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#1 05-08-2017 10:29:25

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Le moteur OM654 (4 cylindres en ligne CDI)

Presentation-de-la-generation-de-mo--teurs-en-ligne-4-cylindres-OM654.jpeg

Le moteur OM654 (4 cylindres en ligne CDI)


Sommaire

Overview
Partie mécanique
Combustion
Refroidissement et lubrification
Partie électrique et partie électronique
Outils spéciaux
Anexe


Le moteur OM654 est un moteur diesel 4 cylindres nouvellement développé avec système d'injection diesel commonrail, recyclage des gaz d'échappement multivoie, suralimentation monoétagée par turbocompresseur, post-traitement des gaz d'échappement avec système SCR de troisième génération et gestion thermique optimisée. Le moteur OM654 fait son apparition pour la première fois sur la nouvelle Classe E.

Les objectifs suivants sont atteints avec le nouveau OM654 :

•Concept uniformisé d'une famille de moteurs
•Convient à différents concepts de transmission
•Augmentation de puissance
•Réduction du poids
•Réduction de consommation
•Respect des futures seuils d'émission
•Potentiel de développement au niveau de la réduction des consommations et émissions
•Niveau sonore amélioré

OM654-D20-SCR.png

Description abrégée

Aperçu des particularités du moteur OM654 :

• Système d'injection diesel commonrail à 2050 bar
•Piézoinjecteurs 8 trous
•Bloc-cylindres en aluminium avec enduction Nanoslide des surfaces
•Pompe à huile tandem intégrée dans le bloc-cylindres
•Chaîne de distribution côté volant moteur pour l'entraînement de la pompe haute pression, de la pompe à huile et des deux arbres à cames
•Entraînement par pignons des arbres d'équilibrage
•Vanne d'arrêt des gicleurs d'huile en vue de leur commande pour le refroidissement des têtes de piston
•Culasse en aluminium, quatre soupapes par cylindre, deux arbres à cames en tête
•Recyclage des gaz d'échappement multivoie avec recyclage des gaz d'échappement haute pression et basse pression refroidi
•Culasse avec chemise humide en 2 parties
•Combinaison catalyseur à oxydation diesel, filtre à particules diesel et catalyseur SCR près du moteur
•Post-traitement des gaz d'échappement avec SCR
•Préinjection et post-injection pilotées en fonction de la charge
•Deux arbres d'équilibrage (Lanchester)
•Conformité à la norme de pollution Euro 6
•Fonction Stop/Start ECO
•Système de préchauffage rapide avec étage final de préchauffage
•Suralimentation monoétagée, turbine à géométrie variable avec logement de palier refroidi par eau et servomoteur électrique

Caractéristiques du moteur

Caracteristiques-du-moteur.png

Diagramme de puissance

Diagramme-de-puissance.png

Vues du moteur

Vue-avant-du-moteur.jpeg


Vue-de-dessus-du-moteur.jpeg


Vue-de-droite-du-moteur.jpeg


Vue-de-gauche-du-moteur.jpeg


Vue-arriere-du-moteur.jpeg


Vue-de-dessous-du-moteur.jpeg


Vue-de-l-equipement-d-insonorisation.png


Moteur de base

Le moteur OM654 est doté d'un bloc-cylindres en aluminium. Les surfaces des cylindres reçoivent en plus une enduction Nanoslide®. Les divers cylindres sont distants de 90 mm les uns des autres.

Des avantages supplémentaires en termes de frottement et de compatibilité de montage sont obtenus par une dis- position désaxée de la surface des cylindres, vers le côté froid du moteur. Pour améliorer le refroidissement des zones thermiquement sollicitées, la culasse présente une double chemise humide.

Moteur-de-base.png

Moteur de base

1 Couvre-culasse
2 Carter de palier d'arbre à cames
3 Culasse
4 Bloc-cylindres
5 Bloc-cylindres partie inférieure
6 Carter d'huile moteur en deux parties


Embiellage – Généralités

L'embiellage fait appel à un vilebrequin forgé à 5 paliers. Le rapport alésage/course réalisé est de 82 mm/92,3 mm.Ce rapport permet un bon remplissage de la chambre de combustion et par conséquent une combustion efficiente. La régularité de la rotation est obtenue par un équilibrage Lanchester.

Piston
Des pistons en acier dotés de cavités étagées sont utilisés. Les zones de chasse étroites des pistons permettent une exploitation maximale de l'air et abaissent ainsi les valeurs de suie.

Embiellage.png

Entraînement par chaîne

Le système d'entraînement est monté côté boîte de vitesses du moteur. Il combine un entraînement par chaîne et un train de pignons. La pompe à carburant haute pression et un pignon intermédiaire sont entraînés par l'intermédiaire de la denture du pignon de chaîne (directement sur le vilebrequin). Le pignon de chaîne est vissé directement sur l'arbre d'entraînement de la pompe à carburant haute pression via un cône. La pompe à huile tandem et la pompe à dépression sont entraînées via une deuxième prise de la chaîne.
Le pignon d'entraînement d'arbre à cames entraîne l'arbre à cames d'échappement. L'arbre à cames d'échappement entraîne à son tour l'arbre à cames d'admission. Afin de minimiser les bruits, les pignons de l'arbre à cames sont comprimés les uns par rapport aux autres. Avant de déposer les pignons d'entraînement des arbres à cames, il faut bloquer le pignon d'entraînement d'arbre à cames pour les empêcher de tourner. Ce blocage est réalisé au moyen d'une goupille de sécurité, qui doit être insérée dans le trou prévu à cet effet.

Entrainement-par-chaine-vue-arriere-du-moteur.png


Culasse

La culasse est réalisée en alliage aluminium-silicium et est dotée d'une double chemise humide. On obtient ainsi un meilleur refroidissement combiné à une plus grande rigidité des composants. Cela améliore le comportement thermodynamique ainsi que le rendement du moteur. Par le biais d'orifices de passage adaptés dans le joint de culasse entre les chemises humides supérieure et inférieure, l'écoulement et l'équipartition à l'intérieur de la culasse sont optimisés en fonction de la température.
Les canaux côté admission bénéficient d'une conception optimisée au niveau de la turbulence et du débit. Chaque cylindre dispose d'un canal tangentiel et d'un canal spiral enclenchable par le système EKAS.

La-culasse.png


Deux arbres à cames en tête actionnent deux soupapes d'admission et deux soupapes d'échappement par cylindre au moyen de culbuteurs à rouleau. Les arbres à cames sont articulés dans un carter de paliers distinct.
Les soupapes sont disposées en parallèle, ce qui permet d'atteindre un optimum en termes de section et de solidité de la plaque de combustion.

Culasse-et-distribution.png


Entraînement par courroie

La pompe à liquide de refroidissement, l'alternateur et le compresseur frigorifique sont entraînés par la poulie de vilebrequin via l'entraînement par courroie.
L'entraînement est assuré par une courroie trapézoïdale à nervures, qui est tendue au moyen d'un tendeur de courroie automatique. 

Entrainement-par-courroie.png


Préchauffage


Système de préchauffage

Les bougies de préchauffage disposées radialement sont commandées par le calculateur CDI via un étage final de préchauffage, en fonction d'un signal par impulsions modulées en largeur. Le temps de démarrage à froid est de ce fait réduit et le fonctionnement du moteur à froid stabilisé.

Étage final de préchauffage

L'étage final de préchauffage communique avec le calculateur CDI via le LIN transmission. Le LIN transmission permet de communiquer les données de diagnostic entre l'étage final de préchauffage et le calculateur CDI ainsi que la commande nécessaire.

Bougies de préchauffage

Les bougies de préchauffage sont pilotées directement par l'étage final de préchauffage. Selon le pilotage, les bougies de préchauffage peuvent atteindre une température de plus de 1000 °C.

Representation-schematique-du-systeme-de-prechauffage.png

Système d'admission d'air

Le système d'admission d'air alimente le moteur en air frais filtré. La masse d'air aspirée est mesurée par le débitmètre d'air massique à film chaud et ensuite comprimée par le turbocompresseur. L'air chauffé par la compression est de nouveau refroidi à travers le refroidisseur d'air de suralimentation et envoyé via l'actionneur de papillon des gaz au tube de répartition d'air de suralimentation en fonction des besoins.

Du tube de répartition d'air de suralimentation, l'air d'admission refroidi et comprimé arrive dans les diverses chambres de combustion du moteur. Pour améliorer la formation du mélange, le servomoteur de coupure du canal d'admission peut ouvrir ou fermer les canaux d'arrivée d'air intégrés dans le tube de répartition d'air de suralimentation. La combustion devient plus efficiente sous l'effet de la modification de la vitesse d'écoulement et de l'amélioration du tourbillonnement.

Representation-schematique-de-l-admission-d-air-frais.png

Suralimentation

Suralimentation – Généralités

Du fait de la suralimentation, le taux de remplissage des cylindres est amélioré, ce qui a pour conséquence d'augmenter le couple moteur et la puissance du moteur.

Régulation de la pression de suralimentation

La régulation de la pression de suralimentation est réalisée par voie électronique via un variateur de pression de suralimentation. Ce servomoteur commande directement les aubes directrices du turbocompresseur via une tige de liaison. Les aubes directrices sont déplacées en continu en fonction de la commande cartographique modulée en largeur d'impulsion. Le calculateur CDI analyse à cet effet les signaux suivants :

• Capteur de température du liquide de refroidissement
• Capteur de pression des gaz d'échappement
• Débitmètre massique d'air à film chaud
• Capteur Hall de vilebrequin
• Capteur de pression atmosphérique (intégré dans le calculateur CDI)

Pour protéger le turbocompresseur, la température et la pression des gaz d'échappement sont surveillées en permanence. S'il existe un risque de surcharge thermique ou mécanique, la pression de suralimentation est réduite par le calculateur CDI.

Turbocompresseur

Le turbocompresseur utilisé est doté d'une turbine à géométrie variable. Cette structure compacte génère de faibles pertes de chaleur et d'écoulement, ce qui procure un degré de suralimentation important.

Le turbocompresseur est constitué essentiellement de trois ensembles :

• Turbine
• Compresseur
• Logement de palier

Dans le compresseur, l'air filtré est aspiré et accéléré par la rotation de la roue de compresseur. La vitesse de l'air est ralentie dans la spirale du carter de compresseur, ce qui accroît la pression. L'entraînement est assuré par l'arbre du compresseur, sur lequel sont montées la roue de compresseur et la roue de turbine. La roue de turbine est entraînée par les gaz d'échappement qui entrent dans le carter de turbine. Ces gaz d'échappement sont alors détendus d'un niveau de pression élevé à un niveau de pression plus faible.

L'énergie convertie, à savoir la puissance d'entraînement de la turbine et donc la puissance du compresseur, peut être régulée via les aubes directrices réglables. Pour augmenter la pression de suralimentation, les aubes directrices sont fermées, ce qui veut dire que la section de passage entre les aubes directrices est réduite. La pression augmente alors en amont de la roue de turbine et une plus grande énergie des gaz d'échappement est mis en œuvre. La fermeture des aubes directrices réduit la section d'écoulement en amont de la roue de turbine et provoque l'accumulation du flux des gaz d'échappement. Cela a pour effet de générer une augmentation de la pression des gaz d'échappement devant la roue de turbine. La vitesse d'entrée supérieure des gaz d'échappement dans la roue de turbine ainsi générée se traduit par une augmentation du couple d'entraînement combinée à une plus grande puissance du compresseur. La pression de suralimentation et le débit d'air massique augmentent dans le moteur. Pour obtenir l'abaissement souhaité de la pression de suralimentation, les aubes directrices s'ouvrent en grand, ce qui réduit l'effet de pression dynamique et donc la vitesse d'entrée. Le couple d'entraînement de la roue de turbine baisse, de même que la puissance du compresseur.

Turbocompresseur-avec-turbine-a-geometrie-variable-VTG.png


Alimentation en carburant

Alimentation-en-carburant.png


Alimentation en carburant – Généralités

Dans toutes les conditions de service, l'alimentation en carburant met à disposition du carburant filtré et au besoin chauffé, en provenance du réservoir de carburant. La quantité et la pression de carburant sont régulées en continu, via une cartographie, par le calculateur pompe à carburant. Une alimentation optimale de la pompe à carburant haute pression est donc garantie dans chaque état de fonctionnement.

Reservoir-de-carburant.png

Circuit de carburant basse pression

Le système de carburant basse pression est constitué des composants suivants :

• Réservoir de carburant
• Pompe à carburant
• Conduites de carburant
• Filtre à carburant avec élément chauffant et séparateur d'eau
• Capteur de température de carburant
• Capteur de pression de carburant

Système d'alimentation en carburant basse pression

Une pompe à carburant est mise en œuvre dans le circuit de carburant basse pression. La pompe à carburant assure une alimentation optimale de la pompe à carburant haute  pression pour un faible besoin en énergie. Le débit volumique réduit diminue la charge du filtre et accroît ainsi la tenue du filtre à carburant.

Alimentation en carburant

La pompe à carburant aspire le carburant du pot de stabilisation à travers un filtre et le refoule à travers le filtre à carburant en direction de la pompe à carburant haute pression. La quantité instantanée nécessaire est calculée par le calculateur CDI et communiquée au calculateur pompe à carburant. Le calculateur pompe à carburant régule en conséquence le régime et donc aussi le débit de la pompe à carburant.

Système de carburant haute pression – Généralités

Le système de carburant haute pression est constitué des composants suivants :

• Pompe à carburant haute pression
• Rampe d'injection
• Conduites haute pression
• Capteur de pression de carburant haute pression
• Injecteurs de carburant
• Régulateur de débit
• Régulateur de pression

Le carburant refoulé par la pompe à carburant est comprimé par la pompe à carburant haute pression. La quantité de carburant est régulée en fonction des besoins par le régulateur de débit. Le carburant arrive aux divers injecteurs de carburant via la rampe d'injection et les conduites haute pression.
Le carburant est pulvérisé finement dans la chambre de combustion. Le calculateur CDI calcule en fonction de la cartographie le débit d'injection cylindre par cylindre pour l'état de fonctionnement correspondant. Le débit d'injection dépend de la durée de commande et de la pression instantanée du carburant dans la rampe d'injection. La pression de carburant dans la rampe d'injection est régulée par le régulateur de pression sur la base du capteur de pression de carburant haute pression, à environ 2050 bar.
Cette régulation est assurée en permanence par le calculateur CDI.

Systeme-de-carburant-haute-pression.png


Schema-fonctionnel-de-l-alimentation-en-carburant.png

Préchauffage du carburant – Généralités

Pour garantir la fluidité du carburant aux basses températures extérieures, un chauffage électrique est monté dans le filtre à carburant. Le chauffage est piloté par l'étage final de préchauffage en fonction d'une cartographie. Le filtre à carburant dispose par ailleurs d'un séparateur d'eau multi-étagé avec capteur d'eau de condensation. Le filtre à carburant est disposé directement sur le réservoir de carburant.

Coupure de sécurité du carburant Une coupure de sécurité de l'alimentation en carburant est réalisée de façon à garantir la sécurité routière et la sécurité des occupants. La coupure de sécurité du carburant est immédiatement activée en l'absence du signal de régime moteur ou en présence d'un signal d'accident.

Unite-filtre-a-carburant.png


Chambre de combustion

Conception de la chambre de combustion – Généralités

La chambre de combustion est conçue pour obtenir des émissions de gaz d'échappement minimales et une exploitation maximale de l'air. Dans ce but, des pistons en acier dotés de cavités étagées sont utilisées. Cette forme de cavité permet une plus grande vitesse de combustion et en conséquence un meilleur rendement de la combustion. La dilution de l'huile par le mouillage de carburant sur la paroi du cylindre est également réduite par le "rideau d'air frais" qui se forme sur la surface du cylindre.

Vue-en-coupe-du-piston.png

Régulation d'injection

Régulation d'injection Le moteur OM654 a recours à la gestion moteur électronique MRD1.La gestion moteur calcule la durée d'injection et la pression de carburant sur la base des capteurs et signaux suivants :

• Débitmètre massique d'air à film chaud
• Capteur de température d'air d'admission
• Capteur de pression de carburant haute pression
• Capteur de température d'huile moteur
• Capteur de pression de suralimentation
• Capteur Hall arbre à cames
• Capteur de température du liquide de refroidissement
• Capteur de température d'air de suralimentation
• Capteur de température avant filtre à particules diesel
• Capteur de température avant turbocompresseur
• Capteur de pression différentielle du filtre à particules diesel
• Capteur de pression après filtre à air
• Capteur de pédale d'accélérateur
• Capteur de température de carburant
• Capteur Hall de vilebrequin

La régulation d'injection présente les sous-fonctions suivantes:

Préinjection

L'objectif de la préinjection est de réduire les bruits de combustion et les émissions de gaz d'échappement. Pour cela, du carburant est injecté jusqu'à 2 fois avant l'injection principale proprement dite. La combustion est alors plus souple.

Injection principale

L'injection principale sert à générer la puissance et le couple et est pilotée par le biais de la durée d'injection et du point d'injection.

Post-injection

La post-injection sert à augmenter la température des gaz  d'échappement et en conséquence à assister la régénération du filtre à particules diesel et le processus de conversion des composants des gaz d'échappement dans le catalyseur à oxydation.

Schema-fonctionnel-de-la-regulation-d-injection.png


Recyclage des gaz d'échappement

Recyclage-des-gaz-d-echappement.png

Représentation schématique du recyclage des gaz d'échappement

1 Refroidisseur de recyclage des gaz d'échappement haute pression
2 Unité catalyseur à oxydation diesel
3 OM654
4 Tube de répartition d'air de suralimentation
5  Turbocompresseur
6 Collecteur d'échappement
7  Refroidisseur de recyclage des gaz d'échappement basse pression
8 Refroidisseur d'air de suralimentation
B2/5 Débitmètre d'air massique à film chaud
M16/6 Actionneur de papillon des gaz
M16/57 Actionneur de volet de gaz d'échappement
M55 Servomoteur coupure du canal d'admission
Y27/7 Actionneur de recyclage des gaz basse pression
Y27/8 Actionneur de recyclage des gaz haute pression
A Air d'admission
B Air de suralimentation (non refroidi)
C Recyclage des gaz d'échappement basse pression
D Recyclage des gaz d'échappement haute pression
E Air de suralimentation (refroidi)
F Gaz d'échappement

Recyclage des gaz d'échappement

Recyclage des gaz d'échappement – Généralités

Le recyclage des gaz d'échappement passe par un système multi-étagé. Ce système agit dans une plage cartographique très large, allant du ralenti à la charge partielle supérieure.
La combinaison des actions de l'actionneur de recyclage des gaz basse pression et de l'actionneur de recyclage des gaz haute pression permet un taux élevé de recyclage des gaz, sans que le rendement soit réduit. Pour améliorer le rem- plissage des cylindres, les gaz d'échappement sont refroidis avant d'être mélangés à l'air d'admission.

Le taux de recyclage dépend de diverses variables :

• Charge et régime du moteur
• Température de l'air d'admission et de l'air de suralimentation
• Température des gaz d'échappement
• Pression des gaz d'échappement

Le recyclage des gaz d'échappement abaisse la teneur en oxyde d'azote (NOx) dans les gaz d'échappement par la réduction de la concentration d'oxygène dans la chambre de combustion. L'abaissement de la température de combustion par la capacité calorifique des gaz d'échappement recyclés plus forte comparativement à l'air d'admission favorise par ailleurs ce processus.



Circuit de recyclage des gaz d'échappement haute pression

Les gaz d'échappement sont prélevés directement du collecteur d'échappement, refroidis et envoyés dans l'air d'admission. Après l'analyse des signaux d'entrée, le calculateur CDI pilote l'actionneur de recyclage des gaz d'échappement haute pression en fonction d'une cartographie. Le taux de recyclage des gaz est régulé par le pilotage variable.


Actionneur de recyclage des gaz haute pression

L'actionneur de recyclage des gaz haute pression est une vanne à clapet qui peut être ouverte par un servomoteur électrique en fonction des besoins. Un capteur Hall détermine la position de la vanne à clapet et la transmet au calculateur CDI sous la forme d'un signal SENT. L'actionneur de recyclage des gaz haute pression permet un recyclage direct des gaz du collecteur d'échappement vers le tube de répartition d'air de suralimentation du moteur. Sur ce circuit, les gaz d'échappement sont refroidis par un échangeur thermique intégré dans le circuit de liquide de refroidissement.

Vue-partielle-du-recyclage-des-gaz-d-echappement-haute-pression.png


Circuit de recyclage des gaz d'échappement basse pression

Le recyclage des gaz d'échappement basse pression est actif uniquement à partir d'une température du liquide de refroidissement de 60 °Cet dans une plage allant du ralenti à la charge partielle médiane. Après l'analyse des signaux d'entrée, le calculateur CDI pilote l'actionneur de recyclage des gaz haute pression en fonction d'une cartographie. Lorsque les taux de recyclage des gaz sont supérieurs et la vanne complètement ouverte, l'actionneur du volet des gaz d'échappement se ferme en plus. Les gaz d'échappement sont prélevés directement du système d'échappement, après le catalyseur SCR, refroidis par un échangeur thermique intégré au système de refroidissement et envoyé au système d'admission d'air en aval du débitmètre d'air massique à film chaud. Le recyclage des gaz d'échappement basse pression ne peut fonctionner correctement qu'en étant associé à l'actionneur du volet des gaz d'échappement.

Actionneur de recyclage des gaz basse pression

L'actionneur de recyclage des gaz basse pression est une vanne à clapet qui peut être ouverte par un servomoteur électrique en fonction des besoins. Un capteur Hall détermine la position de la vanne à clapet et la transmet au calculateur CDI sous la forme d'un signal SENT. L'actionneur de recyclage des gaz basse pression permet un recyclage direct des gaz à partir du système d'échappement en aval du catalyseur SCR jusqu'au tube de formation du mélange en amont du turbocompresseur du moteur.

Vue-partielle-du-recyclage-des-gaz-d-echappement-basse-pression.png

Schema-fonctionnel-du-recyclage-des-gaz-d-echappement-1.jpeg

Dépollution des gaz d'échappement

Système SCR (AdBlue®)

SCR veut dire réduction catalytique sélective. Le moteur OM654 bénéficie du système de dépollution des gaz d'échappement/système SCR de troisième génération. Avec le système SCR, une solution d'urée aqueuse est injectée directement en amont du catalyseur SCR dans le système d'échappement. La réaction chimique ainsi provoquée (thermolyse et hydrolyse) réduit les oxydes d'azote dans les gaz d'échappement.

Le système SCR comprend les composants suivants :

• Vanne de dosage d'AdBlue®
• Calculateur AdBlue®
• Élément chauffant de la conduite de pression d'AdBlue®
• Module d'alimentationd'AdBlue®
•  Module de réservoir d'AdBlue®
• Réservoir d'AdBlue®
• Tubulure de remplissage d'AdBlue®
• Capteur de température du réservoir d'AdBlue®
• Capteur de niveau et de qualité AdBlue®
• Élément chauffant du réservoir d'AdBlue®
• Pompe de refoulement d'AdBlue®
• Calculateur capteur NOx avant catalyseur à oxydation diesel
• Capteur NOx avant catalyseur


Système d'échappement

Le moteur OM654 est doté d'un système d'échappement entièrement nouveau.
Celui-ci comprend les éléments suivants :

• Catalyseur à oxydation diesel
• Unité filtre à particules diesel avec catalyseur SCR
• Silencieux arrière
• Actionneur de volet de gaz d'échappement
• Capteurs de NOx
• Capteurs de température
• Composants SCR à oxydation diesel
• Calculateur capteur NOx après catalyseur SCR
• Capteur NOx après catalyseur SCR
• Capteur de température avant catalyseur SCR
• Catalyseur SCR

Vue-du-systeme-d-echappement.png

Catalyseur à oxydation diesel

Le catalyseur à oxydation diesel présente des couches catalytiques améliorées qui génèrent une économie de CO₂ sur le circuit courte distance. La disposition près du moteur entraîne un échauffement rapide et en conséquence un fon ctionnement efficient dans une plage de température plus faible du moteur.

Unité filtre à particules diesel avec catalyseur SCR

Pour la première fois, une unité compacte comprenant filtre à particules diesel et catalyseur SCR est mise en oeuvre. Cet ensemble a pour conséquence un échauffement plus rapide,ce qui offre des avantages au niveau de la gestion de la température et de l'abaissement des émissions polluantes. Le filtre à particules diesel a été amélioré et les diverses alvéoles ont reçu une enduction SCR. Il en résulte des avantages au niveau de la réduction NOx aux faibles températures des gaz d'échappement. Cette nouveauté respecte aussi les conditions d'une réaction SCR juste après le démarrage du moteur ainsi qu'à faible charge. Une injection par la vanne de dosage d'AdBlue® peut avoir lieu.

Vue-en-coupe-du-systeme-d-echappement.jpeg

Calculateur AdBlue®

Le calculateur AdBlue® pilote les fonctions suivantes par cartographie :
• Refoulement d'AdBlue®
• Injection du produit de réduction (débit et durée d'injection)
• Antigel et retour du produit de réduction
• Communication avec le calculateur CDI par le CAN capteur d'entraînement

Module d'alimentation d'AdBlue®

Le module d'alimentation d'AdBlue® a les tâches partielles suivantes :
• Génération de la pression
• Détection de la pression
• Inversion de l'écoulement

Plusieurs composants sont intégrés dans le module d'alimentation :

• Pompe de refoulement d'AdBlue®
• Élément chauffant d'AdBlue®
• Capteur de niveau et de qualité AdBlue®

Pour générer la pression, le calculateur AdBlue® pilote en fonction d'une cartographie la pompe de refoulement d'AdBlue® intégrée au module d'alimentation d'AdBlue® à partir d'un signal modulé en largeur d'impulsion.

La courbe de courant du signal par impulsions modulées en largeur permet au calculateur AdBlue® de déterminer la pression du système générée par la pompe de refoulement d'AdBlue®.

À la coupure de la borne 15, la temporisation du calculateur AdBlue® démarre. Pendant la temporisation du calculateur, le produit de réduction AdBlue® restant est aspiré par la pompe d'alimentation d'AdBlue®. Dans ce but, la pompe d'alimentation d'AdBlue® est pilotée par le calculateur AdBlue®. L'inversion du pilotage entraîne la réaspiration du produit de réduction de la conduite de pression et de la vanne de dosage d'AdBlue®. Dans le même temps, la vanne de dosage d'AdBlue® s'ouvre de façon à ne générer aucun vide. La durée de la réaspiration est comprise entre 8 et 10 secondes, selon l'application du véhicule.

L'élément chauffant du réservoir d'AdBlue® permet de garantir que le produit de réduction liquide sera aspiré du réservoir d'AdBlue® même aux basses températures.
En plus de cela, la conduite de pressiond'AdBlue®est chauffée selon une cartographie. Le retour du produit de réduction restant empêche la conduite de pression d'AdBlue® et le module d'alimentation d'AdBlue® de geler à environ -10 °C et donc d'être endommagés.

Module-d-alimentation-d-AdBlue.png

Calculateurs capteurs NOx

Les capteurs NOx situés avant le catalyseur à oxydation diesel et après l'unité filtre à particules diesel/catalyseur SCR mesurent la concentration de NOx et d'O₂ dans les gaz d'échappement. Ces informations sont transmises aux calculateurs sous la forme de signaux de tension. La communication entre les calculateurs NOx et le calculateur CDI passe par le CAN capteur d'entraînement.

Calculateur-capteur-NOx.png

Vanne de dosage d'AdBlue®

La vanne de dosage d'AdBlue® injecte le produit de réduction dans la ligne d'échappement en amont du catalyseur SCR. Comme la vanne de dosage d'AdBlue® ne résiste pas à la pression du gel, le produit de réduction doit être aspiré de la vanne de dosage d'AdBlue® après l'arrêt du moteur. Aux températures extérieures négatives et lorsque la ligne d'échappement est froide, la vanne de dosage d'AdBlue® est  chauffée électriquement pour empêcher le gel de la vanne. Cette fonction est assurée par la mise sous tension de la bobine à l'intérieur de la vanne de dosage d'AdBlue®, au cours de laquelle le pointeau de la vanne ne s'ouvre pas. De plus, la vanne de dosage d'AdBlue® est intégrée dans le circuit de liquide de refroidissement afin de prévenir tout dommage

Concept de mélange et de préparation de l'AdBlue®

En raison des nouvelles exigences relatives à la réduction des émissions polluantes, un concept innovant d'évaporation et de mélange a été développé. Des plaques d'évaporation sont disposées dans le sens d'écoulement après le catalyseur à oxydation diesel et avant le tube de mélange d'AdBlue®. Conjointement avec la vanne de dosage d'AdBlue®,ces plaques d'évaporation assurent un bon mélange des gaz d'échappement avec le produit de réduction. Le rendement de la dépollution des gaz d'échappement est de ce fait considérablement amélioré.
thermique.

Vanne-de-dosage-d-AdBlue.png


Schema-fonctionnel-de-la-depollution-des-gaz-d-echappement.png
Schema-fonctionnel-de-la-depollution-des-gaz-d-echappement-1.png


Refroidissement du moteur

Refroidissement-du-moteur.png

Circuit de liquide de refroidissement – Représentation schématique

1 Vase d'expansion
2 Radiateur moteur
3 Radiateur basse température
4 Refroidisseur de recyclage des gaz d'échappement haute pression
5 Échangeur thermique d'huile moteur
6 Thermostat de liquide de refroidissement
7 Turbocompresseur
8 OM654
9 Refroidisseur de recyclage des gaz d'échappement basse pression
10 Échangeur thermique d'huile de boîte de vitesses
11 Échangeur thermique du chauffage
12 Pompe à liquide de refroidissement
13 Vanne de dosage d'AdBlue®
14 Refroidisseur d'air de suralimentation
15 Réservoir d'eau de lave-glace
B11/4 Capteur de température de liquide de refroidissement
M13/5 Pompe de circulation liquide de refroidissement
M43/6 Pompe de circulation 1 circuit basse température
A Liquide de refroidissement froid B Liquide de refroidissement chaud
C Circuit basse température
D Purge circuit de liquide de refroidissement

Refroidissement du moteur – Généralités

Le refroidissement du moteur OM654 comprend les composants suivants :

• Pompe à liquide de refroidissement
• Radiateur moteur
• Vase d'expansion
• Échangeur thermique du chauffage    
• Échangeur thermique d'huile moteur
• Thermostat de liquide de refroidissement
• Refroidisseur de recyclage des gaz d'échappement
• Pompe de circulation 1 circuit basse température
• Vanne de dosage d'AdBlue®
• Turbocompresseur
• Refroidisseur d'air de suralimentation
• Échangeur thermique d'huile de boîte de vitesses
• Pompe de circulation liquide de refroidissement

Circuit de liquide de refroidissement

La particularité du moteur OM654 est de présenter une culasse avec double chemise humide et une pompe à liquide  de refroidissement supplémentaire pour le circuit basse température. Grâce à ces propriétés, les composants subissant une forte sollicitation thermique sont suffisamment  refroidis et donc protégés de la surcharge.

Le vase d'expansion est utilisé par les deux circuits de liquide de refroidissement, par ailleurs indépendants l'un de l'autre. En cas de maintenance, il faut en conséquence purger le circuit de liquide de refroidissement complet. Un remplissage/ purge complet ne peut être garanti que si le remplissage est effectué sur le système en dépression.

Thermostat de liquide de refroidissement

Le thermostat de liquide de refroidissement est un  thermostat à cire. Cette cire thermostatique se dilate à une  température du liquide de refroidissement d'environ 94 °C et libère ainsi le circuit de liquide de refroidissement. Une "ouverture complète" du thermostat intervient à 106 °C et le débit volumique total peut s'écouler par le radiateur moteur.

Refroidissement inertiel actif

Le refroidissement inertiel actif est réalisé à l'aide de la  pompe de circulation du liquide de refroidissement. Celle-ci est commandée en fonction des besoins de façon à refroidir  les composants suivants aussi après l'arrêt du moteur et donc de les protéger de la surcharge.

• Turbocompresseur
•  Vanne de dosage d'AdBlue®

Gestion thermique

Le calculateur CDI détecte une demande de charge plus grande envoyée au moteur (par exemple mode attelé, etc.). Dès que les signaux analysés passent dans la plage de température critique, le thermostat modifie sont comporte ment à l'ouverture. Dans de telles situations, le thermostat s'ouvre dès 80 °C.

Schema-fonctionnel-de-la-gestion-thermique-1.png
Schema-fonctionnel-de-la-gestion-thermique-2.png


Refroidissement d'air de suralimentation

Refroidissement d'air de suralimentation – Généralités

Le refroidisseur d'air de suralimentation refroidit l'air de suralimentation comprimé auparavant par le turbocompresseur et donc chauffé. L'air de suralimentation refroidi abaisse la température de combustion et donc aussi les émissions. Du fait de la température plus faible de l'air de suralimentation, on obtient en plus un meilleur taux de remplissage des cylindres et la pression de suralimentation peut être augmentée.

Refroidisseur-d-air-de-suralimentation.png


Lubrification du moteur

Schema-du-circuit-d-huile-OM654.png

Calculateur CDI

Le moteur OM654 a recours à un calculateur moteur multi cœur. La technologie microcontrôleur, mise en oeuvre ici, est capable de satisfaire aux exigences et spécifications très sévères du moteur. Fonctionnalité et performance ont été améliorées et, parallèlement, le besoin en énergie a été réduit.

Les principales fonctionnalités du calculateur moteur sont les suivantes :

• Commande de l'injection de carburant
• Commande du recyclage des gaz d'échappement
• Commande du couple
• Surveillance de toute la gestion moteur

Les systèmes et fonctions suivants sont commandés et coordonnés par le calculateur CDI en fonction des signaux d'entrée :

• Alimentation en carburant
• Injection de carburant
• Régulation du régime moteur
• Coordination du couple
• Fonction Stop/Start ECO
• Suralimentation
• Diagnostic embarqué
• Mode dégradé du moteur
• Recyclage des gaz d'échappement
• Dépollution des gaz d'échappement
• Gestion thermique
• Préchauffage

Apercu-des-faisceaux-de-cables-moteur.png

Gestion moteur

Faisceau de câbles du moteur

Sur le moteur OM654, le faisceau de câbles moteur est réparti en modules séparés. Les divers modules peuvent être remplacés séparément et indépendamment les uns des autres. Ce qui accroît la facilité de réparation et de diagnostic.

Les divers modules peuvent être classés de la façon suivante :

• Module A = bloc-cylindres
• Module B = culasse / tubulure d'admission
• Module C = système d'échappement
• Module D = injection

Apercu-des-faisceaux-de-cables-moteur-2.jpeg

Gestion-de-moteur-1.png

Synoptique de la mise en réseau CAN

A1 Combiné d'instruments

A8/1 Clé-émetteur

A26/17 Unité de commande

A40/9 Unité de commande Audio/COMAND

A103/1b1 Capteur de température réservoir d'AdBlue®

A103/1b5 Capteur de niveau d'AdBlue®

A103/1r1 Élément chauffant réservoir d'AdBlue®

A103/2 Module d'alimentation d'AdBlue®

A103/2m1 Pompe de refoulement d'AdBlue®

A103/2m2 Pompe d'aspiration d'AdBlue®

B4/1 Capteur de niveau réservoir de carburant indicateur de niveau de carburant, gauche

B4/2 Capteur de niveau réservoir de carburant indicateur de niveau de carburant, droit

B4/7  Capteur de pression de carburant

B10/13 Capteur de température circuit basse température

B37 Capteur de pédale d'accélérateur

B64/1 Capteur de dépression de frein

B76/1 Capteur d'eau de condensation filtre à carburant avec élément chauffant

G2 Alternateur

M2/37 Servomoteur volet de radiateur

M3 Pompe à carburant

M4/7 Moteur de ventilateur

M16/57 Actionneur de volet de gaz d'échappement

M43/6 Pompe de circulation 1 circuit basse température

M87 Servomoteur volet de radiateur

N2/10 Calculateur système de retenue

N3/9 Calculateur CDI

N10/6 Calculateur SAM avant

N14/3 Étage final de préchauffage

N22/1 Calculateur climatisation

N30/4 Calculateur régulation du comportement dynamique

N37/7 Calculateur capteur NOx avant catalyseur à oxydation diesel

N37/7b1 Capteur NOx avant catalyseur à oxydation diesel

N37/8 Calculateur capteur NOx après catalyseur SCR

N37/8b1 Capteur NOx après catalyseur SCR

N51/3 Calculateur AIR BODY CONTROL

N62/4 Calculateur Intelligent Drive

N69/1 Calculateur porte avant gauche

N72/5 Panneau de commande inférieur droit

N72/5s3 Touche fonction Stop/Start ECO N73 Calculateur contacteur antivol électronique

N80 Calculateur module de jupe de direction

N118 Calculateur pompe à carburant

N118/5 Calculateur AdBlue®

N127 Calculateur chaîne cinématique

R7/1 Élément chauffant conduite de pression d'AdBlue®

R9/1 Bougie de préchauffage cylindre 1

R9/2 Bougie de préchauffage cylindre 2

R9/3 Bougie de préchauffage cylindre 3

R9/4 Bougie de préchauffage cylindre 4

S9/1 Contacteur de feux stop

X11/4 Prise de diagnostic

Y3/8n4 Calculateur commande de boîte de vitesses entièrement intégrée

Y129 Doseur d'AdBlue®

CAN A CAN télématique

CAN B CAN habitacle

CAN C CAN moteur

CAN C1 CAN transmission

CAN D CAN diagnostic

CAN HMI CAN interface utilisateur

CAN I CAN capteur d'entraînement

Flex E FlexRay train de roulement

LIN A3 LIN UBF

LIN C1 LIN transmission

LIN C3 LIN chaîne cinématique


Gestion-de-moteur-2.png

Synoptique de la mise en réseau directe

B1 Capteur detempérature d'huile moteur

B2/5 Débitmètre d'air massique à film chaud

B2/5b1 Capteur de températured'admission d'air

B4/6 Capteur de pression de carburant haute pression

B5/1 Capteur de pression de suralimentation

B6/1 Capteur Hall arbre à cames

B11/4 Capteur de température du liquide de refroidissement

B17/8 Capteur de température d'air de suralimentation

B19/7 Capteur de température avant catalyseur

B19/9 Capteur de température avant filtre à particules diesel

B19/11 Capteur de température avant turbocompresseur

B28/8 Capteur de pression différentielle filtre à particules diesel

B28/18 Capteur de pression différentielle recyclage des gaz d'échappement basse pression

B40/6 Capteur de niveau huile moteur

B42 Capteur de pression d'huile moteur

B50 Capteur de température de carburant

B60 Capteur de pression des gaz d'échappement

B70 Capteur Hall de vilebrequin

B157/2 Capteur de température recyclage des gaz d'échappement basse pression

G1 Batterie du réseau de bord

K40/8kG Relais borne 15 compartiment moteur

K40/8kH Relais borne 50 démarreur

K40/8kN Relais borne 87M

M1 Démarreur

M16/6 Actionneur de papillon des gaz

M16/57 Actionneur de volet de gaz d'échappement

M55 Servomoteur coupure du canal d'admission

N3/9 Calculateur

CDI R39/1 Élément chauffant conduite de purge

Y27/7 Actionneur de recyclage des gaz basse pression

Y27/8 Actionneur de recyclage des gaz haute pression

Y74 Régulateur de pression

Y76/1 Injecteur de carburant cylindre 1

Y76/2 Injecteur de carburant cylindre 2

Y76/3 Injecteur de carburant cylindre 3

Y76/4 Injecteur de carburant cylindre 4

Y77/1 Variateur de pression de suralimentation

Y85 Vanne d'inversion by-pass refroidisseur de recyclage des gaz d'échappement

Y94 Régulateur de débit

Y130 Vanne pompe huile moteur

Y131 Vanne d'arrêt gicleurs d'huile

Y133 Vanne d'inversion pompe à liquide de refroidissement


Outils spéciaux

Cle-a-douille.png

Contre-appui.png

Douille.png

Outil-de-maintien.png

Outil-de-reglage.png

Cable-adaptateur-284-poles.png

Adaptateur.png

Outil-d-emmanchement.png

Outil-de-base.png

Plaque.png

Cable-adaptateur-39-poles.png

Plaque-de-montage.png

Un sujet intéressant sur ce thème: Le moteur OM654

Vidéos:

Sparsamer und stärker, leichter und kompakter - der neue OM 654

More economical and powerful, more lightweight and compact - the new OM 654 diesel engine

Dernière modification par Actr0s (05-08-2017 22:13:05)


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#2 05-08-2017 17:04:59

Joz
Moderateur
Lieu : Banlieue de Toulouse
Inscription : 16-03-2012
Messages : 6 294

Re : Le moteur OM654 (4 cylindres en ligne CDI)

Très belle présentation Actr0s, comme à l'accoutumée !


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