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Qu'est-ce que l'injection directe par rail (Common Rail Injection - CRD)?

Qu'est-ce que l'injection directe par rail (Common Rail Injection - CRD)?

La technologie des moteurs diesel a progressé en apparaissant à des années-lumière au cours des deux dernières décennies. Finie l'époque de la fumée noire et suie, chargée de soufre, du diesel qui jaillissait des piles de semi-remorques. Les bêtes lourdes et insolentes qui remplissaient les routes - et obstruaient nos voies respiratoires - ne sont plus qu'un souvenir.

Bien que les moteurs diesel aient toujours été très économes en carburant, les lois antipollution strictes et les attentes des acheteurs en matière de performances ont forcé les développements qui ont fait passer le faible diesel d'une honte à un champion de l'air pur et économique.

Old News: Injection indirecte mécanique

Les moteurs diesel d’antan reposaient sur une méthode simple et efficace - mais pas tout à fait efficace et précise - de distribution du carburant dans les chambres de combustion du moteur. La pompe à carburant et les injecteurs des premiers moteurs diesel étaient complètement mécaniques et, bien que usinée avec précision et construite de manière robuste, la pression de service du système d'alimentation en carburant n'était pas suffisamment élevée pour permettre une pulvérisation de carburant soutenue et bien définie.

Et dans ces anciens systèmes mécaniques indirects, la pompe devait faire double emploi. Il fournissait non seulement la pression du système d'alimentation en carburant, mais également le dispositif de distribution et de distribution. De plus, ces systèmes élémentaires reposaient sur de simples entrées mécaniques (il n’y avait pas encore d’électronique), telles que le nombre de tours / minute des pompes à carburant et la position du papillon des gaz pour mesurer leur consommation de carburant.

Par la suite, ils ont souvent administré une injection de carburant avec un type de pulvérisation pauvre et mal défini, trop riche (le plus souvent) ou trop maigre. Cela a abouti à un riche vomissement de fumée noire ou à une puissance insuffisante et à un véhicule en difficulté.

Pour aggraver les choses, le carburant basse pression a dû être injecté dans une pré-chambre pour assurer une atomisation adéquate de la charge avant de pouvoir pénétrer dans la chambre de combustion principale pour faire son travail. D'où le terme injection indirecte.

Et si le moteur était froid et l'air extérieur froid, les choses devinrent vraiment léthargiques. Bien que les moteurs soient équipés de bougies de préchauffage pour les aider à démarrer, il fallait plusieurs minutes de temps avant de les laisser suffisamment chauffer à la chaleur pour qu'ils puissent fonctionner en douceur.

Pourquoi un processus aussi volumineux et complexe? Et pourquoi tant de problèmes avec les températures froides?

La raison principale en est la nature du processus diesel et les limites de la technologie diesel ancienne. Contrairement aux moteurs à essence, les moteurs diesel ne disposent pas de bougies d’allumage pour enflammer leur mélange. Les moteurs diesel dépendent de la chaleur générée par la compression intense de l'air dans les cylindres pour enflammer le carburant lorsqu'il est pulvérisé dans la chambre de combustion. Et à froid, ils ont besoin de bougies de préchauffage pour renforcer le processus de chauffage. En outre, en l'absence d'étincelle pour initier la combustion, le carburant doit être introduit dans la chaleur sous forme de brouillard extrêmement fin pour pouvoir s'enflammer correctement.

La nouvelle façon: l'injection directe par rail commun électronique (CRD)

Les moteurs diesel modernes doivent leur popularité à de nouveaux progrès dans les systèmes d'alimentation en carburant et de gestion du moteur, qui permettent aux moteurs de retrouver une puissance, des performances et des émissions équivalentes à celles de l'essence, tout en produisant une économie de carburant supérieure.

Ce sont la rampe d'alimentation en carburant haute pression et les injecteurs électroniques contrôlés par ordinateur qui font toute la différence. Dans le système à rampe commune, la pompe à carburant charge la rampe à une pression pouvant atteindre 25 000 psi. Mais contrairement aux pompes à injection indirecte, il n’est pas impliqué dans le déchargement du carburant. Sous le contrôle de l'ordinateur de bord, cette quantité de carburant et cette pression s'accumulent dans le rail indépendamment du régime et de la charge du moteur.

Chaque injecteur de carburant est monté directement au-dessus du piston à l'intérieur de la culasse (il n'y a pas de pré-chambre) et est relié à la rampe d'alimentation en carburant par des lignes rigides en acier pouvant supporter les pressions élevées. Cette pression élevée permet d'obtenir un orifice d'injection très fin qui atomise complètement le carburant et évite le recours à une préchambre.

Les injecteurs sont actionnés par l’intermédiaire d’un empilement de plaquettes de cristaux piézoélectriques qui déplacent l’aiguille-aiguille par petits incréments, permettant ainsi de pulvériser du carburant. Les cristaux piézoélectriques fonctionnent en se dilatant rapidement lorsqu'une charge électrique leur est appliquée.

À l'instar de la pompe à carburant, les injecteurs sont également contrôlés par le calculateur de moteur et peuvent être déclenchés rapidement plusieurs fois au cours du cycle d'injection. Grâce à ce contrôle précis des allumages des injecteurs, il est possible de programmer des quantités plus petites et décalées d'alimentation en carburant (5 ou plus) au cours de la course afin de favoriser une combustion complète et précise.

En plus du contrôle de la synchronisation, les injections à haute pression de courte durée permettent une pulvérisation plus fine et plus précise qui permet également une pulvérisation et une combustion plus complètes et plus complètes.

Grâce à ces développements et améliorations, le moteur diesel à injection directe à rampe commune moderne est plus silencieux, consomme moins de carburant, est plus propre et plus puissant que les unités d'injection mécanique indirecte qu'ils ont remplacées.