Moteur Cat

TESTS ELECTRIQUES ET HYDRAULIQUES SUR LES CIRCUITS HEUI DES MOTEURS 3126, C9 ET 3408

Centre de Perfectionnement FRANCIS MONNOYEUR

Codification 152 S

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

TEST DES POMPES HEUI

TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION........................................................................................................................ PAGE 1 RAPPELS, MOTEURS 3126, C9, 3408 ..................................................................................... PAGE 2 Fonctionnement des injecteurs............................................................................................. PAGE 2 Test de claquage des injecteurs ........................................................................................... PAGE 3 Test de coupure des cylindres .............................................................................................. PAGE 4 Fonctionnement de la pompe HEUI du 3126 ........................................................................ PAGE 5 Fonctionnement de la pompe HEUI du C9............................................................................ PAGE 6 Fonctionnement de la pompe HEUI du 3408 ........................................................................ PAGE 7 MOTEURS 3126, C9, 3408 ........................................................................................................ PAGE 8 Test de pression de commande HEUI .................................................................................. PAGE 8 Test de la pression HEUI minimale ....................................................................................... PAGE 9 Vérification de l’étanchéité des injecteurs .......................................................................... PAGE 10 Test des pompes HEUI, alimentées par l’ECM .................................................................... PAGE 11 MOTEUR C9 .............................................................................................................................. PAGE 12 Test de la pompe HEUI, alimentée en direct........................................................................ PAGE 12 MOTEUR 3126........................................................................................................................... PAGE 15 Test de la pompe HEUI, alimentée en direct........................................................................ PAGE 15 MOTEURS 3408 / 3412 ............................................................................................................. PAGE 17 Test de la pompe HEUI, alimentée en direct........................................................................ PAGE 17 NOTES PERSONNELLES......................................................................................................... PAGE 19

Rédigé par : Zohrab LAMY CPFM

Vérifié par: François DEQUENNE Référence Document 152

Approuvé par: Marc DE TAEVERNIER Version : Page A

TEST DES POMPES HEUI

INTRODUCTION

Ce fascicule vise à éclaircir le principe de fonctionnement des pompes HEUI des moteurs de la gamme Caterpillar, en se basant sur un certain nombre de tests électriques et hydrauliques. Ces tests permettront de s’assurer du bon état de fonctionnement de la pompe HEUI, en l’isolant totalement du moteur.

Note : les valeurs données dans ce document le sont à titre indicatif ; elles peuvent être modifiées à tout moment par le constructeur.

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TEST DES POMPES HEUI

RAPPELS, MOTEURS 3126, C9 ET 3408 Fonctionnement des injecteurs

Les injecteurs HEUI sont munis de 3 parties fonctionnelles :

•

Le corps de commande : il gère, via une électrovalve, le passage de l’huile sous pression entre l’alimentation de l’injecteur et le piston de poussée de l’élément de pompage.

•

L’élément de pompage : il est actionné par le piston de poussée, au-dessus duquel s’exerce la pression du circuit HEUI. Le rapport de sections entre le piston de poussée et l’élément de pompage varie entre 6 et 7, selon l’injecteur considéré. Ce rapport de sections permet d’amplifier la pression du circuit hydraulique HEUI, afin de surmultiplier la pression du fuel injecté. La pression du circuit HEUI varie en règle générale entre 100 bar et 230 bar, selon les régimes, les températures et les variations de charge.

•

Le nez d’injecteur : il est constitué essentiellement de l’aiguille de l’injecteur et de son ressort de rappel. Ce ressort est taré environ à 350 bar. Il est important de noter que la pression HEUI doit être suffisante pour pressuriser le fuel à 350 bar, sinon l’aiguille de l’injecteur est incapable de se lever.

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TEST DES POMPES HEUI

RAPPELS, MOTEURS 3126, C9 ET 3408 Test de claquage des injecteurs

Le but de ce test est de faire « claquer » les injecteurs, c’est à dire de les alimenter sous une tension plus forte que celle utilisée en fonctionnement normal, moteur à l’arrêt. La finalité de ce test est double : vérifier le fonctionnement électrique de l’injecteur, mais aussi son fonctionnement mécanique, au niveau de l’électrovalve de commande. Le bon fonctionnement électrique est vérifié par ET, c’est à dire que l’ECM envoie un courant au travers de la bobine de l’injecteur et s’assure que la continuité électrique est bonne. Dans ce cas l’information « terminé » apparaît en face de l’injecteur concerné. Dans le cas contraire, l’information « ouvrir » (circuit ouvert ou open en anglais) apparaîtra. Le fonctionnement mécanique de la commande de l’injecteur (poppet) est audible par le mécanicien : en effet si l’injecteur « claque » cela signifie que le poppet vient en butée sur son siège (phase injection). S’il ne « claque » pas, cela signifie que le poppet est très certainement gommé voire grippé, ce qui se traduit par un non fonctionnement de l’injecteur.

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TEST DES POMPES HEUI

RAPPELS, MOTEURS 3126, C9 ET 3408 Test de coupure des cylindres

Le test de coupure des cylindres permet de vérifier le bon fonctionnement des injecteurs au niveau de la partie pompage, en estimant leurs fuites internes ou leurs mauvaises pulvérisations. A chaque coupure d’injecteur il faudra vérifier et comparer les paramètres de durée d’injection et de position de carburant. Une augmentation de valeur significative de ces paramètres signifie qu’une compensation importante par les autres cylindres est en cours. En d’autres termes, l’injecteur qui a été coupé était en bon état. Selon les modèles de « flash », l’opération de coupure peut se faire automatiquement pour la totalité du test; dans le cas contraire, il faudra recourir à un tableau excel (coupure injecteurs) pour obtenir le résultat final au bout de trois essais d’arrêt de cylindres. Par ailleurs ce test peut être fait également à « l’oreille », c’est à dire que le technicien coupe lui-même 3 cylindres sur 6, et compare les paramètres d’injection en faisant tourner le moteur alternativement sur 2 cylindres différents. Ces tests doivent être réalisés au ralenti, cas le plus défavorable pour vérifier les fuites internes. Centre de Perfectionnement Francis Monnoyeur

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TEST DES POMPES HEUI

RAPPELS, MOTEURS 3126, C9 ET 3408 Fonctionnement de la pompe HEUI du 3126

La pompe HEUI du 3126 est une pompe à pistons axiaux, à cylindrée fixe. Le débit de refoulement varie en fonction du régime moteur et de l’alimentation électrique (gérée par l’ECM) de l’électrovalve proportionnelle, dont le rôle est en définitive de faire monter ou chuter la pression présente dans la rampe d’huile HEUI. Un limiteur de pression de sécurité taré à 320 bar, non réglable, permet de sécuriser le circuit. L’électrovalve se comporte donc comme un limiteur de pression à action pilotée, à commande électrique et à seuil de pression variable.

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TEST DES POMPES HEUI

RAPPELS, MOTEURS 3126, C9 ET 3408 Fonctionnement de la pompe HEUI du C9

La pompe HEUI du C9 est une pompe à pistons axiaux, à cylindrée fixe et débit variable. Le débit de refoulement varie en fonction du régime moteur et de l’alimentation électrique (gérée par l’ECM) de l’électrovalve proportionnelle, qui a le rôle de contrôler le déplacement du piston de commande des manchons doseurs situés sur chaque piston. Une réduction de pression permet de maintenir une pression de 57 bar sur la face gauche du piston de commande, alors que la pression présente sur la face droite (0 à 57 bar) dépend de l’alimentation de l’électrovalve (présence d’une restriction dans ce piston). Le débit refoulé est adapté précisément au besoin. Un limiteur de pression de sécurité taré à 310 bar, non réglable, permet de sécuriser le circuit.

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TEST DES POMPES HEUI

RAPPELS, MOTEURS 3126, C9 ET 3408 Fonctionnement de la pompe HEUI du 3408

La pompe HEUI du 3408 est une pompe à pistons axiaux, à cylindrée variable, pourvue d’une régulation Load Sensing. Une électrovalve proportionnelle placée sur la ligne signal (LS) permet de gérer le débit de refoulement ainsi que la pression du circuit. Le tiroir de coupure assure une sécurité à 260 bar environ, valeur variable selon l’application.

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MOTEURS 3126, C9 ET 3408 Test de pression de commande HEUI

Un moteur HEUI utilise, entre autres, quatre paramètres pour gérer son injection :

•

La pression de commande d’injection, lue au capteur de pression HEUI,

•

La pression de commande d’injection désirée par l’ECM, en fonction des régimes, températures, cas de charge du moteur et la cartographie donnée dans le « flash ».

•

Le courant de déclenchement d’injection, envoyé à l’électrovalve proportionnelle de la pompe pour atteindre la pression désirée,

•

La température d’huile moteur (prise sur la rampe HEUI), pour gérer les avances à l’injection en fonction de la viscosité de l’huile. Une information de viscosité d’huile est aussi à rentrer dans les configurations des moteurs 3126 et C9 (qualité d’huile moteur et plage de qualité d’huile de démarrage à froid).

Le but de ce test est d’imposer une pression de commande d‘injection désirée à l’ECM afin de vérifier que l’ECM alimente correctement l’électrovalve de la pompe pour atteindre la pression désirée. Ce test porte donc sur la totalité du circuit HEUI : alimentation électrique et hydraulique, fonctionnement de la pompe et des injecteurs, étanchéité des joints d’injecteurs, … Centre de Perfectionnement Francis Monnoyeur

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TEST DES POMPES HEUI

MOTEURS 3126, C9 ET 3408 Test de la pression HEUI minimale

Ce test doit être réalisé lorsque le moteur démarre difficilement, voire pas du tout.

Pour permettre l’injection, le fuel doit être suffisamment pressurisé pour lever l’aiguille de l’injecteur, dont le ressort de rappel est généralement taré entre 340 et 350 bar. Pour cela l’huile sous pression HEUI doit être capable de pousser l’élément de pompage pour faire monter la pression de fuel à 350 bar. Compte tenu des rapports de surface entre les pistons de poussée et les éléments de pompage (rapports 1 à 7 pour le 3408, 1 à 6.75 environ pour le 3126, et 1 à 6.5 environ pour le C9), on doit avoir normalement au démarrage du moteur une pression minimale de 50 bar pour un 3408, et 60 bar pour les 3126 et le C9. Cette pression HEUI doit être mesurée sur la rampe de la culasse (ou au refoulement de la pompe) à l’aide d’un manomètre, car on ne sait pas dans ce genre de circonstance si le problème est lié à la pompe, aux injecteurs, ou à un capteur de pression HEUI défaillant.

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TEST DES POMPES HEUI

MOTEURS 3126, C9 ET 3408 Vérification de l’étanchéité des injecteurs

Les injecteurs peuvent être la source de fuites hydrauliques, soit par usure interne, soit par la détérioration d’un joint d’étanchéité. Les usures internes trop importantes peuvent se concrétiser par des refoulements d’huile excessifs au niveau de la réhausse de culasse. Il peut arriver aussi que la bobine de l’injecteur soit plus ou moins fuyante, ce qui occasionne également des pertes de pression. La détérioration du joint d’étanchéité supérieur de l’injecteur crée une fuite d’huile vers la réhausse de culasse, ce qui se traduit par un dysfonctionnement du moteur, voire même l’impossibilité de démarrer si la fuite est trop importante. Pour vérifier les sources de pannes énoncées ci-dessus, il convient de déposer le cache culbuteurs et de laisser le moteur tourner au ralenti (attention quand même aux projections d’huile…). Centre de Perfectionnement Francis Monnoyeur

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TEST DES POMPES HEUI

MOTEURS 3126, C9 ET 3408 Test des pompes HEUI, alimentées par l’ECM

Ce test consiste à vérifier que la pompe monte en pression, jusqu’à atteindre la valeur de tarage du limiteur de sécurité interne (modèles C9 et 3126), ou du tiroir de coupure (modèle 3408 et 3412). Pour cela, débrancher le refoulement de la pompe et le bouchonner ; monter un capteur de pression 0-450 bar sur le refoulement de pompe (photo ci-dessus). Faire tourner le moteur au démarreur. L’ECM va essayer de faire monter la pression dans la rampe HEUI (information lue au capteur IAP) en alimentant l’électrovalve de la pompe. Sachant que le refoulement est débranché, l’huile va monter en pression dans la pompe, mais pas dans la galerie d’alimentation des injecteurs. Par conséquent le moteur ne démarrera pas. Les valeurs de pression que l’on doit trouver sont : -

3126 : environ 320 bar, et au minimum 270 bar

-

C9 : environ 310 bar, et au minimum 265 bar

-

3408/12 : tarage du tiroir de coupure, entre 230 bar et 260 bar, selon réglage.

Si ces valeurs ne sont pas atteintes, procéder au même test en alimentant directement l’électrovalve de la pompe, afin de vérifier que le problème ne vient pas du circuit électrique ou de l’ECM. Ce test est décrit dans les pages suivantes.

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MOTEUR C9 Test de la pompe HEUI, alimentée en direct

TEST DES POMPES HEUI

ENERGIZOR 4.5V

Le but de ce test est de vérifier que la pompe atteint sa valeur de pression maximale, en débranchant son alimentation électrique de façon à éliminer les sources de dysfonctionnement liées à l’ECM ou au faisceau électrique. On pourra alors, en cas d’échec lors de ce test, suspecter la pompe ou son électrovalve de source sûre. Pour cela il est conseillé de débrancher le refoulement de la pompe et de le bouchonner, après y avoir branché un manomètre 0-450 bar. Il suffira ensuite de se reporter aux tableaux et courbes de pression – courant d’alimentation qui figurent dans les pages suivantes afin de vérifier le résultat que l’on doit obtenir en fonction de la source de courant fournie. Une pile de 4.5V est nettement suffisante pour réaliser ce test.

NB : il est préférable de vérifier la tension de la pile avant chaque essai car celle-ci se décharge assez vite durant ce test, et la pompe est sensible au moindre écart de tension d’alimentation. Centre de Perfectionnement Francis Monnoyeur

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MOTEUR C9 Test de la pompe HEUI, alimentée en direct

TEST DES POMPES HEUI

Pression HEUI Tension d'alimentation (V), Pourcentage (bar) moteur froid (20°C) de courant (%) 60 2.5 43 70 2.6 44 100 2.8 46 110 2.8 47 140 2.9 48 150 2.9 48 180 3 50 190 3 50 220 3.1 51 230 3.2 52 260 2.9 295 3.1 300 3.3 300 3.9 300 4.1 308 4.7 310 5

350 300 250 200 150 100 50

5

4. 1

3. 3

2. 9

3. 1

3

2. 9

2. 8

0 2. 5

Pression de refoulement (bar)

Relevé pompe HEUI C9, moteur froid

Tension d'alimentation (V)

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TEST DES POMPES HEUI

MOTEUR C9 Test de la pompe HEUI, alimentée en direct

Pression HEUI Tension d'alimentation (V), Pourcentage (bar) moteur chaud (80°C) de courant (%) 60 3 39 70 3 41 100 3.3 45 110 3.4 45 140 3.55 48 150 3.66 49 180 3.7 51 190 3.9 52 220 4 54 230 4.1 55 260 4.2 295 4.4 295 4.5

350 300 250 200 150 100 50

4. 4 4. 5

4. 1 4. 2

4

3. 9

3. 7

3. 3 3. 4 3. 55 3. 66

3

0

3

Pression de refoulement (bar)

Relevé pompe HEUI C9, moteur chaud

Tension d'alimentation (V)

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MOTEUR 3126 Test de la pompe HEUI, alimentée en direct

TEST DES POMPES HEUI

Ce test est rigoureusement identique à celui décrit dans les pages précédentes ; il faudra en revanche utiliser les valeurs données dans les tableaux suivants.

Pression HEUI Tension d'alimentation (V), Pourcentage (bar) moteur froid (20°C) de courant (%) 60 1.74 20 70 1.94 23 100 2.58 33 110 2.69 34 140 3.27 43 150 3.34 44 180 3.8 51 190 3.85 51 220 4.25 57 230 4.35 58 235 4.4 242 4.5 265 4.9 275 5 305 5.4 314 5.6 322 5.7 325 5.85 330 6 330 6.8

350 300 250 200 150 100 50

9

4

7

4.

5.

5.

6

4 4.

5 4. 2

8 3.

7 3. 2

2. 5

1. 7

8

0

4

Pression de refoulement (bar)

Relevé pompe HEUI 3126, moteur froid

Tension d'alimentation (V)

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MOTEUR 3126 Test de la pompe HEUI, alimentée en direct

TEST DES POMPES HEUI

Pression HEUI Tension d'alimentation (V), Pourcentage (bar) moteur chaud (80°C) de courant (%) 60 1.78 17 70 2.08 21 80 2.34 25 100 2.73 30 110 2.94 32 140 3.51 40 150 3.7 42 180 4.21 49 190 4.33 50 220 4.75 55 230 4.9 57 235 5 242 5.1 265 5.5 275 5.7 305 6 314 6.2 322 6.5 325 7 325 8 325 9

350 300 250 200 150 100 50

9

7

6. 2

5. 7

5. 1

4. 9

4. 33

3. 7

2. 94

2. 34

0 1. 78

Pression de refoulement (bar)

Relevé pompe HEUI 3126, moteur chaud

Tension d'alimentation (V)

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MOTEURS 3408 / 3412 Test de la pompe HEUI, alimentée en direct

TEST DES POMPES HEUI

Les valeurs de courant à prendre en compte sont les suivantes :

Pression HEUI Tension d'alimentation (V), Pourcentage (bar) moteur froid (50°C) de courant (%) 70 1.09 13 90 1.51 18 110 2.02 24 130 2.68 31 150 3.02 35 170 3.27 38 190 3.53 40 210 3.82 43 215 3.8 220 3.9 222 4 228 4.1 233 4.2 237 4.3 240 4.4 245 4.5 245 4.7 245 4.8 245 4.9 245 5

300 250 200 150 100 50

4. 9

4. 7

4. 4

4. 2

4

3. 8

3. 53

3. 02

2. 02

0 1. 09

Pression de refoulement (bar)

Relevé pompe HEUI 3408 / 3412, moteur froid

Tension d'alimentation (V)

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MOTEURS 3408 / 3412 Test de la pompe HEUI, alimentée en direct

TEST DES POMPES HEUI

Pression HEUI Tension d'alimentation (V), Pourcentage (bar) moteur chaud (80°C) de courant (%) 70 1.23 14 90 1.78 19 110 2.2 24 130 2.57 28 150 2.93 32 170 3.28 35 190 3.63 39 210 3.98 42 215 4.1 43 220 4.2 225 4.3 230 4.4 235 4.5 240 4.6 240 4.7 245 4.8 245 4.9 245 5

300 250 200 150 100 50

4. 9

4. 7

4. 5

4. 3

4. 1

3. 63

2. 93

2. 2

0

1. 23

Pression de refoulement (bar)

Relevé pompe HEUI 3408 / 3412, moteur chaud

Tension d'alimentation (V)

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TEST DES POMPES HEUI

NOTES PERSONNELLES

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