De Rudolph Diesel au Common Rail - 12-01-2006 - Apres

De Rudolph Diesel au Common Rail - 12-01-2006
par Rédaction - Apres-Vente-Auto.com - http://apres-vente-auto.com
De Rudolph Diesel au Common Rail
vendredi, 01 décembre 2006
Le moteur à cycle Diesel est imaginé par Rudolf Diesel en 1893, année où il dépose un brevet
d’invention. Tout en reprenant les 4 temps du moteur classique, il se distingue par l’absence de système
d’allumage, les mélanges air-carburant s’enflammant spontanément sous l’effet de l’échauffement dû à
la compression des gaz du cylindre. Dès 1911, il déclare que «le moteur diesel peut être alimenté avec des
huiles végétales et sera en mesure de contribuer fortement au développement de l’agriculture des pays qui
l’utiliseront».
Des progrès lents
Mais à cette époque, de nombreux problèmes techniques freinent le développement de l’idée. Pour
enflammer le carburant, la pression dans la chambre de combustion doit être de 20 à 35 bars minimum, de
plus, la quantité pulvérisée est de 5 à 50 ml, pour laquelle il faut des injecteurs à l’usinage très précis (les
jeux sont de l’ordre du 1/1000 de mm). Le premier moteur de voiture de tourisme à tourner selon le cycle
diesel d’allumage spontané est la Mercedes 260 D de 1936 (2600 cm3, 45 ch. à 3 000 tr/min, taux de
compression 20,2 à 1, injection Bosch). Peugeot puis Mercedes et Volkswagen s’illustrent ensuite pour
parvenir à une généralisation de ce type de motorisation dans les années 90 avec l’arrivée de moteurs très
performants, à injection directe et turbocompresseur.
Pour améliorer encore les performances et maîtriser la combustion, les ingénieurs de Fiat imaginent dans
les années 80, de confier la gestion de l’injection à des injecteurs électroniques, comme pour les systèmes
essence. La pression est alors obtenue avec une pompe haute pression alimentant un tube où sont
raccordés les tubes d’injecteurs. Bosch résout de nombreux problèmes de mise au point et acquiert les
droits de fabrication. En 1997 sort l’Alfa Romeo 156 avec un moteur 1.9 l de cylindrée développant 105
chevaux. Depuis, les autres constructeurs se sont mis à l’injection électronique, pour répondre aux
normes de dépollution autant que pour atteindre des rendements qui dépassent communément les 60 ch au
litre (90 pour la BMW 535d de 3 litres, 80 pour la familiale Toyota Corolla Verso).
Les fabricants
Plusieurs équipementiers ont à leur tour développé des systèmes d’injection électronique. Lucas repris
par Delphi entre temps propose un montage aux constructeurs dès 1998, puis le japonais Denso équipe les
véhicules nippons de systèmes sous licence Bosch. Le dernier en date est Siemens qui passe directement à
l’injecteur piezo électrique en 2001 pour PSA et son HDI 2.0l de 110 ch. Alors que le système Bosch
injecte sous des pressions de 250 à 1 400 bars avec une préinjection et une injection principale, Siemens
peut faire jusqu’à 5 injections séparées à chaque cycle. Deux préinjections préparent l’inflammation du
carburant et réduisent les bruits, puis une injection principale donne la puissance au moteur, enfin deux
post injections permettent de réduire les émissions de polluants. C’est Siemens qui développe également
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le filtre à particules avec PSA Peugeot Citroën. Devant cette concurrence forte, les ingénieurs de Bosch
vont travailler dur et proposent en 2004 une injection à 1 600 bars pour améliorer la pulvérisation, puis 1
800 bars en 2005. L’équipementier maîtrise à son tour l’injecteur piezo électrique et annonce pour
bientôt une pression maximum à 2 000 bars qui entraînera une meilleure limitation des émissions de
polluants.
Le moteur diesel équipe désormais plus de 50% des voitures vendues en Europe, plus de 70% des ventes
en France. Son rendement en fait une des meilleures solutions pour diminuer les émissions de CO2.
Progressivement, il est ajouté du bio carburant (jusqu’à 5% actuellement) dans le gazole pour réduire
encore l’effet de serre. En adaptant les moteurs, il sera possible d’aller jusqu’à 30% dans les prochaines
années. Mais cette transition tient également aux capacités de production de ces carburants. Champions
du diesel, les constructeurs français sont favorables aux diverses solutions intégrant ce type de
mécanique. La maîtrise de la technologie est donc importante pour l’avenir des ateliers.
Michael Dufour
Important
Pourquoi changer les tubes haute pression à chaque démontage ? Les poussières ? Pas seulement !
Pièces de haute précision pouvant contenir des pressions supérieures à 2 000 bars, les tubes ont leur
étanchéité assurée par déformation des «olives» raccords. L’élasticité de ces raccords n’accepte qu’un
seul usage. Après remontage, démarrer le moteur capot fermé et monter en régime. Puis arrêter le
moteur et ouvrir le capot pour constater l’absence de fuites.
Côté réparation
Pressés par leurs clients, les constructeurs n’ont pas toujours eu le temps de préparer leurs réseaux
d’entretien à ces révolutions techniques pendant les années 90. Une image de manque de fiabilité et de
complexité a entouré les systèmes d’injection «common rail». Une fois les équipements de diagnostic
bien appréhendés et les techniciens formés aux opérations relevant de leurs compétences, l’injection
common rail s’est avérée aussi fiable que les systèmes à essence équivalents.
Malgré tout, les équipementiers ne voient pas tous les ateliers gérer des problèmes de réparation. Plus
encore que les injections diesel traditionnelles, les injections common rail nécessitent des appareils de
diagnostic, et des bancs spéciaux pour le contrôle des pompes et des injecteurs. Les pressions atteintes
dépassent en effet largement les valeurs atteintes sur les anciennes injections indirectes (250 à 1800 bars
pour 130 bars auparavant). Pièce d’usure principale dans l’injecteur, le nez est désormais réparable
avec un appareil adapté. Le contrôle des pressions dans le circuit peut se faire avec des outils simples et
d’un coût raisonnable. Delphi puis Bosch ont tous deux commercialisé des outils mesurant la pression de
retour de pression (H3PI chez Delphi, BPI chez Bosch). Les débits obtenus permettent de diagnostiquer
les défauts présents sur le circuit basse pression.
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Pour le début 2007, Bosch prépare un matériel pour vérifier la haute pression et dévoilait à
Automechanika en septembre dernier un contrôleur d’injecteur électronique. Ces outils viennent
compléter les appareils de diagnostic des circuits de commande électroniques (DS100 à 800 chez Delphi,
KTS chez Bosch…). Il est donc temps de surveiller cette spécialité.
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