Un moteur Diesel de camion ou de groupe électrogène vit de deux circuits : celui qui lui amène le gazole, propre et sous très haute pression, et celui qui évacue la chaleur pour qu'il ne grippe pas. L'Exetat demande l'ordre des organes du circuit Diesel, le rôle de chacun, et le principe du refroidissement par air ou par eau.
L'essentiel
- Le Diesel n'a ni carburateur ni bougie : le gazole est injecté, finement pulvérisé, dans de l'air très comprimé et donc très chaud, où il s'enflamme seul. Il faut pour cela une pression de plusieurs centaines de bars et un dosage précis au bon instant.
- Le moteur à essence, lui, s'allume par bougies. En 4 temps, chaque cylindre reçoit une étincelle par cycle, donc tous les 2 tours de vilebrequin : étincelles par minute = nombre de cylindres × n/2. Un 4 cylindres à 3 000 tr/min produit 4 × 1 500 = 6 000 étincelles par minute.
- Ordre du circuit : réservoir → pré-filtre → pompe d'alimentation → filtre principal → pompe d'injection → injecteurs, avec une canalisation de retour qui ramène au réservoir le gazole en excès.
- Partie basse pression (quelques bars) : le pré-filtre arrête l'eau et les grosses impuretés ; la pompe d'alimentation (ou de transfert, de gavage) aspire le gazole dans le réservoir et le pousse à faible pression ; le filtre principal retient les particules fines qui abîmeraient les pièces de précision.
- Partie haute pression : la pompe d'injection, entraînée par le moteur, met le gazole sous très haute pression, dose la quantité et l'envoie à chaque injecteur au bon moment du cycle. L'injecteur pulvérise le gazole dans la chambre de combustion.
- Le régulateur, sur la pompe d'injection, adapte automatiquement le débit injecté : il stabilise le régime quand la charge change (le moteur ne cale pas et ne s'emballe pas) et coupe l'injection au-delà de la vitesse maximale. Dans un Diesel, c'est la quantité de gazole injectée qui commande la puissance.
- Refroidissement par air (motos, petits groupes) : le cylindre porte des ailettes, qui augmentent la surface d'échange avec l'air, et il est souvent en alliage d'aluminium, parce que ce métal conduit bien la chaleur et est léger.
- Refroidissement par eau (voitures, camions) : une pompe à eau fait circuler le liquide dans les chemises autour des cylindres puis dans le radiateur, où l'air, aidé par le ventilateur, le refroidit. Le thermostat reste fermé tant que le moteur est froid, pour qu'il atteigne vite sa température de fonctionnement.
Les formules
- Étincelles d'un moteur à essence 4 temps
- étincelles/min = nombre de cylindres × n/2
- n : vitesse du vilebrequin en tr/min
La méthode
- 1Pour un ordre d'organes, raisonne par fonction : nettoyer grossièrement, aspirer et pousser à basse pression, filtrer finement, mettre sous haute pression et doser, pulvériser.
- 2Pour identifier un organe, associe-lui un verbe : le pré-filtre et le filtre nettoient, la pompe d'alimentation transfère, la pompe d'injection met sous pression et dose, le régulateur règle le débit, l'injecteur pulvérise, le retour renvoie l'excès.
- 3Distingue les deux pompes : alimentation = basse pression (elle transporte), injection = très haute pression (elle dose et injecte).
- 4Pour le refroidissement, demande-toi comment la chaleur sort : par des ailettes vers l'air (air) ou par un liquide jusqu'au radiateur (eau).
Un exemple résolu
Un groupe électrogène Diesel perd de la puissance. Le mécanicien suit le trajet du gazole depuis le réservoir pour chercher la panne. Dans quel ordre rencontre-t-il les organes, et quel est le rôle de chacun ?
- 1.Réservoir : il stocke le gazole.
- 2.Pré-filtre : il arrête l'eau et les grosses impuretés dès la sortie du réservoir, pour protéger la pompe d'alimentation.
- 3.Pompe d'alimentation : elle aspire le gazole et le refoule à faible pression.
- 4.Filtre principal : il retient les particules fines. Un filtre encrassé réduit le débit, donc la puissance : c'est un suspect classique.
- 5.Pompe d'injection, avec son régulateur : elle met le gazole sous très haute pression, dose la quantité et l'envoie au bon moment.
- 6.Injecteurs : ils pulvérisent le gazole dans l'air chaud comprimé ; le gazole en trop repart au réservoir par le retour.
Réponse : Réservoir, pré-filtre, pompe d'alimentation, filtre principal, pompe d'injection, injecteurs (puis retour au réservoir).
Les pièges à éviter
- Confondre la pompe d'alimentation (basse pression) et la pompe d'injection (très haute pression, dosage).
- Placer le filtre principal après la pompe d'injection : il doit la protéger, donc il est avant.
- Attribuer au régulateur un rôle de filtrage ou de pulvérisation : il règle seulement le débit injecté selon le régime.
- Croire que l'aluminium des cylindres refroidis par air est choisi parce qu'il isole : c'est l'inverse, il conduit bien la chaleur.
- Chercher un carburateur ou une bougie d'allumage sur un Diesel : il n'en a pas. Et pour un moteur à essence 4 temps, compter une étincelle par tour et par cylindre : c'est une tous les 2 tours, donc 6 000 et non 12 000 étincelles par minute pour 4 cylindres à 3 000 tr/min.
À retenir
Réservoir, pré-filtre, pompe d'alimentation, filtre principal, pompe d'injection, injecteurs : la pompe d'injection dose et met sous haute pression, le régulateur adapte le débit ; refroidissement par ailettes en aluminium ou par eau et radiateur.