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Service Training
Programme autodidactique 514
La nouvelle gamme de moteurs diesel EA288
Conception et fonctionnement
La nouvelle gamme de moteurs diesel EA288
La Golf 2013 inaugure chez Volkswagen une nouvelle gamme de moteurs diesel. Cette gamme de moteurs porte
la désignation EA288.
Cette nouvelle génération de moteurs a été, en ce qui concerne l’entraxe des cylindres ainsi que le rapport course/
alésage, développée à partir de l’ancienne gamme de moteurs EA189 et constitue la base de tous les futurs
moteurs diesel en ligne chez Volkswagen.
En prévision de futures normes antipollution, de nombreux groupes d’organes des nouveaux moteurs diesel
4 cylindres de la famille EA288 ont été remaniés ou constituent des innovations.
Ce Programme autodidactique vous informe sur l’architecture et la conception de la nouvelle génération de
moteurs EA288 ainsi que sur le fonctionnement des différents sous-systèmes du moteur.
S514_001
Ce Programme autodidactique présente
la conception et le fonctionnement
d’innovations techniques récentes !
Son contenu n’est pas mis à jour.
2
Pour les instructions actuelles de contrôle,
de réglage et de réparation, veuillez vous
reporter à la documentation correspondante
du Service après-vente.
Attention
Remarque
En un coup d’œil
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
La plateforme modulaire diesel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Caractéristiques techniques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Mécanique moteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Bloc-cylindres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Équipage mobile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Entraînement par courroie crantée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Culasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Circuit d’huile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Thermogestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Système d’alimentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Gestion moteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Vue d’ensemble du système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Système de régulation d’air. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Recyclage des gaz d’échappement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Système d’épuration des gaz d’échappement conforme à la
norme antipollution Euro 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Dispositif de préchauffage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Le moteur EA288 conforme à la norme antipollution Euro 4 . . . . . . . . . . . . . 67
Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71
Contrôlez vos connaissances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
3
Introduction
La plateforme modulaire diesel (MDB)
La nouvelle gamme de moteurs diesel EA288 est
également appelée plateforme modulaire diesel
(MDB).
La plateforme modulaire diesel constitue une base
homogène pour les futurs moteurs diesel en ligne du
Groupe Volkswagen, permettant une mise en œuvre
toutes catégories confondues.
Le concept de plateforme modulaire diesel se fonde
sur la subdivision du moteur en modules d’unités
fonctionnelles. Suivant les exigences de cylindrée, de
puissance, de norme antipollution et de catégorie de
véhicules, les moteurs peuvent être configurés à partir
de modules, identiques ou modifiés, du groupe
motopropulseur de base et des pièces annexes.
1
4
2
5
3
6
7
8
9
10
S514_104
Groupe motopropulseur de base
Pièces annexes
1
Carter d’arbre à cames de conception modulaire
7
2
Culasse
Module de collecteur d’échappement avec
turbocompresseur
3
Bloc-cylindres
8
Module de tubulure d’admission avec radiateur
d’air de suralimentation refroidi par eau
4
Pompe de liquide de refroidissement interruptible
9
Module d’épuration des gaz d’échappement
5
Pompe à huile / à dépression
10
Module de recyclage des gaz d’échappement
6
Commande de distribution et entraînement des
organes auxiliaires
La conception modulaire permet de répondre aux exigences actuelles en matière de consommation de carburant,
d’émissions polluantes et de déploiement de puissance ainsi que de relever de façon rentable les défis futurs tels
que la satisfaction aux exigences des législations nationales et régionales.
4
Caractéristiques techniques
Lettres-repères moteur
CLHA
CRBC
Type
Moteur quatre cylindres en ligne
Moteur quatre cylindres en ligne
Cylindrée
1598 cm3
1968 cm3
Alésage
79,5 mm
81,0 mm
Course
80,5 mm
95,5 mm
Nb de soupapes par cylindre
4
4
Rapport volumétrique
16,2 : 1
16,2 : 1
Puissance maxi
77 kW à 3 000 – 4 000 tr/min
110 kW à 3500 – 4 000 tr/min
Couple maxi
250 Nm à 1500 – 2750 tr/min
320 Nm à 1750 – 3000 tr/min
Gestion du moteur
Bosch EDC 17
Bosch EDC 17
Carburant
Gazole selon EN 590
Gazole selon EN 590
Post-traitement des gaz
d’échappement
Recyclage des gaz d’échappement, catalyseur d’oxydation, filtre à particules
Recyclage des gaz d’échappement, catalyseur d’oxydation, filtre à particules
Norme antipollution
Euro 5
Euro 5
Diagramme de couple et de puissance
80
260
70
220
60
180
50
140
40
100
30
60
20
20
10
1000 2000 3000 4000
380
110
340
100
300
90
260
80
220
70
180
60
140
50
100
40
30
60
1000 2000
Régime [tr/min]
Puissance [kW]
300
Couple [Nm]
Moteur TDI 2,0l de 110kW
90
Puissance [kW]
Couple [Nm]
Moteur TDI 1,6 l de 77 kW
340
3000 4000
Régime [tr/min]
S514_099
S514_100
5
Mécanique moteur
Bloc-cylindres
Le bloc-cylindres du moteur EA288 est réalisé en fonte grise. Il s’agit ici d’un alliage de fonte et de graphite
lamellaire.
Caractéristiques techniques du bloc-cylindres
Le bloc-cylindres possède des taraudages profonds pour des vis de culasse longues. Cela permet d’obtenir d’une
part une bonne répartition de la transmission des forces dans la structure du bloc-cylindres et d’autre part une
répartition équilibrée de la pression sur toute la circonférence du joint de culasse. L’architecture des conduits de
refroidissement dans le bloc-cylindres assure un bon refroidissement des pontets entre les cylindres.
Bloc-cylindres du moteur TDI de
1,6 l
Le bloc-cylindres du moteur TDI de 1,6 l ne possède
pas d’arbres d’équilibrage. La cylindrée du moteur
TDI de 1,6 l, réduite par rapport au moteur TDI de
2,0 l, est obtenue grâce à un alésage réduit de
1,5 mm et une course raccourcie de 15 mm.
S514_004
Bloc-cylindres du moteur TDI de
2,0 l
Le bloc-cylindres du moteur TDI de 2,0 l est fabriqué
avec ou sans arbre d’équilibrage. Le montage d’un
moteur avec ou sans arbres d’équilibrage dépend du
modèle du véhicule sur lequel le moteur est utilisé.
S514_005
6
Équipage mobile
Vilebrequin
Pistons et bielles
En raison des sollicitations mécaniques importantes,
le moteur EA288 est équipé d’un vilebrequin forgé à
cinq paliers. Au lieu des huit contrepoids classiques,
ce vilebrequin ne possède que quatre contrepoids
pour la compensation des forces générées par les
masses en rotation. Cette modification permet de
réduire la sollicitation des paliers de vilebrequin. En
outre, les émissions de bruit pouvant être provoquées
par des mouvements intrinsèques et oscillations du
moteur sont réduites.
Les pistons du moteur EA288 ne possèdent pas
d’évidement de débattement de soupape. Cette
forme de conception des pistons permet de réduire le
volume mort et d’améliorer le mouvement
tourbillonnaire de l’air d’admission dans le cylindre.
Pour le refroidissement de la zone des segments de
piston, les pistons disposent d’un conduit de
refroidissement annulaire, dans lequel l’huile est
injectée via les injecteurs de refroidissement de
piston. Les bielles sont de type trapézoïdales
fracturées.
Le pignon de courroie crantée d’entraînement de
pompe à huile et la couronne dentée d’entraînement
des arbres d’équilibrage sont montées à chaud sur le
vilebrequin.
Arbre d’équilibrage
Piston
Pignon de courroie crantée
d’entraînement de pompe à huile
Bielles
Couronne dentée
d’entraînement
des arbres
d’équilibrage
Pignon de courroie
crantée de
vilebrequin pour la
gestion moteur
S514_006
Arbre d’équilibrage
7
Mécanique moteur
Arbres d’équilibrage
Une version du moteur TDI de 2,0 l possède un
système d’arbres d’équilibrage pour réduire les
vibrations de l’équipage mobile et permettre ainsi un
fonctionnement plus silencieux du moteur.
Le système d’arbres d’équilibrage se compose de
deux arbres d’équilibrage à sens de rotation
contraires dotés de contrepoids et d’un entraînement
par cascade de pignons à denture oblique.
Fonctionnement
S514_007
Les mouvements ascendants et descendants des
pistons et des bielles ainsi que la rotation du
vilebrequin génèrent des forces qui sont à l’origine de
vibrations. Pour agir à l’encontre de ces vibrations,
deux arbres d’équilibrage tournent en sens contraires
à un régime correspondant au double de celui du
moteur. L’entraînement est assuré par le vilebrequin à
l’aide d’un entraînement par cascade de pignons.
En vue d’un entraînement à faible friction, les arbres
d’équilibrage ainsi que le pignon intermédiaire de
l’entraînement par cascade de pignons sont montés
axialement et radialement sur des roulements dans le
bloc-cylindres. Les roulements sont lubrifiés par le
brouillard d’huile dans le bloc-cylindres. L’inversion
du sens de rotation de l’un des arbres d’équilibrage
dans le sens de rotation du moteur est assurée par un
pignon intermédiaire.
Un remplacement des composants du
système d’arbres d’équilibrage à l’atelier
n’est pas possible, car le jeu entre-dents
de l’entraînement par cascade de pignons
ne peut pas être réglé avec les moyens
d’atelier.
Tenir compte des indications données
dans le Manuel de Réparation.
Fixation par
roulements
Arbres
d’équilibrage
Fixation par
roulements
Vilebrequin
Pignon intermédiaire pour
inversion du sens de rotation
S514_016
8
Entraînement par courroie crantée
Les composants de la commande de distribution sont entraînés via une courroie crantée par le vilebrequin. Partant
du vilebrequin, la courroie crantée va au galet tendeur, passe par le pignon d’entraînement d’arbre à cames et va
au pignon d’entraînement de la pompe à carburant haute pression du système d’injection à rampe commune et au
pignon d’entraînement de la pompe de liquide de refroidissement. Les galets de renvoi garantissent un
enroulement plus important de la courroie crantée sur les pignons.
Pignon d’entraînement
d’arbre à cames
Galet de renvoi
Pignon d’entraînement de
la pompe haute pression
Galet tendeur
Pignon d’entraînement de
la pompe de liquide de
refroidissement
Galet de renvoi
Pignon de courroie crantée
du vilebrequin
S514_041
Entraînement des organes auxiliaires
Les deux organes auxiliaires que sont l’alternateur et
le compresseur de climatiseur sont entraînés par le
vilebrequin via la poulie avec amortisseur de
vibrations et une courroie multipiste. La courroie
multipiste est tendue par un galet tendeur à ressort.
Alternateur
Galet
tendeur
Poulie avec amortisseur
de vibrations
Compresseur de climatiseur
S514_008
9
Mécanique moteur
Culasse
La culasse du moteur EA288 est une culasse à flux
transversal réalisée en alliage d’aluminium. Les
soupapes sont actionnées par deux arbres à cames
en tête insérés dans un carter d’arbres à cames et
solidaires de ce dernier. En raison de la disposition
des conduits d’admission et d’échappement, il y a,
pour chaque arbre à cames, commande des
soupapes d’admission et d’échappement.
L’entraînement des arbres à cames est assuré par le
vilebrequin via une courroie crantée et le pignon d’un
des arbres à cames. Les deux arbres à cames sont
reliés par un engrenage à pignons droits.
Culasse
Carter d’arbre
à cames
S514_042
Carter d’arbre à cames
Les arbres à cames sont intégrés de façon fixe et
indissociable dans un cadre de paliers fermé par un
procédé d’assemblage thermique. Ce procédé
permet une exécution très rigide de la fixation des
arbres à cames ainsi qu’un faible poids. Pour réduire
le frottement, le premier palier de chaque arbre à
cames, qui est le plus fortement sollicité par
l’entraînement par courroie crantée, est un roulement
à aiguilles.
La cible du transmetteur de Hall G40 se trouve sur un
arbre à cames. Le calculateur du moteur peut
enregistrer la position momentanée des arbres à
cames via le signal du transmetteur de Hall.
Cible
Engrenage à pignons droits
Roulement à aiguilles
Cadre de paliers
avec arbres à
cames
Transmetteur de Hall G40
S514_043
En cas de réparation, le carter d’arbre à cames doit être remplacé en même temps que les arbres à
cames.
10
Disposition des soupapes
Dans l’optique du respect de normes antipollution futures, la répartition des soupapes présente déjà sur la version
du moteur conforme à la norme Euro 5 une inclinaison en direction de l’axe longitudinal du moteur. Il en résulte
pour chaque cylindre une disposition l’une derrière l’autre des soupapes d’admission et d’échappement dans le
sens du flux. Les arbres à cames actionnent ainsi chacun une soupape d’admission et une soupape d’échappement
par cylindre. La conception des conduits d’admission et d’échappement permet, en raison de la disposition des
soupapes, de réaliser un débit maximal et un bon effet tourbillonnaire.
Air d’admission
Première soupape
d’échappement,
cylindre 2
Première soupape
d’admission, cylindre 2
Deuxième soupape
d’admission, cylindre 2
Deuxième soupape
d’échappement,
cylindre 2
Cylindre 1
Gaz d’échappement
S514_059
Chemise de liquide de
refroidissement
La chemise de liquide de refroidissement dans la
culasse se subdivise en un noyau supérieur et un
noyau inférieur. Le noyau supérieur de la chemise de
liquide de refroidissement présente un volume plus
important afin de réaliser une dissipation de chaleur
élevée dans la zone proche de la chambre de
combustion de la culasse. Les deux noyaux sont
dissociés dans la pièce en fonte de la culasse. Les flux
de liquide supérieur et inférieur ne sont réunis par une
sortie commune que du côté du pignon droit de la
culasse.
À moteur froid, le liquide de refroidissement en
provenance des noyaux supérieur et inférieur est
acheminé via la tubulure de raccordement en direction
de l’échangeur de chaleur.
Sortie vers la
tubulure de
raccordement
Noyau supérieur de la chemise
de liquide de refroidissement
S514_047
Tubulure de
raccordement des durites
Noyau inférieur de la chemise
de liquide de refroidissement
11
Mécanique moteur
Dégazage du carter-moteur
Les composants du dégazage du carter-moteur sont,
outre la goulotte de remplissage d’huile et
l’accumulateur de pression pour le système de
dépression du moteur, intégrés dans le couvreculasse.
Les flux d’air se produisant sur les moteurs à
combustion entre les segments de piston et les parois
des cylindres, les gaz de carter ou « gaz de blow-by »,
sont réacheminés dans la zone d’admission par le
dégazage du carter-moteur. On évite ainsi une
pollution de l’environnement par des gaz huileux.
Pour une séparation efficace de l’huile, le dégazage
du carter-moteur s’effectue en plusieurs étapes. Dans
un premier temps, les gaz de blow-by parviennent
depuis la zone du vilebrequin et des arbres à cames
dans le volume de calmage du couvre-culasse. Là, les
gouttelettes les plus grosses se déposent sur les parois
et peuvent s’écouler dans la culasse. Une séparation
fine des gaz huileux est ensuite assurée par un
séparateur à cyclone. Les gaz épurés sont acheminés
via le clapet de régulation de pression à la tubulure
d’admission puis à la combustion.
Dans les pays à climat froid, une résistance chauffante est utilisée pour le dégazage du carter moteur. La
résistance chauffante évite que la conduite reliant le couvre-culasse et la tubulure d’admission ne gèle à des
températures extérieures basses.
Résistance chauffante
d’aération du cartermoteur
Clapet de régulation
de pression
Réservoir de
dépression
Séparation d’huile
fine (cyclone)
Volume de calmage
Retour d’huile du séparateur
d’huile fin
Soupape à gravité pour retour
d’huile
12
S514_011
Circuit d’huile
La pression d’huile requise pour le moteur est générée par une pompe à huile à régulation de débit volumique.
Elle est entraînée par le vilebrequin via une courroie crantée séparée. La pression d’huile peut être appliquée via
la pompe à huile selon un niveau de pression élevé et un niveau de pression faible.
Conduit d’huile des arbres à cames
Module du filtre à huile
Alimentation en huile du turbocompresseur
Conduit d’huile des poussoirs hydrauliques
S514_044
Contacteur de
pression d’huile F1
Contacteur de pression
d’huile pour contrôle de
la pression réduite F378
Pompe à huile à deux niveaux
à régulation
Transmetteur de niveau d’huile et
de température d’huile G266
Gicleurs de refroidissement des pistons
Conduit d’huile du vilebrequin
13
Mécanique moteur
Pompe à huile et à dépression
Emplacement de montage et entraînement
La pompe à huile et la pompe à dépression sont
regroupées dans un carter unique. Le carter de
pompe est vissé sur la face inférieure du bloc
cylindres. Les pompes possèdent un arbre de
commande commun et sont entraînées par une
courroie crantée reliée au vilebrequin. La courroie
crantée exempte d’entretien baigne dans l’huile est
est exclusivement tendue par l’entraxe des pignons de
courroie crantée.
S514_009
Vilebrequin
Pompe à huile /
à dépression
Courroie
crantée
Pignon d’entraînement de
pompe à huile / à dépression
Raccords de pompe
La vanne de régulation de pression d’huile N428 est montée au dessus du carter d’huile dans le bloc-cylindres.
Juste à côté se trouve le raccord de la conduite de dépression, qui mène au système de dépression du moteur.
La conduite de dépression est reliée via un alésage dans le bloc-cylindres à la pompe à vide.
Conduite de dépression du
bloc-cylindres au système
de dépression
Vanne de régulation de pression
d’huile N428
Conduit d’huile vers circuit d’huile
Pompe à huile /
à dépression
14
S514_010
Pompe à dépression
La pompe à dépression aspire, via des conduites à dépression, l’air du servofrein ainsi que du système de
dépression du moteur et l’achemine au bloc-cylindres via les clapets antirotation. L’air aspiré arrive ensuite via le
dégazage du carter moteur comme gaz de blow-by dans la tubulure d’admission et est acheminé à la combustion.
L’huile utilisée pour la lubrification de la pompe à dépression arrive via les clapets antirotation de la chambre de
travail de la pompe à dépression dans le carter d’huile.
Architecture
Carter
Clapet antirotation
Piston de commande
Pignon d’entraînement
Couvercle de pompe
à dépression
Bague de
réglage
Rotor à palettes de la
pompe à dépression
S514_012
Rotor à palettes
Vanne de sécurité de
pression d’huile
Tubulure
d’admission
Ressort de bague
de réglage
Couvercle de
pompe à huile
Pompe à huile
La pompe à huile est une pompe à palettes à régulation du débit volumique, dont la caractéristique de refoulement
peut être modifiée par une bague de réglage excentrique. Le volume de refoulement de la pompe varie en
fonction de la position de la bague de réglage rotative, ce qui permet d’adapter la puissance d’entraînement de la
pompe aux conditions de fonctionnement du moteur.
La pompe à huile commute entre deux niveaux de
pression en fonction de la charge du moteur, du
régime et de la température d’huile. Cela permet une
nette réduction de la puissance d’entraînement de la
pompe dans les cycles de charge, telles que la
conduite urbaine et interurbaine.
Pression d’huile (bars)
Pilotage de la pression d’huile
5
4
3
2
Niveau de pression bas : pression d’huile entre 1,8 et 2,0 bars
2
Niveau de pression élevé : pression d’huile entre 3,8 et 4,2 bars
1
1
0
1
2
1000
2000 3000 4000 5000
Régime moteur [tr/min]
S514_013
15
Mécanique moteur
Pilotage des niveaux de pression
Niveau de pression bas - petit débit de refoulement
Dans la plage inférieure de charge et de régime moteur, un niveau de pression bas dans le circuit d’huile assure
une alimentation suffisante en huile des composants du moteur. Dans cette plage de fonctionnement, le débit de
refoulement de la pompe est diminué afin de réduire la puissance d’entraînement de la pompe à huile.
Fonctionnement
Le calculateur du moteur pilote la vanne de
régulation de pression d’huile N428 en mettant à la
masse la vanne sous tension (borne 15). La vanne
ouvre alors le conduit de commande du circuit d’huile
en direction de la surface de commande 2 du piston
de commande.
La pression d’huile agit maintenant sur les deux
surfaces du piston de commande et augmente ainsi la
force déplaçant le piston de commande contre le
ressort du piston de commande.
Circuit d’huile
Petite chambre
de refoulement
L’arête de commande du piston libère une section
plus importante et envoie un débit d’huile important
vers la chambre de commande de pompe. Dès que la
pression d’huile dans la chambre de commande de
pompe dépasse la force du ressort de la bague de
réglage, la bague de réglage bascule dans le sens
antihoraire. Il s’ensuit une réduction de l’espace de
refoulement entre les palettes et une quantité d’huile
moins importante est refoulée dans le circuit d’huile.
Ressort du piston de commande
Vanne de régulation de pression d’huile N428
Bague de réglage
Chambre de
commande de pompe
Ressort de bague
de réglage
Piston de commande
Surface de
commande 2
Surface de
commande 1
S514_015
Huile sans pression
16
Pression d’huile env. 2 bars
Niveau de pression élevé - gros débit de refoulement
Dans la plage supérieure de régime ou à charge du moteur élevée (par ex. accélération à pleine charge), un
niveau de pression élevé est nécessaire à la lubrification des pièces du moteur. Dans ces plages de régime, la
pompe à huile génère un débit de refoulement plus important.
Fonctionnement
La vanne de régulation de pression d’huile N428
n’est pas activée par le calculateur du moteur. La
pression d’huile du circuit d’huile n’agit que sur la
surface de commande 1 du piston de commande. La
force qui repousse le piston de commande contre le
ressort du piston de commande est plus faible. L’arête
de commande du piston ne libère donc qu’une petite
section vers la chambre de commande de pompe et il
ne parvient qu’une faible quantité d’huile dans la
chambre de commande de pompe. La pression
d’huile agissant sur la surface de commande 1 est
inférieure à la force du ressort de commande.
Circuit d’huile
Petite chambre
de refoulement
La bague de réglage pivote dans le sens horaire et
augmente ainsi l’espace de refoulement entre les
palettes. La quantité d’huile refoulée est plus
importante en raison de l’espace de refoulement
agrandi.
De l’huile de fuite en provenance de la chambre de
commande 2 du piston de commande arrive au carter
d’huile via le conduit de commande et la vanne de
régulation de pression d’huile.
Ressort du piston de commande
Vanne de régulation de pression d’huile N428
Bague de réglage
Chambre de
commande de pompe
Ressort de bague
de réglage
Piston de commande
Surface de
commande 2
Surface de
commande 1
S514_018
Huile sans pression
Pression d’huile
env. 2 bars
Pression d’huile
env. 4 bars
Faible pression
d’huile
17
Mécanique moteur
Module du filtre à huile
Le boîtier en plastique du filtre à huile et le radiateur d’huile en aluminium ont été assemblés en un module de filtre
à huile. Le module est vissé sur la culasse. L’admission de liquide de refroidissement en direction du radiateur
d’huile a lieu directement via le bloc-cylindres. La vanne de dérivation du filtre à huile est montée dans le module
de filtre à huile. Cette vanne s’ouvre lorsque le filtre à huile est bouché et assure ainsi la lubrification du moteur.
Contacteurs de pression d’huile
Les contacteurs de pression d’huile permettent de surveiller la pression d’huile dans le moteur. La pression d’huile
peut être appliquée via la pompe à huile selon deux niveaux de pression. L’évaluation des contacteurs de pression
d’huile est assurée directement par le calculateur du moteur.
Contacteur de pression d’huile pour contrôle de la
pression réduite F378
Le signal du contacteur de pression d’huile pour
contrôle de la pression réduite F378 sert à attirer
l’attention du conducteur sur une pression d’huile trop
faible dans le moteur. Le contacteur s’ouvre si la
pression d’huile n’atteint pas une plage de
0,3 à 0,6 bar. Sur ces entrefaites, le calculateur du
moteur active le témoin de pression d’huile dans le
combiné d’instruments.
Contacteur de pression d’huile F1
Le contacteur de pression d’huile F1 sert à la
surveillance de la pression d’huile au-dessus du seuil
de commutation de la vanne de régulation de
pression d’huile N428.
Le contacteur se ferme lorsque la pression d’huile
s’inscrit dans une plage de tolérance de
2,3 à 3,0 bars. Sur la base du signal, le calculateur
du moteur détecte que le niveau de pression d’huile
se situe au-dessus du niveau de pression bas.
Radiateur
d’huile
Retour du liquide
de refroidissement
du radiateur d’huile
Contacteur de
pression d’huile F1
Vanne de dérivation du
filtre à huile
Retour de l’huile vers les
points de lubrification du
moteur
Contacteur de
pression d’huile pour
contrôle de la
pression réduite
F378
Arrivée du liquide de
refroidissement vers le
radiateur d’huile
S514_019
Cartouche filtrante
18
Préalimentation en huile
de la pompe à huile
Transmetteur de niveau d’huile et de température d’huile G266
Un transmetteur électronique de niveau d’huile et de
température d’huile est implanté dans le carter d’huile
du moteur EA288. Le niveau d’huile momentané dans
le carter d’huile est déterminé selon le principe des
ultrasons. Les ultrasons sont des fréquences
acoustiques située au-dessus de la plage perceptible
par les êtres humains. Suivant le matériau/la densité
d’un obstacle, les ultrasons se propagent
différemment dans ce dernier ou sont réfléchies.
L’huile et l’air présentent des densités différentes.
Dans l’huile, les ultrasons peuvent se propager sans
forte atténuation. Dans l’air, par contre, leur diffusion
est soumise à une atténuation beaucoup plus forte. Au
niveau de la limite entre l’huile est l’eau, il se produit
donc une réflexion des ultrasons. Le niveau d’huile est
déterminé sur la base de cette réflexion.
La température actuelle de l’huile est enregistrée dans
un capteur de température CTP intégré dans un
composant.
Unité de
mesure
Pied de capteur
avec électronique
de mesure
Joint
Boîtier de raccordement
à 3 raccords
S514_020
Structure et principe de fonctionnement
L’électronique de mesure du niveau d’huile et de température ainsi qu’une électronique d’évaluation de ces
données sont intégrées dans le pied du transmetteur. L’électronique de mesure du niveau d’huile émet des
ultrasons dans le carter d’huile. Les ultrasons sont réfléchis au niveau de la couche limitrophe huile/air et reçus à
nouveau par l’électronique de mesure. L’électronique d’évaluation calcule le niveau d’huile à partir de la
différence de temps entre le signal émis et le signal réfléchi. Parallèlement au calcul du niveau d’huile s’effectue
celui de la température de l’huile par le biais d’un capteur de température CPT. Les deux valeurs sont transmises au
calculateur du moteur par un signal à modulation de largeur d’impulsions commun (signal MLI).
Capteur de niveau d’huile
Température
Niveau
Sortie avec signal à modulation
de largeur d’impulsion
Digital
Logic
Évaluation
S514_021
19
Mécanique moteur
Thermogestion
Le système de refroidissement du moteur EA288 est
commandé par thermogestion.
Le rôle de la thermogestion est d’assurer la
répartition optimale de la chaleur disponible, fournie
par le moteur, compte tenu des demandes de
réchauffage ou de refroidissement de l’habitacle, du
moteur et de la boîte de vitesses.
La thermogestion assure le réchauffage rapide du
moteur durant la phase de montée en température
consécutive à un démarrage à froid.
Les flux de chaleur générés dans le moteur sont
transmis de manière ciblée et en fonction des besoins
aux composants du système de refroidissement. Le
réchauffage rapide du liquide de refroidissement et
l’exploitation optimale de la chaleur disponible dans
le circuit de refroidissement permettent
essentiellement de réduire la friction interne du
moteur, ce qui contribue à réduire la consommation
de carburant et les émissions de polluants. Cela
permet en outre de réaliser une climatisation
confortable de l’habitacle.
Circuits de refroidissement
Pour une répartition de la chaleur répondant aux besoins, le circuit de liquide de refroidissement se compose de
trois circuits de refroidissement partiels.
4
1
8
2
5
9
6
3
7
Microcircuit
Circuit haute température
10
Circuit basse température
S514_082
Légende
20
1
Radiateur de recyclage des gaz d’échappement
6
Radiateur de liquide de refroidissement
2
Échangeur de chaleur du chauffage
7
Pompe de liquide de refroidissement
3
Pompe d’assistance de chauffage V488
8
Radiateur d’air de suralimentation
4
Transmetteur de température de liquide de
refroidissement G62
9
Pompe de refroidissement de l’air de suralimentation
V188
5
Régulateur de liquide de refroidissement
10
Radiateur du circuit de refroidissement de l’air de
suralimentation
Pompe de liquide de refroidissement interruptible
Pour la thermogestion du moteur EA288, il est fait
appel à une pompe de liquide de refroidissement
interruptible. La pompe de refroidissement
interruptible permet, via la vanne de liquide de
refroidissement pour culasse N489, d’activer et de
désactiver la circulation du liquide de refroidissement
dans le grand circuit de refroidissement. À moteur
froid, un tiroir de régulation sous forme d’un écran est
repoussé sur la roue à palettes en rotation de la
pompe, empêchant ainsi la circulation du liquide de
refroidissement. Cet état est également désigné par
« phase de stagnation du liquide de refroidissement ».
Le « liquide de refroidissement stagnant » se réchauffe
plus rapidement et réduit ainsi la phase de montée en
température du moteur.
Vanne de liquide de refroidissement
pour culasse N489
Courroie crantée
S514_022
Pompe de liquide de refroidissement
Architecture
Vanne de liquide de refroidissement
pour culasse N489
Pompe à pistons axiaux
Pignon
d’entraînement
Roue à
palettes
Ressort de
pression
Arbre
d’entraînement
Piston
annulaire
Tiroir de régulation
(position ouverte)
S514_048
21
Mécanique moteur
Liquide de refroidissement stagnant
Pour réaliser la « phase de stagnation du liquide de
refroidissement », le tiroir de régulation est actionné
hydrauliquement par le liquide de refroidissement via
un circuit interne à la pompe. La pression hydraulique
est générée par une pompe à pistons axiaux.
La pompe à pistons axiaux est entraînée en
permanence par un profil de came sur la face arrière
de la roue à palettes. Dès que la vanne de liquide de
refroidissement pour culasse N489 est pilotée par le
calculateur du moteur, le circuit hydraulique interne
de la pompe est fermé. Une pression s’établit alors au
niveau du piston annulaire. Cette pression agit à
l’encontre de la force du ressort de pression et
repousse le tiroir de régulation sur la roue à palettes
de la pompe de liquide de refroidissement.
Vanne de liquide de refroidissement
pour culasse N489 activée
Tiroir de régulation
repoussé sur la
roue à palettes
Pompe à
pistons axiaux
S514_023
Piston
annulaire
Ressort de pression
Circulation du liquide de refroidissement
Si la vanne de liquide de refroidissement pour la
culasse N489 est mise hors tension, aucune pression
hydraulique n’agit sur le piston annulaire, étant
donné que le conduit du circuit interne de la pompe
au circuit de refroidissement du moteur est ouvert. Le
tiroir de régulation est repoussé en position de sortie
par la force du ressort de pression.
La roue à palettes est libérée et assure la circulation
du liquide de refroidissement dans le circuit de
refroidissement du moteur.
Vanne de liquide de refroidissement
pour la culasse N489 non commutée
Tiroir de régulation
en position initiale
Conduit de
retour ouvert
Conséquences en cas de panne
En cas de défaut de la vanne de liquide de
refroidissement pour la culasse N489, le tiroir de
régulation reste dans sa position initiale, le liquide de
refroidissement circule dans le circuit de liquide de
refroidissement.
22
S514_024
Régulateur de liquide de refroidissement
Le régulateur de liquide de refroidissement est un distributeur 3/2, qui est actionné via un élément thermostatique
en cire. En fonction de la température du liquide de refroidissement, le régulateur de liquide de refroidissement
commute entre le grand et le petit circuit de refroidissement. Le moteur atteint ainsi plus rapidement sa
température de fonctionnement.
Phase de montée en température
Durant la phase de montée en température du
moteur, la voie du liquide de refroidissement du bloccylindres au radiateur d’eau principal par le grand
plateau du régulateur de liquide de refroidissement
est fermée. Le liquide de refroidissement parvient
directement au petit circuit de refroidissement via la
pompe de liquide de refroidissement.
En association avec le liquide de refroidissement
stagnant du fait de la pompe de liquide de
refroidissement désactivée, le moteur atteint plus
rapidement sa température de fonctionnement.
L’activation de la pompe de liquide de refroidissement
assure que, durant la phase de montée en
température du moteur, une quantité de liquide de
refroidissement suffisante traverse la culasse et le
radiateur de recyclage des gaz d’échappement.
Liquide de
refroidissement
venant du bloccylindres
Raccord vers
pompe de liquide
de refroidissement
Régulateur de
liquide de
refroidissement
Raccord au radiateur
à eau principal
S514_025
Température de service
À une température d’env. 87 °C du liquide de
refroidissement, le grand plateau du régulateur de
liquide de refroidissement commence à s’ouvrir et
intègre ainsi le radiateur d’eau principale dans le
grand circuit de refroidissement. Simultanément, le
petit plateau du régulateur de liquide de
refroidissement ferme la voie directe en direction de
la pompe de liquide de refroidissement.
Liquide de
refroidissement
venant de la
culasse
Raccord à la
pompe de liquide
de refroidissement
Régulateur de
liquide de
refroidissement
Raccord au radiateur
à eau principal
S514_026
23
Mécanique moteur
Circuit de liquide de refroidissement - aperçu global
1
4
3
5
2
17
6
7
16
8
14
15
9
10
13
12
11
S514_045
Légende
24
15
Vanne de liquide de refroidissement pour culasse
N489
Échangeur de chaleur du chauffage
16
Pompe de liquide de refroidissement
4
Radiateur de recyclage des gaz d’échappement
17
Culasse
5
Radiateur d’huile de boîte
6
Transmetteur de température de liquide de
refroidissement G62
7
Bloc-cylindres
8
Régulateur de liquide de refroidissement
9
Radiateur d’huile
10
Unité de commande de papillon J338
11
Radiateur de liquide de refroidissement
12
Radiateur du circuit de refroidissement de l’air de
suralimentation
13
Pompe de refroidissement de l’air de suralimentation
V188
14
Radiateur d’air de suralimentation
1
Vase d’expansion du liquide de refroidissement
2
Pompe d’assistance de chauffage V488
3
Lors de travaux de réparation et de remise
en état du système de refroidissement, il est
impératif de respecter les indications et
remarques du Manuel de Réparation. La
purge d’air du système de refroidissement
doit dans tous les cas être effectuée à l’aide
des « Fonctions assistées » du lecteur de
diagnostic du véhicule !
Microcircuit
Si le moteur est froid, la thermogestion débute par le
microcircuit. Cela permet d’obtenir un réchauffement
rapide du moteur et de l’habitacle. Pour le
réchauffement rapide du liquide de refroidissement,
le thermostat du liquide de refroidissement reste
fermé en direction du radiateur d’eau principal. La
circulation du liquide de refroidissement dans le
grand circuit est empêchée par le fait que le tiroir de
régulation de la pompe de refroidissement
interruptible est repoussé sur la roue à palettes de la
pompe. Le « liquide de refroidissement stagnant »
ainsi généré se réchauffe rapidement et assure un
réchauffage rapide du moteur.
Le liquide de refroidissement dans le microcircuit est
activé par la pompe d’assistance de chauffage V488.
Cette dernière est, en fonction de la température du
liquide de refroidissement dans la culasse, pilotée en
fonction des besoins par le calculateur du moteur.
Le souhait de température pour l’habitacle est
enregistré par le calculateur du climatiseur et pris en
compte lors du pilotage de la pompe d’assistance de
chauffage V488.
2
1
7
8
3
4
6
5
S514_071
Légende
1
Échangeur de chaleur du chauffage
2
Radiateur de recyclage des gaz d’échappement
3
Transmetteur de température de liquide de
refroidissement G62
4
Bloc-cylindres
5
Vanne de liquide de refroidissement pour culasse
N489
6
Pompe de liquide de refroidissement
7
Pompe d’assistance de chauffage V488
8
Culasse
25
Mécanique moteur
Microcircuit à charge élevée du moteur
Si la charge du moteur ou le régime moteur dépasse
une valeur limite, la pompe de refroidissement
interruptible est activée pour assurer le
refroidissement du moteur. La pompe de liquide de
refroidissement est à nouveau désactivée lorsque l’on
repasse en dessous d’un seuil de régime du moteur
défini et que le moteur n’est pas encore suffisamment
chaud.
Dès que la température du liquide de refroidissement
dans la culasse a atteint une valeur permettant de
conclure que le moteur est réchauffé, la pompe de
liquide de refroidissement interruptible est activée en
permanence. Cela permet de garantir qu’une
quantité de liquide de refroidissement suffisante
traverse la culasse.
2
1
3
11
12
4
5
10
6
9
7
8
S514_072
Légende
26
1
Échangeur de chaleur du chauffage
7
Radiateur d’huile
2
Radiateur de recyclage des gaz d’échappement
8
Unité de commande de papillon J338
3
Radiateur d’huile de boîte
9
4
Transmetteur de température de liquide de
refroidissement G62
Vanne de liquide de refroidissement pour culasse
N489
10
Pompe de liquide de refroidissement
5
Bloc-cylindres
11
Pompe d’assistance de chauffage V488
6
Régulateur de liquide de refroidissement
12
Culasse
Grand circuit de refroidissement (circuit haute température)
Lorsque le liquide de refroidissement a atteint la température de fonctionnement, le régulateur de liquide de
refroidissement s’ouvre et intègre le radiateur de liquide de refroidissement (radiateur d’eau principal) dans le
circuit de refroidissement.
1
4
3
5
2
14
6
7
13
8
12
9
10
11
S514_073
Légende
1
Vase d’expansion du liquide de refroidissement
8
Régulateur de liquide de refroidissement
2
Pompe d’assistance de chauffage V488
9
Radiateur d’huile
3
Échangeur de chaleur du chauffage
10
Unité de commande de papillon J338
4
Radiateur de recyclage des gaz d’échappement
11
Radiateur de liquide de refroidissement
5
Radiateur d’huile de boîte
12
6
Transmetteur de température de liquide de
refroidissement G62
Vanne de liquide de refroidissement pour culasse
N489
13
Pompe de liquide de refroidissement
Bloc-cylindres
14
Culasse
7
27
Mécanique moteur
Circuit de liquide de refroidissement pour refroidissement de l’air de suralimentation
(circuit basse température)
Grâce au refroidissement par eau de l’air de
suralimentation, il est possible de réguler la
température de l’air dans la tubulure d’admission à
une valeur de consigne répondant aux besoins.
La régulation de la température de l’air de
suralimentation est assurée par le calculateur du
moteur, via l’activation de la pompe de
refroidissement de l’air de suralimentation V188. La
grandeur de référence pour le pilotage de la pompe
de refroidissement de l’air de suralimentation V188
est la température de la tubulure d’admission en aval
du radiateur d’air de suralimentation.
Le circuit de liquide de refroidissement est relié, pour
le remplissage et la purge d’air, via un clapet
antiretour et un étrangleur, au circuit de
refroidissement du moteur. Durant le fonctionnement,
il n’y a aucune liaison avec le circuit de
refroidissement du moteur.
Conditions d’activation de la pompe de refroidissement de l’air de suralimentation V188 :
•
•
•
Si la température de l’air de suralimentation est inférieure à la valeur de consigne, la pompe est ou reste
désactivée.
Si la température de la tubulure d’admission est égale ou légèrement supérieure à la valeur de consigne, la
pompe est pilotée par impulsions. Les temps d’activation et de désactivation (impulsions) dépendent de la
température de l’air de suralimentation et de la température ambiante.
Si la température de l’air de suralimentation est nettement supérieure à la température de consigne, la pompe
de refroidissement de l’air de suralimentation est activée en continu à pleine puissance.
1
2
Légende
28
3
1
Radiateur d’air de suralimentation
2
Pompe de refroidissement de l’air de suralimentation
V188
3
Radiateur du circuit de refroidissement de l’air de
suralimentation
S514_074
Transmetteur de température de liquide de refroidissement G62
Le transmetteur de température de liquide de refroidissement est vissé dans la culasse, dans la zone proche de la
chambre de combustion. Du fait de cette disposition, le calculateur du moteur peut déterminer la température du
moteur, indépendamment des débits de liquide de refroidissement, en fonction du point de fonctionnement.
Utilisation du signal
Conséquences en cas de perte du signal
Le calculateur du moteur a besoin du signal du
transmetteur de liquide de refroidissement comme
valeur de correction pour le calcul du débit
d’injection, de la pression de suralimentation et du
volume de recyclage des gaz d’échappement. En
outre, la pompe de refroidissement interruptible est
activée et désactivée à l’aide du signal.
En cas de perte du signal, le calculateur du moteur
utilise une valeur de remplacement fixe. La pompe de
refroidissement interruptible reste activée en
permanence.
Pompes de liquide de refroidissement à régulation électronique
Pompe d’assistance de chauffage V488
La pompe d’assistance de chauffage est une pompe centrifuge à régulation électronique à entraînement sans
balai. Elle sert de pompe de circulation pour le microcircuit. Pour cela, la pompe est activée en fonction des
besoins par le calculateur du moteur, au moyen d’un signal MLI.
Pompe de refroidissement de l’air de
suralimentation V188
La pompe de refroidissement de l’air de
suralimentation est une pompe centrifuge à régulation
électronique à entraînement sans balai.
Elle aspire le liquide de refroidissement dans le
radiateur du circuit de refroidissement de l’air de
suralimentation et le refoule en direction du radiateur
d’air de suralimentation. Pour cela, la pompe est
activée en fonction des besoins par le calculateur du
moteur, au moyen d’un signal MLI.
S514_102
29
Mécanique moteur
Fonctionnement de la commande des pompes de liquide de refroidissement
Les deux pompes de liquide de refroidissement à
régulation électronique sont équipées d’une
électronique de régulation.
L’électronique de régulation calcule, à partir du
signal MLI du calculateur du moteur, le régime de la
pompe et pilote le moteur électrique. Simultanément,
la consommation de courant du moteur électrique est
surveillée par l’électronique de régulation.
L’électronique de régulation indique l’état réel de la
pompe au calculateur du moteur en mettant
périodiquement le signal MLI du calculateur du
moteur à la masse. Ce processus se poursuit de
manière cyclique durant tout le fonctionnement de la
pompe.
Détection « pompe en état correct »
Détection « pompe en état incorrect »
Durant le fonctionnement de la pompe, l’électronique
de régulation met le signal MLI du calculateur, selon
une périodicité de 10 secondes, à la masse pour une
durée de 0,5 seconde. Le calculateur reconnaît alors
l’aptitude au fonctionnement de la pompe.
Si l’autodiagnostic détecte un défaut, tel qu’une
pompe bloquée ou une pompe fonctionnant à sec,
l’électronique de régulation modifie, suivant l’origine
du défaut, la durée de la mise à la masse du signal
MLI.
S514_105
S514_106
Conséquences de défauts des pompes de liquide de refroidissement à régulation électronique
Origine du défaut
Conséquence
Défaut électrique ou défaut mécanique
•
•
Coupure du câble de signal
•
•
•
Coupure d’un câble d’alimentation de la pompe
•
•
•
30
Enregistrement dans la mémoire d’événements
dans le calculateur du moteur
Le témoin de dépollution K83 s’allume
Enregistrement dans la mémoire d’événements du
calculateur du moteur
Le témoin de dépollution K83 s’allume
La pompe fonctionne au régime maximum
Enregistrement dans la mémoire d’événements du
calculateur du moteur
Le témoin de dépollution K83 s’allume
La pompe tombe en panne
Vase d’expansion de liquide de refroidissement avec dépôt de silicate
Le vase d’expansion de liquide de refroidissement
renferme un dépôt de silicate. Le silicate sert à
protéger de la corrosion les composants en aluminium
du circuit de liquide de refroidissement. Les silicates se
trouvant dans le liquide de refroidissement G13 sont,
au fil du temps, consommés par les moteurs à haute
sollicitation thermique.
Couvercle
Pour compenser la consommation de silicates, de
silicates sont prélevés dans le dépôt et adjoints au
liquide de refroidissement. Le dépôt de silicate joue
ainsi le rôle de protection anticorrosion
supplémentaire pour les composants en aluminium du
circuit de liquide de refroidissement pendant toute la
durée de vie du moteur.
Transmetteur d’indicateur de manque
de liquide de refroidissement G32
Vase d’expansion du liquide
de refroidissement
Circuit de retour
du liquide de
refroidissement
Réservoir de silicate
Silicate
Alimentation en
liquide de
refroidissement
S514_079
31
Mécanique moteur
Système d’alimentation
1 - Calculateur de pompe à carburant
J538
4
6
Le calculateur de pompe à carburant assure le
pilotage asservi aux besoins de la pression dans
l’alimentation en carburant et surveille le
fonctionnement de la pompe à carburant.
9
2 - Pompe de préalimentation en
carburant G6
10
La pompe à carburant génère la pression de
carburant dans le circuit d’alimentation.
5
11
3 - Filtre à carburant
Le filtre à carburant empêche que les impuretés
présentes dans le gazole n’atteignent les composants
du système d’injection. Des particules infimes suffisent
pour endommager ou perturber le fonctionnement
des composants fabriqués avec un haut niveau de
précision, comme la pompe haute pression et les
injecteurs.
4 - Transmetteur de température de
carburant G81
Le transmetteur de température du carburant
détermine la température courante du carburant.
3
5 - Pompe haute pression
La pompe haute pression génère la haute pression de
carburant nécessaire à l’injection.
6 - Vanne de dosage du carburant N290
Légende
La vanne de dosage du carburant permet de
réguler en fonction des besoins le débit de
carburant nécessaire à la génération de la haute
pression.
32
Haute pression du carburant 1 800 bars max.
Retour du carburant 0 - 1,0 bar
7 - Vanne de régulation de pression du
carburant N276
7
8
La vanne de régulation de pression du carburant
ajuste la pression du carburant dans la zone haute
pression.
8 - Accumulateur haute pression (rampe)
L’accumulateur haute pression stocke à une pression
élevée le carburant nécessaire à l’injection dans tous
les cylindres.
9 - Transmetteur de pression du carburant
G247
2
12
12
Le transmetteur de pression du carburant détermine la
pression courante du carburant dans la zone haute
pression.
12
10 - Clapet de maintien de pression
1
Le clapet de maintien de pression assure une pression
constante d’env. 1 bar dans le retour des injecteurs.
Cela évite les variations de pression et permet de
réaliser un pilotage précis des injecteurs.
11 - Amortisseur de pulsations
La tâche de l’amortisseur de pulsations consiste à
réduire les bruits perturbateurs causés par les
pulsations du carburant dans la conduite de retour du
carburant.
2
S514_027
12 - Injecteurs N30, N31, N32, N33
Les injecteurs injectent le carburant dans les chambres
de combustion.
Pression de préalimentation du carburant,
régulée en fonction des besoins 3,5 à 5,0 bars
Retour du carburant des injecteurs 0,4 à 1,0 bar
33
Mécanique moteur
Injecteur
Les injecteurs du moteur EA288 sont commandés par
un actionneur à électrovanne.
La société Bosch a mis au point un injecteur faisant
appel à la technologie des électrovannes, répondant
aux exigences de pressions d’injection élevées et
d’aptitude aux injections multiples par temps moteur.
Les injecteurs commandés par électrovanne
présentent l’avantage d’être plus faciles à fabriquer
que des injecteurs à actionneur piézoélectrique. Deux
injecteurs sont chacun fixés dans le couvre-culasse
avec une bride de serrage externe.
Injecteur
Bride de serrage
Bride de serrage
34
S514_029
Injecteur au repos
Architecture
Retour de carburant
Raccord de carburant
haute pression
Ressort
Chambre de
commande
Bobine d’électroaimant
Induit
Tige d’induit
Étranglement de sortie
Piston de
commande
Chambre de
commande
Étranglement d’arrivée
Aiguille
d’injecteur
S514_049
Légende
Haute pression
Pression de retour
En position de repos, l’injecteur est fermé. La bobine magnétique n’est pas activée. L’induit de l’électrovanne est
repoussé dans son siège par la force du ressort de l’électrovanne et ferme ainsi la voie allant de la chambre de
commande au retour du carburant. Une haute pression du carburant règne dans la chambre de commande. En
raison du rapport pression/surface plus important entre la surface du piston de commande et l’aiguille d’injecteur,
cette dernière est repoussée dans son siège et ferme l’injecteur.
35
Mécanique moteur
Fermeture de l’injecteur (début d’injection)
Retour de carburant
Raccord de carburant
haute pression
Ressort
Chambre de
commande
Bobine d’électroaimant
Induit
Tige d’induit
Étranglement de sortie
Piston de
commande
Chambre de commande
Étranglement d’arrivée
Aiguille
d’injecteur
S514_050
Légende
Haute pression
Pression de retour
Pour lancer le processus d’injection, le calculateur du moteur active la bobine d’électroaimant. Dès que la force
magnétique dépasse la force de fermeture du ressort d’électrovanne, l’induit d’électrovanne se déplace vers le
haut et ouvre l’accès à l’étranglement de sortie. Le carburant présent dans la chambre de commande s’écoule via
l’étranglement de sortie ouvert dans le circuit de retour de carburant. La pression du carburant dans la chambre
de commande baisse. L’étranglement d’arrivée empêche un équilibrage rapide de la pression entre la zone haute
pression du carburant et la chambre de commande. L’aiguille d’injecteur est soulevée par la pression du carburant
et l’injection commence.
36
Réchauffage du filtre à carburant
Afin d’éviter un colmatage du filtre à carburant causé par la cristallisation de la paraffine lorsque la température
du carburant est basse, du carburant réchauffé provenant de l’accumulateur haute pression (rampe) est conduit
de manière ciblée dans la conduite d’alimentation, en amont du filtre à carburant.
Pour que le carburant se réchauffe rapidement lorsque le moteur est froid, la régulation de la vanne de dosage du
carburant N290 admet plus de carburant dans la chambre de pression de la pompe haute pression qu’il n’en est
besoin pour l’injection. Le carburant ainsi réchauffé par la génération de pression est dirigé de l’accumulateur
haute pression (rampe) via la vanne de régulation de pression du carburant N276 dans la conduite de retour, en
amont du filtre à carburant.
2
5
3
6
4
1
S514_108
Légende
1
Filtre à carburant
4
Pompe haute pression
2
Transmetteur de température du carburant G81
5
Accumulateur haute pression (rampe)
3
Vanne de dosage du carburant N290
6
Vanne de régulation de pression du carburant N276
37
Mécanique moteur
Pompe de préalimentation en carburant G6
La pompe de préalimentation G6 est une pompe à engrenage intérieur entraînée électriquement. Elle est logée
dans l’unité de refoulement du carburant GX1. Suivant l’état de fonctionnement du moteur, la pompe génère dans
l’arrivée du système d’alimentation une pression de 3,5 à 5 bars.
La puissance asservie aux besoins de la pompe présente l’avantage de ne nécessiter dans l’arrivée du système
d’alimentation que la pression requise pour la situation de marche considérée.
Architecture de l’unité de refoulement du carburant GX1
Conduite de
carburant du
chauffage
stationnaire
Alimentation en
carburant
Retour de
carburant
Connexion électrique
Pompe de
préalimentation en
carburant G6
S514_030
38
Fonctionnement
Conséquences en cas de panne
Le calculateur du moteur calcule à partir de différents
signaux, tels que la position de l’accélérateur, le
couple et la température du carburant, le besoin en
carburant momentané.
Il envoie ensuite un signal MLI au calculateur de
pompe à carburant J538.
Le calculateur de pompe à carburant pilote le volume
de carburant requis en faisant tourner la pompe plus
rapidement ou plus lentement.
En cas de panne de la pompe à carburant, le moteur
ne peut pas fonctionner.
Pompe de préalimentation en carburant G6
Le moteur électrique de la pompe à carburant est un
« moteur EC » (EC = electronically commutated).
Le « moteur EC » est un moteur à courant continu sans
balai, à excitation permanente. En raison de la
conception sans balai et du mode de fonctionnement
spécifique du moteur, aucun contact entre les pièces
en mouvement n’a lieu. Le moteur est donc, paliers
exceptés, entièrement exempt d’usure.
Raccord
Rotor
Architecture
Dans le raccord de la pompe à carburant se trouvent
le raccord pour la liaison électrique du calculateur de
pompe à carburant et le raccord du refoulement du
carburant. Le moteur électrique de la pompe à
carburant se compose d’un rotor équipé de deux
paires d’aimants permanents et d’un stator doté de
six bobines jouant le rôle d’électroaimants. La
chambre de la pompe est reliée à l’arbre du rotor.
Carter du moteur
Stator avec
bobines
Chambre de
pompe
S514_031
39
Mécanique moteur
Fonctionnement de la pompe à carburant
Pour imprimer un mouvement de rotation au rotor, le
calculateur de pompe à carburant inverse selon les
phases le sens du courant des électroaimants.
Cette inversion du sens du courant est appelée
« commutation ». Les champs magnétiques des
bobines du stator varient alors alternativement.
La position du rotor est détectée par la pompe à
carburant via la paire de bobines non alimentée
considérée. Ce rétrosignal est également appelé
rétrosignal FEM (FEM = force électromotrice).
Le pilotage des bobines du stator se traduit par la
génération d’un champ magnétique en rotation dans
les bobines du stator. Le rotor est forcé par les paires
d’aimants permanents à se réorienter en permanence
et donc à suivre le champ magnétique. C’est ainsi que
le mouvement de rotation du rotor est généré.
Principe de fonctionnement
Stator
Rotor
Aimant permanent
Bobine
Rétrosignal FEM
S514_032
Commutations des bobinages
I
V
W
U
Étage de
puissance
Commande
électronique
Point neutre
40
S514_033
Amortisseur de pulsations
Un amortisseur de pulsations est intégré dans la
conduite de retour de carburant dans la zone du
tablier. Sa tâche consiste à réduire les bruits
perturbateurs causés par les pulsations du carburant
dans la conduite de retour du carburant.
Lors du fonctionnement de la pompe haute pression
monopiston, une pulsation de pression dans la zone
de basse pression du carburant de la pompe haute
pression est générée lors de l’aspiration et de
l’expulsion du carburant hors de la chambre de
compression. La conséquence en est que la conduite
de carburant est animée de vibrations. Ces vibrations
peuvent être transmises jusque dans le plancher du
véhicule et provoquent des bruits parasites. Afin de
réduire la pulsation dans le retour du carburant, un
coussin d’air se forme dans l’amortisseur de
pulsations lorsque le moteur fonctionne. Le coussin
d’air compense la pulsation de pression dans la
conduite de retour du carburant et réduit ainsi les
vibrations.
Amortisseur de pulsations
Coussin d’air
Amortisseur de pulsations
Amortisseur de pulsations
Coussin d’air
S514_057
1
S514_052
S514_058
2
Retour de carburant
Retour de carburant
41
Gestion moteur
Vue d’ensemble du système
Capteurs
Transmetteur de régime moteur G28
Transmetteur de Hall G40
Transmetteur d’accélérateur avec transmetteur de position
de l’accélérateur G79 et G185
Contacteur de feux stop F
Contacteur de pédale de frein F63
Transmetteur de pression du carburant G247
Transmetteur de température du carburant G81
Transmetteur de température de liquide de refroidissement G62
Débitmètre d’air massique G70
Transmetteur de température de l’air d’admission G42
Transmetteur de température de l’air de suralimentation en
aval du radiateur d’air de suralimentation G811
Transmetteur de position de l’actionneur de pression de
suralimentation G581
Transmetteur de pression de suralimentation G31
Potentiomètre 2 de recyclage des gaz G466
Sonde lambda G39
Transmetteur de température des gaz d’échappement 1 G235
Transmetteur de température des gaz d’échappement 3 G495
Transmetteur de température des gaz d’échappement 4 G648
Transmetteur de pression différentielle G505
Transmetteur de niveau d’huile et de température d’huile G266
Contacteur de pression d’huile F1
Contacteur de pression d’huile pour contrôle de la pression
réduite F378
42
Actionneurs
Témoin de temps de
préchauffage K29
Témoin de dépollution K83
Témoin de filtre à
particules K231
Relais de pompe à carburant J17
Calculateur de pompe à carburant J538
Pompe à carburant (pompe de préalimentation)
G6
Injecteurs de cylindre 1 – 4
N30, N31, N32, N33
Vanne de dosage du carburant N290
Vanne de régulation de pression du carburant
N276
Électrovanne de limitation de pression de
suralimentation N75
Calculateur dans le
porte-instruments J285
Unité de commande de papillon J338
Servomoteur 2 de recyclage des gaz
d’échappement V339
Unité de commande de volet de gaz
d’échappement J883
Vanne de liquide de refroidissement pour
culasse N489
Interface de
diagnostic du bus de
données J533
Pompe de refroidissement de l’air de
suralimentation V188
Prise de
diagnostic
Pompe d’assistance de chauffage V488
Vanne de régulation de pression d’huile N428
Chauffage de sonde lambda Z19
Calculateur du moteur J623
Résistance chauffante d’aération du cartermoteur N79
Calculateur d’automatisme de temps de
préchauffage J179
Bougies de préchauffage 1 – 4 Q10, Q11,
Q12, Q13
S514_080
43
Gestion moteur
Système de régulation d’air
Les exigences croissantes futures en matière de posttraitement des gaz d’échappement exigent une
structure de commande et de régulation étendue du
système d’air du moteur. Le système de gestion du
moteur diesel EA288 est assisté par le système de
régulation d’air du moteur. Le système de régulation
d’air se base sur un modèle permettant de calculer les
états du système d’air à tous les états de
fonctionnement du moteur.
Toutes les valeurs de pression et de température ainsi
que les flux massiques dans les circuits d’air
d’admission, d’air de suralimentation et des gaz
d’échappement du moteur sont alors déterminées.
Ces grandeurs sont utilisées pour les régulations de la
pression de suralimentation, du remplissage des
cylindres et du taux de recyclage des gaz
d’échappement. L’avantage de ce modèle réside
dans le fait que le système de régulation d’air
complexe du moteur ne requiert, en dépit d’un grand
nombre d’actionneurs, qu’un nombre limité de
capteurs.
12
4
1
2
3
5
13
6
7
20
8
11
9
14
15
10
19
17
16
18
S514_035
Légende
1
Transmetteur de température de l’air d’admission G42
2
Radiateur d’air de suralimentation
3
Transmetteur de température de l’air de suralimentation en
aval du radiateur d’air de suralimentation G811
4
Transmetteur de température des gaz d’échappement 3
G495
Transmetteur de position de l’actionneur de pression de
suralimentation G581
11
Transmetteur de température des gaz d’échappement 4
G648
12
Transmetteur de pression différentielle G505
13
Filtre à particules
5
Catalyseur d’oxydation
14
Unité de commande de volet de gaz d’échappement J883
6
Sonde lambda G39
15
Refroidisseur de gaz d’échappement
7
Transmetteur de température des gaz d’échappement 1
G235
16
Servomoteur 2 de recyclage des gaz d’échappement V339
17
Compresseur du turbocompresseur
8
Turbine à gaz d’échappement avec aubes à géométrie
variable
18
Débitmètre d’air massique G70
Électrovanne de limitation de pression de suralimentation
N75
19
Unité de commande de papillon J338
20
Transmetteur de pression de suralimentation G31
9
44
10
Turbocompresseur à gaz d’échappement
Le turbocompresseur est intégré dans un module de
collecteur d’échappement. Le turbocompresseur
possède des aubes réglables, permettant de moduler
le flux de gaz d’échappement sur la roue de turbine.
L’avantage de cette caractéristique consiste à pouvoir
obtenir une pression de suralimentation optimale sur
l’ensemble de la plage de régimes du moteur. Les
aubes sont déplacées par dépression via une
tringlerie. La dépression est pilotée par une vanne
électropneumatique, l’électrovanne de limitation de
pression de suralimentation.
Le transmetteur de position de l’actionneur de
pression de suralimentation G581 est intégré dans la
capsule de dépression du turbocompresseur. Il s’agit
d’un capteur de course, qui permet au calculateur du
moteur de déterminer la position des aubes du
turbocompresseur.
Le moteur TDI EA288 conforme à la norme
antipollution Euro 5 possède un système de recyclage
des gaz d’échappement basse pression. Les gaz
d’échappement sont dans ce cas prélevés en aval du
filtre à particules et introduits en amont de la roue de
compresseur du turbocompresseur. Le flux massique
de gaz d’échappement est ainsi conservé en amont
de la roue de turbine du turbocompresseur. Il s’ensuit
une meilleure réponse du turbocompresseur et, en
fonctionnement à charge partielle notamment, des
pressions de suralimentation plus élevées et donc des
remplissages de cylindre plus importants sont
possibles.
Capsule de dépression pour variation de
l’aube
Raccord de dépression
Compresseur du turbocompresseur
Levier d’actionnement
pour variation de l’aube
Turbine à gaz
d’échappement avec
aubes à géométrie
variable
Air d’admission venant du filtre à air
Collecteur
d’échappement
S514_084
Amortisseur de pulsations
Raccord du recyclage des gaz d’échappement basse pression
Le silencieux à pulsation monté dans le sens du flux dans le radiateur d’air de suralimentation réduit les bruits
perturbateurs dans le circuit d’air de suralimentation.
45
Gestion moteur
Régulation de la pression de suralimentation
Le système de régulation de la pression de suralimentation commande le débit d’air comprimé par le
turbocompresseur.
1
2
3
4
5
6
11
7
10
8
9
S514_107
Légende
1
Transmetteur de température de l’air d’admission
G42
6
Électrovanne de limitation de pression de suralimentation N75
2
Radiateur d’air de suralimentation
7
3
Transmetteur de température de l’air de suralimentation en aval du radiateur d’air de suralimentation
G811
Transmetteur de position de l’actionneur de pression
de suralimentation G581
8
Compresseur du turbocompresseur
9
Débitmètre d’air massique G70
Transmetteur de température des gaz d’échappement 1 G235
10
Unité de commande de papillon J338
11
Transmetteur de pression de suralimentation G31
4
5
Turbine à gaz d’échappement avec aubes à géométrie variable
Électrovanne de limitation de pression de suralimentation N75
L’électrovanne de limitation de pression de suralimentation est pilotée par impulsions par le calculateur du moteur.
Elle active la pression de commande dans la capsule à dépression du turbocompresseur.
Conséquences en cas de panne
Les aubes du turbocompresseur sont fortement inclinées par un ressort logé dans la capsule de dépression. Cette
position est également appelée position de fonctionnement en mode dégradé. La conséquence en est qu’à faible
régime du moteur, seule une faible pression de suralimentation est disponible. La puissance du moteur s’en trouve
réduite et une régénération active du filtre à particules n’est pas possible.
46
Transmetteur de pression de suralimentation G31
Utilisation du signal
Conséquences en cas de panne
Le signal du transmetteur de pression de
suralimentation permet de déterminer la pression de
l’air dans la tubulure d’admission. Le calculateur du
moteur a besoin du signal pour la régulation de la
pression de suralimentation.
En cas de perte du signal, il n’existe pas de paramètre
de remplacement. La régulation de la pression de
suralimentation est désactivée et la puissance du
moteur diminue sensiblement. La régénération active
du filtre à particules est impossible.
Transmetteur de température de l’air d’admission G42
Utilisation du signal
Conséquences en cas de panne
Le signal du transmetteur de température de l’air
d’admission est utilisé par le calculateur du moteur
pour la régulation de la pression de suralimentation.
Comme la température influe sur la densité de l’air de
suralimentation, le calculateur du moteur exploite le
signal comme valeur de correction.
En cas de panne du transmetteur, le calculateur du
moteur utilise une valeur de remplacement fixe.
Transmetteur de pression atmosphérique ambiante
Le transmetteur de pression atmosphérique ambiante est intégré dans le calculateur du moteur. Il mesure la
pression atmosphérique ambiante. Comme la densité de l’air d’admission diminue lorsque l’altitude augmente, la
pression atmosphérique ambiante sert de valeur de correction pour la régulation de la pression de
suralimentation.
Transmetteur de position de l’actionneur de pression de suralimentation G581
Utilisation du signal
Conséquences en cas de panne
Le signal du transmetteur renseigne le calculateur du
moteur sur la position momentanée des aubes du
turbocompresseur. En association avec le signal du
transmetteur de pression de suralimentation G31, il
est possible d’en tirer des conclusions sur l’état de la
régulation de la pression de suralimentation.
En cas de défaillance du capteur, le signal du
transmetteur de pression de suralimentation et le
régime moteur sont utilisés pour connaître la position
des aubes.
47
Gestion moteur
Unité de commande de papillon J338
L’unité de commande de papillon est montée dans la
zone d’admission, en amont du radiateur d’air de
suralimentation. L’unité de commande de papillon
contient un moteur électrique qui actionne le papillon
par l’intermédiaire d’un réducteur (entraînement du
papillon d’accélérateur à commande électrique
G186). Le réglage du papillon s’effectue en continu et
peut être adapté à la situation de fonctionnement
considérée du moteur. La position du papillon permet
de réguler la pression atmosphérique et le débit d’air
d’admission dans la tubulure d’admission.
Lors de la régénération du filtre à particules, le
papillon régule la quantité d’air d’admission et ainsi
l’arrivée d’oxygène. Lorsque l’on coupe le moteur, le
papillon se ferme. Ainsi, la quantité d’air admise et
comprimée diminue, et le moteur s’arrête en douceur.
Conséquences en cas de panne
En cas de défaillance de l’unité de commande de papillon, il n’est plus possible de réguler correctement la pression
de la tubulure d’admission. La régénération active du filtre à particules n’est pas réalisée.
Transmetteur d’angle 1 de l’entraînement de papillon (commande d’accélérateur
électrique) G187
Le transmetteur d’angle 1 de l’entraînement de papillon (commande d’accélérateur électrique) est intégré dans
l’unité de commande de papillon. Les éléments du transmetteur enregistrent la position courante du papillon.
48
Utilisation du signal
Conséquences en cas de panne
Grâce à ce signal, le calculateur du moteur connaît la
position courante du papillon dans la tubulure
d’admission. Cette information est nécessaire pour la
régulation de la pression de la tubulure d’admission
et la régénération du filtre à particules.
En cas de panne du transmetteur, le moteur
fonctionne en mode dégradé avec une puissance
réduite. Une régénération active du filtre à particules
n’a pas lieu.
Refroidissement de l’air de suralimentation
Le refroidissement de l’air de suralimentation est
assuré par un radiateur d’air de suralimentation à
refroidissement par eau. Le refroidissement par eau
de l’air de suralimentation présente, par rapport au
refroidissement par air de l’air de suralimentation,
l’avantage de pouvoir réguler la température de la
tubulure d’admission pour ainsi dire indépendamment
de la température de l’air d’admission et de la
température des gaz d’échappement recyclés.
La température de la tubulure d’admission peut par
conséquent être adaptée à l’état de service
correspondant du moteur. En outre, le circuit de l’air
de suralimentation présente un volume plus petit que
dans le cas du radiateur d’air de suralimentation
refroidi par air.
Ainsi, le volume d’air que le turbocompresseur doit
comprimer est plus faible, et la pression de
suralimentation requise est atteinte plus rapidement.
Pour refroidir l’air de suralimentation, la pompe de
refroidissement de l’air de suralimentation est pilotée
en fonction des besoins par le calculateur du moteur.
Elle aspire le liquide de refroidissement dans le
refroidisseur de radiateur d’air de suralimentation et
le pompe en direction du radiateur d’air de
suralimentation.
Vous trouverez un aperçu schématique du circuit de
liquide de refroidissement destiné au refroidissement
de l’air de suralimentation à la page 28 de ce
Programme autodidactique.
Radiateur d’air de suralimentation
Circuit d’air de
suralimentation
Radiateur du circuit de
refroidissement de l’air
de suralimentation
Pompe de refroidissement
de l’air de
suralimentation V188
S514_060
49
Gestion moteur
Radiateur d’air de suralimentation
Le radiateur d’air de suralimentation est soudé avec
le « conduit de guidage » et la « bride de
raccordement » et constitue une unité en tant que
tubulure d’admission.
Le refroidisseur du radiateur d’air de suralimentation
se compose des plaques de liquide de refroidissement
avec ailettes en W, des plaques supérieure, inférieure
et latérales ainsi que des raccords de liquide de
refroidissement. Tous les composants du radiateur
d’air de suralimentation sont réalisés en aluminium.
Bride de
raccordement
Le radiateur d’air de suralimentation fonctionne selon
le principe d’un échangeur de chaleur. L’air chaud
dans la tubulure d’admission est guidé via les ailettes
le long des plaques de liquide de refroidissement
traversées par du liquide de refroidissement.
Le liquide de refroidissement est ensuite pompé en
direction du radiateur du circuit de refroidissement de
l’air de suralimentation.
Transmetteur de température de l’air de suralimentation
en aval du radiateur d’air de suralimentation G811
Radiateur
d’air de
suralimentation
Conduit
de guidage
Tubulure
d’air de
suralimentation
Transmetteur de température de
l’air d’admission G42
Unité de commande de papillon
J338
Raccord de transmetteur
de pression de
suralimentation G31
S514_061
Régulation de la température de la tubulure d’admission
Pour régler la température de la tubulure d’admission à la valeur de consigne requise, la pompe de
refroidissement de l’air de suralimentation V188 est pilotée en fonction des besoins par le calculateur du moteur.
Le rapport d’impulsions pour le pilotage de la pompe dépend dans ce cas de la température de l’air mesurée en
aval du radiateur d’air de suralimentation et de la cartographie du calculateur du moteur.
50
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