101 - Circuit d'Air

CIRCUIT D'ADMISSION DES MOTEURS DIESEL CATERPILLAR

Centre de perfectionnement FRANCIS MONNOYEUR

Codification 101

Ce document est la propriété de BERGERAT MONNOYEUR TRAVAUX PUBLICS et ne peut être communiqué sans son autorisation.

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TABLE DES MATIERES

CONSOMMATION D'AIR .............................................................................................................................2 SCHEMA DE PRINCIPE ..............................................................................................................................3 PREFILTRE A CUVE TRANSPARENTE......................................................................................................4 PREFILTRE A TUBES CYCLONES.............................................................................................................6 PREFILTRE TURBO 2 .................................................................................................................................8 ELEMENT PAPIER CYLINDRIQUE .............................................................................................................9 Caractéristiques et entretien......................................................................................................................9 ELEMENT PAPIER PLAT .......................................................................................................................... 10 Avantages des filtres à sec...................................................................................................................... 10 INDICATEUR DE COLMATAGE ................................................................................................................ 11 FILTRE A BAIN D'HUILE ........................................................................................................................... 12 Efficacité, sensibilité et entretien ............................................................................................................. 12 SURALIMENTATION ................................................................................................................................. 13 Compresseurs ......................................................................................................................................... 14 Turbocompresseur .................................................................................................................................. 15 EPURE DE DISTRIBUTION ....................................................................................................................... 18 REGULATION TURBO .............................................................................................................................. 19 TURBO AFTER COOLER .......................................................................................................................... 20 TURBO AFTER COOLER (ATAAC)........................................................................................................... 21 TURBO AFTER COOLER JWAC............................................................................................................... 22 VALVE DE PRIORITE ................................................................................................................................ 23 PRELUBRIFICATION (EX. : D8R) ............................................................................................................. 24 EVOLUTION............................................................................................................................................... 25 TURBO VARIANTE DE MONTAGE ........................................................................................................... 26 TEMPERATURE D'AIR D'ADMISSION / D'ECHANGE .............................................................................. 27 PRECAUTION DE MISE EN ROUTE ......................................................................................................... 28 REVISION PREVENTIVE ........................................................................................................................... 29 ENTRETIEN ............................................................................................................................................... 30

Rédigé par : Marc de TAEVERNIER CPFM

Vérifié par : Jean Claude Veysset Référence document : 101

Approuvé par : Version : 1

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CONSOMMATION D'AIR

On considère qu'un moteur fonctionnant sur un chantier poussiéreux, sans filtration, avalerait 1 Kg de poussière en 2 à 3 heures de marche et serait de ce fait, complètement détérioré.

EXEMPLE DE CONSOMMATION DE POUSSIERE D'UN MOTEUR TRAVAILLANT PENDANT HUIT HEURES SANS FILTRE A AIR : Moteur : 3306 NA Alésage : 121 mm Course : 152 mm Régime : 2200 tr/mn Chantier à 0,01 gramme de poussière par m3

Cylindrée Unitaire

(12,1)2 x 3,14 x 15,2 = 1746 cm3 4

Cylindrée totale

1746 x 6 = 10481 cm3 soit 10,5 Litres

Volume d'air aspiré par mn

10,5 x 2200 = 11550 L soit 11,55 m3 2

Volume d'air aspiré en 8 h

11,55 x 60 x 8 = 5544 m3

QUANTITE DE POUSSIERE ABSORBEE :

5544 x 0,01 gr = 55,44 gr

"1 VERRE DE POUSSIERE ET LE MOTEUR EST A REFAIRE".

Pour assurer une bonne filtration Caterpillar emploie des filtres à air de type sec d'une efficacité de 99,5 à 99,8%. Ils sont constitués d'une matière cellulosique imprégnée de résine spéciale. Les filtres à air à double éléments s'emploient le plus souvent là où l'espace est limité et où l'air est fortement pollué. Ils se composent d'un élément primaire et d'un élément secondaire, ils sont utilisés sur la plupart des machines de terrassement.

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SCHEMA DE PRINCIPE

Préfiltre

Filtre

Turbo

Indicateur

de colmatage Réfrigérant

d’air

Cylindres

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PREFILTRE A CUVE TRANSPARENTE

Le préfiltre comme sont nom l'indique, doit effectuer une préfiltration de l'air. Pour se faire ont utilise le phénomène "tourbillon" ou cyclone. Les préfiltres ont pour rôle d'arrêter la plus grande quantité de poussière contenue dans l'air, de façon à soulager le filtre principal et donc en allonger la durée de service. Leurs efficacités varie entre 50 à 98%, suivant le poids des poussières, (jusqu'à 30 microns). Principaux préfiltres utilisés : - les préfiltres à cuve transparente, - Les préfiltres à tubes cyclones.

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PREFILTRE A CUVE TRANSPARENTE

Fonctionnement : Par centrifugation, il retient les plus grosses impuretés. L'air aspiré à grande vitesse par le moteur, (entre 40 et 50 Km/H) pénètre dans la partie inférieure du préfiltre. Dans son passage l'air frappe les ailettes inclinées de l'embase ce qui provoque un courant circulaire à l'intérieur de la cuve. L'air tourbillonnant autour des parois centrifuge les poussières vers l'extérieur, celles-ci retombent dans la cuve transparente pour y être stockées. L'air épuré descend vers le filtre par le conduit central. Avantages : simplicité, nettoyage rapide, son efficacité varie de 50 à 80 %. Inconvénients : fragilité de la cuve, il nécessite un nettoyage régulier. Entretien : Démonter et nettoyer la cuve sans solvant.

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PREFILTRE A TUBES CYCLONES

Ce préfiltre est composé d'une série de tubes munis de rampes hélicoïdales, dans lesquels viennent s'emboîter une autre série de tubes coniques. Fonctionnement : L'air entre dans les tubes supérieurs par les rampes hélicoïdales, le courant circulaire qui en résulte, centrifuge la poussière à l'extérieure. La poussière tombe autour des tubes inférieurs sur la cloison de séparation. De là, elle est entraînée par environ 10% du débit d'air vers une canalisation extérieure reliée à l'échappement. Un système venturi dans le silencieux d'échappement crée une dépression, qui entraîne la poussière et la rejette dans l'atmosphère. L'air épuré traverse les tubes inférieurs et parvient au filtre. Avantages : Ils sont très efficaces, de 90 à 94%. Ils ont l'avantage de s'auto-nettoyer automatiquement. En principe il n'y a pas d'entretien, il faut veiller à ce que la grille d'aspiration soit toujours propre. Inconvénient : Lorsque la grille du préfiltre est obstruée, l'air chaud provenant de l'échappement au travers du venturi est aspiré. Cela provoque une perte de puissance, l'encrassement des filtres et cela risque aussi de fondre les tubes si la température atteint 90° centigrade. Attention : il ne faut pas écraser ou modifier le tuyau d'évacuation de poussière.

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PREFILTRE A TUBES CYCLONES

Les moteurs montés sur les gros matériels, désignés pour travailler en ambiance très poussièreuse, sont équipés d'un ou de plusieurs groupes de filtration. L'ensemble comporte un préfiltre de type cyclone et un filtre à air à deux éléments. Ce modèle utilise le même principe de fonctionnement vu précédemment, toutefois l'éjection automatique des poussières est différente. L'air pénètre dans les tubes cyclones au travers d'une grille protégée par un déflecteur. Fonctionnement : La poussière qui est centrifugée tombe dans la cuve inférieure et l'air épuré pénètre dans les tubes internes puis parvient au filtre. La cuve est munie d'un clapet de nettoyage automatique. Lorsque le moteur est à l'arrêt, et que le poids de poussière est important, le clapet s'ouvre et la poussière tombe à l'extérieur par gravité. Moteur en marche, la dépression referme le clapet. Avantages : - Plus compact, il peuvent être montés en double, (un par banc). - Ils éliminent jusqu'à 94 % des impuretés sans nécessité d'entretien journalier.

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PREFILTRE TURBO 2

Le prénettoyeur TURBO 2, est un préfiltre adaptable proposé aux utilisateurs de moteurs de toutes sortes, pour prolonger la durée de vie du filtre à air. Il supprime jusqu'à 90 % des impuretés de l'air : poussières de poudre, insectes, pluie et neige. Ce préfiltre utilise aussi le principe "cyclone", néanmoins sa conception est unique. Il est automoteur, autonettoyant et le souffleur à turbine est actionné par le passage de l'air. Fonctionnement : Le préfiltre possède des ailettes qui font tourner l'air d'admission. Pendant que l'air tourne, le rotor accentue la force centrifuge pour séparer les impuretés : poussière, insectes, pluie, neige, etc.. Les impuretés tombent ensuite par les orifices circulaires à l'extérieur. Avantages : - S'installe facilement. - S'utilise avec des filtres à air à bain d'huile ou des filtres à élément sec. - Ne nécessite aucun entretien particulier.

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ELEMENT PAPIER CYLINDRIQUE Caractéristiques et entretien

Caractéristiques : Chapeaux d'extrémité en polyuréthane, joint faisant partie intégrante du chapeau Garniture recouverte d'émail blanc Papier filtrant spécial Faible résistance au flux d'air Grande résistance à la température (135° C) Grande surface filtrante, (longueur de papier comprise entre 9 et 21 mètres) Un seul filtre cylindrique peut être monté sur les moteurs industriels et les groupes électrogènes lorsque l'empoussièrement est minimal. Mais généralement il y a un filtre primaire et un filtre secondaire. Entretien : Les éléments primaires peuvent être nettoyés jusqu'à six fois, selon l'application, ce qui contribue à leur économie d'emploie. Toutefois ils doivent être remplacer impérativement au bout d'une année. Le nettoyage par soufflage doit s'effectuer avec une pression n'excédent pas 200 kPa. Le nettoyage par lavage doit s'effectuer avec une pression n'excédent pas 280 kPa. Après le nettoyage, il faut vérifier l'état du filtre au moyen d'une lampe. Les éléments secondaires ne doivent pas être nettoyés. Remplacer l'élément secondaire à l'occasion du ème nettoyage de l'élément primaire. 3 Le lavage doit se faire avec un produit détergent non-moussant, les filtres peuvent être séchés au four sous une température de 80°, dans un local sec hors poussières. Il faut compter 48 à 72 heures pour les sécher.

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ELEMENT PAPIER PLAT Avantages des filtres à sec

Les filtres à éléments plats s'emploient sur les moteurs marins et industriels, là, où l'espace est limité et l'atmosphère faiblement empoussiérée. Parfois ils sont équipés de "par suie" (élément fin en fibres) pour ralentir le colmatage.

Avantages des filtres à sec : - Efficacité comprise entre 99,5 % et 99,8 %. Quel que soit le régime du moteur. - Ils arrêtent les poussières jusqu'à 10 microns. - Colmatage détecté par indicateur, par émission de fumée, et par un manque de puissance. - Entretien simplifié. - Assez bon marché.

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INDICATEUR DE COLMATAGE

Son rôle est de prévenir ou de signaler l'encrassement du filtre à air, (il est monté depuis 1963 sur les moteurs Cat). Il supprime les interventions "au hasard" sur le filtre à air. Les anciens indicateurs affichent une zone rouge lorsque la dépression atteint environ 7 kPa. Les nouveaux indicateurs de colmatage possèdent une indication chiffrée. Cela indique la dépression en colonne d'eau. Le filtre est complètement encrassé lorsque l'indicateur enregistre une restriction de 30" H2O. A ce stade, le moteur consomme plus de carburant et perd un peux de sa puissance. Au-delà de cet encrassement, de la fumée noire apparaît à l'échappement, le moteur risque des avaries s'il continue de travailler. Dépression indiquée en pouce d'eau - 30 pouces d'eau (30" H2O) ou 7,5 kPa, (1" H2o = 0,25 kPa) La lecture sur un filtre propre se situe entre 5 et 10. La lecture sur un filtre encrassé se situe entre 20 et 25. Conséquence d'un filtre colmaté : * Fumées noires * Manque de puissance * Difficulté de démarrage * "Lavage" des cylindres (fuel imbrûlé) * Encrassement de l'échappement * Pollution de l'huile

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FILTRE A BAIN D'HUILE Efficacité, sensibilité et entretien

Efficacité : - 90% au régime de ralenti, - 98% au régime maxi (efficacité qui chute rapidement si l'entretien est négligé). Ils peuvent être encore utilisés dans des applications spéciales du fait de leur bon comportement en milieu humide.

Sensibilité : - Très sensible à la vitesse de l'air, (régime du moteur). Les filtres à bain d'huile laissent passer 4 à 5 fois plus de poussière que les filtres à sec. - Aux températures basses (viscosité de l'huile) - A l'inclinaison (travail en pente) Entretien : -

Compliqué Problème de niveau périodicité ? coûteux (main d'œuvre, plus huile)

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SURALIMENTATION

On sait qu'il faut en moyenne 20 gr d'air pour brûler 1 gr de fuel dans un moteur Diesel. Toutefois, il est prouvé qu'un moteur à aspiration naturelle (NA) n'aspire que 80 à 90% maximum de sa cylindrée en air. Cela limite d'autant la quantité de carburant qu'il peut brûler, donc la puissance développée. Dans ces conditions, il devient évident qu'en mettant plus d'air, on pourra mettre plus de carburant et donc développer plus de puissance. Une solution consiste à employer un turbocompresseur pour remplir à 100% et même plus, les cylindres. L'augmentation de puissance qui peut être de l'ordre de 30%, permet d'abaisser le coût de fabrication par réduction du poids et d'encombrement. Alimentation Naturelle : Suralimenté :

≃ 23 Ch/dm3 de cylindrée ≃ 30 Ch/dm3 de cylindrée

Par contre la combustion d'une plus grande quantité de carburant provoque un plus grand dégagement de chaleur d'où la nécessité d'avoir : -

Une plus grande vitesse de circulation d'eau, Un plus grand débit d'huile, Un refroidissement des pistons, Un refroidissement de l'huile.

Déjà proposé en 1909 le turbocompresseur à vu ses principes de base brevetés par un Français Mr RATEAU en 1916. Les principaux constructeurs sont : Schiwtzer (USA), Air Research (Garret) (USA), Holset (GB), Dowty (GB), K.K.K (All), Eberspacher-bosch (All), Svenska Flygmotor (Suède), Hispano SNECMA (france), Brown Boverri (suisse).

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SURALIMENTATION Compresseurs

Il existe plusieurs types de compresseurs qui fournissent de gros débits d'air sous basse pression : Compresseurs à pistons, (Dugelay, pulso-compresseur Momy etc.) modèle de moins en moins répandus. Compresseur centrifuge, employé sur l'ensemble des moteurs sous forme de turbocompresseur utilisant l'énergie des gaz d'échappement. Compresseur à palettes, (Cosette) peu répandus, ils donnent de bons résultats, mais sont assez compliquées. Compresseur rotatif Roots : Ce compresseur est très répandu sur les moteurs deux temps aux U.S.A. Il fonctionne suivant le principe de la pompe à engrenages, mais les pignons sont remplacés par des rotors munis de lobes (2, 3, où 4) qui tournent dans un carter. Les jeux sont très faibles pour éviter les fuites 0,1 à 0,15 mm. Les rotors sont réunis par des engrenages pour qu'il n'y ait pas de contact entre les pièces. (précautions lors du remontage) Compresseur rotatif Elliot - Lysholm. C'est un perfectionnement du type Roots. Les deux rotors sont munis de lobes hélicoïdaux en prise de telle sorte que l'air enfermé dans les espaces compris entre leurs filets, soit entraîné suivant l'axe. Les rotors ont des vitesses différentes du aux pas des engrenages. Malgré le compresseur, le moteur diesel deux temps ne peut pas donner une puissance double, comparativement au moteur à 4 temps, Mais elle peut atteindre 1,8 pour une cylindrée et un régime identique. Cela est quand même intéressant, puisque pour le même encombrement, on peut avoir un moteur plus puissant. Cet avantage n'est pas primordial sur les moteurs de petite puissance, mais il devient prépondérant sur les gros moteurs développant plusieurs milliers de KW, tels que les moteurs de bateaux.

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SURALIMENTATION Turbocompresseur

Le turbocompresseur utilise l'énergie des gaz d'échappement pour augmenter la quantité d'air introduite dans les cylindres. Remplissage obtenu de 1 à 1,3. L'énergie perdue par l'échappement est d'environ de 30% sur un moteur Diesel, on en récupère environ 7% pour entraîner le turbo. La consommation spécifique des moteurs suralimentés diminue dans certains cas jusqu'à 13%. L'augmentation de la pression d'admission en fonction de la charge permet de travailler en altitude sans perte de puissance. Le turbocompresseur à type centrifuge comprend quatre parties essentielles : -

la turbine qui reçoit les gaz d'échappement, une roue à aubes (pompe) qui compresse l'air, le carter central support des organes, les volutes qui dirigent l'air admis et les gaz d'échappement.

La turbine et la pompe sont clavetées sur le même arbre. Les parties mobiles sont supportées par deux bagues libres, aussi bien sur l'arbre que dans le carter. En fonctionnement aucune pièce ne se touche, c'est la pression d'huile qui centre l'ensemble. On appelle cela, un montage flottant. Les turbocompresseurs récents sont de dimensions plus petites dans la plupart des applications. Ils tournent à environ 130.000 tr/mn au régime de pleine charge et entre 4000 et 8500 tr/mn au régime de ralenti. Dans certains cas le carter central des turbos est refroidit par eau pour limiter la température des paliers et des joints. Cela évite de "carboniser" l'huile et de brûler les joints.

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SURALIMENTATION

La butée latérale placée à proximité de la turbine d'admission à un rôle important. Elle contient les forces de poussée du compresseur et de la turbine qui agissent dans la même direction. Il est important de vérifier le jeu axial toutes les 1000 heures ainsi que la flèche de l'arbre lors d'une remise en état. A titre d'exemple un jeu axial peut être compris 0,10 mm et 0,15 mm il ne doit pas excéder 0,2 mm. La flèche de l'arbre ne doit pas dépasser 0,05 mm. L'usure rapide du turbo peut être causée par : - le démarrage à froid - (huile non filtrée avec valve de priorité), - de l'huile sale - (grippage rapide des bagues et de la butée latérale), - un défaut de graissage - (accélération rapide à froid ou arrêt brutal), - la présence de corps étrangers dans le circuit d'échappement ou d'admission - (arrêt brutal à chaud). ∆ - L'arbre ne doit pas dépasser 5/100 de faux rond

5/100

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SURALIMENTATION

Comme on peut le remarquer sur le diagramme, la pression dans le cylindre est supérieure lorsque le moteur est suralimenté. Le turbocompresseur présente de nombreux avantages : - il réduit les émissions de fumée par excès d'air, - il rend le moteur moins bruyant par amélioration de la montée en pression dans le cylindre; et par l'utilisation et amortissement de l'énergie d'échappement, - De plus il améliore le rapport poids puissance du moteur. Malgré ces remarques le turbo n'améliore pas l'aptitude au démarrage du moteur. Pour des impératifs de limitation de la pression maximale, certains moteurs présentent en version suralimentée, un rapport volumétrique au dépend de la facilité d'allumage à froid. Caterpillar à été l'un des premiers constructeurs à concevoir à partir de 1931 des moteurs suralimentés. Il contribua énormément au développement des turbocompresseurs. Sur les moteurs actuels, CAT utilise des turbos d'origine Schwitzer ou Garrett. La version NA (aspiration naturelle) est directement issue des moteurs suralimentés, T ou TA. La conception des anciens moteurs, NA, T ou TA peut être identique, que se soit au niveau de l'embiellage, de l'arbre à cames, ou même du rapport volumétrique. Toutefois les moteurs prévus pour les applications sévères peuvent comporter quelques différences : Bielles renforcées, pistons en deux parties etc... Le rapport volumétrique des moteurs Cat se situe entre 13/1 et 18,2/1. Exemple : 3114 - 16,5/1; 3208 - 18,2/1; 3306 - 15/1; 3412 - 14,5/1

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EPURE DE DISTRIBUTION

Epures comparatives de la distribution d'un moteur

A gauche : moteur à 4 temps en version aspirée. Au centre : moteur à quatre temps en version suralimentée. A droite : moteur à 2 temps.

Pour un meilleur rendement des moteurs suralimentés, la période de chevauchement des soupapes d'admission et d'échappement durent plus longtemps, pour permettre un balayage complet des gaz. Grâce au balayage, les cylindres sont refroidis et le rendement volumétrique est augmenté.

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REGULATION TURBO

A cause du temps de réponse de l'ensemble turbine compresseur, (inertie mécanique et aérodynamique, le turbo n'est pas efficace sur toute la plage de régime du moteur. Pour améliorer cette lacune, le turbocompresseur peut être surdimensionné pour satisfaire la demande de puissance à bas régime et être régulé pour limiter la pression en pleine charge. Le turbocompresseur être muni d'une soupape ou d'un volet de régulation. Fonctionnement : Lorsque la pression d'admission exercée sur la membrane est supérieure à la force du ressort, la soupape se déplace vers le haut pour bipasser les gaz d'échappement.

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TURBO AFTER COOLER

L'air sortant du turbocompresseur atteint des températures de 145 à 165° C. Le simple fait de refroidir l'air venant du turbo permet d'accroître sa densité et donc d'augmenter encore la quantité entrant dans les cylindres. On peut ainsi obtenir un remplissage de 1,2 à 1,7 voir d'avantage. Cela se traduit par un gain de puissance supplémentaire. Pour effectuer ce refroidissement, il existe plusieurs versions de réfrigérant d'air d'admission : - AIR/EAU

:

(JWAC) - AIR/AIR

Il se résume en un radiateur, dans lequel circule généralement le liquide de refroidissement du moteur.

:

C'est un radiateur au travers duquel l'air ambiant vient refroidir l'air d'admission.

(ATAAC)

EXEMPLE DE VARIATION DU POIDS D'AIR EN FONCTION DE : la température

l'altitude (988 mlbar à 15 °C)

à -1°C ......1,38 Kg/m3

...0

mètres.......1,225

kg/m3

+10°C .......1,25 Kg/m3

.500

m............1,165

kg/m3

+21°C .......1,20 Kg/m3

1000

m............1,110

kg/m3

+32°C .......1,15 Kg/m3

2000

m............1,010

kg/m3

+43°C .......1,12 Kg/m3

3000

m............0,905

kg/m3

+54°C .......1,07 kg/m3

4000

m............0,858

kg/m3

Les puissances d'un moteur varient en fonction de : - de l'application, - des accessoires, - des réglages qui si rapporte. Exemple CAT

:

3306

NA : 135 HP → (12G)

3306

T

3306

TA : 285 HP → (D350D)

: 232 HP → (966F)

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TURBO AFTER COOLER (ATAAC)

REFROIDISSEUR AIR/AIR

Les refroidisseurs d'air d'admission air/air CAT, sont appelés ATAAC, (Air To Air Aftercooler). La compression de l'air par le turbo provoque une élévation de température de l'air d'admission. Quand la température augmente l'air se dilate, sa densité diminue. Lorsque la température de l'air augmente la puissance diminue de même que la durée de vie du moteur. (Quand la température s'élève de 1°C à l'admission la température d'échappement augmente de 3°C) La température normale de l'air dans le collecteur d'admission d'un moteur "ATAAC" est de l'ordre de 40 à 50° C environ. Elle ne doit en aucun cas dépasser 65° C. Pour effectuer un contrôle de la pression turbo, placer la prise de pression après l'aftercooler.

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TURBO AFTER COOLER JWAC

Les refroidisseurs d'air d'admission Air/Liquide Caterpillar sont appelés JWAC (Jacket Water Aftercooler). La température maximum dans le collecteur d'admission d'un moteur JWAC ne doit pas excéder 121° C. La température normale étant comprise entre 93 et 115° C.

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VALVE DE PRIORITE

Pour alimenter le turbo immédiatement lors du démarrage, les anciens moteurs étaient équipés d'une valve de priorité, Certains moteurs actuels disposent d'une pompe électrique de prélubrification. Justification : Permet la lubrification immédiate du turbo dès la mise en marche du moteur. Principe : Elle court-circuite les filtres à huile pour que le débit de la pompe atteigne le turbo avant même, que la pression s'établisse. Elle assure l'alimentation par les filtres une fois que la pression est établie dans le circuit. Réalisation : La valve est branchée en parallèle sur le circuit entre la pompe et le turbo et elle est ouverte au repos. A la mise en route l'huile atteint directement le turbo. Lorsque la pression s'établie, elle s'applique en bout du tiroir. Le tiroir se déplace contre l'action du ressort, obstrue le passage direct et ouvre l'alimentation venant des filtres.

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PRELUBRIFICATION (EX. : D8R)

Relais minuteur Mano-contact de pression d'huile

Clapet anti-retour Arrivée d'huile

Avant

Certaines machines peuvent recevoir en option un système de prélubrification intégré ou non au démarreur du moteur. Sur le D8R, la pompe de prélubrification (intégré au démarreur), fourni l'huile au circuit de lubrification avant que le moteur soit lancé. Lorsque la clé est placée sur la position démarrage : le relais minuteur alimente le démarreur pour que la pompe pressurise le circuit. Lorsque la pression atteint 28 kPa, le mano-contact change de position. Dans ce cas, le relais minuteur coupe la prélubrification pendant trois seconde avant de lancer automatiquement le moteur. Moteur en marche, le circuit de prélubrification est isolé par le clapet anti-retour. Après l'arrêt du moteur, le système de prélubrification est inopérant si un délai de deux minutes ne c'est pas écoulé avant la remise en route.

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EVOLUTION

CAPTEUR DE CAPTEUR DE PRESSION PRESSION D'ENTRE TURBO ATMOSPHERIQUE¨

CAT

Avec l'évolution des moteurs et surtout grâce à la gestion électronique, l'équilibre air/fuel peut être contrôlé de façon permanente et cela quelles que soient les conditions d'utilisations. L'utilisation de capteurs associés à une cartographie adaptée permet de compenser automatiquement la restriction du filtre (∆P), afin de protéger le moteur contre les effets occasionnés par un filtre à air colmaté. Exemple sur les moteurs HEUI, lorsque la restriction du filtre engendre une ∆P supérieure à 6,25 kPa (0,0625 bar ou 25" d'eau), la quantité de carburant diminue. La puissance du moteur s'affaiblie de 2% par kPa de ∆P à partir de 6,25 kPa, (diminution maximum 20%) Rappels : (1" d'eau = 0,25 kPa / 1kPa = 4" d'eau)

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TURBO VARIANTE DE MONTAGE

Plusieurs turbocompresseurs sont nécessaires sur les moteurs de grande puissance. Pour réaliser le montage turbocompresseurs sur les moteurs deux solutions sont employées :

- Le montage série

ex :

793B (figure 1)

- Le montage parallèle

ex :

789B (figure 2)

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TEMPERATURE D'AIR D'ADMISSION / D'ECHANGE

TEMPERATURE D'ECHAPPEMENT Différence de température entre deux collecteurs d'échappement (mot en V)

24 °C

Température maximum en sortie d'échappement moteur turbo (mesuré après le turbo)

590 °C

Température maximum en sortie d'échappement moteur à aspiration naturelle

700 °C ≈

TEMPERATURE DE L'AIR D'ADMSSION Type d'admission

Normal *

Maxi *

Aspiration naturelle

29 °C

43 °C

Moteur turbo

149 °C

163 °C

Moteur turbo - réfrigérant d'admission par eau des chemises JWAC

107 °C

118 °C

Moteur turbo - réfrigérant d'admission air/air ATAAC

**

20 °C

65 °C

Cas particuliers (grand froid) Moteur turbo - réfrigérant d'admission par circuit séparé, adapté pour une basse température (- 29 °C)

43 °C

52 °C

22 °C

Moteur turbo - réfrigérant d'admission par circuit séparé, adapté pour une basse température (- 32 °C)

46 °C

54 °C

22 °C

Moteur GAZ turbo - réfrigérant d'admission par circuit séparé, adapté pour une basse température (- 32 °C)

38 °C

43 °C

11 °C

* Température à l'entrée du collecteur d'admission. ** Différences maxi entre la température d'entrée d'air d'admission et la température d'alimentation en eau du réfrigérant.

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PRECAUTION DE MISE EN ROUTE

La vitesse importante du turbo ainsi que les différences de température nécessitent quelques précautions pour maintenir sa fiabilité. La température de l'air compressé varie entre 149 et 163° C, alors que la température d'échappement est de l'ordre de 600° C. Précautions lors de la mise en marche et l'arrêt du moteur Le turbo ne doit pas atteindre un régime élevé, avant que la pression d'huile à ses paliers soit établie. L'arbre tourne dans des bagues flottantes. Il faut non seulement un débit d'huile suffisant pour assurer le refroidissement, mais aussi que l'huile soit sous pression, pour centrer et stabiliser l'arbre. Recommandation 1 - Immédiatement après le démarrage il est conseiller de rester au régime de ralenti quelque seconde puis de mettre ensuite le moteur à mi-régime pendant cinq minutes avant d'accélérer à fond. 2 - Ne jamais accélérer brutalement le moteur lorsqu'il est froid. 3 - Avant d'arrêter le moteur, le laisser tourner au ralenti au moins 30 secondes pour permettre un refroidissement progressif du turbo et éviter qu'il ne tourne sur "sa lancée" sans pression d'huile. 4 - Après un arrêt prolongé, où lors d'un remplacement, déconnecter le tuyau d'arrivée d'huile du turbo. * Remplir le carter central d'huile très propre. * Faire tourner le moteur à l'aide du démarreur et s'assurer que l'huile arrive normalement. * Resserrer le tuyau d'arrivée avant de procéder à la mise en marche. 5 - Vérifier périodiquement le latéral et la rotation libre de l'arbre du turbo.

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REVISION PREVENTIVE

Au-delà d'une certaine usure, les détériorations peuvent survenir très rapidement. Lorsque le turbocompresseur s'arrête brutalement en marche, les dégâts en général sont importants et la remise en état peut coûter les 3/4 ou les 4/5 du prix d'un turbocompresseur neuf. Le remplacement du turbo, programmé dans une période d'heure établie, (environ 5000 heures) assure une réparation à moindre frais et permet surtout de protéger le moteur. Précaution indispensable après un incident éventuel afin d'éviter une récidive S'efforcer tout d'abord de déterminer la cause de l'incident Nettoyer le filtre à air ou changer les éléments, et vérifier que les pipes d'air et d'échappement ne contiennent aucun corps étranger. (Il est à noter que, le colmatage des éléments filtrants peut provoquer des fuites aux paliers du turbocompresseur et que de telles fuites sont préjudiciables) S'il y a eu ruptures d'aubages de turbine ou de compresseur, il faudra rechercher les particules partout où elles auront pu aller se loger. Déposer la ou les culasses, les collecteurs et pipes d'admission et d'échappement pour inspection et nettoyage. Vidanger le moteur et changer les filtres, déposer la base du filtre ainsi que la valve de lubrification du turbocompresseur (si équipé), pour nettoyage et examen. En cas de présence de particules métalliques ou autre dans l'huile, rincer et nettoyer le carter et les circuits. (refroidisseur, tuyaux etc...) Nettoyer à fond le reniflard. Lorsque le reniflard est colmaté, il se crée une pression dans le carter, cela peut provoquer des fuites aux paliers du turbocompresseur. (même effet qu'un filtre colmaté) Vérifier les organes qui auraient pu être la cause de l'incident ou y contribuer : - injecteurs, rupture éventuelle ou plusieurs injecteurs défectueux peuvent provoquer l'échauffement anormal de la turbine ou sont emballement. - les bougies de réchauffage. (si équipé) - les soupapes, rupture éventuelle, etc… Au montage, vérifier l'alignement de la pipe d'admission avec le carter de la roue soufflante du turbo. Avant la mise en place du turbocompresseur, remplir le carter central d'huile moteur propre. Introduire l'huile par l'orifice d'amenée d'huile. Tourner le rotor à la main jusqu'à ce que l'huile s'écoule par l'orifice de sortie. Avant de démarrer le moteur, le faire tourner au démarreur avec l'injection coupée et s'assurer que l'huile s'écoule par l'orifice de sortie.

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ENTRETIEN

Remarque : Ne jamais procéder à l'entretien des filtres à air lorsque le moteur tourne sous peine d'endommager celui-ci Préfiltre

1. Contrôler visuellement la cuve du préfiltre. La vider lorsqu'elle est encrassée jusqu'au repère (1) 2. Desserrer l'écrou papillon (2), retirer le couvercle et vider la cuve l'essuyer ou, au besoin la laver à l'eau propre et sécher. 3. Remonter la cuve et son couvercle. Serrer l'écrou papillon à la main seulement. Elément primaire

1. Desserrer les vis (3) du couvercle, puis retirer le couvercle et l'élément primaire. 1. Nettoyer et contrôler l'élément. 1. A chaque nettoyage ou remplacement de l'élément primaire, faire un repère sur l'élément secondaire. 1. Nettoyer l'intérieur du boîtier de filtre et le couvercle. 1. Remonter l'élément après nettoyage et remettre le couvercle en place. Serrer les vis de retenue à la main seulement. Si l'indicateur de colmatage passe au rouge après montage d'un élément primaire propre, où si la fumée est toujours noire à l'échappement, remplacer l'élément secondaire.

Procéder à l'entretien des filtres lorsque l'indicateur de colmatage passe au rouge

L'élément primaire doit être mis au rebus au bout de six nettoyages maximum. Le remplacer une fois par an, même s'il n'a pas été nettoyé six fois.

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ENTRETIEN

Elément secondaire

Nettoyage des éléments

Remarque : Toujours remplacer l'élément secondaire. Ne jamais le nettoyer en vue de sa réutilisation.

Ne pas nettoyer les éléments en les frappant avec les mains ou en les heurtant contre des objets durs.

Remplacer l'élément secondaire à l'occasion du troisième remplacement de l'élément primaire

Contrôler les éléments après nettoyage. Ne pas les réutiliser si les plis, les joint ou les garnitures sont endommagées.

Il faut également remplacer l'élément secondaire si l'indicateur de colmatage passe au rouge après montage d'un filtre primaire propre.

Les éléments peuvent être nettoyés à l'air comprimé, à l'eau sous pression ou au détergent.

1. Retirer le couvercle et l'élément primaire.

Pour le nettoyage à l'air la pression ne doit pas dépasser 200 kPa sous peine d'endommager l'élément. Pour le nettoyage à l'eau la pression ne doit pas dépasser 280 kPa sous peine d'endommager l'élément. Nettoyage à l'air ou à l'eau

2. Retirer l'élément secondaire et le mettre au rebus.

1. Diriger le jet à l'intérieur de l'élément, le long des plis. 2. Sécher soigneusement l'élément après un nettoyage à l'eau. Nettoyage au moyen d'un détergent 1. Obturer l'admission d'air (7) et nettoyer l'intérieur du boîtier.

1. Laver l'élément à l'eau chaude additionnée d'un détergent ménager non moussant

3. Remonter un élément secondaire neuf, remettre un filtre primaire propre et refermer le boîtier.

2. Rincer à l'eau propre et sécher l'élément à l'air comprimé et le contrôler.

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ENTRETIEN

Contrôle 1. Après nettoyage et séchage, contrôler l'élément avec une lampe de 100 Watts. Le rejeter si des plis, des garnitures ou des joints sont endommagés.

2. Emballer les éléments en bon état et les ranger dans un endroit sec et propre.

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