Pompes d'injection diesel (ON)

Genèse et application.

La genèse et l'évolution des pompes d'injection pour moteurs diesel est une histoire fascinante de progrès technologique qui a commencé à la fin du 19e siècle. Rudolf Diesel, un ingénieur allemand, a inventé le moteur diesel en 1893, dans le but de créer une solution plus efficace que les moteurs à vapeur et à combustion interne de l'époque. Dans les premières années, des systèmes d'injection de carburant très primitifs étaient utilisés avec une faible précision, ce qui limitait l'efficacité et la fiabilité de ces moteurs.

Les années 1920 et 1930 ont été marquées par des progrès significatifs avec l'introduction de pompes à injection mécaniques, entraînées directement par le moteur. Ces pompes, telles que le modèle développé par Bosch, sont devenues populaires dans les voitures et les machines agricoles, car elles permettent d'acheminer plus efficacement le carburant vers les cylindres.

Les pompes distributrices, introduites dans les années 1950, ont constitué l'étape suivante du développement. Elles ont permis un contrôle plus précis de l'injection de carburant, ce qui a amélioré les performances et l'économie du moteur. Les pompes de type VE, largement utilisées dans les voitures et les camions, en sont un exemple. Les années 1960 ont vu l'avènement des pompes sectionnelles, qui disposaient de sections séparées pour chaque cylindre, permettant un contrôle plus précis de la quantité de carburant injectée, et qui étaient utilisées dans les gros camions et les engins de chantier.

Les années 1980 et 1990 ont vu une révolution dans la technologie de l'injection de carburant avec l'introduction de la commande électronique. Les unités de contrôle électronique (ECU) ont commencé à gérer le fonctionnement des pompes d'injection, permettant un contrôle encore plus précis du processus de combustion. Le système EDC (Electronic Diesel Control) de Bosch en est un exemple.

L'introduction des systèmes à rampe commune à la fin des années 1990 a constitué une percée dans la technologie de l'injection de carburant pour les moteurs diesel. Ce système sépare la génération de pression du processus d'injection, ce qui permet d'obtenir des pressions d'injection très élevées et un contrôle précis du dosage du carburant. Le carburant est stocké dans un réservoir commun (rail) et acheminé vers les injecteurs à haute pression, ce qui permet d'améliorer l'efficacité de la combustion et de réduire les émissions de gaz d'échappement.

Les systèmes d'injection utilisés aujourd'hui se caractérisent par une grande précision, des pressions d'injection élevées (jusqu'à 2 000 bars) et un contrôle électronique avancé.

Les pompes d'injection diesel ont parcouru un long chemin dans leur développement, passant de systèmes mécaniques primitifs à des systèmes de haute technologie à rampe commune contrôlée électroniquement, ce qui a permis d'améliorer considérablement l'efficacité, la fiabilité et les performances environnementales des moteurs diesel.

Construction et principe de fonctionnement.

Pompe d'injection en ligne (sectionnelle).

Dans le corps de ce type de pompe se trouvent des sections de piston, disposées en rangée, correspondant au nombre de cylindres du moteur. Chaque section de refoulement se compose d'un piston et d'un cylindre. Le piston se déplace dans le cylindre, comprimant le carburant sous le mouvement du galet de came, qui convertit le mouvement rotatif en mouvement alternatif. L'arbre à cames est l'élément clé qui entraîne les pistons, permettant la compression du carburant. Le fonctionnement de la pompe est contrôlé par un régulateur de vitesse, qui peut être mécanique ou électronique. Il est chargé de contrôler le régime du moteur en régulant la quantité de carburant fournie aux cylindres. À la sortie de chaque section de distribution, il y a des soupapes d'injection qui s'ouvrent sous la pression du carburant, ce qui permet au carburant de s'écouler dans les conduites menant aux injecteurs. Les conduites transportent le carburant sous pression jusqu'aux injecteurs, qui injectent le carburant dans la chambre de combustion du moteur. Le mécanisme de réglage permet d'ajuster le moment du démarrage de l'injection de carburant, ce qui est crucial pour un fonctionnement optimal du moteur dans différentes conditions de charge et de vitesse. Le fonctionnement de la pompe d'injection en ligne est séquentiel. Un arbre à cames, entraîné par le moteur, commande le mouvement des pistons dans les différentes sections de refoulement. Les pistons compriment le carburant dans les cylindres des sections, et la pression élevée correspondante provoque l'ouverture des injecteurs et l'injection du carburant. Le régulateur de régime contrôle la quantité de carburant fournie aux cylindres et le mécanisme de réglage permet d'ajuster l'angle d'injection, ce qui est crucial pour une combustion efficace et les performances du moteur.

Pompes à injection dans le collecteur (VE/VP).

On trouve sur le marché des pompes distributrices axiales et radiales. La différence réside dans le ou les éléments utilisés pour générer une pression de carburant élevée à l'intérieur de la pompe d'injection. Un arbre d'entraînement, relié au moteur, entraîne les pièces mobiles de la pompe, faisant tourner les éléments de distribution et synchronisant leur fonctionnement avec celui du moteur. Le distributeur, avec les éléments de compression du carburant, est le composant clé de la pompe, responsable de la distribution du carburant aux différents cylindres. Il tourne à l'intérieur du corps de la pompe, entraîné par un arbre d'entraînement. La pompe à palettes, située dans la section d'admission, est chargée d'aspirer le carburant du réservoir et de le précomprimer avant de l'acheminer vers les éléments de refoulement. L'élément de refoulement, composé d'un piston et d'un cylindre, comprime le carburant à haute pression. Le mouvement du piston est synchronisé avec la rotation de l'arbre d'entraînement. Une soupape de commande contrôle la quantité de carburant fournie à l'élément de piston, ce qui permet un dosage précis du carburant en fonction de la demande du moteur. Dans les modèles plus anciens, l'angle d'injection et le dosage du carburant étaient réglés mécaniquement ou pneumatiquement. Les pompes distributrices plus récentes sont équipées d'un dispositif de réglage électrique ou d'un contrôleur électronique. Ces derniers permettent notamment un réglage relativement précis et rapide des paramètres d'injection du carburant, grâce à l'algorithme de fonctionnement correspondant de la pompe, stocké dans son contrôleur.

Pompes unitaires/à section unique (unités d'injection PLD/UPS/EUP individuelles).

La pompe d'injection unitaire est un système avancé d'injection de carburant utilisé principalement dans les moteurs diesel puissants et de grande capacité. Cette solution est utilisée dans les véhicules utilitaires tels que les camions, les machines agricoles et les engins de construction. Chaque cylindre du moteur dispose de sa propre pompe d'injection, ce qui permet un contrôle très précis de l'injection de carburant.

Au cœur de la pompe d'injection unitaire PLD se trouve le corps de la pompe, qui est fabriqué dans des matériaux robustes tels que l'acier ou la fonte pour résister à des pressions et à des charges élevées. À l'intérieur du corps se trouve un piston qui se déplace dans un cylindre. Ce piston est entraîné par un arbre à cames, qui convertit le mouvement rotatif de l'arbre en mouvement alternatif du piston. L'arbre à cames est synchronisé avec le moteur, ce qui permet un contrôle précis de la synchronisation de l'injection de carburant. Chaque pompe est équipée d'une électrovanne qui, commandée par le contrôleur du moteur, s'ouvre pour permettre au carburant de s'écouler dans les conduites menant aux injecteurs. Cette soupape contrôle également la quantité de carburant envoyée dans la chambre de combustion, ce qui est essentiel pour une combustion efficace. Les injecteurs, reliés directement aux pompes, injectent le carburant directement dans la chambre de combustion à très haute pression, ce qui assure une meilleure atomisation du carburant et une combustion plus efficace. 

Le système PLD se caractérise par sa grande précision et sa fiabilité, ainsi que par sa capacité à contrôler avec précision l'injection de carburant dans chaque cylindre. Cela permet aux moteurs équipés de pompes d'injection unitaires d'obtenir une meilleure efficacité de combustion, des émissions réduites et des performances accrues. La conception générale de la pompe PLD est conçue pour garantir un fonctionnement durable et fiable dans des conditions d'utilisation difficiles, ainsi qu'un service rapide en cas de défaillance.

Pompes à haute pression (common rail).

La pompe haute pression d'un système à rampe commune est le composant clé responsable de la génération et du maintien d'une pression de carburant élevée, qui est ensuite acheminée vers la rampe (rampe commune) et, de là, vers les injecteurs. La conception de cette pompe comprend plusieurs composants importants qui fonctionnent ensemble pour assurer un fonctionnement efficace et fiable.

Le corps de la pompe, généralement fabriqué dans des matériaux solides tels que l'acier ou la fonte, est la structure de base dans laquelle tous les composants clés sont montés. À l'intérieur du corps se trouve l'arbre qui reçoit l'entraînement du moteur. L'arbre d'entraînement, par l'intermédiaire de cames et de tiges de poussée, entraîne les éléments de refoulement, qui compriment le carburant à une pression élevée. Les éléments de piston sont constitués de pistons situés dans les cylindres. Le mouvement des pistons est généré par un arbre à cames, qui convertit le mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement en mouvement alternatif des pistons. La pompe est équipée de soupapes d'admission et de sortie qui contrôlent le flux de carburant vers et depuis les éléments du piston. Les soupapes d'admission s'ouvrent lorsque les pistons se déplacent vers le bas, aspirant le carburant dans les cylindres, et les soupapes d'échappement s'ouvrent lorsque les pistons se déplacent vers le haut, comprimant le carburant et le pompant dans la rampe commune. La plupart des pompes à haute pression ont une à trois sections de refoulement.

Selon le modèle, ce type de pompe est équipé d'une électrovanne pour contrôler la pression/le débit de carburant. Des capteurs de température du carburant et des électrovannes déconnectant une section de refoulement sont également utilisés comme accessoires. Une électrovanne montée dans la pompe ou sur la rampe, commandée par l'unité de contrôle du moteur (ECU), régule la pression du carburant dans le système de rampe commune. Certaines pompes haute pression sont équipées d'une pré-pompe à carburant intégrée, qui est chargée d'aspirer le carburant du réservoir et de le pomper vers la section haute pression pour la compression. 

Processus de régénération.

Pompes Bosch de type VP29/30 et VP44.

Le processus de reconditionnement commence par la lecture du contenu de la mémoire du contrôleur de la pompe et la vérification des erreurs stockées. Les composants de la pompe sont ensuite démontés et les pièces mécaniques sont inspectées. Lors du reconditionnement de la pompe, tous les composants clés sont remplacés ou réparés, notamment : l'unité de contrôle électronique, le capteur à effet Hall, la pré-pompe (alimentation), le dispositif de réglage de l'angle d'injection, les pistons haute pression, les électrovannes de dosage et d'angle d'injection, la tête ou le carter. Une fois les nouvelles pièces montées, la pompe est transférée sur le banc d'essai Bosch EPS 815 avec l'accessoire VPM844. Un processus entièrement automatique est alors mis en œuvre pour tester et calibrer ses paramètres de fonctionnement. Un résultat positif de ce processus garantit le maintien d'un débit de carburant et d'un angle d'injection corrects sur l'ensemble de la plage de régime et de charge du moteur.

Pompes monoblocs Bosch (PLD/UPS) et Delphi (EUP).

Grâce à la CAMBOX de Bosch, notre offre comprend également le test et la régénération des pompes incluses dans les kits d'injection PLD/UPS individuels de Bosch. Le reconditionnement de ce type de pompe implique le remplacement d'un jeu de joints ainsi que l'inspection, le nettoyage et le remplacement éventuel d'autres éléments tels que l'électrovanne de contrôle ou les éléments générant de la haute pression. Le test final de la pompe s'effectue sur un banc d'essai Bosch EPS 815 équipé de l'accessoire susmentionné.

Nous proposons également des tests de performance et la remise à neuf des pompes des systèmes Delphi EUP. L'inspection des composants s'effectue sur un banc d'essai Hartridge AVM2-PC convenablement équipé. Le reconditionnement comprend généralement le remplacement des joints, de la vanne de contrôle, du piston, ainsi que l'inspection et le nettoyage des autres pièces. piston, ainsi que l'inspection et le nettoyage des autres pièces. Si nécessaire, les composants endommagés tels que le ressort, la soupape, le solénoïde ou le connecteur électrique sont remplacés. La pompe réparée reçoit un nouveau code de correction, qui est généré sur la base des paramètres mesurés lors du test d'étalonnage effectué sur le banc d'essai.

Pompes haute pression à rampe commune Bosch, Delphi, Siemens VDO/Continental, Denso.

Le processus commence par un test de la pompe, qui est précédé par le remplacement d'un jeu de joints. Des bancs d'essai Bosch et Hartridge équipés des instruments appropriés sont utilisés pour tester les pompes CP. La remise en état de la pompe comprend le remplacement des pièces endommagées ou usées, telles que : la pré-pompe (le cas échéant), les électrovannes, les vannes mécaniques, l'arbre d'entraînement, les pistons ou le carter. Chaque réparation est complétée par un test, au cours duquel les paramètres clés de la pompe - pression et débit de carburant - sont mesurés.

Causes et types de dommages.

Symptômes pouvant indiquer une pompe à injection défectueuse :

1. Difficulté à démarrer le moteur.
2. Le moteur tourne au ralenti de manière irrégulière.
3. Diminution de la puissance du moteur, en particulier lors de l'accélération.
4. Augmentation de la consommation de carburant.
5. Fumée excessive provenant du système d'échappement. 
6. Le voyant "Check engine" ou d'autres indicateurs de défaillance sur le tableau de bord. 

Les défaillances les plus courantes des pompes à injection sont les suivantes :

1. Usure des pistons et des cylindres intérieurs de la pompe.
2. Endommagement des joints et des bagues d'étanchéité.
3. Défaillance de l'électrovanne de contrôle.
4. Problèmes au niveau des composants mécaniques tels que l'arbre d'entraînement, les cames, les tiges de poussoir ou les composants du piston.
5. Dommages aux unités de contrôle électronique (ECU) responsables du contrôle du fonctionnement de la pompe.
6. Contamination du carburant qui entraîne le grippage ou le blocage des pièces mobiles de la pompe.
7. Problèmes d'alimentation en carburant, tels que l'obstruction des filtres à carburant ou la mauvaise qualité du carburant, entraînant des dommages internes.