LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 1.PRESENTATION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 3 2.RAPPEL : CONSIGNES DE SECURITE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 4 3.PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MOTEUR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 5 3.1.COMPARAISON ENTRE INJECTION INDIRECTE ET INJECTION DIRECTE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 5 3.2.LES MODES DE FONCTIONNEMENT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 5 4.CALCULATEUR DE CONTRïLE MOTEUR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 7 4.1.SYNOPTIQUE DE FONCTIONNEMENT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 8 4.2.CONNECTIQUE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 10 4.3.ALIMENTATION DU CALCULATEUR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 13 4.4.LES CAPTEURS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 14 4.5.LA FONCTION INJECTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 16 4.6.LA FONCTION ALLUMAGE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 18 4.7.LISTE DES AUTRES FONCTIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 20 5.ALIMENTATION EN CARBURANT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 21 5.1.SYNOPTIQUE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 21 5.2.LA POMPE DE GAVAGE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 22 5.3.AMORTISSEUR DE PULSATIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 23 5.4.LA POMPE HAUTE PRESSION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 23 5.5.LA RAMPE D'INJECTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 24 5.6.LES INJECTEURS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 27 6.ALIMENTATION EN AIR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 28 6.1.SYNOPTIQUE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 28 6.2.LE BOëTIER PAPILLON MOTORISE.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 29 6.3.LE CIRCUIT EGR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 31 6.4.SYNOPTIQUE DE LA GESTION EN COUPLE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 33 6.5.CHOIX DU MODE DE FONCTIONNEMENT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 34 7.REFROIDISSEMENT MOTEUR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 36 7.1.FONCTION DE REFROIDISSEMENT INTEGREE AU CALCULATEUR.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 36 7.2.BESOIN DE REFROIDISSEMENT POUR L'AIR CONDITIONNE.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 39 8.LIGNE D'ECHAPPEMENT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 42 8.1.SYNOPTIQUE DE LA LIGNE D'ƒCHAPPEMENT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 42 8.2.DETAIL DES PIECES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 43 8.3.LE PRƒCATALYSEUR TRIFONCTIONNEL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 44 8.4.LE CATALYSEUR DENOX. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 44 9.TRAITEMENT DES GAZ D'ECHAPPEMENT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 45 9.1.STOCKAGE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 45 9.2.DƒSTOCKAGE.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 46 -1- LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 10.STRATƒGIES PARTICULIERES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 47 10.1.SURVEILLANCE THERMIQUE DE L'ECHAPPEMENT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 47 10.2.GESTION DE LA DƒPRESSION.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 48 10.3.PURGE DU CANISTER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 48 10.4.SƒCURITƒ DE FONCTIONNEMENT MOTEUR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 48 10.5.AUTO-ADAPTATIVITƒ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 48 11.FONCTION DIAGNOSTIC EOBD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 49 11.1.DƒTECTION DES RATƒS DE COMBUSTION.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 49 11.2.EFFICACITƒ DU PRƒCATALYSEUR.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 49 11.3.EFFICACITƒ DE LA VANNE EGR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 49 12.FONCTION ANTIDƒMARRAGE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 50 12.1.DƒVERROUILLAGE DU SYSTéME. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 50 12.2.VERROUILLAGE CONTACT COUPƒ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 50 13.AFFICHAGE DES DƒFAUTS EN MODE DƒGRADƒ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 50 13.1.AFFICHAGE DES DƒFAUTS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 50 13.2.MODES DE FONCTIONNEMENT DƒGRADƒS.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 50 14.INFORMATION DU CONDUCTEUR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 52 14.1.VOYANT DE CONTRïLE MOTEUR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 52 14.2.SIGNAL COMPTE-TOURS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 52 14.3.VOYANT D'ALERTE TEMPƒRATURE D'EAU MOTEUR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 52 15.RƒGULATION DE VITESSE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 53 16.MAINTENANCE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 53 16.1.PRECONISATION CARBURANT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 53 17.ECHANGE DE PIéCES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 54 17.1.DIAGNOSTIC AVANT INTERVENTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 54 17.2.ECHANGE DE PIéCES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 54 17.3.OPƒRATIONS INTERDITES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 54 17.4.PROCƒDURES D'APPRENTISSAGE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 55 17.5.TƒLƒCHARGEMENT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 55 17.6.INITIALISATION DU CALCULATEUR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 55 17.7.RƒINITIALISATION DES AUTOADAPTATIFS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 55 18.PROCEDURES DE RETOUR EN GARANTIE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .page 56 18.1.ELƒMENTS DU SYSTéME D'INJECTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 56 18.2.CALCULATEUR D'INJECTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 56 -2- LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 1. PRESENTATION. PSA Peugeot Citro‘n commercialise ˆ partir de juillet 2001 le moteur quatre cylindres en ligne et seize soupapes de 2 litres ˆ injection directe d'essence HPI 16 (EW 10 D). (HPI : High Pressure Injection, injection directe haute pression d'essence). Le moteur HPI 16 est dŽrivŽ de la famille EW. Il permet de tenir compte des exigences des annŽes 2000 relatives aux ŽlŽments suivants : • Žconomie de carburant, • dŽpollution, • agrŽment de conduite, • fiabilitŽ mŽcanique. -3- LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Pour atteindre l'objectif de consommation, le moteur utilise deux modes de fonctionnement : • fonctionnement en mŽlange air/essence tr•s pauvre avec charge stratifiŽe (ce qui constitue une nouveautŽ) utilisŽ pour les faibles charges. Ce mode entra”ne une diminution de la consommation, et sera utilisŽ en prioritŽ, mais il implique l'utilisation d'un syst•me d'Žchappement sophistiquŽ. • fonctionnement en mŽlange homog•ne (identique aux moteurs actuels). Ce mode n'apporte aucun gain de consommation. Il est utilisŽ pour les fortes charges. Son activation temporaire permet de corriger certains inconvŽnients induits par le mode stratifiŽ. La charge stratifiŽe consiste ˆ concentrer un mŽlange air/essence inflammable ˆ proximitŽ de la bougie, et ˆ remplir le reste de la chambre de combustion avec de l'air et des gaz pauvres en oxyg•ne (gaz d'Žchappement). Les particularitŽs porteront sur : • Une architecture de pistons et de chambres avec des conduits d'admission spŽcifiques. • Un ensemble d'injection directe haute pression multipoints Siemens type SIRIUS 81 avec pompe H.P., rampe d'alimentation commune et injecteurs implantŽs dans la culasse. • Un arbre ˆ cames d'admission ˆ calage variable (par dispositif VTC). • Un syst•me de dŽpollution sophistiquŽ en mati•re de rŽduction des oxydes d'azote gr‰ce ˆ une ligne d'Žchappement comportant un prŽcatalyseur et un catalyseur ˆ stockage/dŽstockage. • Un syst•me de diagnostic embarquŽ EOBD (European On Bord Diagnosis) obligatoire sur tout nouveau moteur depuis le 1er janvier 2000. Le moteur EW 10D est une Žvolution du moteur EW 10. La description du tronc commun des parties se trouve dans le cahier de cours "PrŽsentation du moteur EW 10", ref. Cp 01 246. La description du fonctionnement du moteur HPI (EW10D) se trouve dans le cahier de cours Cp 01 265. 2. RAPPEL : CONSIGNES DE SECURITE. Compte tenu des particularitŽs du dispositif d'injection, toutes les interventions doivent •tre effectuŽes conformŽment aux prescriptions et rŽglementations suivantes : • AutoritŽs compŽtentes en mati•re de santŽ. • PrŽvention des accidents. • Protection de l'environnement. Les interventions doivent •tre effectuŽes par un personnel spŽcialisŽ informŽ des consignes de sŽcuritŽ et des prŽcautions ˆ prendre. Les hautes pressions rŽgnant dans le circuit de carburant (≅ 100 bars) impliquent les consignes suivantes : • Ne pas fumer lors d'intervention.` • Ne pas travailler ˆ proximitŽ de flammes ou Žtincelles. • Ne pas intervenir sur le circuit haute pression. • Rester hors de portŽe d'un Žventuel jet de carburant. • Ne pas approcher la main d'une fuite. • Apr•s arr•t du moteur, attendre 30 secondes avant toute intervention (temps nŽcessaire au retour ˆ une pression infŽrieure ˆ 5 bars). • Faire chuter la pression rŽsiduelle dans le circuit basse pression par la valve Schrader. • Ne pas intervenir sur le faisceau Žlectrique moteur tournant (Les injecteurs sont alimentŽs avec une tension voisine de 80 volts). Compte tenu de la prŽsence de tensions ŽlevŽes aux bornes du calculateur et des injecteurs, les Žventuelles mesures de tension doivent •tre rŽalisŽes avec du matŽriel homologuŽ. -4- LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 3. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MOTEUR. 3.1. COMPARAISON ENTRE INJECTION INDIRECTE ET INJECTION DIRECTE. INJECTION INDIRECTE INJECTION DIRECTE (moteur EW 10D) Dans un moteur ˆ injection indirecte, le carburant est injectŽ dans la tubulure d'admission en amont des soupapes d'admission. La quantitŽ injectŽe est toujours dosŽe pour obtenir un mŽlange homog•ne proche du rapport stÏchiomŽtrique (richesse ≈1). Dans le moteur EW 10D ˆ injection directe, le carburant est injectŽ dans le cylindre. Suivant le mode de fonctionnement, le point d'injection varie entre le dŽbut admission et la fin de compression. La quantitŽ injectŽe dŽpend Žgalement du mode de fonctionnement. 3.2. LES MODES DE FONCTIONNEMENT. On distingue : • Le mode stratifiŽ pauvre. • Le mode homog•ne. Principe du mode stratifiŽ pauvre. Dans beaucoup de conditions de roulage (notamment en ville), le couple ˆ fournir est peu ŽlevŽ, et il est intŽressant de fonctionner en mŽlange tr•s pauvre (de R = 0,6 ˆ R 0,2). Celui-ci ne peut pas s'enflammer, aussi doit-on Žviter de mŽlanger de fa•on homog•ne le carburant et l'air. Le carburant est injectŽ en cours de compression, dans le tourbillon d'air ("tumble") engendrŽ par la forme du dŽflecteur du piston, et se trouve "positionnŽ" dans le voisinage de la bougie. Dans cette zone, le mŽlange atteint une richesse proche de la stÏchiomŽtrie, ce qui assure une bonne combustion. Cette zone chaude permet d'enflammer progressivement les strates (ou couches) du mŽlange air/essence qui sont de plus en plus pauvres en s'Žloignant de la bougie. Ce mŽlange contient surtout de l'air et les gaz bržlŽs admis par l'EGR (jusqu'ˆ 30 % de la masse admise dans le moteur). -5- LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 A POINT D'INJECTION (A) Mode homog•ne : Injection en dŽbut de phase admission B (B) Mode stratifiŽ : Injection pr•s de la fin de compression La commande de la charge du moteur est rŽalisŽe par variation du dŽbit injectŽ, sans utilisation du papillon qui reste grand ouvert. Ce type de fonctionnement est possible dans les zones de faible rŽgime (depuis le ralenti jusqu'ˆ 3500 tr/mn) et en faible charge. Il engendre des gains de consommation gr‰ce ˆ la rŽduction des pertes par pompage et l'amŽlioration du rendement de combustion. La pression d'admission est voisine de 600 ˆ 800 mbars dans le rŽpartiteur. Le mode stratifiŽ ˆ mŽlange pauvre est recherchŽ en prioritŽ, puisqu'il apporte les meilleurs gains en consommation. Il reprŽsente environ 75% du temps de fonctionnement sur la totalitŽ du cycle d'homologation europŽen,. Le mode stratifiŽ est utilisable jusqu'ˆ mi-charge, au-delˆ, la richesse devient trop importante autour de la bougie et le mŽlange ne s'enflamme plus. Le moteur repasse en mode homog•ne. Le moteur peut sortir temporairement du mode "charge stratifiŽe ˆ mŽlange pauvre" en fonction de diffŽrents besoins (performance, dŽpollution). Il repasse alors en mode homog•ne. -6- LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Principe du mode homog•ne. Le carburant est injectŽ dans la chambre de combustion pendant la phase admission (afin de rendre le mŽlange homog•ne avant son inflammation). La charge du moteur est commandŽe par le papillon de charge (bo”tier papillon motorisŽ) et l'avance ˆ l'allumage. Le dosage air/essence est stoŽchiomŽtrique (richesse = 1). La pression d'admission est voisine de 300 ˆ 400 mbars dans le rŽpartiteur au ralenti. Le mode homog•ne se rapproche de celui de l' injection indirecte. Aucun gain de consommation n'est obtenu dans cette phase. Certaines phases de fonctionnement nŽcessitent le fonctionnement en mode homog•ne riche (richesse = 1,3). 4. CALCULATEUR DE CONTROLE MOTEUR. Le calculateur de contr™le moteur (CCM) constitue le cÏur du dispositif d'injection et d'allumage SIEMENS Sirius 81. L'injection est multipoints et sŽquentielle, l'allumage est Žgalement sŽquentiel. Les diffŽrents param•tres sont contenus dans des cartographies. Le CCM est ŽquipŽ d'une mŽmoire "FLASH-EPROM", ce qui permet, dans le cas d'une Žvolution de calibration ou de logiciel, de modifier le contenu de la mŽmoire sans dŽmontage ni Žchange. L'opŽration consiste ˆ tŽlŽcharger le programme ˆ partir d'un outil Apr•s-Vente, via la prise de diagnostic. -7- LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 4.1. SYNOPTIQUE DE FONCTIONNEMENT. EntrŽes et sorties calculateur. 1 40 BSM 3 2 41 39 4 38 6 5 22 7 37 8 27 36 VAN BSI 26 25 24 CAN 35 FILAIRE 23 9 19 34 20 18 33 11 32 10 21 12 31 13 28 17 14 30 16 29 -8- 15 LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Rep•re CAN VAN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 DŽsignation RŽseau CAN RŽseau VAN Capteur de position de pŽdale d'accŽlŽrateur Sonde ˆ oxyg•ne aval Pot catalytique Capteur de tempŽrature aval PrŽcatalyseur Sonde ˆ oxyg•ne amont Capteur de tempŽrature amont RŽgulation haute pression carburant Pompe haute pression carburant Capteur de cliquetis Vanne de recyclage des gaz d'Žchappement Electrovanne purge canister Bo”tier papillon motorisŽ Canister Pompe de gavage, filtre et rŽgulateur basse pression RŽservoir Sonde tempŽrature d'air Capteur de pression tubulure d'admission Sonde tempŽrature d'eau Bougies d'allumage Bloc bobines compact (BBC) Injecteurs Sonde tempŽrature huile Capteur de rŽgime Electrovanne de commande du dŽphaseur d'arbre ˆ cames Capteur de position d'arbre ˆ cames Capteur haute pression carburant Manocontact de direction assistŽe Pressostat Motoventilateur Bloc ABS / ESP Contacteur pŽdale d'embrayage Contacteur pŽdale de freins secondaire Calculateur de climatisation Calculateur de Contr™le Moteur (CCM) Bo”tier de Servitude Intelligent (BSI) CombinŽ : compte-tours + voyant diagnostic + voyant d'alerte tempŽraure d'eau AntidŽmarrage Žlectronique Fonction rŽgulateur de vitesse Prise de diagnostic centralisŽe Bo”tier de servitude moteur (BSM) -9- LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 4.2. CONNECTIQUE. Le calculateur est reliŽ au circuit Žlectrique par trois connecteurs totalisant 112 voies. b a c (a) connecteur CLM2 (b) connecteur CLC (c) connecteur CLM1 Connecteur CLM1 (32 voies NR) (1) Voies calculateur moteur. (2) Voies bo”te ˆ bornes DIAG2000. 1 A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 D1 D2 D3 D4 E1 E3 E4 F2 F4 G1 G2 G3 G4 H1 H2 H3 H4 2 001 009 017 025 002 010 018 026 003 011 019 027 004 012 020 028 005 021 024 014 030 007 015 023 031 008 016 024 032 Affectation des voies EntrŽe : for•age commande groupe motoventilateur 1 (grande vitesse) Ligne dialogue : rŽseau CAN L Ligne dialogue : rŽseau CAN H Sortie : commande groupe motoventilateur Ligne sŽrie syst•me antidŽmarrage Diagnostic ligne K Alimentation capteur de position vanne EGR EntrŽe : signal capteur pŽdale d'accŽlŽrateur 2 + APC Ligne diagnostic de commande du motoventilateur EntrŽe : rŽveil du calculateur, rŽveil pour ADC Sortie : commande groupe motoventilateur Sortie : commande vanne de purge canister EntrŽe : contacteur d'embrayage EntrŽe : contacteur freins redondant Alimentation + 5 volts Masse : capteur pression fluide frigorig•ne Alimentation + 5 volts : capteur pŽdale d'accŽlŽrateur EntrŽe : signal capteur pŽdale d'accŽlŽrateur Masse EntrŽe : capteur pression fluide frigorig•ne Masse : capteur pŽdale d'accŽlŽrateur Masse - 10 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Connecteur CLM2 (32 voies GR) (1) Voies calculateur moteur. (2) Voies boite ˆ bornes DIAG2000. 1 A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 D3 E1 E2 E3 E4 F1 F2 F3 F4 G1 G2 G3 G4 H1 H2 H3 2 081 089 097 105 082 090 098 106 083 091 099 107 100 085 093 101 109 086 094 102 110 087 095 103 111 088 096 104 Affectation des voies Masse : capteur de position d'arbre ˆ cames EntrŽe : signal capteur arbre ˆ cames EntrŽe : vitesse vŽhicule (bloc ABS) Masse : capteur de dŽpression de freinage Sortie : Žlectrovanne de commande du dŽphaseur d'arbre ˆ cames EntrŽe : signal (+) capteur de cliquetis EntrŽe : signal (-) capteur de cliquetis EntrŽe : manocontact de direction assistŽe Sortie : chauffage sonde Lambda (amont prŽcatalyseur) Masse : capteur pression d'air d'admission Sortie : rŽgulateur haute pression carburant Sortie : moteur de commande Žlectrovanne de recyclage (-) Masse : chauffage sonde Lambda (aval prŽcatalyseur) Alimentation + 12 volts apr•s le relais double (BSM) EntrŽe : signal capteur rŽgime (-) Sortie : moteur de commande Žlectrovanne de recyclage (+) Alimentation + 12 volts apr•s le relais double (BSM) Alimentation + 12 volts apr•s le relais double (BSM) EntrŽe : signal capteur rŽgime (+) Sortie : commande moteur papillon (-) Alimentation + 12 volts apr•s le relais double (BSM) Sortie : allumage cylindre n¡ 4 Sortie : allumage cylindre n¡ 3 Sortie : commande moteur papillon (+) Masse Sortie : allumage cylindre n¡ 2 H4 112 Sortie : allumage cylindre n¡ 1 K3 066 RŽfŽrence de courant sonde Lambda amont prŽcatalyseur (Rc) - 11 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Connecteur CLC (48 voies MR) 1 A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 D1 D2 D3 D4 E1 E2 E3 E4 F1 F2 F3 F4 G1 G2 G3 G4 H1 H2 H3 H4 J1 J2 J3 J4 K1 K2 K3 K4 L1 L2 L3 L4 M1 2 033 045 057 069 034 046 058 070 035 047 059 071 036 048 060 072 037 049 061 073 038 050 062 074 039 051 063 075 040 052 069 076 041 053 065 097 042 054 066 078 043 055 067 079 044 Affectation des voies EntrŽe : capteur de position Žlectrovanne de recyclage EntrŽe : pression d'air tubulure d'admission EntrŽe : capteur de dŽpression de freinage Alimentation + 5 volts : capteur de dŽpression de freinage EntrŽe : capteur de position papillon n¡ 1 Alimentation + 5 volts : capteur de position d'arbre ˆ cames EntrŽe : capteur de position papillon n¡ 2 EntrŽe : capteur de position Žlectrovanne de recyclage EntrŽe : capteur haute pression carburant Alimentation + 5 volts : capteur de position papillon Capteur de tempŽrature d'huile Alimentation + 5 volts : capteur pression d'air d'admission EntrŽe : capteur haute pression carburant EntrŽe : sonde de tempŽrature des gaz aval prŽcatalyseur (+) EntrŽe : signal nŽgatif sonde ˆ oxyg•ne aval catalyseur (dŽNOX) Masse : sonde de tempŽrature d'eau moteur EntrŽe : sonde de tempŽrature d'air (+) EntrŽe : information tempŽrature d'eau moteur, sonde de tempŽrature d'eau Sortie : commande relais double (BSM) Masse : capteur haute pression carburant EntrŽe : sonde de tempŽrature des gaz amont prŽcatalyseur (+) Masse : sonde de tempŽrature d'air + 12 volts permanent Masse : capteur de position papillon EntrŽe : sonde Lambda amont prŽcatalyseur (tension) EntrŽe : sonde de tempŽrature des gaz amont prŽcatalyseur (-) Sortie : commande relais double (BSM) Masse : capteur de position Žlectrovanne de recyclage Masse : sonde ˆ oxyg•ne aval catalyseur (dŽNOX) Sortie : courant sonde Lambda amont prŽcatalyseur Masse : sonde de tempŽrature des gaz aval prŽcatalyseur (-) Masse EntrŽe : courant de mesure de la richesse (sonde Lambda amont prŽcatalyseur) EntrŽe : sonde Lambda amont prŽcatalyseur (tension)0 Sortie : commande injecteur n¡ 2 (-) Sortie : commande injecteur n¡ 3 (-) Sortie : commande injecteur n¡ 2 (+) Sortie : commande injecteur n¡ 1 (+) Sortie : commande injecteur n¡ 4 (-) M2 M3 M4 056 068 080 Sortie : commande injecteur n¡ 1 (-) Sortie : commande injecteur n¡ 3 (+) Sortie : commande injecteur n¡ 4 (+) - 12 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 4.3. ALIMENTATION DU CALCULATEUR. Niveau de charge de la batterie. Le fonctionnement du syst•me d'injection directe nŽcessite un niveau de charge de la batterie suffisamment important. Une tension infŽrieure ˆ 10 volts perturbe son fonctionnement (injecteurs ˆ commande Žlectrique). Le relais double d'injection. Le relais double d'injection est intŽgrŽ au bo”tier de servitude moteur (BSM). Il commande les ŽlŽments suivants : • Calculateur d'injection. • Sonde ˆ oxyg•ne amont et aval (chauffage). • Pompe de gavage (basse pression). • Calculateur d'injection (partie puissance). • Relais de commande des moto-ventilateurs. • Electrovannes VTC et canister. Apr•s coupure du contact, le relais double reste alimentŽ pendant 10 secondes. Ce dŽlai passe ˆ 6 minutes en cas de post-ventilation. - 13 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 4.4. LES CAPTEURS. Le capteur de pŽdale d'accŽlŽrateur. Il est implantŽ dans le compartiment moteur. C'est un capteur sans contact reliŽ ˆ la pŽdale d'accŽlŽrateur par un c‰ble. Role : • Traduit les souhaits du conducteur (accŽlŽration, dŽcŽlŽration). • DŽlivre l'information au calculateur. Le connecteur comporte 4 voies : • Voie 1 : signal sortie 1. • Voie 2 : signal sortie 2. • Voie 3 : 5 volts. • Voie 4 : masse. Le calculateur compare constamment les signaux des voies 1 et 2 pour dŽtecter d'Žventuelles incohŽrences. PŽdale d'accŽlŽrateur rel‰chŽe : • Tension entre masse et voie 1 : 0,3 ˆ 0,6 volts. • Tension entre masse et voie 2 : 0,15 ˆ 0,3 volts. PŽdale d'accŽlŽrateur enfoncŽe : • Tension entre masse et voie 1 : 3,5 ˆ 4 volts. • Tension entre masse et voie 2 : 1,75 ˆ 2 volts. - 14 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Le capteur de rŽgime. 1 (1) Rep•re dents manquantes Le capteur de rŽgime est implantŽ en face d'une couronne comportant 60 dents dont 2 sont meulŽes. C'est un capteur inductif. Les 58 dents prŽsentes permettent de dŽterminer le rŽgime moteur. Le crŽneau formŽ par les dents absentes permet de dŽterminer la position du vilebrequin. L'entrefer n'est pas rŽglable. Le connecteur comporte 2 voies : RŽsistance entre voies 1 et 2 : 500 ohms. Le capteur de position d'arbre ˆ cames. Le capteur de phase est implantŽ sur la culasse, face ˆ une cible entra”nŽe par l'arbre ˆ cames. V 5 0 Il fournit au calculateur un signal carrŽ qui lui permet de synchroniser les injections de carburant par rapport ˆ la position des pistons (injection sŽquentielle). C'est un capteur ˆ effet hall. L'entrefer n'est pas rŽglable. Le connecteur comporte 3 voies : • Voie 1 : 12 volts. • Voie 2 : signal. • Voie 3 : masse. Les crŽneaux de tension sont compris entre 0 et 12 volts : • PrŽsence d'une masse mŽtallique face au capteur : 0 volts. • Absence d'une masse mŽtallique face au capteur : 12 volts. - 15 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 La sonde de tempŽrature d'eau moteur. R (Ω) 100000 90000 80000 70000 60000 R 50000 40000 30000 20000 10000 T (¡C) 0 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Elle est implantŽe sur le bo”tier de sortie d'eau. La sonde est constituŽe d'une rŽsistance CTN qui informe le calculateur de la tempŽrature du liquide de refroidissement. Le capteur de cliquetis. Il est implantŽ sur le carter cylindres. C'est un capteur piŽzo-Žlectrique. Il transmet au calculateur des informations sous forme de pics de tension lorsqu'il dŽtecte du cliquetis.Le niveau de cliquetis est adaptŽ au fonctionnement du moteur HPI. Le calculateur rŽagit simultanŽment sur deux plans : • Diminution rapide de l'avance ˆ l'allumage sur le cylindre incriminŽ, suivie d'une remontŽe progressive vers la valeur initiale. • Enrichissement momentanŽ sur le cylindre. Le connecteur comporte 2 voies : • Voie 1 : signal +. • Voie 2 : signal -. 4.5. LA FONCTION INJECTION. La commande des injecteurs est rŽalisŽe par 2 Žtages de commande. Ils sont intŽgrŽs et non dŽmontables : • Etage de commande 1 : groupe d'injecteurs 1 et 4. • Etage de commande 2 : groupe d'injecteurs 2 et 3. Les Žtages de commande permettent d'obtenir les tensions suivantes : • Une tension de 77 volts, nŽcessaire pour l'ouverture rapide des injecteurs. • Une tension de 12 volts, nŽcessaire au maintien de l'ouverture des injecteurs. - 16 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Commande des injecteurs. a j e g i c d (a) intensitŽ (amp•res) (b) durŽe (c) courant de prŽcharge (d) phase de prŽcharge (e) courant d'appel f h b (f) phase d'appel (g) courant de maintien (h) phase de maintien (i) fin de commande (j) temps d'ouverture de l'injecteur (d) phase de prŽcharge. La phase de prŽcharge prŽpare l'injecteur ˆ son ouverture rapide. L'injecteur est alimentŽ de la fa•on suivante : • Tension d'environ 12 volts, • Courant de 1 amp•re. (f) phase d'appel. La phase d'appel a pour but de provoquer une levŽe rapide de l'aiguille de l'injecteur. L'injecteur est alimentŽ de la fa•on suivante : • Tension d'environ 77 volts, • Courant de 11,5 amp•res. (h) phase de maintien. La phase de maintien permet de tenir l'injecteur ouvert en limitant la puissance Žlectrique absorbŽe. L'injecteur est alimentŽ de la fa•on suivante : • Tension d'environ 12 volts, • Courant de 2,4 amp•res. - 17 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Avance ˆ l'injection. L'avance est fonction du mode de fonctionnement. Le point d'injection se trouve : • Proche du dŽbut admission en mode homog•ne. • Proche de la fin compression en mode stratifiŽ. 4.6. LA FONCTION ALLUMAGE. Description. a 1320 b d c e (a) Bloc Bobines Compact (b) Calculateur de Contr™le Moteur (c) Capteur de position d'arbre ˆ cames (d) Capteur de position et de rŽgime (e) Bougies L'allumage est assurŽ par un Bloc Bobines Compact BBC.4.1HP (il contient quatre bobines sŽparŽes). L' intensitŽ du courant primaire d'alimentation est gŽrŽ par le calculateur contr™le moteur (CCM) en fonction des phases de fonctionnement du moteur. Le Bloc Bobines est fixŽ sur la culasse. Ses sorties sont connectŽes directement sur les bougies. Les bougies sont des BOSCH Platinum ˆ si•ge plat. L'Žcartement des Žlectrodes est de 1 mm, et le couple de serrage de 2,5 mDaN maximum. La synchronisation de l'allumage est rŽalisŽe ˆ partir des informations du capteur de position d'arbre ˆ cames. La dŽpose / repose des bougies nŽcessite l'utilisation d'une clŽ spŽcifique ˆ douze pans. Les bougies ont une durŽe de vie Žquivalente ˆ 40000 km. - 18 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Fonctionnement. L'avance ˆ l'allumage est dŽterminŽe ˆ partir des informations suivantes : • RŽgime moteur. • Charge moteur. • TempŽrature du liquide de refroidissement. • Mode de fonctionnement (homog•ne ou stratifiŽ). • StratŽgie anti-cliquetis. • StratŽgie d'agrŽment. StratŽgie anti-cliquetis. Le CCM calcule, cylindre par cylindre, l'avance (proche du point de cliquetis) ˆ retenir pour obtenir un rendement optimal. Si le cliquetis se dŽclare, il retire une certaine valeur d'avance. Il tend ensuite ˆ remettre cette avance en procŽdant palier par palier. Le seuil de dŽtection du cliquetis est adaptŽ au fonctionnement du HPI. StratŽgie d'agrŽment. La stratŽgie dite "d'agrŽment", ou stratŽgie "anti-accoups" consiste ˆ stabiliser le moteur, en appliquant une valeur d'avance dans le sens positif ou dans le sens nŽgatif par rapport ˆ la valeur contenue dans la cartographie d'allumage. Courant primaire d'alimentation des bobines : • Mode ˆ mŽlange stratifiŽ pauvre : 10,5 A • Mode ˆ mŽlange homog•ne : 6,5 A. Tension d'allumage : • Mode ˆ mŽlange stratifiŽ pauvre : U environ 80 kV. • Mode ˆ mŽlange homog•ne : U environ 45 kV. Ce qui se traduit par un temps de charge des bobines variant entre 5 ms en mode stratifiŽ et 3 ms en mode homog•ne. - 19 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 4.7. LISTE DES AUTRES FONCTIONS. Le calculateur moteur (CCM) g•re Žgalement les fonctions suivantes : • AntidŽmarrage Žlectronique. • Pression du carburant. • Calage variable de la distribution. • Recyclage des gaz d'Žchappement. • Refroidissement moteur (fonction FRIC). • Besoin de refroidissement pour l'air conditionnŽ (fonction BRAC). • Modes de fonctionnement du moteur. • Stockage/dŽstockage des vapeurs d'essence par le canister. • Stockage/dŽstockage des oxydes d'azote et dioxydes de soufre. • Dialogue avec d'autres calculateurs (BVA, BSI, ABR,É) par le rŽseau CAN*. • RŽgulation de vitesse. • Autodiagnostic. • EOBD**. * Controller Area Network : rŽseau multiplexŽ. ** European On Bord Diagnosis : diagnostic des Žquipements de dŽpollution. Le CCM est ŽquipŽ d'une mŽmoire "FLASH-EEPROM", ce qui permet, dans le cas d'une Žvolution de calibration, de modifier le contenu de la mŽmoire sans dŽmontage ni Žchange. L'opŽration consiste ˆ tŽlŽcharger le programme ˆ partir d'un outil Apr•s-Vente, via la prise de diagnostic. - 20 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 5. ALIMENTATION EN CARBURANT. 5.1. SYNOPTIQUE. c d f b a h g e i (a) rŽservoir (b) pompe de gavage et jauge (c) amortisseur de pulsations (d) valve Schrader (e) pompe haute pression (f) rampe commune (g) capteur de pression (h) rŽgulateur de pression (i) injecteurs - 21 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 5.2. LA POMPE DE GAVAGE. } a b (a) (b) Filtre ˆ carburant intŽgrŽ RŽgulateur basse pression. PlongŽe dans le rŽservoir, elle est intŽgrŽe au module de jaugeage. Elle est alimentŽe en 12 volts par le relais double d'injection (intŽgrŽ au bo”tier de servitude moteur) dans les cas suivants : • A la mise du contact, pendant 2 ˆ 3 secondes. • Moteur tournant. Elle poss•de un rŽgulateur basse pression intŽgrŽ, et dŽlivre une pression de 5 bars. Lors du dŽclenchement d'un ŽlŽment pyrotechnique (coussin gonflable), l'alimentation du second relais du relais double est coupŽe par le BSI (cela remplace l'interrupteur ˆ inertie). La pompe n'est plus alimentŽe. Pour dŽmarrer le moteur apr•s dŽclenchement d'un ŽlŽment pyrotechnique : • Couper le contact. • Remettre le contact. - 22 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 5.3. AMORTISSEUR DE PULSATIONS. b a c (a) sens de circulation du carburant (b) amortisseur de pulsations (c) valve Schrader Il est placŽ sur la tubulure d'alimentation de la pompe basse pression. Il porte la valve Schrader utilisŽe pour certaines mesures ou pour faire chuter la pression. 5.4. LA POMPE HAUTE PRESSION La prŽsentation et le fonctionnement de la pompe haute pression sont dŽcrits dans le cahier de cours "PrŽsentation du moteur HPI 16 (EW 10D)", rŽf. Cp 01 265. Elle est entra”nŽe par l'arbre ˆ cames "admission". C'est une pompe ˆ trois pistons lubrifiŽe ˆ vie. La pompe haute pression permet d'injecter le carburant sous haute pression (entre 70 et 100 bars). Elle est reliŽe ˆ la rampe commune par une canalisation dont l'Žchange est obligatoire ˆ chaque dŽpose. Elle forme un ensemble non dissociable sur lequel aucune intervention n'est autorisŽe. - 23 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 5.5. LA RAMPE D'INJECTION. f a b e d c (a) rampe d'injection commune (b) entrŽe haute pression (c) injecteurs (d) capteur haute pression (e) rŽgulateur de pression (f) tube de dŽcharge La rampe d'injection commune, en aluminium, a plusieurs fonctions : • Stockage temporaire du carburant sous pression. • Amortissement des pulsations crŽŽes par les injections. • Liaison entre les ŽlŽments du circuit haute pression. Elle porte : • La canalisation d'alimentation haute pression. • Le capteur de pression. • Le rŽgulateur de pression. • Les 4 injecteurs ˆ commande Žlectrique. - 24 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Le capteur haute pression. a b (a) rampe d'injection commune (b) capteur haute pression Le capteur mesure la valeur de la pression du carburant dans la rampe commune. En fonction de l'information re•ue, le CCM : • DŽtermine la quantitŽ de carburant ˆ injecter (temps d'injection), • RŽgule la pression par commande du rŽgulateur de pression. Le capteur est de type capacitif. Il fournit une tension proportionnelle ˆ la pression de carburant dans la rampe commune. Affectation des voies du connecteur : • Voie 3 : masse, • Voie 2 : information pression (0 ˆ 5 volts), • Voie 1 : alimentation + 5 volts. tension de sortie capteur (V) 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 P 0 40 80 pression (bars) - 25 - 120 160 LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Le rŽgulateur de pression. a (a) rŽgulateur de pression Il est commandŽ par la tension variable fournie par le CCM (courant RCO) : • Tension maximum (RCO maximum) = pression maximale. • Tension minimum (RCO minimum) = pression minimale. Il est normalement ouvert au repos sans ressort de rappel. Affectation des voies du connecteur : • Voie 1 : alimentation, • Voie 2 : masse. Il module la haute pression dans la rampe en fonction des phases de fonctionnement : 165 Bars Arr•t Moteur Pression limitŽe par le clapet pompe 130 Bars 100 Bars Charges partielles en Pleine Charge 70 Bars Ralenti 50 Bars RŽattelage DŽmarrage HP ∼ 80 Bars Transitoires ou Mode dŽgradŽ Boucle Ouverte 10 Bars Mode dŽgradŽ BP DŽmarrage BP ∼ 5 Bars 4,5 Bars - 26 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 g d f a e c i b d TUBE DE DECHARGE f e (a) rŽgulateur (b) rampe (c) solŽno•de (d) noyau magnŽtique (e) filtre h RAMPE (f) bille (g) bille fermŽe : commande de montŽe en pression (h) bille ouverte : commande de baisse de pression (i) tube de dŽcharge 5.6. LES INJECTEURS. b c a (a) joint de combustion en tŽflon. (b) joint de t•te et rondelle anti-retournement. (c) clip de maintien. Ils sont similaires ˆ ceux utilisŽs en injection indirecte, mais sont adaptŽs ˆ la haute pression. Ils sont maintenus par des agrafes sur la rampe commune. L'ŽtanchŽitŽ avec la culasse est rŽalisŽe par des joints en TŽflon. Les joints et agrafes sont ˆ Žchanger systŽmatiquement apr•s une dŽpose. La repose du joint d'ŽtanchŽitŽ nŽcessite l'utilisation d'un outillage spŽcifique. - 27 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 6. ALIMENTATION EN AIR. 6.1. SYNOPTIQUE f b e a g h i j d c (a) rŽpartiteur d'admission d'air (b) joint dŽcoupleur (c) bo”tier papillon motorisŽ (d) sonde de tempŽrature d'air d'admission (e) capteur de pression d'admission (f) capteur de dŽpression du circuit de freinage (g) vanne de recyclage des gaz d'Žchappement (EGR) (h) piquage de recyclage des gaz d'Žchappement (EGR) (i) piquage de recyclage des vapeurs d'huile (j) piquage de recyclage des vapeurs d'essence Le rŽpartiteur d'air d'admission Le rŽpartiteur d'air d'admission est reliŽ ˆ la culasse par l'intermŽdiaire d'un dŽcoupleur formant joint, et chargŽ de diminuer bruits et vibrations. Le rŽpartiteur comporte un piquage de recyclage des gaz d'Žchappement. - 28 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 6.2. LE BOITIER PAPILLON MOTORISE. PrŽsentation. D'un diam•tre de 60 mm, il est motorisŽ. Il est chargŽ de doser la quantitŽ d'air admise dans les cylindres pendant les phases de fonctionnement en mode homog•ne. Le CCM, informŽ de la volontŽ du conducteur par un potentiom•tre (capteur de pŽdale d'accŽlŽrateur), commande le moteur du bo”tier papillon. Un potentiom•tre de recopie permet de dŽterminer la position exacte du papillon d'air. POSITION RALENTI a POSITION EN BUTƒE MƒCANIQUE b a a (a) lumi•re d'admission d'air, (b) sonde de tempŽrature d'air. Fonctionnement. D•s la mise du contact, le papillon quitte sa butŽe mŽcanique. Moteur au ralenti, le papillon se trouve placŽ par le moteur du bo”tier dans une position qui lui permet de fournir au moteur le dŽbit d'air nŽcessaire (cela remplace le moteur pas ˆ pas de rŽgulation du ralenti). Mode de secours. En cas de coupure de l'alimentation Žlectrique du bo”tier : • Un ressort de rappel ram•ne le papillon sur ses butŽes • Les lumi•res permettent un dŽbit d'air suffisant pour permettre le roulage ˆ faible vitesse. En prŽsence de certains dŽfauts, le calculateur coupe l'alimentation Žlectrique du bo”tier. Q 500 450 Q : DŽbit d'air en kg/h α : Angle papillon en degrŽs 400 350 (1) Position LIMP HOME (2) Ralenti en mode homog•ne (3) Ralenti en mode stratifiŽ 300 250 200 150 100 1 50 0 0¡ 10¡ 20¡ 30¡ 40¡ 50¡ 60¡ 70¡ 80¡ 90¡ 2 - 29 - α 3 LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 ParticularitŽs Žlectriques. Le CCM commande le bo”tier ˆ l'aide d'une tension variable : • Ouverture du papillon : tension RCO positive. • Fermeture du papillon : tension RCO nŽgative. Affectation des voies du connecteur : • Voie 1 : masse (potentiom•tre). • Voie 2 : signal position papillon 1. • Voie 3 : moteur +. • Voie 4 : moteur -. • Voie 5 : alimentation 5 volts. • Voie 6 : signal position papillon 2. La sonde de tempŽrature d'air d'admission La sonde est fixŽe sur le bo”tier papillon. Elle informe le CCM de la tempŽrature de l'air admis. En fonction de cette valeur, celui-ci calcule la densitŽ de l'air ambiant. Cette donnŽe combinŽe avec la pression d'admission lui permet de conna”tre le remplissage en air du moteur. La sonde est constituŽe d'une rŽsistance ˆ Coefficient de TempŽrature NŽgatif (CTN). CaractŽristiques Žlectriques : • RŽsistance ˆ 20¡C : 2500 ohms. • RŽsistance ˆ 80¡C : 310 ohms. Le capteur de pression d'admission Tension en Volt 5 4 3 2 1 0 0 200 400 600 Pression en mBar 800 1000 1200 Le capteur de pression d'admission permet de dŽterminer la pression d'air dans le rŽpartiteur. Cette valeur corrigŽe par la tempŽrature de l'air* permet au CCM de dŽfinir la quantitŽ d'air entrant dans le moteur. Le capteur fournit une tension proportionnelle ˆ la pression d'air. *(relevŽe par la sonde de tempŽrature du bo”tier papillon), Affectation des voies du connecteur : • Voie 1 : 5 volts. • Voie 2 : masse. • Voie 3 : signal. Une pression de 1 bar correspond ˆ une tension de signal de 4,5 volts. - 30 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 6.3. LE CIRCUIT EGR. L'EGR, dispositif de recyclage des gaz d'Žchappement, a deux fonctions principales : • Abaissement de la consommation de carburant par diminution de l'effet de pompage ˆ faible charge. • RŽduction de la quantitŽ d'oxydes d'azote rejetŽe dans l'Žchappement. Synoptique. b a c e d g f air d'admission gaz d'Žchappement (a) collecteur d'Žchappement (b) prŽcatalyseur (c) tube de recyclage des gaz d'Žchappement (d) culasse (e) vanne de recyclage (f) rŽpartiteur d'air d'admission (g) bo”tier papillon motorisŽ Le recueil des gaz de recyclage est fait en aval du prŽcatalyseur, de fa•on ˆ rŽcupŽrer des gaz "propres" qui n'encrassent pas le bo”tier papillon. Les gaz gagnent, par un circuit interne de la culasse, la vanne EGR. - 31 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 La vanne EGR. c d e b a (a) (b) (c) (d) (e) entrŽe des gaz d'Žchappement sortie des gaz d'Žchappement moteur et potentiom•tre de recopie de position mŽcanisme ˆ rampe avec fourchette et guide d'entrainement de la soupape soupape La vanne EGR contr™le la quantitŽ de gaz recyclŽe dans le circuit d'air d'admission. Son ouverture est fonction des param•tres suivants : • TempŽrature d'eau du moteur, • RŽgime, • Charge, • Mode de fonctionnement. La vanne est actionnŽe par un moteur ˆ courant continu comportant un capteur de position angulaire. Le CCM commande le moteur ˆ l'aide d'une tension variable (signal RCO) : • Pleine alimentation (RCO maximum) = vanne fermŽe, • Pas d'alimentation (RCO minimum) = vanne ouverte. La vanne est adaptŽe au fort taux de recyclage (pouvant atteindre 30 %) nŽcessitŽ par les phases de fonctionnement en mŽlange pauvre (charge stratifiŽe). Les gaz recyclŽs sont dirigŽs vers le rŽpartiteur. • Voie • Voie • Voie • Voie • Voie • Voie 1 2 3 4 5 6 : : : : : : + potentiom•tre de recopie. signal potentiom•tre de recopie. + moteur. - moteur. non utilisŽ. - potentiom•tre de recopie. - 32 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 6.4. SYNOPTIQUE DE LA GESTION EN COUPLE. 4 3 2 6 5 1 9 10 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) 7 8 11 calculateur de contr™le moteur capteur de pŽdale d'accŽlŽrateur alternateur ˆ charge progressive manocontact de direction assistŽe mode de fonctionnement ouverture bo”tier papillon motorisŽ fonction allumage (avance, Žnergie d'allumage) fonction injection (pression, avance, durŽe) information rŽgime rŽgulation de vitesse compresseur de climatisation Le calculateur moteur g•re l'injection ˆ partir des informations de couple moteur : • Il calcule le besoin en couple du moteur ˆ partir de la demande du conducteur (ˆ partir du capteur de pŽdale d'accŽlŽrateur. • Le couple demandŽ tient compte de corrections diverses (couple absorbŽ par l'alternateur, par le compresseur de rŽfrigŽration, É). • Le couple demandŽ est traduit en temps d'injection, phasage, commande d'ouverture du bo”tier papillon et avance ˆ l'allumage. Le couple moteur est obtenu en agissant sur les ŽlŽments suivants : • Angle de papillon (bo”tier papillon motorisŽ). • Avance ˆ l'allumage (rŽgulation de cliquetis). • Energie d'allumage. • Pression d'injection. • Avance ˆ l'injection. • Temps d'injection. - 33 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 6.5. CHOIX DU MODE DE FONCTIONNEMENT. DŽmarrage. Le dŽmarrage se rŽalise toujours en fonctionnement ˆ mŽlange air / essence homog•ne. L'entrŽe dans la phase dŽmarrage a lieu d•s que le calculateur moteur (CCM) est mis sous tension. Lors du dŽmarrage, le CCM commande les ŽlŽments suivants : • Pompe de gavage (coupure apr•s 3 secondes si le dŽmarreur n'est pas lancŽ). • RŽgulateur haute pression (montŽe en pression). En dŽbut de dŽmarrage, le rŽgulateur est commandŽ avec un RCO dŽterminŽ par la cartographie de dŽmarrage. Dans cette phase de fonctionnement, le capteur de pression n'est pas pris en compte. D•s que le dŽmarreur tourne, le CCM fixe la valeur de la haute pression ˆ partir de la tempŽrature du liquide de refroidissement. TempŽrature infŽrieure ˆ 0¡C : • Le moteur dŽmarre en basse pression, (pression de la pompe de gavage, 5 bars). • Ensuite, la consigne de pression est fixŽe ˆ 70 bars (pression du rŽgime de ralenti). TempŽrature supŽrieure ˆ 0¡C : • Le moteur dŽmarre en haute pression, avec une consigne fixŽe ˆ 80 bars (pour faciliter le dŽpart ˆ froid). • Ensuite, la consigne de pression est fixŽe ˆ 70 bars (pression du rŽgime de ralenti). En cas de difficultŽ de dŽmarrage, le CCM force une montŽe en pression en envoyant une commande RCO maximale de 35% ˆ 80% au rŽgulateur de pression. La phase de dŽmarrage est terminŽe d•s que le rŽgime de ralenti est atteint. Ralenti. Le fonctionnement est rŽalisŽ en mode homog•ne en dessous d'une tempŽrature de liquide de refroidissement infŽrieure ˆ 60 ¡C. Il passe en mode stratifiŽ ˆ mŽlange pauvre au dessus de 60¡C et apr•s un fonctionnement en mode homog•ne de quelques secondes lors d'un dŽmarrage ˆ chaud. Le temps d'injection est liŽ aux indications de la sonde ˆ oxyg•ne amont. L'avance ˆ l'allumage est corrigŽe cylindre par cylindre en fonction des indications du capteur de cliquetis. Elle est Žgalement liŽe ˆ la stratŽgie de confort. - 34 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Charge partielle. La pression d'injection est voisine de 100 bars. Le fonctionnement en mode stratifiŽ ˆ mŽlange pauvre est privilŽgiŽ au dessus de 60¡C pour les charges partielles : • AccŽlŽration lente, • RŽgime infŽrieur ˆ 3500 tr / mn (au-delˆ, le mŽlange devient ponctuellement trop riche autour de la bougie, et le moteur repasse en mode homog•ne). Le CCM dŽtermine un taux de recyclage des gaz d'Žchappement en fonction des informations suivantes : • Couple ˆ rŽaliser. • RŽgime moteur. En fonctionnement ˆ mŽlange pauvre, le taux de recyclage peut atteindre 30 %. En cours de fonctionnement, le CCM peut dŽcider un retour temporaire en mŽlange homog•ne. Le moteur repasse en mode homog•ne dans les cas suivants : • Couple moteur demandŽ ŽlevŽ (supŽrieur ˆ la mi-charge). • Besoin de dŽpression dans le dispositif d'assistance de freinage. • *Phase de rŽglage de la tempŽrature dans le pot catalytique. • *DŽstockage des oxydes d'azote. • *DŽstockage des dioxydes de soufre (dŽsulfatation). * mŽlange homog•ne riche (richesse = 1,3) En cas de dŽfaillance du capteur haute pression : • Le CCM coupe l'alimentation du rŽgulateur de pression et force le fonctionnement en mode homog•ne. • La pression n'est plus rŽgulŽe dans la rampe d'injection commune. • Le rŽgime moteur est limitŽ ˆ 2000 tr / mn. Charge moteur maximale. La pression d'injection est voisine de 100 bars. Le fonctionnement est rŽalisŽ en mode homog•ne (richesse = 1). Le fonctionnement est identique ˆ celui d'un moteur ˆ injection indirecte. RŽgimes transitoires. En phase de rŽgime transitoire (dŽcŽlŽration, levŽe de pied), l'injection est limitŽe ou coupŽe. La pression de la rampe est diminuŽe (entre 30 et 50 bars). Lorsque le moteur fonctionne en mode "mŽlange pauvre stratifiŽ", la catalyse " 3 voies " ne peut traiter les NOX (oxydes d'azote) Žmis par le moteur qui sont en quantitŽ trop importante. on utilise donc un catalyseur ˆ stockage (phase statifiŽ) et destockage (phase homog•ne). - 35 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 7. REFROIDISSEMENT MOTEUR. 7.1. FONCTION DE REFROIDISSEMENT INTEGREE AU CALCULATEUR (FRIC). La fonction refroidissement moteur est gŽrŽe par le CCM : • Acquisition de la tempŽrature d'eau du moteur. • Contr™le de la mise en marche et de l'arr•t du moto-ventilateur. • Contr™le de la post-ventilation en fonction de la tempŽrature d'eau moteur et de la tempŽrature d'Žchappement (pendant 6 minutes maximum). • Allumage du voyant d'alerte au combinŽ en cas de surchauffe. • Gestion du logom•tre de tempŽrature d'eau au combinŽ. • Diagnostic du fonctionnement du moto-ventilateur. • Gestion des modes dŽgradŽs. Synoptique. 1343 1320 11 2 9 1 8007 1510 6 8 BM34 4 8020 7 3 V1300 BSI1 1220 5 12 10 0004 a b c 120 C001 90 8080 60 4026 (a) rŽseau VAN (b) rŽseau CAN (c) liaison filaire - 36 - c¡ V4020 LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 SchŽma Žlectrique. DŽsignation Voyant de diagnostic Moto-ventilateur Compresseur de rŽfrigŽration CombinŽ de tableau de bord Voyant d'alerte Logom•tre Bo”tier de servitude intelligent Prise de diagnostic centralisŽe Calculateur de Contr™le Moteur Calculateur de rŽfrigŽration Pressostat de climatisation Sonde de tempŽrature d'eau Sonde de tempŽrature d'Žchappement Relais double NumŽro de pi•ce V1300 1510 8020 0004 V4020 4026 BSI1 COO1 1320 8080 8007 1220 1343 BM34 LIAISONS N¡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Type Signal de pression linŽaire Commande relais groupe moto-ventilateur : petite vitesse (1508) Commande relais groupe moto-ventilateur : grande vitesse (1509) Commande compresseur de rŽfrigŽration Demande d'allumage du voyant de diagnostic Demande d'allumage du logom•tre de tempŽrature d'eau Demande de clignotement du voyant d'alerte de tempŽrature d'eau Autorisation d'enclenchement du compresseur de rŽfrigŽration (AC / OUT) Demande d'allumage du voyant de diagnostic Demande d'allumage du logom•tre de tempŽrature d'eau Demande de clignotement du voyant d'alerte de tempŽrature d'eau Demande d'autorisation d'enclenchement du compresseur de rŽfrigŽration (AC / TH) Commande des alimentations contr™le moteur Signal capteur de tempŽrature d'eau Alimentations calculateur moteur et actionneurs Information couple calculŽ Signal capteur de tempŽrature d'Žchappement Informations de diagnostic - 37 - Nature Analogique Tout ou rien Tout ou rien Tout ou rien CAN CAN CAN CAN VAN VAN VAN CAN VAN Analogique Analogique VAN Analogique Analogique LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Commande du moto-ventilateur. +APC +BAT +BAT BSM 1508 1514 1509 1320 1510 BSI1 Le moto-ventilateur a trois vitesses de fonctionnement : • Petite vitesse : elle est obtenue en alimentant le moto-ventilateur au travers d'une rŽsistance. Le circuit est fermŽ par le relais de petite vitesse 1508 commandŽ par le CCM. • Vitesse moyenne* : elle est obtenue en alimentant le moto-ventilateur au travers de deux rŽsistances disposŽes en parall•le : -la rŽsistance de petite vitesse (relais 1508 commandŽ par le CCM). -la rŽsistance de moyenne vitesse (relais 1514 commandŽ par le BSI). • Grande vitesse* : la grande vitesse est obtenue en alimentant directement le moto-ventilateur (relais 1509). *avant de passer en vitesse moyenne ou en grande vitesse, le moto-ventilateur est commandŽ trois secondes en petite vitesse. RŽsistances de rŽglage. Les deux rŽsistances sont implantŽes sur la fa•ade avant ˆ proximitŽ de l'Žchangeur air / air et du moto-ventilateur. - 38 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Postventilation. Si la tempŽrature du liquide de refroidissement dŽpasse 105¡C ou si la tempŽrature de la ligne d'Žchappement dŽpasse 800¡C au moment de l'arr•t du moteur, le CCM commande la post ventilation. Celle-ci s'effectue ˆ petite vitesse, et dure au maximum 6 minutes. Mode dŽgradŽ. En cas de dŽfaillance de la sonde de tempŽrature d'eau, le CCM : • Commande le fonctionnement ˆ grande vitesse du moto-ventilateur. • Commande le clignotement du voyant d'alerte au combinŽ. • Interdit la commande du compresseur de rŽfrigŽration (AC / OUT). 7.2. BESOIN DE REFROIDISSEMENT POUR L'AIR CONDITIONNE (BRAC). Synoptique. 1343 1320 1510 11 8007 2 1 9 4 8 6 13 BM34 1220 8020 7 3 V1300 BSI1 12 a 10 5 0004 b c 120 C001 8080 90 60 4026 (a) rŽseau VAN (b) rŽseau CAN (c) liaison filaire - 39 - c¡ V4020 LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 SchŽma Žlectrique. DŽsignation Voyant de diagnostic Moto-ventilateur Compresseur de rŽfrigŽration CombinŽ de tableau de bord Voyant d'alerte Logom•tre Bo”tier de servitude intelligent Prise de diagnostic centralisŽe Calculateur de Contr™le Moteur Calculateur de rŽfrigŽration Pressostat de climatisation Sonde de tempŽrature d'eau Sonde de tempŽrature d'Žchappement Relais double NumŽro de pi•ce V1300 1510 8020 0004 V4020 4026 BSI1 COO1 1320 8080 8007 1220 1343 BM34 LIAISONS N¡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Type Signal de pression linŽaire Commande relais groupe moto-ventilateur : petite vitesse (1508) Commande relais groupe moto-ventilateur : grande vitesse (1509) Commande compresseur de rŽfrigŽration Demande d'allumage du voyant de diagnostic Demande d'allumage du logom•tre de tempŽrature d'eau Demande de clignotement du voyant d'alerte de tempŽrature d'eau Autorisation d'enclenchement du compresseur de rŽfrigŽration (AC / OUT) Demande d'allumage du voyant de diagnostic Demande d'allumage du logom•tre de tempŽrature d'eau Demande de clignotement du voyant d'alerte de tempŽrature d'eau Demande d'autorisation d'enclenchement du compresseur de rŽfrigŽration (AC / TH) Commande des alimentations contr™le moteur Signal capteur de tempŽrature d'eau Alimentations calculateur moteur et actionneurs Information couple calculŽ Signal capteur de tempŽrature d'Žchappement Informations de diagnostic Commande GMV moyenne vitesse - 40 - Nature Analogique Tout ou rien Tout ou rien Tout ou rien CAN CAN CAN CAN VAN VAN VAN CAN VAN Analogique Analogique VAN Analogique Analogique Analogique LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Pressostat. Le capteur est du type piŽzo-Žlectrique. Il fournit une tension proportionnelle ˆ la pression du circuit de rŽfrigŽration. L'information Žlectrique fournie par le capteur est transmise en filaire au CCM qui la transmet au Bo”tier de Servitude Intelligent (BSI) par le rŽseau multiplexŽ. Identification : connecteur noir. Affectation des voies • Voie 1 : alimentation 5 volts. • Voie 2 : information pression (0 ˆ 5 volts). • Voie 3 : masse. Tension fournie pour 1 bar : +0,5 volt. Tension fournie pour 21 bars : +4,5 volt. StratŽgies de commande du moto-ventilateur. Le CCM commande le fonctionnement en petite vitesse si la pression dŽpasse 10 bars (arr•t de commande si la pression redescend en dessous de 7 bars). Le BSI commande le fonctionnement en vitesse moyenne si la pression dŽpasse 17 bars (retour en petite vitesse si la pression redescend en dessous de 14 bars). Le CCM commande le fonctionnement en grande vitesse si la pression dŽpasse 22 bars (retour en vitesse moyenne si la pression redescend en dessous de 19 bars). Mode dŽgradŽ. Lors d'une dŽfaillance du pressostat, le CCM : • Commande l'allumage du voyant de diagnostic au combinŽ. • Interdit la commande du compresseur de rŽfrigŽration (AC / OUT). - 41 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 8. LIGNE D'ECHAPPEMENT. 8.1. SYNOPTIQUE DE LA LIGNE D'ECHAPPEMENT. a e c (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) d Collecteur. Piquage EGR. Capteur de tempŽrature amont. Sonde Lambda proportionnelle amont. PrŽcatalyseur trifonctionnel. Capteur de tempŽrature aval. Catalyseur "DENOX". Sonde Lambda ON/OFF aval. - 42 - f b g h LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 8.2. DETAIL DES PIECES a e b d b a (a) (b) (c) (d) (e) (f) c sonde ˆ oxyg•ne proportionnelle amont sonde de tempŽrature des gaz d'Žchappement amont prŽcatalyseur sonde de tempŽrature des gaz d'Žchappement aval pot catalytique sonde ˆ oxyg•ne aval f Le capteur de tempŽrature amont (b). T(¡C) 1200 1000 800 T 600 400 200 V(Volts 0 6 8 7 4 1 9 8 0 6 6 0 4 9 5 6 7 83 ,98 ,12 ,25 ,37 ,47 ,57 ,67 ,75 ,83 ,91 ,97 ,04 ,10 ,20 ,29 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 0, ImplantŽ en amont du prŽcatalyseur, il est dÕun type nouveau. Il est retenu sur son embase par un Žcrou (couple de serrage ˆ respecter). Le capteur, constituŽ d'une rŽsistance ˆ Coefficient de TempŽrature Positif (CTP), informe le Calculateur Moteur de la tempŽrature des gaz pour la gestion du fonctionnement moteur. Le fonctionnement en mŽlange pauvre entra”nant une forte ŽlŽvation de la tempŽrature des gaz, les indications du capteur permettent en plus au calculateur d'engager pŽriodiquement une procŽdure entra”nant le refroidissement (surveillance thermique). Affectation des voies du connecteur : • Voie 1 : borne 1 de la rŽsistance. • Voie 2 : borne 2 de la rŽsistance. - 43 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 La sonde ˆ oxyg•ne amont (d). Le fonctionnement en mŽlange pauvre nŽcessite de conna”tre parfaitement la richesse, et pour cela, la sonde est de type proportionnelle (ou linŽaire). 8.3. LE PRECATALYSEUR TRIFONCTIONNEL. Il est placŽ juste apr•s le collecteur, au plus pr•s du moteur pour faciliter une mise en tempŽrature rapide. Le capteur de tempŽrature aval. Il est identique au capteur amont. Les indications du capteur aval jointes ˆ celles du capteur amont permettent l'Žvaluation du fonctionnement du prŽcatalyseur. Ces indications sont utilisŽes par le CCM pour la gestion du fonctionnement moteur. Il sert ˆ contr™ler la tempŽrature de fonctionnement du catalyseur ˆ stockage/dŽstockage pour assurer la bonne tempŽrature du catalyseur afin de pouvoir traiter efficacement les NOX et soufre. 8.4. LE CATALYSEUR DENOX. L'efficacitŽ du prŽcatalyseur trifonctionnel Žtant trop faible en mode stratifiŽ, un catalyseur DENOX ˆ stockage/dŽstockage est nŽcessaire pour rŽduire les oxydes d'azote dans l'Žchappement. Le rev•tement actif du catalyseur est imprŽgnŽ de platine-rhodium, ou platine-palladium, ainsi que par des sels de baryum chargŽs du stockage des deux polluants principaux : • Les oxydes d'azote (NOX), • Le soufre prŽsent dans le carburant empoisonne le catalyseur DENOX, il est nŽcŽssaire de le purger ˆ intervalle rŽgulier. La sonde ˆ oxyg•ne aval. CÕest une sonde ˆ basculement (on/off). - 44 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 9. TRAITEMENT DES GAZ D'ECHAPPEMENT. En mŽlange pauvre, le CO et les HC sont convertis dans le prŽcatalyseur et dans le pi•ge ˆ NOX. Les NOX sont stockŽs dans le catalyseur puis dŽstockŽs et convertis lors des phases de rŽgŽnŽration. 9.1. STOCKAGE. Le stockage des NOX et du SO2 s'effectue sous forme de nitrates et de sulfates de baryum pendant la phase pauvre (mŽlange stratifiŽ). Il ne peut se rŽaliser que si la tempŽrature des gaz d'Žchappement (signalŽe par le capteur de tempŽrature aval prŽcatalyseur) est comprise entre 200¡C et 500¡C. Au dŽmarrage, le CCM provoque par dŽfaut un fonctionnement en mode homog•ne riche avant d'autoriser le stockage. Le stockage entra”ne une perte progressive de l'efficacitŽ du catalyseur par saturation. Il faut donc le rŽgŽnŽrer. Si la tempŽrature des gaz d'Žchappement dŽpasse 500¡C, le stockage n'est plus possible, et le CCM provoque le passage en mode homog•ne. - 45 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 9.2. DESTOCKAGE. Le destockage est une rŽgŽnŽration du catalyseur qui a lieu par apport d'hydrocarbures. La transformation des NOX et celle du SO2 n'ont pas lieu au m•me moment. Elles se rŽalisent par rŽglage de la tempŽrature dans le pot catalytique. DŽstockage des NOX. Le CCM est informŽ de l'Žtat de saturation du catalyseur par la connaissance de plusieurs valeurs : • Celle tirŽe d'une table prŽprogrammŽe gardŽe en mŽmoire. • Celle de la tempŽrature aval prŽcatalyseur. • Celle de la richesse des gaz (sonde proportionnelle amont). La capacitŽ de conversion du catalyseur est ˆ son minimum (situation "a"). 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 CONVERSION NOx (%) 1,0 1,25 1,66 2,5 5,0 1,3 RICHESSE λ 0,76 a 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 b 0 60 TEMPS (S) 120 180 240 300 360 Le calculateur commande le passage en mŽlange homog•ne riche pendant plusieurs secondes ( de 3 ˆ 5, situation "b"): • Fermeture du papillon proportionnelle ˆ la position du capteur de pŽdale d'accŽlŽrateur. • Injection en dŽbut d'admission avec richesse = 1,3. - 46 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Ils aboutissent dans le catalyseur o• ils se combinent avec les oxydes d'azote. Ils en prŽl•vent l'oxyg•ne (les NOX redeviennent de l'azote) et sont bržlŽs par conversion catalytique. L'opŽration peut intervenir toutes les 60 secondes environ et durer plusieurs secondes. La sonde ˆ oxyg•ne aval, de type on/off, surveille le bon fonctionnement du catalyseur, elle permet de dŽterminer la fin de la rŽgŽnŽration. Lorsqu'elle dŽtecte la prŽsence d'hydrocarbures (dŽstockage terminŽ) elle informe le CCM qui stoppe le mode homog•ne riche. DŽstockage du dioxyde de soufre. Le dioxyde de soufre (SO2) provenant de la combustion du soufre contenu dans le carburant est stockŽ par les mŽtaux prŽcieux du pot catalytique. Sa prŽsence entra”ne une perte d'efficacitŽ progressive de ce dernier, et il faut le dŽstocker. Pour des probl•mes de tempŽrature, le dŽstockage du SO2 ne peut pas intervenir en m•me temps que celui des NOX. Le calculateur moteur dŽtermine, par calcul, la quantitŽ de SO2 stockŽe par le pot catalytique. Il provoque le dŽstockage tous les 500 ˆ 600 km, ˆ condition que le vŽhicule roule ˆ plus de 80 kmh depuis plusieurs minutes : • Passage en mode homog•ne lŽg•rement riche. • RŽglage de la tempŽrature des gaz d'Žchappement entre 600 et 700¡C pendant plusieurs minutes (par dŽgradation de l'avance ˆ l'allumage). 10. STRATEGIES PARTICULIERES. 10.1. SURVEILLANCE THERMIQUE DE L'ECHAPPEMENT. La surveillance thermique de la ligne d'Žchappement est rŽalisŽe ˆ partir des indications des capteurs de tempŽrature amont et aval. Le CCM utilise une cartographie de richesse qui assure de ne pas dŽpasser : • 1000¡C dans le prŽcatalyseur. • 800¡C dans le catalyseur. - 47 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 10.2. GESTION DE LA DEPRESSION. En mode stratifiŽ, le papillon est ouvert quelle que soit la valeur de l'enfoncement de la pŽdale d'accŽlŽrateur. La dŽpression dans le collecteur d'admission devient insuffisante pour assurer une efficacitŽ suffisante de l'amplificateur de freinage (Isovac). Le CCM utilise l'information du capteur de pression Isovac et en cas de dŽpression insuffisante, commande le passage pŽriodique en mode homog•ne stoŽchiomŽtrique (λ = 1), ce qui referme le papillon et gŽn•re de la dŽpression dans le collecteur d'admission. Un clapet de retenue est placŽ sur la tubulure de prise de dŽpression 10.3. PURGE DU CANISTER. Le calculateur commande l'ouverture de l'Žlectrovanne de purge du canister en fonction de la tempŽrature du moteur, des phases de fonctionnement et de la charge canister. Lorsque l'Žlectrovanne est ouverte, la purge se rŽalise lors de chaque passage en mode homog•ne : le papillon se ferme et il existe alors une dŽpression tubulure suffisante pour recycler. 10.4. SECURITE DE FONCTIONNEMENT MOTEUR. Protection surpression pompe HP. Le CCM provoque l'arr•t du moteur d•s que la haute pression dŽpasse 125 bars. Protection surrŽgime. D•s que le rŽgime moteur dŽpasse la vitesse maximale, le CCM coupe l'injection. 10.5. AUTO-ADAPTATIVITE Les corrections apportŽes optimisent la consommation de carburant tout en limitant la pollution. Le calculateur prend en compte le vieillissement des ŽlŽments suivants : • Sonde ˆ oxyg•ne proportionnelle amont. • Sonde ˆ oxyg•ne aval. • Sonde de tempŽrature des gaz d'Žchappement (en amont du prŽcatalyseur). • Sonde de tempŽrature des gaz d'Žchappement (en aval du prŽcatalyseur). • Bo”tier papillon. • Vanne de recyclage des gaz d'Žchappement (EGR). • RŽgulateur haute pression carburant. • Injecteurs. • Pot catalytique (DENOX). Les corrections d'auto-adaptativitŽ sont mŽmorisŽes par le calculateur d'injection. Il est nŽcessaire de les initialiser apr•s Žchange de certains composants. - 48 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 11. FONCTION DIAGNOSTIC EOBD EOBD : European On Bord Diagnosis, diagnostic des Žquipements de dŽpollution. Ce diagnostic permet d'informer le conducteur de la dŽfaillance des Žquipements de dŽpollution. Le syst•me de diagnostic embarquŽ surveille : • Les ratŽs de combustion (Žmissions polluantes, destruction des pots catalytiques). • L'efficacitŽ du prŽcatalyseur. • Le fonctionnement des composants du syst•me d'injection. Composants surveillŽs : • Vanne de recyclage des gaz d'Žchappement. • Capteur de pression de tubulure d'admission. • Capteur haute pression carburant. • Bobines d'allumage. • Electrovanne de purge du canister. • Les sondes ˆ oxyg•ne. • Les injecteurs. 11.1. DETECTION DES RATES DE COMBUSTION. Le CCM analyse la rŽgularitŽ de rotation du moteur entre plusieurs combustions. La dŽtection des ratŽs est effectuŽe ˆ partir des ŽlŽments suivants : • Capteur de PMH. • Capteur de position d'arbre ˆ cames. Il y a deux types de ratŽs de combustion : • Les ratŽs de combustion qui provoquent des Žmissions polluantes. • Les ratŽs de combustion qui peuvent provoquer la destruction du pot catalytique. Les ratŽs de combustion qui provoquent des Žmissions polluantes se traduisent par : • L'enregistrement d'un dŽfaut dans le calculateur d'injection. • L'allumage du voyant de diagnostic (clignotant). Les ratŽs de combustion qui peuvent provoquer la destruction du pot catalytique se traduisent par : • L'enregistrement d'un dŽfaut dans le calculateur d'injection. • L'allumage du voyant de diagnostic (clignotant). • La suppression de la rŽgulation de richesse. 11.2. EFFICACITE DU PRECATALYSEUR. L'efficacitŽ du prŽcatalyseur est mesurŽe ˆ partir de la diffŽrence des tempŽratures relevŽes entre l'entrŽe et la sortie par les deux sondes de tempŽrature. 11.3. EFFICACITE DE LA VANNE EGR. L'efficacitŽ de la vanne EGR est dŽterminŽe par l'Žvolution de la pression dans le collecteur d'admission lors de l'ouverture de celle-ci. - 49 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 12. FONCTION ANTIDEMARRAGE. Le CCM interdit le dŽmarrage du moteur en n'autorisant pas l'injection (se reporter ˆ la documentation correspondante. 12.1. DEVERROUILLAGE DU SYSTEME. A chaque mise du contact, l'authenticitŽ des clŽs est vŽrifiŽe par le BSI. 12.2. VERROUILLAGE CONTACT COUPE. Le calculateur est automatiquement verrouillŽ au maximum 20 secondes apr•s la coupure du contact. 13. AFFICHAGE DES DEFAUTS EN MODE DEGRADE. 13.1. AFFICHAGE DES DEFAUTS. L'apparition de certains dŽfauts ayant une incidence sur les Žmissions polluantes (EOBD) ou concernant la suretŽ de fonctionnement se traduit par l'allumage du voyant de diagnostic moteur. Le voyant s'allume en prŽsence de dŽfauts sur les ŽlŽments, ou ˆ rŽception de certaines informations : • Capteur haute pression carburant. • RŽgulateur haute pression. • Boucle de surveillance de la pression dans la rampe d'injection commune. • Capteur de pŽdale d'accŽlŽrateur. • Asservissement : bo”tier papillon. • Bo”tier papillon. • Capteur de pression de tubulure d'admission. • Sonde de tempŽrature aval. • Alimentations du capteur n¡ 1et n¡ 2. • Fonction rŽgulation du recyclage des gaz d'Žchappement. • Vanne de recyclage des gaz d'Žchappement. • Electrovanne de purge du canister. • Bloc Bobines Compact. • Etages de commande des injecteurs (intŽgrŽs au CCM). • DŽfaut d'injecteur. • Sonde ˆ oxyg•ne proportionnelle (en amont du prŽcatalyseur). • EfficacitŽ du prŽcatalyseur. • Sonde ˆ oxyg•ne ON / OFF. • RatŽs de combustion. 13.2. MODES DE FONCTIONNEMENT DEGRADES. Le CCM g•re les principaux modes dŽgradŽs suivants : • Limitation du rŽgime moteur. • Limitation du couple moteur. • Arr•t moteur. • Interdiction du mode de fonctionnement stratifiŽ. • Coupure de la commande du bo”tier papillon motorisŽ. - 50 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Limitation du rŽgime moteur. Ce mode de fonctionnement dŽgradŽ limite le dŽbit de carburant et le dŽbit d'air ; le rŽgime moteur ne peut en aucun cas dŽpasser 2000 tr/mn. Le CCM commande le passage en dŽbit rŽduit lorsqu'un dŽfaut est prŽsent sur un des ŽlŽments suivants : • Capteur haute pression. • Boucle de surveillance de la pression dans la rampe d'injection commune. Limitation du couple moteur. Ce mode de fonctionnement limite le couple maximum autorisŽ, les performances sont limitŽes. Il est activŽ lors de la dŽfaillance d'un des ŽlŽments suivants : • Bo”tier papillon. • Capteur de pŽdale d'accŽlŽrateur. Coupure du compresseur de climatisation. Le CCM provoque la coupure de l'alimentation de l'embrayage du compresseur de climatisation si un dŽfaut est dŽtectŽ sur les bobines des relais de commande du motoventilateur. Arr•t moteur. Le CCM provoque l'arr•t immŽdiat du moteur lorsqu'un dŽfaut est prŽsent sur un des ŽlŽments suivants : . • EEPROM du calculateur. • Capteur de rŽgime moteur (avant synchronisation). • Capteur de position d'arbre ˆ cames. • RŽgulateur haute pression carburant (court-circuit ˆ la masse). • Etages de commande des injecteurs (intŽgrŽs au CCM). Interdiction du mode de fonctionnement stratifiŽ. Le moteur fonctionne en mode dŽgradŽ sans possibilitŽ de passage en mode stratifiŽ ˆ mŽlange pauvre lors d'une dŽfaillance sur l'un des ŽlŽments suivants : • Sonde de tempŽrature d'air. • Capteur de pŽdale d'accŽlŽrateur. • Capteur de pression de tubulure d'admission. • RŽgulateur haute pression carburant. • Capteur de dŽpression de freinage. • Boucle de surveillance de la pression dans la rampe d'injection commune. • Bo”tier papillon. • Injecteurs. • Bloc Bobines Compact. • Alimentations du capteur n¡ 1 et n¡ 2. - 51 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 Coupure de la commande du bo”tier papillon motorisŽ. Ce mode interdit le fonctionnement du bo”tier papillon. Le papillon reste fermŽ (position "limp home"). Le CCM r•gle le fonctionnement par le dŽbit injectŽ. Le rŽgime moteur ne peut pas dŽpasser 2000 tr/mn. 14. INFORMATION DU CONDUCTEUR. 14.1. VOYANT DE CONTROLE MOTEUR. ImplantŽ dans le combinŽ, il visualise le fonctionnement (normal ou anormal) du moteur par son allumage ou son extinction. Fonctionnement normal du voyant : Le voyant s'allume d•s la mise du contact et s'Žteint apr•s une temporisation de 3 secondes. Fonctionnement anormal du voyant : Le voyant s'allume d•s la mise du contact et s'Žteint mal ou pas du tout : • Reste allumŽ en permanence. • Reste allumŽ pendant plus de 3 secondes. • Clignote. Lorsqu'un dŽfaut majeur est fugitif, le voyant reste allumŽ pendant 5 secondes. Toute apparition de dŽfaut est mŽmorisŽe par le calculateur. Le voyant ne s'allume pas en cas de dŽfaut mineur, mais ce dernier est mŽmorisŽ. Le dŽfaut, quel qu'il soit, s'efface de la mŽmoire apr•s 40 dŽmarrages, s'il ne s'est pas manifestŽ de nouveau. 14.2. SIGNAL COMPTE-TOURS. Le CCM envoie le signal rŽgime moteur au BSI par le rŽseau CAN. 14.3. VOYANT D'ALERTE TEMPERATURE D'EAU MOTEUR. La demande d'allumage du voyant d'alerte de tempŽrature d'eau est envoyŽe par le CCM via le rŽseau CAN au BSI. Fonctionnement normal du voyant : • Le voyant s'allume si la tempŽrature dŽpasse 118¡C. • Le voyant s'Žteint si la tempŽrature redescend en dessous de 117¡C. - 52 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 15. REGULATION DE VITESSE. Le dispositif de rŽgulation de vitesse permet de maintenir la vitesse du vŽhicule ˆ une valeur programmŽe, sans que le conducteur intervienne. Il ne peut •tre utilisŽ qu'au dessus de 40 km/h. Le conducteur peut dŽpasser la vitesse programmŽe par action sur la pŽdale d'accŽlŽrateur. Fonctionnement : En rŽgulation de vitesse, le CCM compare en permanence la vitesse programmŽe avec la vitesse instantanŽe du vŽhicule. L'information vitesse est dŽlivrŽe par le capteur de vitesse. Lorsque la vitesse programmŽe est supŽrieure ˆ la vitesse du vŽhicule, le CCM augmente le dŽbit de carburant : le vŽhicule accŽl•re jusqu'ˆ la vitesse programmŽe. Lorsque la vitesse instantanŽe du vŽhicule est supŽrieure ˆ la vitesse programmŽe, le CCM diminue le dŽbit de carburant : le vŽhicule dŽcŽl•re jusqu'ˆ la vitesse programmŽe. La rŽgulation de vitesse est supprimŽe par action sur le commutateur de commande, la dŽcŽlŽration est lente. Elle est Žgalement supprimŽe dans les cas suivants : • Action sur la pŽdale d'embrayage. • Action sur la pŽdale de freins. • Action sur l'interrupteur de mise en/hors service. • Demande ESP. Dans ces cas la dŽcŽlŽration est rapide. L'action sur la pŽdale d'accŽlŽrateur dŽsactive Žgalement la rŽgulation. 16. MAINTENANCE. 16.1. PRECONISATION CARBURANT. La survie de l'ensemble d'Žchappement nŽcessite impŽrativement l'utilisation d'un carburant ˆ faible teneur en soufre (infŽrieure ˆ 150 ppm, norme EURO 3). L'adjonction de produits additivŽs tels que nettoyant circuit de carburant ou remŽtallisant est proscrite. - 53 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 17. ECHANGE DE PIECES. 17.1. DIAGNOSTIC AVANT INTERVENTION. Avant toute intervention sur le moteur, effectuer une lecture des mŽmoires du calculateur de contr™le moteur. Avant intervention, pour tout dŽfaut sur le circuit haute pression, contr™ler d'abord le circuit basse pression. Se reporter aux arbres de recherche de pannes : • Arbres de dŽfaillance par codes dŽfauts. • Arbres de dŽfaillance par effets client (sans code dŽfaut). 17.2. ECHANGE DE PIECES. ElŽments remplacŽs OpŽration ˆ effectuer Observations / informations nŽcessaires Calculateur de Contr™le Moteur TŽlŽchargement du CCM ProcŽdure :appairage du CCM et du BSI Code d'acc•s ProcŽdure : initialisation du CCM Outil de diagnostic ProcŽdure : initialisation du CCM Outil de diagnostic ProcŽdure : initialisation du CCM Outil de diagnostic RŽinitialisation des autoadaptatifs Outil de diagnostic Capteur de pŽdale d'accŽlŽrateur Sonde ˆ oxyg•ne proportionnelle Sonde ˆ oxyg•ne aval Sonde de tempŽrature des gaz d'Žchappement (amont) Sonde de tempŽrature des gaz d'Žchappement (aval) Bo”tier papillon Vanne de recyclage des gaz d'Žchappement RŽgulateur haute pression Injecteurs Pot catalytique (DENOX) ProcŽdure : initialisation du CCM 17.3. OPERATIONS INTERDITES. Aucune intervention n'est autorisŽe sur la pompe haute pression. Les injecteurs ne se nettoient pas. Ne pas tenter de dŽmonter ou rŽgler le bo”tier papillon motorisŽ (sŽcuritŽ). - 54 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 17.4. PROCEDURES D'APPRENTISSAGE. Apprentissage du CCM ; syst•me antidŽmarrage ˆ clŽ antivol Žlectronique. L'inversion d'un calculateur d'injection entre deux vŽhicules se traduit par l'impossibilitŽ de dŽmarrer les deux vŽhicules. Conditions ˆ respecter pour effectuer un apprentissage du syst•me antidŽmarrage : • Etre en possession du code d'acc•s au Bo”tier de Servitude Intelligent (inscrit sur la carte confidentielle client). • Etre en possession d'un calculateur neuf. • Utiliser l'outil de diagnostic. • Effectuer la procŽdure d'apprentissage du calculateur. • ProcŽder, si nŽcessaire, au tŽlŽchargement du calculateur. 17.5. TELECHARGEMENT. L'actualisation du logiciel du calculateur se rŽalise par tŽlŽchargement (calculateur ŽquipŽ d'une flash EPROM). Cette opŽration s'effectue au moyen des outils de diagnostic. 17.6. INITIALISATION DU CALCULATEUR. RŽinitialisation du calculateur : • Mettre le contact, attendre 20 secondes. • DŽmarrer le moteur, le faire chauffer au ralenti jusqu'au dŽclenchement du motoventilateur (climatisation dŽsactivŽe). • Effectuer un roulage ˆ faible charge en balayant tous les rapports en accŽleration et en dŽcŽlŽration (entre 1500 et 3500 tr/mn). • Couper le contact. • Attendre 1 minute avant de redŽmarrer (si la post-ventilation fonctionne, attendre son arr•t). • il faudra un temps de fonctionnement cumulŽ d'au moins 20 minutes pour permettre l'apprentissage des injecteurs. • La procŽdure de rŽinitialisation est terminŽe. Il faut attendre que le moteur soit froid avant de commencer la procŽdure en cas d'Žchange des ŽlŽments suivants : • Sonde ˆ oxyg•ne proportionnelle (en amont du prŽcatalyseur). • Sonde de tempŽrature amont. • Sonde de tempŽrature aval. 17.7. REINITIALISATION DES ADAPTATIFS. Cette procŽdure est accessible par les outils de diagnostic. Il existe deux niveaux de rŽinitialisation des adaptatifs : (1) initialisation du calculateur (voir ci-dessus) (2) initialisation du calculateur et du catalyseur DENOX. Attention : la procŽdure (2) ne doit •tre effectuŽe qu'apr•s Žchange du pot catalytique DENOX - 55 - LE SYSTEME D'INJECTION SIEMENS SIRIUS 81 18. PROCEDURES DE RETOUR EN GARANTIE. 18.1. ELEMENTS DU SYSTEME D'INJECTION. Avant retour vers le centre d'expertise, les ŽlŽments suivants doivent •tre obturŽs, placŽs dans un sac plastique et conditionnŽs dans leur emballage d'origine : • Injecteurs. • Pompe haute pression. • Rampe d'injection. • RŽgulateur haute pression. • Electrovanne de dŽphaseur d'arbre ˆ cames. 18.2. CALCULATEUR D'INJECTION. Le dŽbranchement du calculateur entra”ne son verrouillage automatique. ImpŽratif : en cas de retour de pi•ce au titre de la garantie, joindre le code d'acc•s confidentiel au calculateur. - 56 -