Injection directe à rampe commune

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L’injection directe à rampe commune ou « common rail » est une dénomination de système d’injection diesel. Cette technique s’est imposée par sa maîtrise de la combustion moteur, nécessaire pour survivre aux normes drastiques antipollution. Voici quelques précisions à suivre.

Origines de l'injection directe à rampe commune

La norme Euro

L’évolution du moteur diesel a suivi par la force des choses les exigences toujours plus poussées de la norme Euro. Au fil des ans, les motoristes sont passés du moteur diesel à injection mécanique indirecte à l’injection directe à rampe commune et gestion électronique.

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Évolution du moteur diesel et norme Euro

Si l’évolution du moteur diesel a énormément progressé en 20 ans, c’est aussi parce que les normes de plus en plus sévères ont poussé les constructeurs à toujours innover, pour arriver à l’injection directe à rampe commune que l'on connaît aujourd’hui, évolution toujours à l’ordre du jour pour anticiper la norme Euro 7 à venir.

Limite d’émissions polluantes

Injection indirecte

EURO 1 / 2, de 1988 à 1997

Injection directe pompe rotative

EURO 3, de 1997 à 2000

Injection directe à rampe commune

EURO 4 / 5 / 6, depuis 2000

Particules fines (mg/km)

140 / 80

50

25 / 4,5 / 4,5

CO (monoxyde de carbone) (mg/km)

2720 / 1000

640

500 / 500 / 500

NOx (oxydes d’azote) (mg/km)

Pas de limite

500

250 / 180 / 180

HC (hydrocarbures)+ Nox (mg/km)

970 / 700

560

300 / 230 / 170

Principe des injections précédentes

  • l’injection indirecte : l’injection se fait dans une préchambre à une pression constante. Cette pression est assurée par une pompe rotative mécanique reliée par une tuyauterie à chaque injecteur. Aucun contrôle à l’échappement n’existe pour contrôler les polluants, seule la qualité de la combustion, donc les réglages préétablis conditionnent les émissions de polluants.
  • l’injection directe par pompe rotative : les injecteurs débitent directement dans les chambres de combustion. C’est toujours la pompe rotative qui génère la pression d’injection fixe (maxi 1400 bars).

Fonctionnement de l’injection directe à rampe commune

L'injection directe à rampe commune est composée de plusieurs parties : une pompe de gavage, une pompe haute pression, un circuit de retour et la gestion électronique.

Alimentation basse pression

Une pompe électrique immergée, la pompe de gavage, envoie le carburant à la pompe haute pression en passant par le filtre à gasoil (2 à 3 bars).

Alimentation haute pression

La pompe haute pression est reliée par une tuyauterie à une tubulure, la rampe commune ou « common rail », dont le double rôle est d’assurer une réserve de carburant haute pression et l’amortissement des à-coups de pression dus à l’ouverture séquentielle des injecteurs. Cette rampe est reliée aux injecteurs par des tuyauteries métalliques (pression de 200 à 2 000 bars).

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Circuit de retour

L’excédent de carburant retourne au réservoir par des canalisations souples.

Gestion électronique

Elle est composée du calculateur de gestion moteur. Son rôle est de :

  • Recueillir les informations des capteurs (vitesse moteur, pression d’air, température moteur, position pédale accélérateur, température des gaz brûlés, pression différentielle du filtre à particules, etc.) et les analyser.
  • Commander les actuateurs comme la pression turbo et les injecteurs pour le dosage de l’injection.
  • Assurer un rôle de surveillance des émissions polluantes en analysant les données enregistrées les concernant,
  • Activer les dispositifs antipollution que sont la vanne EGR* et le dispositif de régénération du filtre à Particules, ou encore contrôler le dosage de l’Adblue* dans le carburant.    

* L'Adblue est un liquide composé d’urée et d’eau utilisé sur les véhicules à technologie SCR (Selective Catalytic Reduction). Additionné au carburant, il permet de transformer 85 % des NOx en vapeur d’eau et azote.

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Cas spécifique de l'injection directe essence

Le moteur essence possède lui aussi ce type de système, c’est l’injection directe essence, souvent dénommée commercialement HP, HPi, FSi, GDI… Le principe de fonctionnement est pratiquement le même, les deux systèmes possédant la même structure (pompe de gavage, pompe HP, rampe commune, injecteurs…) et une majorité de capteurs communs (capteur PMH, température, pression d’air, etc.). Un autre point commun est la production des mêmes polluants, comme les particules fines et surtout les NOx, inconnus jusque-là en injection essence. La faute aux combustions optimisées à haute température les produisant et imposant, tout comme l’injection directe « common rail » diesel, la présence d’une vanne EGR.

Avantages et inconvénients de l’injection directe à rampe commune

Voici les plus et les moins de cette technologie.

Les avantages

Les plus des injections directes à rampe commune des deux motorisations  sont :

  • la combustion optimisée ;
  • la gestion fine de l’émission de polluants ;
  • un meilleur rendement ;
  • des performances accrues ;
  • une consommation réduite.

Les inconvénients

Les points négatifs engendrés sont :

  • la sophistication du système ;
  • la présence accrue des particules et NOx ;
  • un diagnostic des pannes plus complexe.

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