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BTS AVA Analyse des systèmes et contrôle des performances Session 2015 - Code :

BTS AVA Analyse des systèmes et contrôle des performances Session 2015 - Code : AVE4SCP DOSSIER TECHNIQUE Le moteur essence à injection directe EP6 CDTX (Euro 5) de 200 chevaux (147 kW) fait partie de la famille des moteurs EP, dits « Prince », développés en collaboration avec le groupe BMW. Il est produit dans l’usine P.S.A de Douvrin, en France. Il s’agit d’un 4 cylindres de 1598 cm3 : 1.6 THP 16v 200ch. 1- PRÉSENTATION GÉNÉRALE Ce moteur et son système d’injection sont constitués des éléments principaux suivants : Dossier Technique Page A1/20 BTS AVA Analyse des systèmes et contrôle des performances Session 2015 - Code : AVE4SCP Courbes caractéristiques constructeur : Puissance maximale : 147 kW (200 ch) de 6000 à 6800 tr/min. Couple maximal : 275 N.m de 1750 à 4500 tr/min. Consommation en cycle mixte (BVM6) : 6,5 l/100km. Emission de CO2 (BVM6) : 149 g/km 2- LA POMPE HAUTE PRESSION DE CARBURANT 2.1- Rôle et emplacement Elle est chargée de produire le débit de carburant nécessaire à l’injection. La pompe est entraînée par l’arbre à cames d’admission, coté volant moteur. 2.2- Description La pompe est entraînée en rotation par l’arbre à cames. La plage de pression d’utilisation dans la rampe d’injection est de 40 à 120 bars. Pression dans la rampe haute pression au ralenti : 50 bars. La pression est limitée à 140 bars par un clapet de surpression. La régulation de pression est obtenue par une électrovanne de régulation qui a une double fonction : débit / pression. Dossier Technique Page A2/20 Depuis pompe BP Accumulateur M Pompe HP Pompe BP Electrovanne Injecteur 4* Injecteur 3* Injecteur 2* Injecteur 1* Clapet de surpression Clapet d’admission basse pression Admission pompe HP Refoulement pompe HP M Vers pompe HP Depuis pompe BP Vers injecteurs Depuis pompe HP Noyau +Tiroir de distribution BTS AVA Analyse des systèmes et contrôle des performances Session 2015 - Code : AVE4SCP 2.3- Fonctionnement de l’ensemble pompe HP et de son électrovanne L’électrovanne (pilotée en rapport cyclique d’ouverture : RCO) est constituée d’un solénoïde qui pilote le déplacement du tiroir de distribution : Le tiroir de distribution permet la régulation de la haute pression selon trois modes de fonctionnement : • Régulation de pression par modulation de débit (RCO > 40%) : Par exemple la pression dans le rail est de 80 bars et la pression de consigne est de 100 bars : Le tiroir se déplace vers la droite pour augmenter la section de passage du carburant vers la pompe haute pression. Si la consigne de pression diminue légèrement, alors le tiroir se déplace vers la gauche pour diminuer la section de passage. Haute pression : Basse pression : * : Commande non étudiée ici. : Même commande. Dossier Technique Page A3/20 Noyau + Tiroir de distribution Vers pompe HP Vers pompe BP Depuis injecteurs Depuis pompe HP Accumulateur M Pompe HP Pompe BP Electrovanne Injecteur 4* Injecteur 3* Injecteur 2* Injecteur 1* M BTS AVA Analyse des systèmes et contrôle des performances Session 2015 - Code : AVE4SCP • Chute de pression contrôlée ou rapide : Par exemple la pression dans le rail est de 120 bars et la pression de consigne est de 60 bars : Le tiroir se déplace vers la gauche, annule de débit vers la pompe haute pression et diminue l’effort exercé sur la bille de décharge. Le carburant peut alors retourner vers le circuit basse pression. • Chute de pression de sécurité (P>140bars) : Quelle que soit la position de l’électrovanne, si la pression dans la rampe atteint 140 bars, le clapet de surpression s’ouvre et le carburant est déchargé dans le circuit d’alimentation basse pression. • Particularité de fonctionnement: Lorsque cette électrovanne est en défaut, la pompe basse pression fournit une pression de 5 bars. A la sortie de la pompe BP, le carburant se dirige vers le tiroir de distribution de l’électrovanne qui ferme dans cette phase le passage vers les éléments de pompage (électrovanne non alimentée). Le carburant est alors admis directement vers la rampe d’injection par un autre conduit dans lequel se trouve un clapet anti-retour. Dans ces conditions, le moteur peut fonctionner. Dossier Technique Page A4/20 Position 1 Position 2 Position 3 BTS AVA Analyse des systèmes et contrôle des performances Session 2015 - Code : AVE4SCP 3- LE BOITIER PAPILLON MOTORISÉ Le papillon est actionné par un moteur électrique à courant continu en 12V. Un double capteur à effet Hall positionné sur l'axe du papillon permet au CMM de connaître précisément la position de ce dernier. 3.1- Fonctionnement en mode atmosphérique (N<1700 tr/min) Le papillon des gaz est grand ouvert. En cas de dysfonctionnement du système de levée variable de soupape à l’admission, c’est le boîtier papillon motorisé qui va gérer le remplissage des cylindres. 3.2- Fonctionnement en mode turbocompressé (N>1700 tr/min) Il gère dans ce cas la quantité d’air admise. Un capteur pédale d’accélérateur traduit au calculateur moteur multifonction la demande du conducteur. 3.3- Positions du papillon des gaz Position 1 : phase moteur dégradé, ou moteur arrêté : papillon au repos (contact coupé) ou position "limp home" en cas de défaillance. Position 2 : phase de fonctionnement atmosphérique : papillon grand ouvert. Position 3 : phase turbocompressée : position variable du papillon pilotée par le calculateur. 4- LES DEUX DÉPHASEURS VARIABLES D’ARBRES À CAMES 4.1- Rôle Les arbres à cames admission et échappement sont munis de déphaseurs variables d’arbres à cames (système « VVT »). Les déphaseurs variables permettent d’adapter l’épure de distribution des soupapes en fonction des conditions de fonctionnement du moteur. L’addition des deux déphaseurs variables permet, en modifiant le point d’ouverture et de fermeture des soupapes d’admission et d’échappement, de : - réduire la consommation de carburant, - réduire les émissions de polluants (HC, CO, NOx), - stabiliser le ralenti et le fonctionnement moteur à froid, - optimiser le couple moteur sur toute la plage de régime. Dossier Technique Page A5/20 A B BTS AVA Analyse des systèmes et contrôle des performances Session 2015 - Code : AVE4SCP 4.2- Description 1- Déphaseur variable d’arbre à cames d’admission. 2- Déphaseur variable d’arbre à cames d’échappement. 3- Electrovanne de distribution variable d’échappement. Les déphaseurs variables d’arbres à cames sont commandés par la pression de l’huile moteur qui est distribuée par le biais des électrovannes de distribution variable. Ils sont composés : - d’une denture externe entrainée par la chaîne de distribution. - d’un rotor interne solidaire de l’arbre à cames (déplacé par la pression d’huile, il permet le déphasage). La différence de pression d’huile de chaque côté des palettes décale l’arbre à cames par rapport au pignon d’entraînement : Chambre A en pression (ralenti) : Chambre B en pression (ou sans pression à l’arrêt) : Lorsque la pression d’huile passe en dessous de 0,5 bar (à l’arrêt ou lors d’un dysfonctionnement), le déphaseur revient en position initiale grâce à un ressort de rappel. Cette position correspond à la figure de droite ci-dessus. Remarques : - Avant démarrage (à l’arrêt), les soupapes d’admission sont alors en position de retard maximum (RFA maxi. – AOA mini. – levée de soupape maxi à 120° après le PMH). Au démarrage, la pression d’huile s’installe dans les déphaseurs. - Au ralenti, les soupapes d’admission sont en position d’avance maximum (AOA maxi. – RFA mini. – levée maxi à 60° après le PMH). A partir de sa position au ralenti, l’admission peut être déphasée côté retard (l’AOA diminue). Dossier Technique Page A6/20 BTS AVA Analyse des systèmes et contrôle des performances Session 2015 - Code : AVE4SCP 4.3- Fonctionnement - généralités A.O.A : Avance à l’Ouverture de l’Admission R.F.A : Retard à la Fermeture de l’Admission A.O.E : Avance à l’Ouverture de l’Échappement R.F.E : Retard à la Fermeture de l’Échappement 1 : Phase admission. 2 : Phase compression. 3 : Phase combustion. 4 : Phase échappement. 4.4- Le capteur de position d’arbre à cames d’admission Ce capteur est implanté en bout d'arbre à cames d’admission, en regard d'une cible solidaire de l’arbre à cames d’admission et non remplaçable. De type à effet Hall, ce capteur est alimenté en 5 volts. Il permet au C.M.M de connaître la position du cylindre n°1 (donc des 4 cylindres) et de contrôler le fonctionnement du déphaseur d’arbre à cames d’admission. 4.5- Les électrovannes de distribution variable Les électrovannes de commande pilotent hydrauliquement les déphaseurs d’arbres à cames. Elles distribuent l’huile moteur sous pression dans les chambres A et B. Les électrovannes de distribution variable sont situées dans la culasse, côté distribution. Dossier Technique Page A7/20 BTS AVA Analyse des systèmes et contrôle des performances Session 2015 - Code : AVE4SCP Elles se trouvent en regard des arbres à cames : Les deux électrovannes de distribution sont identiques. Le calculateur moteur multifonction pilote les électrovannes de commande des déphaseurs d’arbres à cames en fonction du régime moteur, de la charge moteur et de la position des soupapes d’admission. 5- LE SYSTÈME DE LEVÉE VARIABLE DE SOUPAPE À L’ADMISSION 5.1- Rôle Le système de levée variable uploads/Management/ 7188-ava2015-dossier-technique.pdf