Soutenance mémoire
Le monde industriel du 21eme siècle ne cesse d’évoluer pour subvenir aux besoins de l’humanité, que ce soit dans la logistique que dans la conception en passant par la production. Durant 12 semaines, j’avais effectué un stage chez Madauto Tamatave Cummins, j’ai pu effectuer des démontages de moteur pour révision générale et un remontage. J’ai pu ainsi observer et étudier les systèmes de fonctionnement de plusieurs moteurs. Un problème avait surgit pendant cette phase d’observation et a affecté la productivité et je me suis posé la question : comment améliorer la productivité et diminuer le temps de travail des moteurs cummins quantum séries ?
POINT SUR LE MOTEUR DIESEL
Panoramas généraux
Historique et Généralités
Le célèbre inventeur allemand Rudolf Diesel est né en 1858, à Paris où il exerça la plus grande partie de son activité d’ingénieur. En 1892, il déposa à Berlin un premier brevet décrivant un moteur fonctionnant par injection pneumatique de charbon pulvérisée. Ce dispositif resta en réalité à l’état d’ébauche ; il fut remplacé, en 1897, par un système alimente en pétrole brut et offrant déjà un rendement satisfaisant(247g/ch.h).Avec une cylindrée de 1906 litres, le premier moteur diesel développait 14.7kW à 172tr/min. R.Diesel, disparut prématurément et mystérieusement en mer en 1913, mais son invention se répandit très rapidement, sur les bateaux après la première guerre mondiale, puis sur les camions entre1930 et 1939. La première voiture de tourisme à moteur diesel fut présentée par Mercedes en 1936 ; elle fut très peu diffusée. La voiture Peugeot, sortie en 1938, connut un meilleur succès (1000 exemplaires). Après 1945, le moteur diesel se généralisa sur le parc de véhicules utilitaires, mais sa diffusion sur les voitures particulières restait l’apanage d’un nombre limité de constructeurs (Peugeot, Mercedes). A partir des années 1970, on assista à une progression très rapide des véhicules diesel, dans le domaine du véhicule industriel, comme dans celui de la voiture particulière. Au niveau mondial, les moteurs équipant les véhicules industriels sont essentiellement de type diesel. En revanche, la situation est toute autre en ce qui concerne le marché des véhicules de tourisme. En effet, le taux de diésélisation des voitures neuves est quasiment nul aux Etats-Unis ; il atteint le dixième des immatriculations au Japon et le quart dans la Grande Europe.
Principe de fonctionnement
Quel que soit le type de moteur diesel considéré, nous avons affaire à :
❖un allumage par compression ou une combustion par diffusion En général, le moteur diesel fonctionne selon les quatre phases fondamentales décrites en 1862 par l’ingénieur Alphonse Beau de Rochas :
Différents types de moteur diesel
Le claquement des moteurs diesel provient du délai d’auto-inflammation du gasoil. Lors d’une injection, le gasoil ne s’enflamme pas dès son entré dans le cylindre, mais après un délai dépendant de divers facteurs comme la température du carburant et de l’air, de la pression en fin de compression ou de la finesse de l’injection. S’il n’y a qu’une seule injection, une grosse quantité de gasoil sera déjà injectée quand ce dernier s’enflammera, d’où un bruit particulièrement élevé lorsque le moteur est froid.
Aujourd’hui, trois technologies sont utilisées :
➯ La première : l’injection directe classique, qui est celle utilisée depuis le début du moteur diesel.
➯ La deuxième : l’injection indirecte, utilisée pour le bon brassage du carburant avec l’air.
➯ La troisième : le Common rail et l’injecteur pompe, sont des technologies qui remplacent progressivement l’injection classique.
Moteur à injection directe classique
Le circuit d’alimentation a le schéma suivant :
◆ La pompe d’injection génère la pression d’injection qui ouvrira l’injecteur ;
◆ Des tuyaux conduisent le gasoil sous pression vers les injecteurs, et les injecteurs s’ouvrent à chaque fois qu’ils reçoivent de la pression.
Le rapport entre la surface et le volume de la chambre de combustion est nettement plus faible pour un moteur à chambre à espace mort unique (injection directe). La durée de la combustion est plus courte dans un moteur à injection directe. Leur pression d’injection est comprise entre 180 et 250 bars .
Moteur à injection indirecte
Afin de remédier aux défauts du moteur liés à l’injection directe à savoir : brutalité, cognement, manque de souplesse, les constructeurs ont été amenés à concevoir un moteur à injection indirecte. L’injecteur débouche alors dans une préchambre dont le volume représente une partie de la chambre de combustion. Cette disposition permet d’employer un rapport volumétrique moins élevé ainsi qu’une pression d’injection plus faible. Le moteur est beaucoup plus souple qu’un moteur à injection directe. Les cognements sont atténués ce qui rend son utilisation plus agréable.
Le rapport entre la surface et le volume de la chambre de combustion est plus grand pour un moteur à près chambre (injection indirecte). Leur pression d’injection est d’environ 130 bars.
Les moteurs à injection haute pression à rampe commune
Contrairement aux systèmes à pompe distributrice, le système d’injection haute pression à rampe commune permet, avec sa rampe d’accumulation, de maintenir constante la pression quels que soient la vitesse du moteur et la quantité de carburant injectée. Cette fois, la pompe injecte le carburant dans une rampe commune à tous les injecteurs. La quantité de combustible injecté peut être fractionnée pour réaliser un pré injection, ce qui permet de réduire les bruits de combustion. Cette faible quantité de carburant (1 à 4 mm3) permet de préparer, par une augmentation de la température et de la pression dans la chambre de combustion, l’inflammation du combustible lors de l’injection principale. Sur chaque injecteur il y a une électrovanne contrôlée par le boîtier électronique qui commande le temps d’ouverture de celui-ci. La pression dans la rampe atteint 1350 bars, quel que soit le régime moteur.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I GENERALITES
POINT SUR LE MOTEUR DIESEL
I. Panoramas généraux
Historique et Généralités
1.1 Principe de fonctionnement
1.2 Différents types de moteur diesel
1.2.1. Moteur à injection directe classique
1.2.2. Moteur à injection indirecte
1.2.3. Les moteurs à injection haute pression à rampe commune
Les éléments constitutifs d’un moteur Diesel
Organes fixes
Organes mobiles
Organes de distribution
Principaux Système Moteur Diesel
Le système admission d’air
L’alimentation en gasoil
Système d’injection en gasoil
3.1 Principe
3.2 Circuit d’injection
Pompe d’injection
4.1 Rôle
4.2 Principaux types de pompes d’injection et éléments constitutifs
4.2.1. Pompe d’injection en ligne
4.2.2. Pompe rotative
4.2.3. Pompe haute pression à rampe commune
Système de refroidissement
Combustion dans le moteur Diesel
Définition de la combustion
Indice de cétane
Mécanisme d’auto-inflammation
Délai d’allumage
Carburant du moteur Diesel : Le gasoil
Informations générales Moteur Cummins
Présentation de la société Madagascar Automobile-CUMMINS
Série de moteur CUMMINS utilisés à Madagascar
Présentations moteurs Quantum Cummins
Applications et utilisations des moteurs Quantum/Cummins à Madagascar en 2018
Applications
Utilisations
PARTIE II MATERIELS ET METHODES
Outils
Etudes technologique des moteurs Cummins Qseries concernés
Moteurs QSX/ISX 15
1.1 Données caractéristiques du moteur
1.1.1. Description du modèle QSX15
1.1.2. Identification du moteur et du système
1.1.3. Schémas du moteur
1.2 Structure, fonctionnement et particularités du moteur
1.2.1. Fonctionnement
1.2.2. Structure du moteur
1.2.3. Particularités
1.3 Maintenance du moteur QSX15
Moteurs QSB
2.1 Données caractéristiques du moteur
2.1.1. Description du modèle QSB
2.1.2. Identification du moteur et système
2.1.3. Schémas du moteur
2.2 Structure, fonctionnement et particularités du moteur
2.2.1. Fonctionnement
2.2.2. Structure du moteur
2.3 Maintenance moteur QSB5.9
3.1 Données caractéristiques du moteur
3.1.1. Description du modèle QSK19
3.1.2. Identification du moteur et du système
3.1.3. Schémas du moteur
3.2 Structure, fonctionnement et particularités
3.2.1 Fonctionnement
3.2.2 Structure du moteur
3.3 Maintenance moteur QSK19
Moteur QST30
4.1 Données caractéristiques du moteur
4.1.1. Description du modèle QST30
4.1.2. Identification du moteur et du système
4.2 Structure, fonctionnement et particularités
4.2.1. Fonctionnement
4.2.2. Structure du moteur
4.2.3. Particularités
4.3 Maintenance moteur QST30
Documentations utilisés
Méthodologie
Motivation du sujet
But du programme
Présentations de la plateforme de maintenance
PARTIE III RESULTATS ET DISCUSSIONS
Résultats et Discussions
Comparaison et résultats obtenus
Discussions
Impacts environnementaux
CONCLUSION
