Injection Common rail Piezo électrique TDI

Et bien après les fameux injecteurs pompes, nous allons traiter ici, le système d’injection Common Rail dénommé Piézo électrique et qui est destiné à l’alimentation des gros moteurs V6 & V8 TDI Audi.

Siemens & Bosch aujourd’hui utilisent cette technique.

INJECTEURS PIEZO ELECTRIQUE & MOTEUR V6 TDI.

Le V.6 3.0 TDI est maintenant le quatrième membre de la nouvelle famille de moteurs en V d’Audi. Le moteur V6 TDI est également issu d’une conception extrêmement compacte avec une longueur « hors tout » de seulement 440 millimètres et bénéficiant d’un angle d’ouverture à 90°.

Le carter du vilebrequin moteur du V6 TDI ainsi que ses deux blocs cylindres sont faits à partir de fonte de Vermicular de graphite, un matériau deux fois plus résistant que le fer conventionnel et offrant le mérite d’être 15% plus léger. C’est une victoire importante en terme d’allègement et le moteur pèse seulement 220 Kg, ce qui le rend le plus léger du marché actuel. Le rapport poids/puissance s’en trouve renforcé.

Animation Bosch injecteur Piezo électrique
Animation Bosch injecteur Piezo électrique

Le Gasoil est alimenté dans les chambres à combustion par la dernière génération de l’injection common rail, le Bosch CRIP II+. La pression maximum d’injection est maintenant de 1600 bars soit 250 de plus que sur les générations précédentes de common rail.

Cette pression élevée d’injection pulvérise toujours plus efficacement le carburant, de sorte que le mélange en résultant soit plus satisfaisant et brûle efficacement dans les chambres à combustion. Non seulement la puissance et le couple additionnel progressent tout en abaissant paradoxalement la consommation de carburant et les émissions polluantes.

Pompe HP common rail et injecteur Piezo électrique
Pompe HP common rail et injecteur Piezo électrique

L’innovation la plus importante de ce nouveau système d’injecteurs common rail est due à l’arrivée des injecteurs Piezo électriques. Les injecteurs Piezo réagissent deux fois plus rapidement que ceux utilisés dans d’autres systèmes d’injection de common rail.

Par ailleurs, le nombre de courses d’injection sur chaque cycle de fonctionnement du moteur peut être changé presque sans restriction. Pour les 3.0 V6 TDI, les ingénieurs Audi ont décidé d’injecter le carburant en quatre points successifs.

  • A bas régime moteur, il y a une double course de pilote injection aussi bien que dans la course principale d’injection .
  • A régime moteur modéré, une course pilote simple d’injection est employée.
  • À environ 2500 t/mn et à charge élevée, une course simple de poteau -injection est également exécutés.
Injecteur Siemens
Injecteur Siemens

Grâce à cette technologie d’injection moderne, le moteur 3.0 TDI est non seulement sensiblement plus silencieux et linéaire que son précurseur et en fait assurément une référence pour tous les autres moteurs dans sa catégorie.
Du carburant est injecté dans les chambres à combustion par le biais de becs d’injecteur à sept trous. Ceux-ci aident à distribuer le carburant uniformément et assurent en particulier une combustion efficace en réduisant donc les émissions indésirables et polluantes d’échappement.

La gestion moteur sur le V6 TDI est confiée au système BOSCH EDC16 qui règle la quantité de carburant désirée, l’amorce de la course d’injection, la pression de surralimentation ainsi que le degré de recyclage de gaz d’échappement.

A ce jour, BOSCH & SIEMENS utilisent cette technologie.

Explications du common rail d’après une source SIEMENS.

rampe commune
Rampe commune

Siemens VDO Automotive, l’un des leaders mondiaux de l’électronique automobile high-tech, lance la production en série de son nouveau système d’injection directe diesel : le système Piézo Common Rail 2 ème génération (PCR 2) monté chez PSA.

Les avancées technologiques majeures du nouveau système résident notamment dans la commande piézo-électrique de l’injecteur, brevetée par Siemens VDO Automotive, et dans la deuxième génération de « Common Rail ». Deux éléments clés qui permettent d’améliorer sensiblement les performances des moteurs diesel.

Le système PCR 2, un concentré d’avancées technologiques

Pompe Common rail
Pompe rampe commune

Le système Piézo Common Rail 2 ème génération se compose de 4 éléments :

Un jeu d’injecteurs à commande piézo-électrique : cette technologie unique, brevetée par Siemens VDO Automotive, se distingue par la rapidité de ses temps de commutation (de l’ordre de 100 µ seconde). Réactivité, extrême précision du dosage, répétitivité, flexibilité de réglage et robustesse sont les principaux apports de cette nouvelle génération d’injecteurs par rapport
aux systèmes électromagnétiques classiques.

Une rampe commune (Common Rail) mécano soudée, confère plus de souplesse dans la conception et le montage des éléments du système. Allègement, amélioration de l’étanchéité, réduction du temps de démarrage, standardisation des composants et coûts de fabrication réduits, sont les atouts majeurs de cette rampe.

La pompe : il s’agit de la toute nouvelle génération de pompe haute pression à commande de débit variable. Elle génère une pression de 220 à 1 500 bars dans la rampe commune. L’option « pompe de transfert intégrée » évite le recours à une pompe électrique dans le réservoir.

Les avantages du système:

Cycle injection piezo
Cycle injection piezo

Les principaux avantages du Système Piézo Common Rail de Siemens VDO Automotive :

De performances moteur accrues, avec notamment un couple élevé à bas régime.

Un meilleur respect de l’environnement grâce à la réduction des émissions polluantes : compatibilité avec les normes européennes actuelles et à venir ( Euro 3 et Euro 4).

La réduction sensible des nuisances sonores liées à la combustion.

Consommation réduite.

Une meilleure longévité et homogénéité des performances moteurs tout au long de la vie des véhicules.

Conclusion de l’utilisation des injecteurs Piezo électrique sur le common rail TDI

Moteur V8 TDI common rail injecteur piezo électrique
Moteur V8 TDI common rail injecteur piezo électrique

Les injecteurs Piézo électrique autorisent désormais une pression d’injection maximale de 1600 bars soit 250 bars de plus, que sur la précédente version (V6). La pulvérisation encore plus fine du carburant permet non seulement une augmentation de la puissance et du couple, mais aussi une réduction de la consommation et des émissions polluantes.

Cinq injections peuvent dorénavant se succéder pour chaque cycle moteur, la fréquence est donc augmentée par rapport au système injecteur pompe. Les nouveaux Piézo sont dotés de 7 trous qui assurent par ailleurs une répartition homogène du carburant dans les chambres de combustion. Cette technologie permet d’ores au V6 & V8 TDI de respecter les normes Euro 4 antipollutions.