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La pompe en ligne I Description L'élément de pompage assure le débit de fuel qu

La pompe en ligne I Description L'élément de pompage assure le débit de fuel qui est introduit dans la chambre de combustion par l'injecteur. Il se compose ; - d'un piston animé d'un mouvement alternatif par l'action d'un arbre à cames et d'un ressort de rappel. - d'une chemise, deux orifices permettent l'introduction du fuel, l'un des orifices permet un retour du fuel vers la chambre d'alimentation à l'extérieur de l'élément de pompage. - d'un clapet de refoulement, il isole la chambre de pompage du circuit et sert de raccord pour le tuyau d'injecteur. L'élément de pompage est installé dans le carter de la pompe d'injection (illustration page 11). II Fonctionnement Aspiration, le piston descend vers le point mort bas. L'augmentation du volume entre le piston et le clapet aspire le fuel par action de la dépression. L'alimentation de la pompe d'injection en fuel est assurée par une pompe mécanique dite "de transfert", ce circuit est pressurisé. La rainure verticale permet le remplissage du volume annulaire sous la rampe hélicoïdale. Début d'injection, l'action de la came remonte le piston, le fuel est refoulé par les orifices de remplissage. Le mouvement ascendant du piston ferme les orifices de remplissage, le fuel est contraint de sortir à travers le clapet de refoulement puis l'injecteur. Fin d'injection, le mouvement du piston découvre l'orifice d'alimentation sous la rampe hélicoïdale. Le fuel trouve un passage facile pour sortir de la chambre de compression, le débit de fuel ne circule plus vers l'injecteur. Le piston finit sa course à vide vers le point mort haut et recommence un cycle en descendant Création d’un débit de fuel Dosage du débit de fuel Le dosage du débit de fuel injecté est réalisé par la rotation du piston de pompage. Un pignon solidaire du piston est en prise avec une crémaillère. 1 La position de la crémaillère est déterminée par le fonctionnement d'un régulateur centrifuge, explication page 13. Moteur en pleine charge, plein débit La position du piston est telle que face à l'orifice de retour la distance de recouvrement entre la partie supérieure du piston et le dessous de la rampe hélicoïdale est maximum. L'injection se fait pendant le recouvrement de l'orifice soit sur une partie importante de la course du piston Moteur sous charge réduite, débit moyen La crémaillère positionne le piston sur une position intermédiaire, la partie étroite de la rampe hélicoïdale se rapproche de l'orifice de retour, la longueur de recouvrement est réduite. Moteur au ralenti Le piston est dans une position où la rampe hélicoïdale découvre l'orifice de retour sur une petite course après la fermeture par le haut du piston. Arrêt du moteur La crémaillère positionne la rainure verticale face à l'orifice de retour, aucun débit ne peut se faire vers l'injecteur, tout le débit créé par le piston circule dans la rainure verticale. En résumé, la quantité de fuel injecté dépend de l'instant où la rampe hélicoïdale découvre l'orifice de retour III Fonctionnement de l’élément de pompage L'élément de pompage est installé au-dessus d'un arbre à cames qui permet le mouvement alternatif du piston. L'arbre à cames est synchronisé avec le vilebrequin et par conséquent avec le mouvement des pistons du moteur. La crémaillère actionnée par le régulateur mécanique (explication page suivante) commande ensemble tous les éléments de pompage. 2 En phase d'injection, le piston est soumis à une force hydraulique dirigée vers le bas. Cette force due à l'action de la pression sur la surface du piston est équilibrée par une force mécanique appliquée par la came. Cette force mécanique se transmet par le contact de la came sur le galet cylindrique soit une surface très étroite correspondant à une génératrice. La came et le galet sont soumis à une pression de contact énorme (qui justifie une modernisation de l'injection, explication page 28). Pour améliorer le fonctionnement du moteur, les pompes d'injection sont souvent équipées d'un système d'avance variable. Ce système décale la position angulaire de l'arbre à cames de la pompe d'injection par rapport au vilebrequin en fonction de la vitesse de rotation. IV Le régulateur Le régulateur dose le débit de fuel injecté dans le moteur en fonction de la demande du conducteur par son action sur l'accélérateur et de la charge résistante appliquée au volant. Le régulateur utilise un système de masselottes tournantes dont la force d'écartement est en opposition à un ressort. La force du ressort est modifiée par l'action de la pédale d'accélérateur. La crémaillère suit la position d'équilibre entre les masselottes et le ressort. Appuis sur l'accélérateur L'appui sur l'accélérateur comprime le ressort, resserre les masselottes et déplace la crémaillère vers la position plus de débit de fuel. Montée en régime, diminution de la résistance (charge) Les masselottes s'écartent, compriment le ressort et déplacent la crémaillère vers la position moins de débit de fuel jusqu'à retrouver l'équilibre des forces. Des butées limitent la course de la crémaillère sur la position débit maximum, cette position correspond à la position de pleine puissance ou puissance nominale. Le régulateur mécanique utilise de nombreuses pièces en mouvement, chacune ayant un jeu de fonctionnement et sujette à usure. L'inertie des pièces mobiles occasionne un manque de précision de la position d'équilibre et des temps de réponse longs. Les performances du régulateur mécanique sont limitées, même avec des assistances hydrauliques. Il ne permet pas de faire fonctionner les moteurs modernes en conformité avec les normes anti-pollution, c'est pourquoi il de plus en plus remplacé par une régulation utilisant un système électronique, (voir page 24). 3 Les injecteurs L'injecteur installé dans la culasse introduit le fuel au-dessus du piston dans un volume dénommé la chambre de combustion. L'injecteur a plusieurs fonctions à assurer ; - faire pénétrer le fuel dans la chambre de combustion malgré la pression de l'air en fin de compression, - pulvériser le fuel en particules microscopiques pour favoriser le mélange intime entre les molécules d'air et les molécules de fuel, - provoquer des turbulences dans la masse d'air pour améliorer le brassage air / fuel, - animer les particules de fuel de suffisamment de vitesse pour qu'elles traversent la chambre de combustion afin de profiter de toute la masse d'air disponible. Ces fonctions sont réalisées par la mise sous pression du fuel et son passage en force à travers les orifices extérieurs de l'injecteur L'injecteur désigne généralement un ensemble qui comprend : - un corps porte injecteur, il supporte les différents éléments et permet la tenue dans la culasse, - une aiguille mobile dans une buse ou corps d'injecteur, - un ressort, la force du ressort s'applique à l'aiguille par une tige de poussée. Fonctionnement Au repos, l'aiguille est appliquée sur son siège par le ressort, aucun débit de fuel ne peut sortir du nez de l'injecteur. 4 En phase d'injection, le débit de fuel trouve un passage fermé par l'aiguille, l'opposition au débit installe une pression qui agit sur une surface, épaulement ou une différence de diamètre, en opposition au ressort. La force hydraulique équilibre le ressort, l'aiguille se soulève, le fuel peut circuler à travers le ou les trous d'injection. Le ou les trous constituent une autre difficulté à la circulation du fuel, la pression du fuel augmente encore, cette pression est supportée par l'élément de pompage de la pompe d'injection. Les pressions d'injection ont tendance à augmenter, de 10 000 à 20 000 kPa pendant plusieurs décennies, elles atteignent 90 000 kPa avec les pompes mécaniques performantes, elles atteignent maintenant 150 000 à 200 000 kPa avec les injections modernes. 5 Evolution de l’injection, la contrainte des normes La conformité aux nouvelles contraintes anti-pollution est un des principaux arguments qui justifie les évolutions technologiques avec une part importante pour l'injection électronique. Les normes TIER 1, TIER 2, actuellement TIER 3 et bientôt TIER 4 définissent des échéances de qualités en fonction de la puissance des moteurs (illustration ci-dessous). Il est évident que ce n'est pas l'électronique qui pousse le carburant dans les chambres de combustion. L'électronique est utilisée pour gérer le début de l’injection (avance) et la quantité de carburant injectée. La puissance nécessaire pour pousser le carburant en force à travers les injecteurs est transmise par des systèmes mécaniques ou hydrauliques. L’INJECTION MODULAIRE MUI Présentation Moteurs M. U. I. (Mechanical Unit Injector / Mécanique Unité Injection) (Moteurs 3114, 3116, 3126). Pour améliorer les performances de l'injection il faut pulvériser le carburant le plus finement possible, l'idéal serait une pulvérisation à l'échelle moléculaire. Les constructeurs travaillent à des pressions d'injection importantes pour obtenir une pulvérisation fine et une forte pénétration favorisant le mélange air / carburant. Dans une pompe d'injection classique, en ligne ou rotative, la pression est obtenue mécaniquement par l'action d'une force sur la surface de l'élément de pompage. L'augmentation de la pression fait augmenter les contraintes mécaniques dans l'arbre à cames de la pompe d'injection et l'accouplement dans la distribution. En installant les éléments de pompage dans la culasse, c'est l'arbre à cames de distribution de forte section qui fournit le couple nécessaire. L'absence de tuyau d'injecteur diminue les causes de retard uploads/Litterature/ la-pompe-en-ligne 1 .pdf