refroidissement Circuit d'échappement Contrôle de la fixation et des joints Pneumatiques huile de différentiel huile de moyeux de roues huile de pont arrière huile de pont avant huile de boîtier de direction Marque de l huile : Type : 1. Moteur Remplacé contrôlé nettoyé Remarques : Remarques : Remarques : 2. Entraînement des engins sur pneumatiques Remarques : 19
Connaissance des moteurs 4. Fiche d entretien chaînes de chenilles maillons articulations plaques de chenilles galets roues de tension/vérin de tension roues d'entraînement (barbotins) 3. Entraînement des engins sur chenilles Remarques : huile de boîte de vitesses huile de boîte de transfert huile de freins réducteurs linéaires Marque de l huile : Type : freins de service et de stationnement 4. Transmission - freins Remarques : fissures et dégradations de surface poinçons ou arbre oscillant 5. Châssis inférieur chenilles/pneumatiques o blocage Remarques : 20
4. Fiche d entretien Connaissance des moteurs Châssis et cabine fissures et dégradations de surface cabine, chauffage, ventilation, siège de conducteur vitres rétroviseurs Couronne de rotation mécanisme d entraînement niveau d huile de réducteur, reniflard blocage de la rotation Marque de l huile : Type : Bras de flèche dégradations de surface articulations vérins Pelle liaison/transmission dégradations de surface articulations Equipements spéciaux crochet de levage/œillet de levage 6. Châssis supérieur cabine équipement o graissage o fonctionnement o fixation o réglage o étanchéité o réglage o graissage o fixation o graissage o fixation Remarques : Remarques : 7. Circuit hydraulique Remplacer contrôlé nettoyé huile réservoir hydraulique Remarques : éléments de filtre crépine d'aspiration reniflard de réservoir tuyaux et conduits vérins et tiges de pistons leviers/ blocs de vannes/pompes/ moteurs o fonctionnement 21
Connaissance des moteurs 4. Fiche d entretien compresseur d'air courroie régulateur réservoir d'air comprimé/drainage et conduits réservoir d'antigel 8. Système pneumatique Remarques : fusibles 9. Circuit électrique Remarques : 10. Graissage toutes les articulations repérées sur le schéma 22
4. Fiche d entretien Connaissance des moteurs 4.4. Fiche de graissage Intervalle de graissage 1. huile moteur 2. liquide de refroidissement 3. graisse 4. graisse 5. graisse 6. huile hydraulique 7. huile de transmission (partie de conduite) 8. filtre à huile hydraulique (filtre d aspiration) 9. filtre à huile hydraulique (filtre principal) 10. filtre à huile hydraulique (pression pilote) 11. filtre à huile hydraulique (purge d air) 12. filtre à huile moteur 13. huile d engrenages (transmission) 14. filtre à carburant 15. pompe à carburant électromagnétique 16. huile de transmission (partie de rotation) 17. filtre à air 23
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5. Refroidissement du moteur Connaissance des moteurs 5. Refroidissement du moteur 5.1. Refroidissement par eau Le refroidissement par eau est une technique de refroidissement utilisée en mécanique et en chimie. Le refroidissement du moteur évacue surtout la chaleur générée par la combustion et les frottements internes. Ceci correspond à une quantité d énergie de 1/3 du total, soit pratiquement autant d énergie qu il en faut pour fonctionner. 1) Thermostat 2) Soupape de pression 3) Radiateur 4) Pompe à eau Attention L eau est, dans la nature, le meilleur élément pour refroidir. Elle peut absorber beaucoup de chaleur par litre. Le seul inconvénient est qu elle a une température d ébullition et une température de congélation qui ne sont pas très favorables. Aujourd hui, le refroidissement par eau est la méthode la plus courante pour refroidir des moteurs. L eau de refroidissement passe dans le radiateur où elle est refroidie avant de repartir vers le réservoir. Vérifier la résistance au gel de l eau de refroidissement Avantages du refroidissement liquide : La chemise de liquide de refroidissement assure une bonne absorption des bruits. L apparition de gros écarts de température est limitée avec le refroidissement liquide. Symbole du liquide de refroidissement visible sur le tableau de bord. Inconvénients : Le liquide de refroidissement doit être renouvelé périodiquement. Les tuyaux d eau de refroidissement subissent un vieillissement. La pompe de liquide de refroidissement peut se mettre à fuir. Le radiateur peut s encrasser à l intérieur comme à l extérieur. 25
Connaissance des moteurs 5. Refroidissement du moteur 5.2. Refroidissement par air On utilise ce mode de refroidissement sur certains moteurs. Des ailettes de refroidissement sont ménagées sur la chambre de combustion et une partie du cylindre. De l air de refroidissement est soufflé sur le moteur à l aide d un ventilateur. Avantages du refroidissement par air : poids pas besoin de liquide de refroidissement pas de fuites Le moteur atteint plus vite la température souhaitée. Inconvénients : puissance limitée bruyant Il est difficile de faire circuler l air partout de la même manière. Les écarts de température génèrent d importantes tensions dans la matière. 26
6. Graissage du moteur Connaissance des moteurs 6. Graissage du moteur 6.1. Rôle de l huile de lubrification L huile de lubrification dans le moteur a pour rôle principal de lubrifier les différents organes mobiles. En outre, l huile doit aussi : refroidir étancher évacuer les résidus transmettre des forces amortir les bruits Lubrifier Quand deux surfaces se touchent et se déplacent l une par rapport à l autre, elles provoquent un frottement. 1. filtre à huile 2. contact de pression d huile 3. poussoir de soupape hydraulique 4. gicleur 5. carter d huile 6. tuyau d aspiration d huile 7. pompe à huile Ce frottement génère de la chaleur et, du fait de cette chaleur, une dilatation, suivie d un grippage et finalement un blocage. Pour limiter autant que possible le développement de chaleur et l usure, on applique un lubrifiant entre les surfaces. Grâce au lubrifiant, les surfaces sont séparées l une de l autre par une pellicule d huile, de sorte qu il ne se produit aucun contact métal contre métal. On évite ainsi le frottement entre les surfaces métalliques. Refroidir L huile doit évacuer une partie de la chaleur du moteur. Ceci s effectue quand l huile circule à travers le moteur et absorbe la chaleur des organes du moteur. Le piston est refroidi par les projections d huile, la chaleur des paliers du vilebrequin et l arbre à cames est évacuée. La chaleur de l huile est évacuée vers l extérieur via le carter ou le radiateur d huile. Etancher Quand une fine couche d huile est présente entre deux éléments, elle remplit l espace entre eux et assure donc une certaine étanchéité. Dans un moteur, l étanchéité par l huile est assurée notamment entre les segments de pistons et la paroi des cylindres. 27
Connaissance des moteurs 6. Graissage du moteur 6.1. Rôle de l huile de lubrification Evacuer les résidus Les résidus dans le moteur sont maintenus en suspension dans l huile lubrifiante et éliminés de l huile par le filtre à huile, afin que l intérieur du moteur reste propre. Les résidus sont évacués lors du remplacement de l huile et du filtre à huile. Transmettre des forces L huile moteur doit aussi pouvoir transmettre des forces. Citons par exemple le poussoir de soupape hydraulique. Amortir les bruits Il est possible d utiliser l huile pour amortir les bruits. Cet amortissement a lieu notamment au niveau de la chaîne de distribution, du pont arrière mais aussi dans le carter. vers circuit d huile côté refoulement côté aspiration engrenage intérieur axe de pompe à huile limiteur de pression engrenage extérieur l huile est aspirée 28
7. Admission d air et turbo Connaissance des moteurs 7. Admission d air et turbo Un filtre à air dans un moteur a pour fonction de retenir le sable et les impuretés. Le filtre à air purifie l air d admission et empêche l introduction de substances minérales et de particules dans le moteur et dans l huile moteur, ce qui réduit notamment l usure des paliers, des segments de pistons et des parois de cylindres. Sur les moteurs Diesel, l air nécessaire à la combustion est amené via le filtre à air séparément du carburant. Ce filtre doit être remplacé à intervalles réguliers pour éviter l apparition de problèmes de rapport air-carburant dans le moteur. 29
Connaissance des moteurs 7. Admission d air et turbo 7.1. Turbo Le turbocompresseur entraîné par les gaz d échappement se compose de deux machines hydrauliques : une roue de turbine et une roue de compresseur, qui sont montées sur un arbre commun. Parmi les procédés de suralimentation connus, c est la suralimentation par turbo qui est la plus appliquée. Sur les moteurs de petite cylindrée unitaire, ce mode de suralimentation permet un couple élevé et une puissance élevée en même temps qu un bon rendement. Le turbo est utilisé pour augmenter le couple maximal aux faibles et moyens régimes. 1. arrivée des gaz d échappement 2. turbine à gaz d échappement 3. ailettes 4. raccord de dépression 5. bague de réglage 6. raccord d huile de lubrification 7. arrivée d air 8. sortie d air Une grande partie de l énergie se perd dans l évacuation des gaz d échappement chauds et sous pression du moteur à combustion ; on réutilise donc une partie de cette énergie pour entraîner le turbo. Sa vitesse de rotation ne dépend pas du régime du moteur mais du débit des gaz d échappement. Points importants : Un turbo tourne jusqu à environ 200.000 tours par minute. Au démarrage d un moteur, il faut maintenir un régime réduit, parce que la lubrification est dépendant de la pression d huile du moteur. À l arrêt du moteur, il vaut mieux laisser tourner le moteur à bas régime pendant 2 minutes afin d assurer le brassage d huile du turbo pendant la mise à l arrêt et de diminuer la vitesse et la température du turbo. Avantages : plus de puissance du fait du remplissage plus riche du volume du cylindre énergie d entraînement gratuite meilleure combustion donc économie de gasoil moins de perte de puissance en fonction de l altitude 30
8. Ventilation du carter Connaissance des moteurs 8. Ventilation du carter Arrivée d air frais du filtre à air Clapet à membrane Séparateur d huile Tuyau en plastique Après la combustion, il subsiste un peu de gaz d échappement dans le cylindre. La ventilation du carter empêche que de l huile et des hydrocarbures imbrûlés s échappent à l air libre. En aspirant un supplément d air frais, on améliore la ventilation du carter. Ceci provoque moins de dépôts et améliore la qualité de l huile et la résistance au gel. La ventilation du carter est basée sur trois mécanismes : réduction de la concentration d oxygène dans la chambre de combustion réduction du flux sortant de gaz d échappement réduction de la température du fait de la capacité supérieure d absorption de chaleur 31
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9. Echappement Connaissance des moteurs 9. Echappement L échappement est la partie du moteur à combustion par laquelle les gaz d échappement sont évacués. Fonction de l échappement : amortir le bruit traiter les gaz résiduels dans le pot catalytique éventuel donner une contre-pression au cylindre de façon que les gaz d échappement quittent uniformément le cylindre L échappement est suspendu à une série d éléments en caoutchouc, qui isolent les vibrations de l échappement par rapport à l engin. Eléments de l échappement : collecteur d échappement silencieux pot catalytique éventuel tuyau d échappement/soupape régulatrice 33
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10. Alimentation en carburant Connaissance des moteurs 10. Alimentation en carburant Le circuit d alimentation en carburant d un moteur Diesel diffère fortement de celui d un moteur à essence. Sur un moteur Diesel, l alimentation en air et l alimentation en carburant sont totalement séparées. 10.1. Le circuit de carburant Diesel Le circuit de carburant Diesel se compose des éléments suivants : la partie basse pression la partie haute pression la partie de retour de carburant ou de fuites 10.2. La partie basse pression le réservoir de carburant : c est ici que se décantent les grosses particules éventuelles, il sert également à l acheminement du carburant vers le moteur. les conduites de carburant : outre des conduites en acier, on peut aussi utiliser des conduites flexibles difficilement inflammables munies d une gaine en acier. Précautions lors du montage : Éviter les dégradations mécaniques de façon à empêcher des gouttes de carburant de s accumuler ou de s enflammer. Lors du déplacement du moteur ou d un autre élément, les conduites de carburant ne peuvent pas être gênées dans leur action. Toutes les conduites de carburant doivent être protégées contre la chaleur. 35
Connaissance des moteurs 10. Alimentation en carburant le filtre à gazole : celui-ci a pour fonction de réduire l encrassement du carburant. Il permet de garantir une pureté maximale du carburant au bénéfice des composants sensibles à l usure. En cas de filtre encrassé, l alimentation en carburant est réduite et la puissance du moteur diminue. Sur les nouveaux moteurs, la pureté du carburant est très importante. Les exigences les plus sévères sont imposées sur ce plan afin de pouvoir obtenir une longue durée de vie. Pour ce faire, il convient de toujours monter le filtre à carburant approprié. Sur une excavatrice, on monte toujours deux types de filtres : un filtre grossier avec séparateur d eau un filtre fin Séparateur d eau : l eau de condensation s accumule dans la chambre de stockage et doit être évacuée de temps en temps. Une sonde de conductivité est parfois installée. Points importants :: Il Il faut toujours faire le le plein du du réservoir après la la fin fin des des travaux, ceci afin afin d éviter la la formation de de condensation. Préchauffage du carburant : prévient la solidification du carburant en cas de températures négatives. Le réchauffage est réalisé par procédé électrique ou avec du liquide de refroidissement ou via la conduite de retour de carburant. Pompes d alimentation : ces pompes permettent de faire parvenir la quantité nécessaire de carburant à la partie haute pression, elles servent au remplissage et à la ventilation du système après le remplacement des filtres. Types : pompes à commande électrique pompes à commande mécanique 36
10. Alimentation en carburant Connaissance des moteurs 10.3. La partie haute pression une pompe d injection : elle pompe le carburant au bon moment vers les injecteurs au moyen d un petit arbre à cames intégré. La quantité adéquate est déterminée par la position de la pédale d accélérateur en coopération avec un régulateur qui adapte la quantité de carburant à l air présent dans le cylindre. Une quantité excessive de carburant ne peut pas brûler et aboutira à l échappement sous forme de fumée noire. 1. réservoir de carburant 2. filtre à carburant 3. variateur d avance 4. pompe d injection 5. pompe d alimentation 6. régulateur de vitesse 7. pédale d accélérateur 8. conduite de carburant 9. injecteur 10. conduite de décharge 11. bougie de préchauffage 12. appareil de commande de préchauffage 13. batterie 14. contacteur d allumage 15. moteur Diesel 37
Connaissance des moteurs 10. Alimentation en carburant injection de carburant à rampe commune (common rail) : ce système fonctionne à une pression de 1.800 bars. Pour répondre aux exigences environnementales sévères, tous les moteurs quittant l usine doivent être équipés du système de rampe commune (common rail). Grâce aux pressions très élevées qui y sont appliquées, il est possible de nébuliser très finement le carburant. En combinaison avec la commande électronique, ceci permet de réguler la combustion par paliers et de la faire intervenir à un moment très précis. Les systèmes à rampe commune requièrent plus de connaissances en électronique. C est pourquoi les réparations doivent toujours être confiées à un homme de métier. Les moteurs Diesel à suralimentation et injection directe sont de plus en plus courants. Avec ces moteurs, on est parvenu à faire baisser encore davantage la consommation de carburant et parallèlement à augmenter les puissances jusqu à des valeurs autrefois réservées aux moteurs à essence. Malgré ces mesures, il subsiste tout de même une différence notable de consommation de carburant entre un moteur à essence et un moteur Diesel. Exigences futures du client et du législateur : réduire la consommation améliorer les performances améliorer le confort réduire les émissions améliorer le rapport coût/efficacité L amélioration de la consommation de carburant entraîne une hausse du rendement. Sécurité et environnement Les liquides sous très haute pression présentent un danger! Il ne faut jamais intervenir sur le circuit de carburant lorsque le moteur tourne. Après l arrêt du moteur, il convient toujours d attendre 30 secondes jusqu à ce que la pression soit redescendue à une valeur sûre. 38
10. Alimentation en carburant Connaissance des moteurs Purge du circuit de haute pression Ceci s effectue automatiquement, c est-à-dire quand le moteur n est pas redémarré après quelques secondes, l appareil de commande ouvre les injecteurs un peu plus longtemps. Ainsi, l air est évacué de la rampe commune. La partie basse pression se purge d elle-même dans le réservoir via la pompe d alimentation. Principe de fonctionnement du circuit haute pression : La pompe de haute pression délivre la pression nécessaire. La rampe commune est reliée à la pompe HP, celle-ci fonctionne comme un accumulateur. Les injecteurs sont reliés à la rampe commune. conduites de haute pression : celles-ci sont de même longueur et de même épaisseur, chaque cylindre en a une. Elles servent à prévenir les différences de pression. 1. sonde 2. connecteur 3. arrivée de carburant (HP) 4. retour de carburant 5. support 6. corps d injecteur 7. injecteur injecteurs : chaque cylindre comporte un injecteur qui nébulise le carburant et l injecte sous haute pression dans le cylindre. L injecteur est maintenu en position fermée par un puissant ressort, qui pousse une aiguille dans le trou inférieur de l injecteur. Lorsqu une onde de pression est générée à partir de la pompe d injection, le carburant présent sous haute pression force l ouverture de l injecteur. Le carburant est ainsi injecté dans la chambre de combustion. 39
Connaissance des moteurs 10. Alimentation en carburant 10.4. La partie de retour de carburant ou de fuites Ce système renvoie le carburant excédentaire vers le réservoir. La pompe d alimentation pompe beaucoup plus de carburant vers le moteur qu il n en faut réellement pour assurer la combustion. Le carburant excédentaire refroidit et lubrifie les composants, mais il empêche aussi une chute de pression ou une entrée d air dans le circuit. Il arrive souvent que 80% du carburant pompé soit renvoyé vers le réservoir. Les conduites de retour et de fuites évacuent le carburant au niveau des filtres fins, de la pompe d injection et des injecteurs. Les opérations d entretien sur les circuits de carburant des moteurs Diesel consistent à : vidanger l eau du filtre à carburant remplacer le filtre à carburant contrôler la présence de fuites dans le circuit de carburant 10.5. Remplacement du filtre à carburant Avant de démonter le filtre à carburant, il faut le purger. Lors de cette purge, il faut parfois desserrer une vis de purge pour permettre au carburant de s évacuer. Veillez à recueillir dans un bac le carburant qui s écoule à ce moment. Vis de vidange Installez un bac collecteur et placez un tuyau sur la vis de vidange. Ouvrez la vis de purge sur la pompe d injection de carburant. Vidangez le filtre. Retirez le tuyau et enlevez le filtre. Nettoyez la surface de contact du corps de filtre. Graissez le joint d étanchéité du nouveau filtre avec de l huile. Montez le nouveau filtre et serrez-le d abord à la main, puis tournez encore le filtre de ¾ de tour. 40