MOTEUR 2,0l TDi “COMMON RAIL” Cahier didactique nº 123Avec le moteur 2,0 l TDi de 105 kW, SEAT introduit pour la première fois la technologie d'injection "Common Rail" à sa gamme de véhicules. Le système d'injection "Common Rail" (CR) est basé sur la génération de la pression d'injection par le biais d'une seule pompe haute pression. La pression s'accumule dans une rampe commune à tous les injecteurs. C'est de cette rampe commune que vient le nom de ce système d'injection : “Common Rail”. La gestion de moteur Bosch EDC 17, adaptée aux spécificités du système d'injection “Common Rail”, contrôle toutes les fonctions du moteur afin d'obtenir un rendement optimum pour tous les types de fonctionnement et toujours avec un indice d'émissions polluantes le plus faible possible. Il faut préciser que grâce à cette technologie "Common Rail", le moteur 2,0 l TDi CR de 105 kW respecte les exigences établies par la norme UE5 en matière d'émissions de gaz polluants, c'est d'ailleurs le premier moteur Diesel de SEAT soumis à cette norme. Ce cahier didactique analyse toutes les caractéristiques mécaniques et électroniques du moteur 2,0 l TDi CR de 105 kW équipant la Seat Exeo.D123-01Remarque: les instructions exactes pour la vérification, le réglage et la réparation se trouvent dans l'application ELSA et dans le diagnostic guidé de VAS 505X.TABLE DES MATIÈRESCaractéristiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Circuit de lubrification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Circuit de refroidissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Recyclage des gaz d'échappement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Refroidissement des gaz d'échappement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Injection de carburant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Tableau synoptique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Capteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Actionneurs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Génération de la haute pression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Régulation de la pression du carburant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Cycle d'injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Régénération du filtre à particules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Système de préchauffage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Schéma électrique des fonctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763CARACTÉRISTIQUESCourroie de distributionFiltre à airÉchangeur de chaleur air/air Échangeur de chaleur air/airD123-02Le nouveau moteur 2,0 l TDi avec système d'injection "Common rail" appartient à la famille des moteurs EA189 et a hérité de nombreuses caractéristiques mécaniques des moteurs 2,0 l TDi avec système injecteur-pompe, et en particulier du moteur 2,0 l TDi de 16s et 125 kW. Le système d'injection "Common rail" introduit des améliorations sur les moteurs 2,0 l 16s, telles que la réduction des émissions sonores, de gaz polluants et de la consommation en carburant. D'un point de vue mécanique, la culasse est équipée de 16 soupapes même si elle ne possède pas de conduits de distribution internes et a été adaptée par rapport aux moteurs dotés d'un système d'injecteur-pompe, pour pouvoir abriter lesinjecteurs piézoélectriques du système "Common Rail". L'actionnement de l'arbre à cames d'échappement se fait par le biais de la courroie cranté et du vilebrequin, tandis que l'arbre à cames d'admission est actionné par l'arbre à cames d'échappement au moyen d'une suite d'engrenages. Sur la Seat Exeo, le système de refroidissement de l'air de suralimentation du moteur 2,0 l TDi "Common Rail" dispose d'un échangeur de chaleur double situé des deux côtés du compartiment moteur.4INDICATIONS TECHNIQUESLettres du moteur ........................................... CAGA Cylindrée ................................................. 1 968 cm3 Diamètre x Course ............................. 81 x 95,5 mm Relation de compression ............................ 16,5 : 1 Couple maximum ... 320 Nm de 1 750 à 2 500 tr/min Puissance maximum ............. 105 kW à 4 200 tr/min Gestion du moteur ............................. Bosch EDC 17 Carburant .................................. Gazole, DIN EN 590 Épuration des gaz d'échappement : ......................... Catalyseur à oxydation, recyclage des gaz d'échappement et filtre à particules. Norme de pollution........................................... EU VD123-03CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUESLes principales caractéristiques du moteur 2,0 l TDi CR sont les suivantes : - système d'injection "Common Rail" avec injecteurs piézoélectriques. - filtre à particules avec catalyseur à oxydation sur la partie antérieure. - tubulure d'admission avec volets à actionnement électrique pour générer une turbulence spiroïdale dans le cylindre. - Électrovanne de commande pour le système de recyclage des gaz d'échappement. - collecteur d'échappement avec turbocompresseur à géométrie variable et rétroinformation à l'appareil de commande du moteur de la position des aubes. - système de refroidissement pour le recyclage des gaz d'échappement à basse température.440 120400100Couple (Nm)3208028070240602005016040COURBES DE COUPLE ET DE PUISSANCEGrâce à l'optimisation du remplissage du cylindre, on atteint le rendu du couple maximum de 320 Nm pratiquement à partir de 1 750 tr/min et il se maintient jusqu'à 2 500 tr/min. On atteint la puissance maximum de 105 kW à 4 200 tr/min.0 100020003000400030 5000D123-045Puissance (kW)36090MÉCANIQUEBLOCIl est fabriqué en fonte grise à graphite lamellaire. L'emplacement de la pompe de refroidissement et du thermostat principal est le même que sur les moteurs de la famille EA188 connus jusqu'alors. Les injecteurs d'huile pour le refroidissement des pistons sont vissés à l'intérieur du bloc. Le bloc dispose de cinq paliers pour le vilebrequin et les cylindres ne sont séparés que de 88 mm pour obtenir un moteur aux dimensions compactes et donc un vilebrequin plus court et plus léger.Chemises en fonte grise emboutiesLogement de la pompe mécanique à liquide de refroidissement Logement du thermostatD123-05VILEBREQUINIl est fabriqué en acier forgé et dispose de quatre contrepoids, au lieu des huit contrepoids habituels qui équipent les moteurs Diesel à quatre cylindres. La réduction des contrepoids suppose un effort moindre sur les paliers, ce qui, à son tour, permet de réduire les pertes par frottement du moteur. Ces modifications ont permis d'optimiser le comportement du moteur puisqu'en général, lorsque l'on réduit les masses en mouvement, on réduit aussi les vibrations et la consommation de carburant.Contrepoids D123-066PISTONSSur le moteur 2,0 l TDi CR, on a éliminé de la tête des pistons les empreintes pour les soupapes. Cette modification, qui était déjà intégrée au moteur 2,0 l TDi PD de 125 kW de la gamme Altea FR, élimine les zones froides pendant la combustion du gazole et donc l'accumulation de suie. L'élimination des empreintes pour les soupapes améliore aussi la turbulence d'entrée d'air dans le cylindre, ce qui se traduit par une bonne formation du mélange et donc une diminution des émissions polluantes. D'autre part, les pistons intègrent le fameux conduit annulaire qui sert à refroidir la zone des segments en injectant de l'huile à travers les injecteurs vissés au bloc. Concernant l'union avec la bielle, on conserve la géométrie trapézoïdale qui augmente la surface de contact et donc la répartition des efforts entre les éléments qui participent à l'union. La différence la plus importante par rapport aux pistons du moteur 2,0 l TDi avec technologie injecteur-pompe réside dans la forme de la chambre de combustion creusée dans la tête du piston, cette dernière ayant été modifiée en fonction de la projection des injecteurs. Les jets des injecteurs du moteur “Common Rail” sont projetés de façon plus large et plus plane qu'avec les injecteurs-pompe, on obtient ainsi un mélange plus homogène et on réduit la formation de suie.PISTON 2,0 l TDi “common rail”Chambre de combustionConduit annulaire pour l'huile de refroidissementPISTON 2,0 l TDi "injecteur-pompe"Connexion pour le pied de la bielle de forme trapézoïdaleConduit annulaire pour l'huile de refroidissementChambre de combustionD123-077MÉCANIQUEPignon d'entraînement du vilebrequinPignon intermédiaire lPignon d'entraînement de l'arbre d'équilibrage IPompe de lubrificationPignon d'entraînement de l'arbre d'équilibrage IID123-08ENSEMBLE ÉQUILIBRAGELe moteur 2,0 l TDi CR est équipé d'un ensemble d'équilibrage de type “Lanchester” sur le palier inférieur du bloc. Il sert à équilibrer les oscillations de second ordre générées par l'action des masses du moteur en mouvement. on règle le jeu entre celui-ci et les pignons avec lesquels il se trouve en contact. Lors des premiers tours du moteur, le revêtement s'use et l'on obtient un réglage parfait entre les côtés des dents. Si l'on doit démonter l'ensemble d'équilibrage, il faudra alors remplacer le pignon intermédiaire.STRUCTUREL'ensemble d'équilibrage est composé d'un carter en fonte grise, de deux arbres d'équilibrage contrarotatifs, des pignons d'entraînement à dents hélicoïdaux et de la pompe de lubrification du moteur. Le pignon du vilebrequin transmet le mouvement au pignon intermédiaire, celui-ci actionne alors l'arbre d'équilibrage I. Cet arbre transmet le mouvement à l'arbre d'équilibrage II par le biais d'un couple de pignons d'entraînement. La pompe de lubrification est directement connectée à l'arbre d'équilibrage II. Le pignon intermédiaire dispose d'un revêtement en plastiquesur les côtés des dents par lesquellesPRINCIPE DE FONCTIONNEMENTOn obtient la réduction des vibrations en faisant tourner de manière synchronisée les deux arbres à masses excentriques en sens contraire et en effectuant deux fois plus de tours que le vilebrequin.Remarque: Pour plus d'information concernant les oscillations de second ordre des moteurs, consulter le cahier didactique nº 102 “2,0 l FSI mécanique”.8CULASSESur le moteur 2,0 l TDi CR, la culasse est en alliage d'aluminium, avec entrée et sortie de gaz par flux croisé. Deux arbres à cames sont montés sur la culasse. Les arbres à cames font bouger respectivement deux soupapes d'admission et deux soupapes d'échappement par cylindre. Les injecteurs piézoélectriques sont montés en position verticale et centrée sur chacune des chambres de combustion. Les injecteurs sont fixés à la culasse par le biais d'un mors individuel. On peut accéder à chaque injecteur en démontant un petit carter doté d'un joint en caoutchouc qui se trouve sur le couvercle de la culasse. Cela permet de démonter les injecteurs sans démonter entièrement le couvercle de la culasse.Arbre à cames admissionACTIONNEMENT DES ARBRES À CAMESL'arbre à cames d'admission est actionné par l'arbre à cames d'échappement par le biais d'un engrenage à dents cylindriques. L'ensemble des engrenages se trouve dans l'extrémité de la culasse se trouvant à l'opposé de la courroie de distribution. Le pignon de l'arbre à cames d'échappement dispose d'un système qui élimine le jeu entre les côtés des dents ce qui réduit le volume sonore de l'actionnement.Injecteurs Arbre à cames échappementCulbuteurs flottants à galetsRaccord pour la roue crantéeD123-099MÉCANIQUETECHNOLOGIE 4 SOUPAPESDe même que pour les fameux moteurs 2,0 l 16s TDi injecteur-pompe, chaque cylindre dispose de 2 soupapes d'admission et de 2 soupapes d'échappement montées verticalement par rapport à la culasse. La taille, la forme et le parcours des conduits d'admission et d'échappement de la culasse ont été conçus de façon à ce que les cylindres se remplissent et se vident de manière optimale quelque soit le régime moteur. Les deux conduits d'admission qui composent chacun des cylindres se différencient par leur forme et l'angle qu'ils forment en arrivant au cylindre. C'est pour cela que l'un des conduits s'appelle "de remplissage maximum" et l'autre "à turbulence spiroïdale". Le conduit de remplissage maximum facilite le remplissage correct du cylindre, surtout à haut régime, lorsque le temps de remplissage est moindre. Le conduit de turbulence spiroïdal fait en sorte que l'air d'entrée décrive un mouvement rotatif qui contribue à la création de la turbulence nécessaire à l'entrée de la chambre de combustion pour que le bon mélange ait lieu à l'intérieur du cylindre. Une autre modification effectuée pour créer des conditions optimales d'entrée et de sortie de gaz de la chambre de combustion c'est le décalage de l'étoile formée par les soupapes par rapport à l'axe géométrique longitudinal du moteur. Ce décalage est de 8,8o par rapport à l'axe longitudinal du moteur.Arbre à cames admissionInjecteurConduit à turbulence spiroïdale Conduit de remplissage maximumArbre à cames échappementSoupapes d'échappement Soupapes d'admissionDÉCALAGE ANGULAIRE DES SOUPAPESD123-1010TUBULURE D'ADMISSIONLa tubulure d'admission est fabriquée en plastique et intègre un arbre à volets qui laisse libre ou empêche le passage de l'air à travers le conduit de remplissage maximal de chaque cylindre. En fonction du régime et de la charge du moteur, les volets adoptent une position déterminée pour qu'à l'intérieur du cylindre, la turbulence adéquate soit générée, facilitant ainsi le mélange air/gazole. Le moteur étant très froid, voire au ralenti, les volets s'ouvrent partiellement.D123-11VOLETS DE TURBULENCE SPIROÏDALELes volets de turbulence spiroïdales sont montés sur un arbre qui est tourné dans les deux sens par le moteur pour volets d'admission V157 par le biais d'une tige. Ce moteur est géré par l'appareil de commande du moteur. Le moteur pour les volets d'admission V157 intègre un potentiomètre G336 par le biais duquel l'appareil de commande du moteur reçoit le signal de confirmation relatif à la position réelle des volets.TubulureConduit à turbulence spiroïdaleConduit de remplissageVolet de turbulence spiroïdalMoteur pour volets d'admission V157 Potentiomètre pour les volets d'admission G336D123-1211MÉCANIQUEFONCTIONNEMENT À FAIBLE RÉGIMEAu ralenti et à faible régime, la vitesse d'entrée de l'air dans le cylindre est faible, car les pistons se déplacent lentement et la pression de suralimentation est faible. Dans ce cas, les volets à turbulence spiroïdale sont fermés, tout l'air aspiré passe donc par le conduit de turbulence spiroïdale. Cela permet d'augmenter la vitesse d'entrée de l'air dans le cylindre, car le flux passe à l'intérieur du cylindre par un seul conduit au lieu de deux. De plus, de par la forme du conduit, un intense effet de turbulence est généré, qui favorise l'homogénéisation du mélange.Volet de turbulence spiroïdaleConduit de remplissageConduit de turbulenceTurbulenceD123-13FONCTIONNEMENT À MOYEN ET HAUT RÉGIMEÀ moyen et haut régime moteur, le temps disponible pour le remplissage des cylindres est plus court, il est donc intéressant d'augmenter au maximum la section d'entrée de l'air. C'est pour cela que les volets s'ouvrent, laissant passer l'air à travers le conduit de remplissage. Grâce au moteur V157 les volets peuvent se positionner à différents degrés d'ouverture en fonction de la charge et du régime moteur. À partir de 3 000 tr/min les volets sont entièrement ouverts.Volet de turbulence spiroïdaleConduit de remplissageConduit de turbulenceTurbulenceD123-1412ARBRES À CAMESLa principale nouveauté dans l'actionnement de l'arbre à cames réside dans le fait que la courroie de distribution déplace l'arbre à cames d'échappement; tandis que sur les moteurs 2,0 l TDi PD, elle entraîne les deux arbres à cames. L'arbre à cames d'admission est actionné par l'arbre à cames d'échappement par le biais d'un engrenage à pignons cylindriques disposé dans la partie opposée à la courroie de distribution. Les deux pignons disposent du même nombre de dents, puisque les deux arbres doivent tourner au même régime.Châssis auxiliaireACTIONNEMENTPour éliminer le jeu susceptible d'exister entre les deux pignons, l'arbre à cames incorpore un système pour la compensation du jeu entre les côtés des dents qui permettent un actionnement silencieux des arbres à cames. Avec ce système, il faut engrener les deux arbres à cames entre eux avant de les monter sur le moteur.Arbre à cames admissionArbre à cames échappementArbre à cames échappementPignon fixePignon mobile Ressort annulaire Rondelle de fermetureBague élastiqueD123-1513MÉCANIQUECOMPENSATION DU JEU ENTRE LES CÔTÉSLes pignons pour l'actionnement de l'arbre à cames d'admission ont des dents droits et les deux pignons ont le même nombre de dents. Pour compenser le jeu qui pourrait se générer entre chaque paire de dents, on a monté un système d'élimination du jeu entre les côtés.Partie mobilePartie fixeLe pignon cylindrique de l'arbre à cames d'échappement se compose d'une partie mobile et d'une partie fixe solidaire de l'arbre à cames d'échappement. Les deux parties sont connectées par le bais de trois saillies permettant un mouvement relatif entre ces parties, aussi radialement qu'axialement.STRUCTURESaillie D123-16Au repos, les deux parties sont unies axialement par la force exercée par un ressort annulaire. La forme en rampe des saillies produit un déplacement radial qui se transforme en décalage entre les dents des deux parties.FONCTIONNEMENTRessort annulaireD123-17Le décalage entre les dents des deux parties permet au pignon cylindrique d'échappement d'être toujours en contact avec le pignon cylindrique de l'arbre à cames d'admission, compensant ainsi le jeu entre les deux et réduisant le volume sonore en fonctionnement.DécalageD123-1814ENTRAÎNEMENT DE LA COURROIE CRANTÉELa courroie crantée entraîne l'arbre à cames d'échappement, la pompe à carburant haute pression et la pompe à liquide refroidissement. La poulie du vilebrequin est une poulie cylindrique conventionnelle, il ne s'agit pas d'une poulie ovale CTC. C'est pour cela que l'outil de blocage pour la poulie du vilebrequin est le T-10050. De plus, il faudra bloquer la courroie crantée pour monter tant le moyeu de la poulie de l'arbre à cames d'échappement que le moyeu de la poulie de la pompe à carburant haute pression, puisque cette dernière doit être synchronisée avec la distribution.Outil T-20102Poulie d'actionnement pour l'arbre à cames d'échappementPoulie d'actionnement pour la pompe haute pression Galet tendeurGalet de renvoi Galet de renvoiPoulie du vilebrequinPignon d'entraînement pour la pompe à liquide de refroidissementPige de calage du vilebrequin T-10050D123-1915MÉCANIQUEJOINT DE CULASSEC'est un des composants les plus soumis à l'usure sur les moteurs Diesel. Le joint de culasse du moteur 2,0 l TDi CR est métallique et est composé d'une structure à quatre couches. Pour améliorer l'étanchéité des chambres de combustion, le joint de culasse incorpore deux solutions techniques : - le profilage en hauteur des bords antifuite de la chambre de combustion. - l' appui sur les talons des extrémités.Bords antifuiteAppuis aux extrémitésAppuis sur les talons des extrémitésD123-20Dans les zones périphériques de la chambre de combustion de chaque cylindre, les couches du joint de culasse ont été moulés de façon à présenter un profil avec différentes hauteurs. Cette moulure permet de répartir uniformément les forces de serrage sur la chambre de combustion, tout en réduisant les déformations sur les cylindres et les oscillations dans cette zone.PROFILAGE EN HAUTEUR DES BORDS ANTIFUITE DE LA CHAMBRE DE COMBUSTIONProfilage antifuite de la chambre de combustionD123-21L'appui sur les talons des extrémités est le nom donné au profil du joint de culasse des bords extérieurs. Les bords extérieurs du joint de culasse ont été moulés selon un profil ondulé. Ce profil permet de répartir de manière homogène les forces de serrage, de réduire la courbure de la culasse et la déformation des cylindres des extrémités.APPUIS SUR LES TALONS DES EXTRÉMITÉSAppuis aux extrémitésD123-2216FILTRE À PARTICULES DIESEL ET CATALYSEUR À OXYDATIONLe moteur 2,0 l TDi CR intègre sur son système d'échappement un catalyseur à oxydation et un filtre à particules Diesel pour réduire les émissions d'échappement. Le catalyseur à oxydation se trouve devant le filtre à particules, les deux étant logés dans le même boîtier et situés très près de la sortie des gaz du turbocompresseur. Le fait que le catalyseur à oxydation se trouve devant le filtre à particules en combinaison avec le système d'injection "Common Rail", fournit une série d'avantages : - Cela augmente la température des gaz d'échappement à l'entrée du filtre à particules, pour contribuer à ce que le filtre atteigne rapidement sa température de fonctionnement et ainsi faciliter le cycle de régénération. - cela évite que l'air aspiré par le moteur ne refroidisse le filtre à particules au cours des décélérations, du fait que le catalyseur se comporte comme un accumulateur de chaleur réchauffant l'air qui traverse les cylindres lorsque le carburant est injecté. - cela facilite la calcul de la quantité de carburant nécessaire pour réaliser les post-injections de carburants lors des cycles de régénération du filtre, grâce à l'installation d'un transmetteur de température à l'entrée du filtre à particules. Comme cela se produit sur les gammes Ibiza et Altea, ce type de filtre à particules n'a pas besoin de système complémentaire pour faciliter la régénération.Remarque: Pour plus d'information sur le filtre à particules Diesel, consulter le cahier didactique nº 111 “Altea FR”.Transmetteur de température des gaz d'échappement avant G506Conduits pour le transmetteur de pression différentielle pour gaz d'échappement G450Sonde lambda G39Du turbocompresseurCatalyseur à oxydationTransmetteur de température des gaz d'échappement arrière G527 Filtre à particulesD123-2317MÉCANIQUETURBOCOMPRESSEURLe moteur 2,0 l TDi CR génère la pression de suralimentation par le biais d'un turbocompresseur à géométrie variable. La régulation de la pression de suralimentation se fait par dépression par le biais d'une soupape pneumatique de régulation et d'un système de tiges. La soupape de régulation pneumatique intègre un transmetteur de position qui informe l'appareil de commande du moteur de la position réelle des aubes de la turbine.Transmetteur de position des aubes du turbocompresseur G581Tige de commandeRemarque: Pour plus d'information sur le turbocompresseur à géométrie variable, consulter le cahier didactique nº 55 “Moteur 1,9 l TDi 81 kW”.Turbine d'admission Amortisseur de flux D123-24AMORTISSEUR DE FLUXEn sortie du turbocompresseur vers le conduit d'admission du moteur, est installé un amortisseur de flux qui permet de réduire le bruit de l'air de suralimentation. Cet élément silencieux est fabriqué en acier inoxydable et dispose, à l'intérieur, de deux chambres de résonance.Air en provenance du turbocompresseurLes changements brusques dans la vitesse de rotation des aubes du turbocompresseur produisent des coupures de flux d'air de suralimentation. Ces coupures de flux génèrent des ondes qui produisent des émissions sonores élevées. Les chambres de résonance de l'amortisseur de flux font osciller l'air de suralimentation à l'intérieur à peu près à la même fréquence qu'à l'extérieur. la superposition des ondes sonores à l'intérieur et à l'extérieur des chambres minimise le volume sonore global.FONCTIONNEMENTChambre de résonanceD123-2518CIRCUIT DE LUBRIFICATIONLa pression sur le circuit de lubrification est générée par une pompe de type Duocentric, intégrée à l'ensemble d'équilibrage et actionnée par l'arbre d'équilibrage II. Sur le circuit, on trouve deux soupapes qui garantissent la sécurité du fonctionnement et la protection du moteur : - la soupape de régulation de pression, qui décharge directement vers le carter en cas de surpression dans le circuit, par exemple lorsque les conditions climatiques sont rigoureuses ou à hauts régimes. - la soupape de sécurité du filtre, qui commute le passage de l'huile dans le filtre en cas d'obstruction de ce dernier, garantissant ainsi la lubrification du moteur en toutes circonstances.Pompe à dépression Arbre à cames échappementArbre à cames admissionTurbocompresseurRetour d'huileRetour d'huileInjecteurs d'huileSoupape anti-retour d'huileVilebrequinSoupape de sécurité du filtreFiltre à huile Retour d'huileCarter d'huileRadiateur d'huileG266 Transmetteur de niveau et température d'huilePompe à huile DuocentricSoupape de limitation de pressionSoupape de regulation de pressionD123-2619CIRCUIT DE LUBRIFICATIONVENTILATION DU BLOC-MOTEURIl s'agit d'un système fermé qui introduit dans les cylindres des gaz résiduels générés aussi bien dans le bloc-moteur que dans le carter pour procéder à sa combustion et ainsi éviter qu'ils ne s'échappent vers l'extérieur. Le couvercle de la culasse du moteur 2,0 l TDi CR intègre un séparateur de particules d'huile à étages pour le circuit de ventilation du bloc-moteur La séparation étagée des particules d'huile permet de récupérer une grande partie de l'huile contenue dans les vapeurs. Ce système diminue la teneur en hydrocarbures des émissions de gaz d'échappement tout en permettant de réduire la formation de suie dans le moteur. De plus, l'élimination de particules d'huile présentes dans les vapeurs du carter est fondamental si l'on veut garantir la durabilité du filtre à particules, puisque c'est la principale source de formation de cendres non éliminables sur le filtre à particules. La séparation de l'huile se fait en trois phases : - séparation grossière. - séparation fine - chambre d'amortissement.Sortie vers le conduit d'admissionChambre d'amortissementChambre de stabilisationElle se fait dans la chambre de stabilisation intégrée au couvercle de la culasse. Les vapeurs provenant du carter passent au travers de cette chambre et les petites gouttes d'huile s'écrasent sur les parois. Ces gouttes sont recueillies au fond du couvercle et descendent par un orifice vers la culasse.SÉPARATION GROSSIÈREBoîtier supérieurBoîtier inférieurdu carter20Couvercle Chambre d'amortissement DiaphragmeSoupape régulatrice de pressionBouche de remplissage d'huile Coupelle d'appuiRessortCouvercle de la culasseVolets en tôleZone de séparation grossièreZone de séparation fineCyclonesVolet en tôledu carterD123-2721CIRCUIT DE LUBRIFICATIONSÉPARATION FINELa séparation fine se fait dans un séparateur cyclonique situé dans la chambre de stabilisation du couvercle de la culasse. En fonction de la différence de pression entre la tubulure d'admission et le carter du vilebrequin interviennent deux ou quatre cyclones. Les deux cyclones de droite fonctionnent en permanence, tandis que les deux cyclones de gauche fonctionnent uniquement lorsqu'il existe unegrande différence de pression, grâce à l'ouverture des volets unidirectionnels. La géométrie spécifique des cyclones fait décrire aux vapeurs un mouvement de rotation. La force centrifuge créée dans le flux de vapeurs par le mouvement de rotation fait adhérer les gouttelettes d'huile contenues aux parois et par leur propre poids, celles-ci tombent dans une chambre de récupération.Soupape régulatrice de pressionVolets en tôle Cyclones CyclonesVolet en tôle Huile de retour au carterD123-28D123-29Les volets supérieurs sont fermés puisqu'il n'y a pas de différence de pression suffisante pour qu'ils puissent s'ouvrir. Dans ces circonstances, il suffit de deux cyclones pour réaliser pour réaliser correctement la séparation d'huile. Si, à différence de pression basse, le passage vers les quatre cyclones était ouvert, ceux-ci perdraient de leur efficacité car la vitesse des vapeurs ne serait pas suffisante.SÉPARATION AVEC PEU DE DIFFÉRENCE DE PRESSIONQuand la différence de pression est grande, les deux volets supérieurs s'ouvrent. S'ils ne s'ouvraient pas, compte tenu de la vitesse excessive des vapeurs, les deux cyclones s'avéreraient insuffisants pour réaliser une séparation correcte des gouttes d'huile.SÉPARATION À FORTE DIFFÉRENCE DE PRESSION22CHAMBRE D'AMORTISSEMENTAprès le séparateur cyclonique, les vapeurs entrent dans une chambre d'amortissement où l'énergie cinétique qu'elles ont acquise est réduite après un passage par les cyclones. La réduction de l'énergie cinétique est nécessaire afin d'éviter d'éventuelles turbulences dans le flux de vapeurs lorsque celles-ci entrent dans la tubulure d'admission. Un orifice situé dans la partie la plus basse de cette chambre, permet de vidanger l'huile récupérée dans cette zone.Vers le conduit d'admissionChambre d'amortissementOrifice de sortie de l'huileD123-30SOUPAPE À MEMBRANECette membrane maintient constamment la pression et assure la bonne ventilation grâce à la régulation du passage des vapeurs d'huile vers la tubulure d'admission. Le passage des vapeurs depuis le carter se fait en fonction de la dépression existant dans la tubulure d'admission. Plus la dépression dans la tubulure d'admission est grande, plus la section de passage des vapeurs est faible. De plus, cette membrane permet aux baguesjoints du moteur de ne pas s'endommager sous l'effet intense de la dépression dans le carter.DiaphragmePression atmosphériqueRessortVers le conduit d'admissionD123-31D123-3223CIRCUIT DE REFROIDISSEMENTLe circuit de refroidissement du moteur 2,0 l TDi CR est fort semblable au circuit de refroidissement d'un moteur 2,0 l TDi avec technologie injecteur-pompe. Le liquide de refroidissement est poussé par la pompe mécanique située dans le bloc-moteur, qui à son tour entraîne la courroie crantée pour la distribution.Échangeurs du chauffageThermostat secondaireVolet anti-retourTransmetteur de température du liquide de refroidissement G83 Transmetteur de température du liquide de refroidissement G62Radiateur pour les gaz d'échappement recyclésMoteurPompe mécanique à liquide de refroidissement Le thermostat Radiateur principal24Les principaux composants du circuit de refroidissement sont les échangeurs de chaleur pour le chauffage de l'habitacle, le radiateur du filtre à huile, le radiateur principal, le radiateur pour les gaz d'échappement recyclés, le vase d'expansion et le thermostat principal.Radiateur d'huile Transmetteur de niveau de liquide de refroidissement F66Vase d'expansionPompe pour échangeur de chaleur des gaz d'échappement V400Il y a deux échangeurs du chauffage de l'habitacle: un pour le côté gauche et un pour le côté droit. Ils sont situés de chaque côté de l'unité climatique. Le vase d'expansion intègre le transmetteur de niveau de liquide de refroidissement F66, qui indique un niveau de liquide de refroidissement bas et qui reçoit le signal directement du tableau de bord par le biais d'un câble conventionnel. D'autre part, le transmetteur de température de liquide de refroidissement G62 se trouve dans le conduit de distribution vers la sortie de la culasse, du côté du volant-moteur. Le thermostat laisse le passage libre au liquide de refroidissement depuis le radiateur principal jusqu'au moteur lorsque la température atteint 82oC. La principale nouveauté qu'offre le circuit de refroidissement c'est un sous-circuit pour le refroidissement des gaz d'échappement recyclés à basse température. Ce sous-circuit garantit le refroidissement des gaz d'échappement avec un liquide froid en provenance du radiateur principal du moteur. Grâce au sous-circuit de refroidissement pour les gaz d'échappement recyclés, on peut recycler une plus grande quantité de gaz sans qu'il n'existe un danger d'augmenter le taux de NOx à cause de la température excessive de la chambre de combustion. Le transmetteur de température du liquide de refroidissement en sortie du radiateur du moteur G83, est situé juste à l'entrée du radiateur des gaz d'échappement recyclés, pour informer l'appareil de commande du moteur avec exactitude de la température à laquelle les gaz d'échappement recyclés sont refroidi. Les pages suivantes décrivent le fonctionnement du système de refroidissement des gaz d'échappement recyclés.D123-3325RECYCLAGE DES GAZ D'ÉCHAPPEMENTLe moteur 2,0 l TDi intègre un système de recyclage des gaz d'échappement dans le but de réduire les émissions d'hydrocarbures non brûlés et de monoxyde de carbone. Afin de ne pas augmenter les émissions de NOx du fait d'une éventuelle élévation de la température de combustion, les gaz d'échappement sont refroidis dans un échangeur de chaleur situé audessus du turbocompresseur et semblable à celui qui équipe les moteurs 2,0 l TDi injecteur-pompe.Conduit d'entrée des gaz d'échappement dans l'échangeurTubulure d'admissionVanne de recyclage des gaz d'échappement N18Papillon d'arrêt en douceur de la tubulure d'admission J33826COMPOSANTS DU SYSTÈMELes principaux composants sont l'échangeur de chaleur pour les gaz d'échappement recyclés, l'électrovanne de contrôle pour le refroidissement des gaz d'échappement recyclés N345 et la soupape de recyclage des gaz d'échappement N18. L'échangeur de chaleur ne possède pas d'aubes externes de refroidissement en raison de la proximité du filtre à particules, sinon, l'effet contraire pourrait se produire, c'est-à-dire un réchauffement au lieu d'un refroidissement. L'électrovanne de contrôle pour les gaz d'échappement N345 permet ou empêche le passage des gaz d'échappement vers l'échangeur de chaleur. Une fois que l'échangeur de chaleur a été traversé, les gaz d'échappement arrivent vers la soupape de recyclage des gaz d'échappement N18 à travers le tuyau métallique qui entoure le moteur du côté du volant-moteur. La soupape N18 se trouve immédiatement après le clapet d'arrêt en douceur de la tubulure d'admission. Lorsque la soupape N18 est ouverte, l'appareil de commande du moteur ferme légèrement le clapet pour créer un effet Venturi à la sortie même du tuyau des gaz d'échappement recyclés. L'entrée des gaz recyclés dans la tubulure d'admission est ainsi facilitée.Sortie du liquide de refroidissement de l'échangeurÉchangeur de chaleur pour les gaz d'échappement recyclésEntrée de liquide de refroidissement vers l'échangeurMoteur pour volets de turbulence spiroïdale V157Tuyau pour les gaz d'échappement recyclés D123-34En contrôlant le degré d'ouverture de la soupape N18, l'appareil de commande du moteur permet l'entrée d'une quantité plus ou moins grande de gaz d'échappement recyclés, en fonction d'un schéma des courbes caractéristiques basé sur les signaux du régime moteur, la température de l'air d'admission, le débit d'injection, la masse d'air aspiré et la pression atmosphérique.. L'électrovanne N345 est gérée électriquement par l'appareil de commande du moteur qui ouvre ou ferme le passage vers l'actionneur pneumatique qui jouxte l'échangeur de chaleur. L'actionneur pneumatique fait commuter le passage des gaz d'échappement à travers l'échangeur de chaleur, soit à travers la zone de refroidissement, soit à travers la zone de non-refroidissement. Lorsque la température du liquide est supérieure à 24oC, l'électrovanne N345 envoie les gaz d'échappement recyclés à travers la zone de refroidissement de l'échangeur de chaleur.FONCTIONNEMENT27REFROIDISSEMENT DES GAZ D'ÉCHAPPEMENTFONCTIONNEMENTAprès avoir mis le moteur en marche, la pompe V400 pousse le liquide de refroidissement vers la sortie du radiateur, en direction de l'échangeur de chaleur pour refroidir les gaz d'échappement recyclés. Le liquide de refroidissement froid en provenance du radiateur ne passe pas par les autres éléments car le thermostat principal est fermé. Le thermostat secondaire, situé dans le tube flexible, est initialement fermé et permet au liquide de refroidissement du sous-circuit et au liquide de refroidissement à plus haute température, qui parcourt le reste du circuit, de ne pas se mélangerÉchangeurs du chauffageCe système permet de refroidir les gaz d'échappement recyclés sans que le moteur ne mette plus de temps à atteindre la température de service. À partir de 70oC de température dans le souscircuit, le thermostat secondaire commence à s'ouvrir, et la soupape se referme pour éviter la formation d'un flux inverse qui pourrait provoquer une accumulation de chaleur dans l'échangeur de chaleur pour les gaz d'échappement recyclés.Volet anti-retourThermostat secondaireÉchangeur de chaleur pour les gaz d'échappement recyclésRadiateur d'huilePompe pour échangeur de chaleur des gaz d'échappement V400MoteurPompe mécanique à liquide de refroidissementThermostat principalRadiateur du moteur D123-3528L'actionneur de dépression contrôlée par l'électrovanne de contrôle pour le refroidissement des gaz d'échappement recyclés N345 possède à l'intérieur, un clapet qui permet de faire commuter le passage des gaz d'échappement recyclés par les conduits de refroidissement.l'échangeur de chaleur par le conduit by-pass, ils ne sont pas refroidis. De cette façon, on fait en sorte que le moteur et le catalyseur atteignent rapidement leur température de fonctionnement.MOTEUR EN PHASE DE PRÉCHAUFFAGELorsque la température du moteur atteint les 24oC, le clapet change de position, ce qui oblige les gaz d'échappement recyclés à passer à travers les conduits de refroidissement de l'échangeur de chaleur.MOTEUR FROIDQuand le moteur est très froid, il n'est pas nécessaire de refroidir les gaz d'échappement qui sont recyclés. Le clapet “by-pass” s'ouvre pour que les gaz d'échappement passent à traversActionneur de dépressionConduit by-passSortie des gaz d'échappement Volet by-passEntrée des gaz d'échappementActionneur de dépressionSortie du liquide de refroidissementEntrée du liquide de refroidissementSortie des gaz d'échappement Volet by-passEntrée des gaz d'échappement D123-3629INJECTION DE CARBURANTSYSTÈME "COMMON RAIL"Le système d'injection “Common Rail” offre de nombreux avantages par rapport au système d'injecteur-pompe : - La pression d'injection s'adapte à tous les états de fonctionnement du moteur. - La pression du système d'injection “Common Rail” implanté sur SEAT peut atteindre les 1 800 bar, une pression suffisante pour obtenir un mélange optimum d'air et de carburant. - grâce à l'utilisation d'injecteurs piézoélectriques, on peut réaliser de multiples préinjections et post-injections en fonction des besoins du moteur. Toutes ces caractéristiques permettent de réduire les émissions polluantes, de réduire la consommation en carburant et d'améliorer le confort de marche grâce à une réduction du volume sonore et des vibrations du moteur.Injecteurs piézoélectriquesRampe d'accumulation à haute pression (rail)Transmetteur de pression du carburant G247Soupape de régulation de la pression du carburant N276Pompe à haute pressionD123-3730Injecteurs piézoélectriques N30, 31, 32, 33Soupape de régulation de la pression du carburant N276Rampe d'accumulation à haute pression Transmetteur de pression du carburant G247Conduit d'alimentation vers la rampe d'accumulation haute pression Soupape de dosage du carburant N290Pompe à haute pressionD123-38Les principaux éléments du système d'injection “Common Rail” sont : - la pompe à carburant haute pression. Elle est actionnée par la courroie crantée de distribution et génère la pression de combustible nécessaire à l'injection. - la rampe d'accumulation de carburant haute pression ou rampe commune. Les tuyaux qui mènent à cette dernière amène le carburant à haute pression vers les injecteurs. - Les injecteurs piézoélectriques. Ils introduisent le gazole dans le cylindre. Les différentes phasesd'injection sont contrôlées par une soupape munie d'un actionneur piézoélectrique. On peut dire que les injecteurs du système “Common Rail” fonctionnent uniquement avec des soupapes qui contrôlent les phases d'injection. Ils ne génèrent pas la pression d'injection comme avec les injecteurs-pompe, car la pression est directement réglée par la pompe à haute pression.31INJECTION DE CARBURANTCIRCUIT D'ALIMENTATIONLa pompe électrique de préalimentation en carburant située à l'intérieur du réservoir propulse le carburant à une pression d'entre 0,3 et 0,5 bar, du réservoir à carburant vers la soupape de préchauffage. La soupape de préchauffage empêche la précipitation de la paraffine contenue dans le carburant et la formation de cristaux qui pourraient ensuite obstruer le filtre à carburant. La soupape de préchauffage dirige le carburant de retour vers la pompe électrique additionnelle ou vers le réservoir à carburant selon si le carburant est froid ou chaud. Le carburant arrive vers la pompe à carburant électrique additionnelle V393 qui se trouve dans les soubassements du véhicule et occupe une fonction très similaire à la pompe tandem mécanique des moteurs à injecteur-pompe. Elle propulse le carburant à 5 bars vers la pompe haute pression. Entre la pompe additionnelle et la pompe haute pression se trouve le filtre et le transmetteur de température G81 grâce auxquels l'appareil de commande du moteur détermine la température du carburant avant qu'il ne soit comprimé dans la pompe haute pression. La pompe à carburant haute pression met le carburant à la pression nécessaire à l'injection. À l'entrée de la pompe à haute pression, on trouve la soupape de dosage du carburant N290 qui régule la quantité de carburant à comprimer en fonction des besoins du moteur, optimisant ainsi le processus de génération de pression. Le carburant à haute pression passe par la rampe d'accumulation haute pression auquel sont connectés tous les injecteurs, par le biais de tuyaux courts, pour que la pression se dégrade le moins possible. La soupape de régulation de la pression du carburant N276, située à une extrémité de la rampe d'accumulation haute pression, régule la pression du carburant pour l'injection en fonction des besoins de fonctionnement du moteur. À l'autre extrémité de la rampe d'accumulation, on trouve le transmetteur haute pression G247 qui sert à informer l'appareil de commande du moteur de la pression du carburant dans la rampe d'accumulation.Soupape de dosage du carburant N290Transmetteur de pression du carburant G247Pompe à haute pressionTransmetteur de température du carburant G81Filtre à carburantPompe à carburant additionnelle V393Dans le conduit de retour des injecteurs se trouve la soupape de retenue de pression. C'est un pressostat mécanique qui maintient la pression de retour à 10 bars. Cette pression constante dans le tuyau de retour est nécessaire pour un fonctionnement correct des injecteurs piézoélectriques.32Tuyau d'entrée de carburant à haute pressionRampe d'accumulation haute pressionSoupape de régulation de la pression du carburant N276Tuyaux de retour carburantHaute pression : 230 - 1 800 bar Pression de retour des injecteurs : 10 bar Soupape de retenue de la pression de retour des injecteurs Pression d'alimentation et de retour : 0,3 - 5 barInjecteurs N30, 31, 32, 33 Radiateur à carburantSoupape de préchauffage du carburantPompe électrique de préalimentation en carburant GD123-39Le radiateur à carburant se trouve dans les soubassements de l'Exeo. Sa fonction est de réduire la chaleur résiduelle du carburant pour que la température à l'intérieur du réservoir n'augmente pas. Dans tous les cas, il faut savoir que le carburant se réchauffe moins avec le système d'injection “Common Rail” qu'avec le système d'injecteur-pompe, puisque le carburant ne circule pas à l'intérieur de la culasse, comme cela se produit avec les moteurs à injecteur-pompe. C'est pour cela que les dimensions du radiateur à carburant qui équipe l'Exeo avec moteur 2,0 l TDi CR sont plus petites que celles des radiateurs à carburant qui équipent le reste de la gamme avec motorisations à injecteur-pompe.33INJECTION DE CARBURANTSOUPAPE DE PRÉCHAUFFAGE DU CARBURANTElle est intercalée dans la zone de basse pression du circuit d'alimentation, juste avant la pompe à carburant additionnelle. Si le carburant est froid, la soupape de préchauffage ramène le carburant de retour vers le moteur, tandis que s'il est chaud, elle le renvoie vers le réservoir.CARBURANT FROID Courroie Orifice By-pass Retour de carburant Retour vers le réservoir ferméLa soupape contient une capsule métallique chargée avec une substance expansible et une tige centrale. L'effet de la température sur la substance expansible fait que celle-ci se contracte et se dilate, déplaçant la tige d'un côté ou de l'autre. L'une des extrémités de la tige est plongée dans la substance expansible et l'autre est fixée à une glissière sur laquelle un ressort vient faire pression. En fonction de la température du carburant de retour, ce dernier est orienté à nouveau vers le moteur ou vers le réservoir à carburant.STRUCTUREVers le moteurDu réservoirÉlément expansible D123-40Quand le carburant de retour présente une température inférieure à 15oC, la force exercée par le ressort maintient la courroie en position inférieure, fermant ainsi l'orifice de retour du carburant vers le réservoir et laissant le passage libre vers la zone de l'orifice by-pass pour que le carburant retourne vers le moteur. À partir de 15oC de température du carburant, la tige centrale se déplace sous l'effet de la substance expansible en effectuant une course de 2 mm. La tige déplace la courroie vers le haut et celle-ci empêche le passage du carburant vers l'orifice bypass et ouvre l'orifice de retour vers le réservoir. En cas de remplacement, il est important de vérifier que la soupape de préchauffage a bien été montée correctement.FONCTIONNEMENTCARBURANT CHAUD RessortCourroieRetour de carburant Retour vers le réservoir ouvertVers le moteurDu réservoirÉlément expansible D123-4134POMPE À CARBURANT ADDITIONNELLE V394C'est l'élément chargé d'élever la pression du carburant jusqu'à environ 5 bar sur la section du circuit qui mène le carburant vers la pompe mécanique à haute pression. La pompe additionnelle est excitée par l'appareil de commande du moteur par le biais d'un relais situé dans le porte-relais du compartiment moteur.Si la pompe à carburant additionnelle tombe en panne, la pression générée par la pompe de préalimentation du réservoir n'est pas suffisante pour faire fonctionner correctement le moteur.FONCTION DE SUBSTITUTIONInduitVolet anti-retourDu réservoir à carburantVers le moteurVers le moteurChambre excentriqueD123-42DÉPRESSEURC'est l'élément qui fournit suffisamment de dépression pour faire fonctionner le moteur et le reste des systèmes du véhicule qui en ont besoin. Le dépresseur est actionné par l'arbre à cames d'admission, de même que la pompe tandem des moteurs TDi à injecteur-pompe. La différence réside dans le fait que sur le moteur 2,0 l TDi CR, la pompe à carburant n'est pas raccordé au dépresseur puisqu'elle a été remplacée par la pompe à carburant électrique additionnelle V393. Cela est dû au fait que sur le moteur 2,0 l TDi CR, le carburant n'est pas propulsé à l'intérieur de la culasse, comme cela se produirait avec la pompe tandem.DépresseurD123-4335INJECTION DE CARBURANTPOMPE À HAUTE PRESSIONElle sert à générer la pression du carburant nécessaire à l'injection, jusqu'à 1 800 bar. Il s'agit d'une pompe à un seul piston, actionnée par le vilebrequin à travers la courroie de distribution grâce à un rapport de démultiplication de 1 à 1. Le piston qui propulse le carburant à haute pression est déplacé par deux cames décalées de 180o l'une par rapport à l'autre et situées sur l'arbre d'entraînement. Ces caractéristiques offrent les avantages suivants : - réaliser chaque injection dans la rampe d'accumulation haute pression en même temps que chaque cylindre réalise sa course de compression. - maintenir une charge uniforme dans l'actionnement de la pompe et réduire ainsi les fluctuations de la pression dans la zone de haute pression. C'est pour cela que lorsque l'on remplace la courroie de distribution il faut synchroniser la pompe haute pression avec le vilebrequin. De plus, entre l'arbre d'entraînement et le piston de la pompe, on trouve un rouleau qui facilite la transmission des forces entre les deux en minimisant la friction interne. Une autre caractéristique importante est que le corps de la pompe est fabriqué pratiquement en une seule pièce, pour minimiser le risque de perte d'étanchéité.Soupape de dosage du carburant N290 Soupape d'aspirationSoupape de sortie et de retenuePiston de la pompeSortie vers la rampe d'accumulation (rail) Du filtre à carburantRessort du pistonRetour de carburantRoulementArbre d'entraînement Soupape de débordement Cames D123-4436La pompe à haute pression dispose de trois orifices par lesquels passe le carburant : - l'orifice d'entrée, depuis le filtre à carburant Il s'agit d'une connexion à basse pression. - l'orifice de sortie vers la rampe haute pression. Il s'agit d'une connexion haute pression qui intègre une soupape de retenue. - l'orifice de retour de carburant. C'est par cet orifice que le carburant en trop repasse vers le réservoir. On peut distinguer deux zones sur la pompe : L'une d'elle est la zone de basse pression. Elle occupe la majeure partie du volume de la pompe et l'une de ses fonctions est de lubrifier et refroidir l'arbre d'entraînement et le piston avec le carburant qui circule par la pompe.Soupape d'aspirationSTRUCTUREC'est pour cette raison que la pompe ne peut jamais fonctionner à vide. En cas de remplacement, il faudra la remplir de carburant avec la fonction de réglage de base de l'équipement de diagnostic. La seconde zone est la zone de dosage, elle commence au niveau de la soupape de carburant et se termine au niveau de la chambre de compression. Le cycle de génération de haute pression est expliqué dans la section correspondante de ce cahier didactique.Chambre de compressionSoupape de retenueZone de dosageSoupape de dosage du carburant N290Orifice de sortie vers la rampe haute pression (rail)Piston de la pompeRessort du piston Passage calibréSoupape de débordement Zone basse pressionRetour de carburantArbre d'entraînement Orifice d'entrée D123-4537INJECTION DE CARBURANTINJECTEURSLe système “Common Rail” du moteur 2,0 l TDi intègre des injecteurs à soupapes actionnées par des actionneurs piézoélectriques. Le principal avantage des actionneurs piézoélectriques est leur grande vitesse de commutation, environ quatre fois supérieure à celle des soupapes électromagnétiques. De plus, la technologie piézoélectrique appliquée aux injecteurs implique une réduction de 75 % des masses en mouvement par rapport à un injecteur géré par un actionneur de soupape électromagnétique. Ces caractéristiques du système apportent les avantages suivants: - temps de réponse très brefs - possibilité de réaliser plusieurs injections par cycle d'injection. - quantités d'injection dosées avec une énorme précision.Terminal électrique Filtre à tigeActionneur piézoélectriquePiston du coupleurPiston de la soupapeRessort du piston de la pompeSoupape de commandePlaque de passage calibré Ressort de l'injecteur Rondelle en cuivreAiguille de l'injecteurD123-46On peut accéder aux injecteurs facilement par le biais de fenêtres percées dans le couvercle de la culasse. Ils sont ancrés par le biais d'un mors qui fixe l'injecteur par la rainure et de deux deux vis qui fixent le mors à la culasse.FIXATION DES INJECTEURSInjecteurRainure Mors de fixationD123-4738SOUPAPE DE RETENUEElle se trouve sur la culasse, dans le conduit de retour qui sort des injecteurs. Il s'agit d'un pressostat qui maintient la pression dans le conduit de retour des injecteurs à 10 bar.Soupape de retenueQuand la pression de retour dépasse les 10 bar, le ressort fileté cède et la bille laisse passer le carburant vers le réservoir. Quand la pression atteint les 10 bar, le ressort fileté surpasse l'action de la pression et pousse la bille pour bloquer la sortie du carburant. On garantit ainsi une pression de retour de 10 bar, qui est nécessaire pour que les injecteurs fonctionnent correctement.FONCTIONNEMENTBille de fermetureVers le réservoirRessort fileté D123-48RAMPE D'ACCUMULATION À HAUTE PRESSION (RAIL)C'est un conduit forgé en acier qui a pour fonction d'accumuler la haute pression du carburant pour alimenter les injecteurs. Elle sert aussi à compenser les variations de pression dues aux constantes entrées et sorties de débit auxquelles elle est soumise. C'est pour cela qu'il est important qu'elle soit suffisamment grande. En plus des connexions des conduits haute pression, la rampe d'accumulation à haute pression abrite la soupape de régulation de pression du carburant N276, la sortie de retour pour le carburant en excès de cette soupape et le transmetteur de pression du carburant G247.Rampe d'accumulation haute pressionSoupape de régulation de la pression du carburant N276Retour de carburant de la soupape de régulationTransmetteur de pression du carburant G247 Connexion à haute pressionD123-4939TABLEAU SYNOPTIQUETransmetteur de pression du carburant G247 Transmetteur de température en amont du filtre à particules G506 Transmetteur de température du turbocompresseur G235 Transmetteur de température en aval du filtre à particules G648 Transmetteur de régime moteur G28Transmetteur de position de l'arbre à cames G40 Transmetteurs de position de l'accélérateur G79 et G185Transmetteur d'altitude F96Appareil de commande du moteur BOSCH EDC 17 J623Appareil de mesure air massique G70 Transmetteur de température du liquide de refroidissement G83 Transmetteur de température du liquide de refroidissement G62 Transmetteur de température du carburant G81 Transmetteur de pression de suralimentation G31 et de température de l'air d'admission G42 Transmetteur de position de frein F/F47 Transmetteur de position de l'embrayage F36 Transmetteur de position pour les volets à turbulence spiroïdale G336 Transmetteur d'angle de la soupape de recyclage des gaz d'échappement G212 Transmetteur de position du clapet d'arrêt en douceur de la tubulure G69 Contacteur du régulateur de vitesse E45 Borne “DF” Transmetteur de température extérieure G17 Unité de commande de la boîte de vitesses automatique J217 Câble K Connecteur de diagnostic T-16Appareil de commande des airbags J234 Appareil de commande de l'ABS/ESP J104 Capteur d’angle de braquage G85Filtre à particules K231 Tableau de bord J285 Gateway J533. Unité de commande de l'immobilisateur électronique J362 EOBD K83 Préchauffage K29Sonde lambda G39Transmetteur de position des aubes du turbocompresseur G581 Transmetteur de pression différentielle des gaz d'échappement G45040FONCTIONS PRISES EN CHARGE:Pompe additionnelle pour l'échangeur des gaz d'échappement V400 Vanne de recyclage des gaz d'échappement N18 Pompe à carburant V393 et relais pour la pompe J832- régulation de la pression du carburant. - calcul des cycles d'injection et du débit à injecter. - limitation du régime maximum. - régulation de la stabilité du ralenti.INJECTION DE CARBURANTSYSTÈME DE PRÉCHAUFFAGEPompe de pré-élévation du carburant et relais pour la pompe J17 Bougies d'allumage Q10/11/12/13 et appareil de commande pour les bougies d'allumage J179- contrôle du temps de chauffage. - contrôle du temps de post-chauffage.Soupapes piézoélectriques pour les injecteurs CR N30/31/32/33- régulation électrique du recyclage des gaz d'échappement. - contrôle du refroidissement des gaz d'échappement recyclés.RECYCLAGE DES GAZ D'ÉCHAPPEMENTSoupape de régulation de la pression de suralimentation N75- limitation de la pression de suralimentation et correction en fonction des conditions de travail.RÉGULATION DE LA PRESSION DE SURALIMENTATIONMoteur pour volets de turbulence spiroïdale V157- activation et régulation de la vitesse des ventilateurs du radiateur.Soupape de commutation du radiateur des gaz d'échappement recyclés N345GESTION ÉLECTRONIQUE DES VENTILATEURSEOBD- surveillance des systèmes et composants.Moteur du papillon d'arrêt en douceur de la tubulure d'admission J338 Appareil de commande des ventilateurs J293 et des ventilateurs pour le liquide de refroidissement V7 et V177 Relais d'alimentation borne 30- intervention sur le système d'antidémarrage. - commande du papillon d'arrêt en douceur de la tubulure d'admissionDÉMARRAGE ET ARRÊTChauffage pour la sonde lambda Z19- commande du mouvement des volets de turbulence spiroïdale de la tubulure d'admission.FLUX D'AIR D'ADMISSIONSoupape de régulation de la pression du carburant N276- contrôle de la saturation du filtre. - régénération active du filtre à particules.FILTRE DU FILTRE À PARTICULESSoupape de dosage du carburant N290D123-50- surveille et diagnostique les éventuelles pannes. - fonctions de secours.AUTODIAGNOSTIC41CAPTEURSTRANSMETTEUR DE RÉGIME DU MOTEUR G28Le moteur 2,0 l TDi CR intègre un transmetteur de régime de type Hall, dont la roue génératrice comporte des zones aimantées qui alternent les champs magnétiques. Cette roue génératrice est intégrée au couvercle de la bague-joint du vilebrequin du côté du volant-moteur, de même que sur les moteurs 2,0 l 16s TDi injecteur-pompe.En cas d'absence de signal, l'appareil de commande du moteur reconnaît la position du vilebrequin grâce au signal du transmetteur de l'arbre à cames G40. Le régime moteur est alors limité entre 3 200 et 3 500 tours au maximum.FONCTION DE REMPLACEMENTLe signal du transmetteur permet à l'appareil de commande du moteur de connaître la vitesse de rotation du vilebrequin et le point exact ou se trouve le vilebrequin.Transmetteur de tours G28APPLICATION DU SIGNALRemarque: Pour plus d'informations sur la fonction de remplacement du transmetteur G28, consulter le cahier didactique nº 99 “Moteur 2,0 l 16s TDi”.Couvercle de la bague-joint du vilebrequin Roue génératriceD123-51TRANSMETTEUR DE POSITION DE L'ARBRE À CAMES G40Le transmetteur de l'arbre à cames est un transmetteur de Hall avec aimant intégré, situé derrière le couvercle de la distribution. Il est orienté vers la roue génératrice des segments métalliques qui tourne de manière solidaire avec le moyeu de l'arbre à cames d'échappement.Transmetteur de position de l'arbre à cames G40Avec ce signal et celui du transmetteur de régime G28, l'appareil de commande du moteur peut connaître le moment où le cylindre numéro 1 est en phase de compression. Une fois que l'appareil de commande du moteur connaît la position du cylindre numéro 1, on peut synchroniser l'injection du carburant au moment de mettre le moteur en marche.APPLICATION DU SIGNAL24 27 27612 45 27 27 18D123-52En cas d'absence de signal, le moteur met plus de temps à se mettre en marche car l'unité de commande du moteur détermine la position duFONCTION DE REMPLACEMENTcylindre numéro 1 par le signal du transmetteur de régime du moteur G28.42TRANSMETTEUR DE LA TEMPÉRATURE DE L'AIR D'ADMISSION G42Il s'agit d'une résistance NTC située dans le conduit d'admission, derrière les échangeurs de chaleur pour l'air d'admission.En cas d'absence de signal, l'appareil de commande du moteur fait varier la pression de suralimentation sur la base d'une valeur de température fixe, le rendement du moteur peut alors s'en trouver affecté.FONCTION DE REMPLACEMENTGrâce à ce signal, l'A.C. du moteur corrige la pression de suralimentation en fonction de la densité de l'air aspiré.APPLICATION DU SIGNALTransmetteur de température de l'air d'admission G42 et transmetteur de la pression de suralimentation G31D123-53TRANSMETTEUR DE PRESSION DE SURALIMENTATION G31Il se trouve dans le conduit d'admission. Il s'agit d'un capteur qui fait varier son signal en fonction de la flexion à laquelle est soumise la plaque de mesure sous l'effet de la pression de l'air de suralimentation.En cas d'absence de signal, l'appareil de commande du moteur réduit la pression de suralimentation et donc la puissance du moteur, puisqu'il n'y a aucune garantie du fait que la pression de suralimentation est régulée correctement.FONCTION DE REMPLACEMENTGrâce à ce signal, l'A.C. du moteur compare le calcul théorique de la pression de suralimentation, basé sur des schémas de courbes caractéristiques, à la valeur réelle mesurée par le transmetteur G31.APPLICATION DU SIGNAL43CAPTEURSTRANSMETTEURS DE POSITION DE L'ACCÉLÉRATEUR G79/G185Sur l'Exeo, il est constitué de deux potentiomètres indépendants l'un de l'autre qui offrent un signal redondant à l'appareil de commande du moteur. Lorsque le moteur n'a pas de charge, son régime est limité à 2500 tr/min.Boîtier avec ressort à pédale incorporéCurseurs des potentiomètresIls informent l'appareil de commande du moteur de la position de l'accélérateur sur son barème de régulation. C'est un signal essentiel pour que l'appareil de commande du moteur calcule la quantité de carburant à injecter.APPLICATION DU SIGNALPiste de lecture des potentiomètresSi l'on reçoit le signal de l'un des deux transmetteurs, le moteur accélère lentement après que l'on ait appuyé sur la pédale d'accélérateur à pleine charge. Le régime moteur est limité à 3000 tr/min. En cas d'absence de signal de la part des deux transmetteurs, le moteur reste à un régime de ralenti et ne réagit plus lorsque l'on appuie sur la pédale d'accélération.FONCTION DE SUBSTITUTIOND123-54TRANSMETTEUR DE TEMPÉRATURE DU CARBURANT G81Il s'agit d'une résistance NTC située sur le moteur et qui s'intercale entre le tuyau à carburant qui va du filtre à la pompe haute pression.Il informe l'appareil de commande du moteur de la température du carburant. L'appareil de commande du moteur utilise cette donnée pour corriger le débit d'injection.APPLICATION DU SIGNALTransmetteur de température du carburant G81 D123-55En cas d'absence de signal de température du carburant, l'appareil de commande prend une valeur de substitution en fonction de la température du liquide de refroidissement sur la base de l'information qu'il reçoit du transmetteur G62.FONCTION DE SUBSTITUTION44TRANSMETTEUR DE TEMPÉRATURE DU LIQUIDE DE REFROIDISSEMENT G62Il s'agit d'une résistance NTC située dans le conduit en plastique de sortie du liquide de refroidissement de la culasse.La température du liquide de refroidissement est un signal essentiel pour l'appareil de commande du moteur, puisque c'est d'elle que dépend le calcul correct du débit d'injection, de la progression de l'injection, du débit de gaz d'échappement recyclés ou de la pression de l'air de suralimentation.APPLICATION DU SIGNALEn cas d'absence de signal, l'appareil de commande du moteur utilise comme valeur de substitution un schéma de courbes caractéristiques déterminées en fonction de la température relevée par le transmetteur de température de l'air d'admission G42 et le transmetteur de température de carburant G81.FONCTION DE SUBSTITUTIONTransmetteur de température du liquide de refroidissement G62D123-56APPAREIL DE MESURE AIR MASSIQUE G70Il s'agit d'un appareil de mesure de masses de dernière génération à pellicule chaude. Il intègre un labyrinthe pour l'entrée de l'air, qui empêche l'accumulation de saleté sur le capteur, ce qui augmente la durabilité de l'appareil de mesure de masses.ConnecteurLe signal généré par l'électronique de régulation est un signal carré à fréquence variable, facile à décoder pour l'appareil de commande du moteur. Plus la fréquence est élevée, plus la quantité d'air aspiré est grande.SIGNAL DE FRÉQUENCE VARIABLE Période courte : grande masse d'airÉlectronique de régulation Capteur LabyrinthePériode longue : petite