Les moteurs diesel modernes utilisent un système d’injection de carburant à rampe commune. Les systèmes à rampe commune offrent un niveau de flexibilité qui peut être utilisé pour obtenir le meilleur contrôle des émissions, la meilleure puissance et le meilleur rendement énergétique de sa catégorie. Les fabricants d’équipement d’origine (OEM) peuvent désormais concevoir pour des performances maximales et une valeur pour l’utilisateur final sur une large gamme de machines et d’applications.

Pour la flexibilité qu’ils permettent tout en satisfaisant aux normes de contrôle de la pollution les plus strictes, un nombre croissant de moteurs diesel modernes utilisent des systèmes de carburant à injection directe à rampe commune (CRDi). Le carburant est livré au moteur sous pression et avec une précision contrôlée électroniquement dans les systèmes à rampe commune. Cela offre un niveau de flexibilité qui peut être utilisé pour obtenir le meilleur contrôle des émissions, la meilleure puissance et la meilleure consommation de carburant de sa catégorie.

Dans cet article, vous apprendrez la définition, les fonctions, les composants, le schéma, le fonctionnement, les avantages et les inconvénients d’un système d’injection directe à rampe commune.

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Qu’est-ce qu’une injection directe à rampe commune ?

Les moteurs diesel, en général, offrent l’avantage évident d’un rendement énergétique élevé et de faibles émissions de CO2. En conséquence, un certain nombre de nouvelles technologies ont été créées pour limiter les émissions nocives. Le système d’injection directe de carburant Common Rail Direct Injection (CRDI) est l’une de ces technologies. 

Dans cette conception, la combustion commence dans la chambre de combustion principale, qui est positionnée dans une cavité au sommet de la couronne du piston. Ce système utilise des injecteurs à haute réponse et à commande électronique pour injecter le diesel cinq fois plus précisément qu’un système d’injection standard. En conséquence, il y a une diminution plus importante des particules et des NOx, ce qui améliore le rendement énergétique et le couple. En conséquence, le bruit et les vibrations du moteur sont réduits.

En 1997, Bosch a introduit le premier système à rampe commune. Le système tire son nom du réservoir haute pression commun (common rail) qui alimente en essence tous les cylindres. La pression du carburant doit être générée individuellement pour chaque injection dans les systèmes d’injection diesel traditionnels. Le système à rampe commune, quant à lui, sépare la génération de pression et l’injection, garantissant que le carburant est toujours accessible à la pression d’injection appropriée.

Applications

Le système à rampe commune convient à tous les types de véhicules routiers diesel, depuis les citadines (comme la Fiat Panda) jusqu’aux véhicules de fonction (comme l’Audi A8). BOSCH, Delphi, Denso et Siemens VDO sont les principaux fabricants de systèmes à rampe commune actuels (désormais détenus par Continental AG).

Les fonctions

Voici les principales fonctions d’un système d’injection directe à rampe commune dans ses différentes applications :

Alimentation en carburant :

Le corps de la pompe d’injection contient des pièces de pompe telles que le cylindre et le piston. Lorsque la came soulève le piston, le carburant est pressé à haute pression et transféré à l’injecteur.

Ajustement de la quantité de carburant :

Quelle que soit la vitesse d’essorage ou la charge, l’admission d’air dans les moteurs diesel est presque constante. La puissance et la consommation de carburant fluctuent lorsque la quantité d’injection change avec le régime moteur tandis que le calage de l’injection reste constant. La pédale d’accélérateur permet de modifier la puissance du moteur, qui est presque proportionnelle à la quantité injectée.

Calage de réglage de l’injection :

L’intervalle entre le moment où le carburant est injecté, allumé et brûlé et le moment où la pression de combustion maximale est atteinte est appelé délai d’allumage. Étant donné que cette période de temps est presque constante quel que soit le régime moteur, une minuterie est utilisée pour ajuster et modifier le calage de l’injection, permettant ainsi une combustion optimale.

Carburant d’atomisation :

Le carburant est soigneusement mélangé à l’air lorsqu’il est mis sous pression par la pompe d’injection, puis atomisé par la buse d’injection, ce qui améliore l’allumage. La conséquence finale est une combustibilité totale.

Composants d’une injection directe à rampe commune

Les principaux composants d’un système d’injection directe à rampe commune comprennent :

  • Pompe d’injection de carburant – met le carburant sous pression à haute pression
  • Tuyau haute pression – envoie le carburant à la buse d’injection
  • Buse d’injection – injecte le carburant dans le cylindre
  • Pompe d’alimentation – aspire le carburant du réservoir de carburant
  • Filtre à carburant – filtre le carburant
  • Calculateur moteur

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Principe de fonctionnement

Le fonctionnement d’un système d’injection directe à rampe commune CRDi est moins complexe et peut être facilement compris. Un système à rampe commune est constitué d’un accumulateur de pression (ou, pour le dire autrement, d’un tuyau de distribution d’essence) positionné le long du bloc moteur. Une pompe à carburant multicylindre haute pression alimente le rail. Les électrovannes sont utilisées pour allumer les injecteurs. Les électrovannes et la pompe à carburant sont contrôlées électroniquement.

La pression d’injection dans un système d’injection à rampe commune est indépendante du régime et de la charge du moteur. De ce fait, le contrôle des paramètres d’injection est simple. Afin de réduire le bruit du moteur et les émissions de NOx, une injection pilote est généralement utilisée. Le débit de carburant est contrôlé par une vanne de type pointeau et siège dans les injecteurs. 

Le haut et le bas du pointeau sont alimentés en pression de carburant. En évacuant une partie de la pression exercée sur le haut, la pression exercée sur le bas fera sortir l’aiguille de son siège. Le carburant s’écoulera ensuite par les ouvertures des buses.

Avantages et inconvénients d’un système d’injection directe à rampe commune

Avantages :

Voici les avantages d’un CRDi dans ses différentes applications :

  • Il produit 25 % de puissance et de couple en plus qu’un moteur à injection directe classique.
  • L’investissement initial est minime.
  • Il est possible d’obtenir un meilleur ramassage.
  • Il réduit au minimum le bruit et les vibrations.
  • Il est possible d’obtenir plus de kilométrage.
  • Les émissions sont minimes.
  • La quantité de carburant consommée est réduite.
  • Il est possible d’obtenir de meilleurs résultats.

Désavantages:

Malgré les avantages du système CRDi, certaines limites subsistent. Voici ci-dessous les inconvénients d’une injection directe à rampe commune dans ses différentes applications :

  • Véhicule cher
  • Pièces coûteuses
  • Le coût de maintenance est élevé
  • Conception compliquée en raison de nombreuses pièces

Conclusion

Les systèmes à rampe commune offrent un niveau de flexibilité qui peut être utilisé pour obtenir le meilleur contrôle des émissions, la meilleure puissance et le meilleur rendement énergétique de sa catégorie. Les fabricants d’équipement d’origine (OEM) peuvent désormais concevoir pour des performances maximales et une valeur pour l’utilisateur final sur une large gamme de machines et d’applications. 

C’est tout pour cet article, où sont expliqués la définition, les applications, les fonctions, les composants, le schéma, le fonctionnement, les avantages et les inconvénients d’une injection directe à rampe commune.

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