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Nouvelle génération de moteurs en ligne 4 cylindres OM 651Brochure d'introduction

Daimler AG, GSP/OI, HPC R 822, D-70546 Stuttgart6516 1364 03 – Printed in Germany – 08/08

– Pour cette impression, pas de mise à jour prévue par le service des modifications. Version : 09 / 2008 –

Daimler AG · Technical Information and Workshop Equipment (GSP/OI) · D-70546 Stuttgart

Mercedes-Benz Service

Présentation de la nouvelle génération de moteurs en ligne 4 cylindres OM 651


Impressum

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GSP / OIS HPC R822, W002 D-70546 Stuttgart

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N° de figure de l'image titre : P01.00-3119-00 Référence de cette publication : 6516 1364 03

08 / 2008


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Présentation d

Table des matières

– Pour cette impression, pas

Avant-propos 5

Vue d'ensemble

Description abrégée 6

Caractéristiques du moteur 7

Points forts 8

Vues du moteur 9

Comparaison des systèmes 10

D'un seul coup d'oeil 11

Partie mécanique

Carter moteur 12

Culasse 13

Carter d'huile 14

Embiellage 15

Distribution 17

Train de pignons 18

Transmission par courroie 19

Combustion

Injection common rail 20

Suralimentation 24

Alimentation en air 29

Système d'échappement 32

Système d'échappement 34

3e la nouvelle génération de moteurs en ligne 4 cylindres OM 651 q de mise à jour prévue par le service des modifications. Version : 09 / 2008 –

Table des matières

4 Présentation de la nouvelleq– Pour cette impression, pas d

Refroidissement et lubrification

Refroidissement du moteur 36

Lubrification du moteur et circuit d'huile 38

Pompe à huile 40

Pompe à liquide de refroidissement 41

Partie électrique et partie électronique

Calculateur moteur 42

Système de préchauffage 43

Partie pneumatique

Commande par dépression 44

Protection de l'environnement

Réduction des émissions 46

Service-Informations

Nouveautés 48

Outil spécial

Moteur 50

Abréviations 55

Index alphabétique 56

génération de moteurs en ligne 4 cylindres OM 651e mise à jour prévue par le service des modifications. Version : 09 / 2008 –

5Présentation de la nouvelle génération de moteurs en ligne 4 cylindres OM 651 q

Avant-propos

Chères lectrices, chers lecteurs,

Nous vous présentons dans la présente brochure d'introduction le nouveau moteur diesel 4 cylindres en ligne M 651 de Mercedes-Benz.

Nous souhaitons ainsi vous familiariser avec les points forts techniques de ce nouveau moteur avant sa commercialisation. Cette brochure doit avant tout vous offrir des informations dans des domaines tels que la maintenance, l'entretien et la réparation ou le service après-vente. Nous supposons bien évidem-ment que vous connaissez les différents organes et gammes déjà commercialisés par Mercedes-Benz.

La brochure d'introduction met l'accent sur la présen-tation des composants, systèmes, composants de systèmes nouveaux ou ayant fait l'objet de modifica-tions, ainsi que de leurs fonctions.

La présente brochure d'introduction doit vous donner une vue d'ensemble de l'étendue des nouveautés techniques et un aperçu des constructions complexes utilisées.

Elle n'a pas été conçue pour servir de document de base, ni pour la réparation ni pour le diagnostic tech-nique. Pour cela, vous disposez des informations complémentaires que vous fournissent le système d'information atelier (WIS) et le système d'aide au diagnostic (DAS).

Le WIS bénéficie d'une mise à jour mensuelle. Les informations qu'il contient correspondent ainsi toujours au niveau technique le plus récent de nos véhicules.

Les sujets abordés dans cette brochure d'introduction ne seront pas actualisés, aucun complément à une date ultérieure n'est prévu. Toutes les modifications et nouveautés seront publiées dans les documents correspondants du WIS. En conséquence, les indica-tions fournies dans cette brochure d'introduction peuvent différer des informations plus récentes que vous trouverez dans le WIS.

Tous les renseignements relatifs aux caractéristiques techniques, finitions et équipements correspondent à la date de rédaction de ce document en juillet 2008 et peuvent ainsi différer de la version de série.

Daimler AG

Technical Information and Workshop Equipment (GSP / OI)


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Vue

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ble Description abrégée

Série de moteur 651

À partir d'octobre 2008, la nouvelle génération du moteur diesel 651 à 4 cylindres avec système d'injec-tion diesel common rail (CDI) de la deuxième généra-tion de Delphi arrive sur le marché.

Le moteur 651 développe une puissance nominale de 150 kW pour une cylindrée de 2 143 cm3 et affiche une consommation limitée à 5,4 litres de gazole aux 100 km. Malgré cette puissance élevée et un couple moteur de 500 Nm, les émissions de CO2 ont pu être réduites encore plus. Le moteur est déjà conforme à la future norme Euro 5.

Le nouveau moteur est basé sur la suralimentation par turbocompresseur à deux niveaux. Le système se compose d'une combinaison d'un petit turbocompres-seur haute pression et d'un grand turbocompresseur basse pression. En vue d'un fonctionnement plus régulier, le moteur 651 est en outre équipé de deux arbres d'équilibrage Lanchester.

Afin de satisfaire aux nouvelles dispositions légales du test de collision Euro NCAP pour une amélioration de la protection piétons, le train de pignons a été disposé en combinaison avec l'entraînement par chaîne du côté transmission de force. Grâce au gain de place entre le moteur et le capot moteur, les risques de bles-sures pour les piétons diminuent.

Moteur 651

D'une cylindrée de 2,2 l et d'une puissance de 150 kW, ce moteur sera utilisé à partir d'octobre 2008 dans la Classe C.

Moteur 138

D'une cylindrée de 2,6 l et d'une puissance de 33 kW, ce moteur a été utilisé en 1936 sur la Mercedes-Benz 260 D, la première voiture diesel au monde.

i Remarque

Une description détaillée du nouveau système CDI apparaît dans la description du système pour le moteur 651.

Référence : 6516 1363 03

Présentation de la nouvelle génération de moteurs en ligne 4 cylindres OM 651q– Pour cette impression, pas de mise à jour prévue par le service des modifications. Version : 09 / 2008 –

Vue

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bleCaractéristiques du moteur

Comparaison Moteur 646.821 EVO Moteur 651.911 Différence

Cylindrée cm3 2 148 2 143 -0,2 %

Puissance nominale kW à 1 / min

1253 800

1504 200

+20 %

Couple nominal Nm à 1 / min

4002 000

5001 600…1 800

+25 %

Régime maximal 1 / min 4 900 5 200 +6 %

Moteur 646.821 EVO

Moteur 651.911

n Régime M Couple P Puissance

7Présentation de la nouvelle génération de moteurs en ligne 4 cylindres OM 651 q– Pour cette impression, pas de mise à jour prévue par le service des modifications. Version : 09 / 2008 –

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Vue

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ble Points forts

Nouveautés

La mise en oeuvre des technologies innovatrices les plus récentes a permis d'obtenir avec le moteur 651 des valeurs exemplaires pour les caractéristiques de puissance et de couple, la rentabilité, les émissions de gaz d'échappement et la régularité de marche. Parmi elles, quelques nouveaux développements qui ne se trouvent actuellement dans cette combinaison sur aucun autre moteur diesel de voiture particulière de série.

Technologie

Les caractéristiques techniques les plus importantes du nouveau moteur sont :

• Suralimentation par turbocompresseur à deux niveaux à géométrie fixe

• Piézoinjecteurs à commande directe• Train de pignons en combinaison avec entraî-

nement par chaîne du côté transmission de force• Calculateur moteur refroidi par l'air d'admission

sur le boîtier de filtre à air• Chapeau de palier de vilebrequin avec

carter Lanchester intégré• Deux arbres d'équilibrage Lanchester• Pignon d'entraînement soudé par friction sur le

vilebrequin• Amortisseur de vibrations en torsion

avec quatre vis• Couvercle de carter de distribution universel pour

l'adaptation des différents modèles de boîtes de vitesses

• Support d'organe à disposition variable selon le concept de véhicule

• Deux capteurs de cliquetis• Carter d'huile en deux parties (à niveau sonore

optimisé)• Partie inférieure du carter d'huile en plastique

Gestion thermique

La nouvelle gestion thermique se compose de :

• Pompe à liquide de refroidissement désenclen-chable

• Culasse avec chemise d'eau en deux parties• Gicleurs d'huile désenclenchables et refroidis-

sement des têtes de piston allant de pair• Pompe à huile avec régulation du volume côté huile

propre

i Remarque

Pour plus d'informations sur la réparation et la maintenance du moteur 651, veuillez consulter le système d'information atelier (WIS).

i Remarque

Dans le cas des liaisons soudées par friction, deux pièces sont liées solidairement entre elles. Sous l'effet de la friction et de la pression, on obtient une liaison solidaire sans métal d'apport de soudage.


Vue

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bleVues du moteur

Moteur 651 : Vue du côté droit

Moteur 651 : Vue du côté gauche


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Vue

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ble Comparaison des systèmes

Comparaison Moteur 646.821EVOC 220 CDI

Moteur 651.911C 250 CDI

Introduction sur le marché 06 / 2006 10 / 2008

Mode de combustion Injection directe diesel

Nombre de cylindres 4

Disposition des cylindres En ligne

Alésage mm 88,3 83,0

Course mm 88,3 99,0

Compression e 16,5:1 16,2:1

Entraînement des arbres à cames Chaîne double Chaîne simple

Nombre d'arbres à cames 2 2

Actionnement des soupapes Poussoirsavec compensation

hydraulique du jeu des sou-papes

Culbuteur à rouleau avec compensation hydraulique

du jeu des soupapes

Type de compresseur Suralimentation par turbo-compresseur à un niveau avec turbine à géométrie

variable

Suralimentation par turbo-compresseur à deux niveaux

à géométrie fixe

Régulation de la pression de surali-mentation

Électrique Pneumatique

Mesures favorisant une combustion peu polluante

Coupure du canal d'admissi-on,

recyclage des gaz d'échap-pement (AGR) avec radia-

teur AGR séparé

Coupure du canal d'admissi-on, refroidissement AGR et

by-pass AGR

Type d'injecteur de carburant Injecteur à bobine magnéti-que

Piézoinjecteur à commande directe

Diamètre d'injecteur de carburant mm 17 19

Ordre d'allumage 1-3-4-2

Entraînement de la pompe à huile Chaîne simple Train de pignons

Ampérage de l'alternateur a 200 180

Poids du moteur DIN (sec) environ kg 190 203


Vue

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bleD'un seul coup d'oeil

Objectif Mesures moteur 651

Optimisation du confort

Carter moteur plus rigide avec pont de palier de vilebrequin de part en part

Large palier principal de vilebrequin ; à frottement optimisé avec palier à collet

Deux arbres d'équilibrage Lanchester inférieurs pour un fonctionnement régulier du moteur

Couvre-culasse en plastique à purge intégrée

Chaîne simple sans entretien et à longue durée de vie servant d'entraînement d'arbre à cames

Recouvrement moteur avec isolation acoustique adaptée

Optimisation de la consommation

Rapports d'écoulement optimisés (guidage d'air, canaux d'admission)

Suralimentation par turbocompresseur à deux niveaux

Optimisation du refroidissement d'air de suralimentation et du refroidissement du recyclage des gaz d'échappement

Réduction du coefficient de friction par train de pignons et arbres d'équilibrage avec paliers à roulement

Respect des valeurs limites des gaz d'échappe-ment (norme Euro-5)

Conception optimisée de la chambre de combustion

Injecteurs à 7 trous

Durées d'injection plus précises

Guidage d'air optimisé

Recyclage des gaz d'échappement (AGR) avec préradiateur AGR et radiateur AGR, valve AGR et by-pass AGR commuté

Étranglement électrique de l'air d'admission

Pompe à liquide de refroidissement et gicleurs d'huile désenclenchables

Système d'échappement avec catalyseur à oxydation et filtre à particules diesel


Carter moteur

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Généralités

Lors du développement du moteur 651, un concept global à encombrement optimisé a été suivi pour la construction du carter moteur. Le train de pignons se trouve ainsi avec l'entraînement de la pompe à huile et des arbres d'équilibrage Lanchester du côté transmis-sion de force. Le carter moteur en fonte grise est fabriqué en coulée en sable.

Le nouveau concept de construction présente les avantages suivants :

• Carter moteur plus court de 4 cm que le prédécesseur

• Protection piétons améliorée, par disposition du train de pignons et de l'entraînement d'arbre à cames du côté transmission de force

• Couvercle de carter de distribution universel pour l'adaptation des différents modèles de boîtes de vitesses

Carter moteur

1 Carter moteur 2 Vanne d'arrêt gicleurs d'huile


Part

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iqueCulasse

Généralités

La culasse est en aluminium extrêmement rigide. Elle est équipée de deux arbres à cames et de quatre soupapes par cylindre. Le couvre-culasse est en plas-tique avec une purge intégrée. La culasse se distingue par les nouveautés suivantes :

• Une pression de combustion maximale de 200 bar (jusqu'à présent 160 bar)

• Canaux d'admission tangentiels et hélicoïdaux• Alésage pour piézoinjecteur de 19 mm de diamètre

Le canal supérieur de la chemise d'eau en deux parties alimente la culasse en liquide de refroidissement. Les avantages de la chemise d'eau en deux parties sont les suivants :

• Rigidité de construction accrue• Meilleure dissipation de la chaleur• Gestion thermique améliorée

La gestion thermique améliorée est particulièrement bénéfique dans les zones soumises à des tempéra-tures très élevées. C'est grâce au refroidissement ciblé des différents composants que la pression de combustion élevée de 200 bar est possible. Le poten-tiel de pression accru et le débit d'injection optimisé entraînent le couple moteur élevé de 500 Nm et la puissance du moteur de 150 kW.

Vue en coupe culasse

1 Purge2 Pont de palier principal3 Couvre-culasse

4 Bougie de préchauffage5 Soupape d'échappement6 Piézoinjecteur

7 Soupape d'admission8 Ressort de soupape9 Compensation du jeu

des soupapes


Carter d'huile

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Particularités de construction

• Version en deux parties• Partie inférieure du carter d'huile en plastique• Niveau sonore optimisé• Pièces de maintenance et pièces de rechange à

coûts réduits• Vis avec sécurité antiperte• Contrôle du montage par broches spéciales sur le

joint

Carter d'huile

1 Partie supérieure du carter d'huile2 Joint avec broches

3 Partie inférieure du carter d'huile (plastique)4 Vis avec sécurité antiperte

i Remarque

Le volume du carter et la taille des orifices d'écoulement dans le contacteur de témoin de niveau d'huile permettent de compenser de brèves variations du niveau. Ceci empêche des messages d'avertissement inutiles, tels que ceux pouvant être déclenchés lors de la conduite en virage.


Part

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iqueEmbiellage

Vilebrequin

Le vilebrequin forgé avec huit masses d'équilibrage possède cinq paliers permettant d'assurer un amortis-sement encore plus efficace des vibrations. Les rayons des manetons sont laminés et se distinguent donc par leur solidité élevée. De plus, la liaison entre le pignon d'entraînement et le vilebrequin est soudée par friction.

L'amortisseur de vibrations en torsion est fixé sur le vilebrequin par quatre raccords à vis.

Bielles

Les bielles allégées sont en acier forgé et sont 'fractu-rées' à la hauteur des logements de palier.

Arbres d'équilibrage

Deux arbres d'équilibrage Lanchester sont intégrés dans le pont de palier principal et logés dans trois paliers à roulement. Ils sont entraînés en sens inverse par le train de pignons afin de s'opposer aux forces de masse de deuxième ordre qui apparaissent. Ceci permet d'obtenir un fonctionnement régulier du moteur.

i Remarque

Les pistons en aluminium coulissent avec une friction réduite dans les fûts de cylindre en fonte grise. Ils sont tous fabriqués de façon uniforme sur ce moteur. La distinction entre les tailles A, B et X est donc supprimée sur ce moteur.

Embiellage avec train de pignons1 Pignon d'entraînement pompe à huile et

pompe à dépression2 Pignon de vilebrequin3 Vilebrequin 4 Pignon d'entraînement pompe à haute pression

5 Pignons intermédiaires (pignons tendeurs)6 Piston7 Bielle8 Amortisseur de vibrations en torsion9 Pignons d'entraînement Lanchester


Embiellage

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Arbres à cames

Le train de pignons entraîne via une chaîne de distri-bution les pignons d'arbre à cames et les arbres à cames ainsi reliés. La chaîne de distribution sans entretien a fait ses preuves du fait de sa longévité. Les cames sont fixées sur l'arbre à cames par formage interne haute pression (IHU).

Pignon d'arbre à cames

Le pignon d'arbre à cames est fixé par une vis centrale sur l'arbre à cames. La vis centrale de l'arbre à cames possède un pas à gauche.

Roue de capteur

La roue de capteur est fixé sur l'arbre à cames d'échappement. En liaison avec le capteur Hall, la roue de capteur permet de détecter la position et le régime de l'arbre à cames.

Le capteur Hall génère un champ magnétique grâce à un aimant permanent intégré. Le champ magnétique est interrompu périodiquement pendant le fonctionne-ment du moteur par un diaphragme perforé sur la roue de capteur. Le signal ainsi généré est utilisé par le calculateur CDI et sert de signal de remplacement pour le fonctionnement de secours du moteur lorsque le capteur de position pour le vilebrequin tombe en panne.

Arbre à cames d'échappement avec roue de capteur

1 Pignon d'entraînement 2 Arbre à cames d'échappement 3 Roue de capteur avec diaphragme perforé


Part

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iqueDistribution

Distribution avec compensation hydraulique du jeu des soupapes

La distribution a été révisée conformément aux objec-tifs d'optimisation du frottement et de réduction des masses en mouvement.

Les arbres à cames commandent deux soupapes d'admission et deux soupapes d'échappement par cylindre. La commande des soupapes est assurée par des culbuteurs à rouleau à faible frottement avec compensation hydraulique du jeu des soupapes.

Distribution

1 Glissière2 Chaîne de distribution3 Pignons d'entraînement arbre à cames4 Arbre à cames d'admission5 Arbre à cames d'échappement

6 Roue de capteur avec diaphragme perforé7 Culbuteur à rouleau8 Compensation hydraulique du jeu des soupapes9 Tendeur de chaîne

10 Pignon d'entraînement chaîne de distribution


Train de pignons

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Entraînement par le train de pignons

Une des innovations les plus importantes est le train de pignons qui se trouve avec l'entraînement par chaîne du côté transmission de force. En présence de vibrations réduites issues du vilebrequin, on obtient un fonctionnement nettement plus régulier du moteur.

Les composants suivants sont entraînés par le nouveau train de pignons :

• Arbres d'équilibrage Lanchester• Pompe à huile• Pompe à haute pression• Pompe à dépression via l'arbre d'entraînement

central de part en part de la pompe à huile

Train de pignons

1 Pignons intermédiaires2 Pignon de vilebrequin3 Pignons d'entraînement

Lanchester

4 Pignon d'entraînement pompe à huile et pompe à dépression

5 Pignon d'entraînement de chaîne

6 Pignon d'entraînement pompe à haute pression


Part

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iqueTransmission par courroie

Cheminement de la courroie

L'entraînement des organes auxiliaires est assuré par une courroie trapézoïdale à nervures monopièce, sans entretien. La courroie trapézoïdale à nervures est tendue par un tendeur de courroie automatique avec galet tendeur.

Cheminement de la courroie

1 Alternateur2 Poulie3 Poulie de renvoi4 Pompe à liquide de refroidissement

5 Pompe d'assistance de direction6 Tendeur de courroie avec galet

tendeur 7 Compresseur frigorifique

8 Poulie de renvoi9 Support d'organe


Injection common rail

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Technologie d'injection

Le moteur 651 utilise la nouvelle technique common rail de la deuxième génération de Delphi. La pression d'injection maximale a été augmentée de 400 bar à 2 000 bar. La nouveauté est le concept de piézoinjec-teur avec commande directe de l'aiguille. La commande directe permet d'effectuer des modifica-tions du volume d'injection rapidement et avec une précision extrême.

Les piézoinjecteurs apportent les améliorations suivantes :

• Flexibilité plus élevée lors de la commande des points d'injection

• Consommation de carburant réduite• Puissance accrue• Bruits de combustion minimisés• Émissions réduites• Régularité de marche du moteur améliorée

Les principales nouveautés du système d'injection sont :

• Pompe à haute pression avec deux éléments de pompe (pression d'injection maxi 2 000 bar)

• Gestion moteur électronique avec fonction de commande étendue des points d'injection

• Système d'injection étanche avec piézoinjecteurs

Le potentiel de pression augmenté a permis une augmentation de la puissance du moteur à 150 kW / 204 ch et du couple moteur à 500 Nm. En parallèle, les émissions brutes ont pu être nettement améliorées.



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Piézoinjecteurs

Les piézoinjecteurs de conception nouvelle constitue un élément important de la technique common rail. L'aiguille d'injecteur est actionnée directement à l'aide d'un actuateur piézocéramique au lieu d'être déplacée par une assistance hydraulique. Le piézoin-jecteur injecte de ce fait, en comparaison des injec-teurs de carburant conventionnels, le carburant plus rapidement, avec une meilleure pulvérisation et avec une plus grande précision dans la chambre de combustion.

Une particularité de ce système est que les piézoinjec-teurs s'ouvrent en cas de montée de la tension et pas en cas de chute de la tension.

Piézoinjecteur

a Attention danger de mort !

Pendant le fonctionnement du moteur, une haute tension pouvant aller jusqu'à 250 V s'applique aux piézoinjecteurs.

a Avertissement

En raison du risque d'endommagement du moteur, aucune liaison ne doit être desserrée sur le système d'injection lorsque le moteur tourne.

Lorsque le moteur tourne, le coupleur de l'injec-teur ne doit pas être débranché ni mis à la masse, sinon une injection est déclenchée.



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Avantages de la nouvelle technique d'injection

Les améliorations obtenues sont entre autres un volume d'injection disponible plus important, ainsi qu'un dosage particulièrement fin et rapide des débits d'injection par des temps d'enclenchement accordés de façon exacte. En combinaison avec la commande directe des piézoinjecteurs par le calculateur CDI, l'injection de carburant peut être adaptée encore plus précisément aux conditions de charge et de régime correspondantes. Cela se fait par exemple par des injections multiples précises et cela permet des réductions supplémentaires de la consommation de carburant, des bruits de combustion et des émissions de gaz d'échappement. Dans le même temps, le moteur tourne de façon nettement plus régulière au ralenti.

Débit d'injection

Le point d'injection et la durée d'injection sont déter-minés par les facteurs suivants :

• Commande directe de la piézocéramique• Vitesse d'ouverture/de fermeture de l'aiguille

d'injecteur• Hauteur de course de l'aiguille• Géométrie de l'aiguille avec module d'injecteur à

7 trous• Charge du moteur• Demande de couple

i Remarque

Lors de travaux sur le système d'injection (par exemple piézoinjecteur, conduites de pression, rail, pompe à haute pression), il faut en particulier veiller à la plus grande qualité et propreté car la présence de saletés même minimes peut entraîner très rapidement des irrégularités de fonctionnement du moteur et des dommages matériels.



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Correction du débit d'injection

La correction du débit d'injection se répartit en deux fonctions partielles :

• Correction du débit d'injection principal• Calibrage de débit nul

Correction du débit d'injection principal

Lors de la correction du débit d'injection principal, le débit injecté est corrigé à l'aide de la sonde lambda en amont du catalyseur. Le débit d'injection est modifié jusqu'à ce que la valeur théorique lambda mémorisée dans le calculateur CDI soit atteinte.

Calibrage de débit nul

La friction lors de l'ouverture et de la fermeture des piézoinjecteurs entraîne une usure du siège de l'aiguille d'injecteur. Il en résulte une modification du débit d'injection tout au long de la durée de fonction-nement.

Ce débit d'injection modifié peut être corrigé par une ajustement de la durée de commande (calibrage de débit nul). Sur les moteurs avec système d'injection Delphi, la correction se fait à l'aide des deux capteurs de cliquetis.

Système d'injection CDI

1 Élément chauffant carburant2 Boîtier de filtre à carburant3 Rail

4 Capteur de pression de rail5 Conduite de pression6 Piézoinjecteur

7 Pompe à haute pression 8 Vanne de régulation de débit9 Vanne de régulation de pression


Suralimentation

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Généralités

Avec le moteur 651, Mercedes-Benz poursuit le déve-loppement de la suralimentation par turbocompres-seur à deux niveaux dans une voiture particulière avec le moteur diesel en ligne 4 cylindres (le prédécesseur avec une suralimentation par turbocompresseur à deux niveaux est le moteur 646 sur le Sprinter Mercedes-Benz).

Conception

La suralimentation par turbocompresseur à deux niveaux comprend deux turbocompresseurs de taille différente avec une régulation by-pass, permettant d'obtenir des puissances nominales et des débits massiques d'air assez élevés même à bas régimes. La pression de suralimentation est régulée par le volet de régulation de pression de suralimentation (LRK), la wastegate et le volet by-pass d'air de suralimentation. Cette commande s'effectue en tenant compte de la demande de couple correspondante du moteur, en fonction de la courbe caractéristique.

Avantages de la suralimentation régulée par turbocompresseur, à deux niveaux

Cette commande complexe, en fonction des besoins, de l'arrivée d'air de suralimentation à l'aide de deux turbocompresseurs offre les avantages suivants :

• Comportement au démarrage nettement plus dynamique

• Aucune faiblesse de démarrage (trou du turbo)• Comportement de marche harmonique• Performances nettement améliorées sur toute la

plage de régime• Bonne accélération (couple puissant à bas

régimes)• Conception du turbocompresseur haute pression

en vue d'un établissement rapide de la pression de suralimentation à bas régimes moteur

• Conception du turbocompresseur basse pression pour une pression de suralimentation élevée et un flux de gaz important à régimes moteurs moyens et élevés

Les répercussions côté moteur sont les suivantes :

• Meilleur remplissage des cylindres et par conséquent puissance accrue

• Courbe de couple harmonique à un niveau extrêmement élevé

• Puissance nominale augmentée pour une courbe de couple harmonique

• Consommation de carburant réduite• Durée de vie élevée et bonne fiabilité• Émissions d'oxyde d'azote (NOx) réduites

Déroulement fonctionnel régulation de la pression de suralimentation

Afin de vous procurer un meilleur aperçu du mode de fonctionnement de la suralimentation par turbocom-presseur à deux niveaux, trois états différents ont été sélectionnés en fonctionnement à pleine charge. Ces états servent à expliquer et à représenter le déroule-ment exact.

Les états suivants de la régulation de la pression de suralimentation sont décrits :

• Fonctionnement à pleine charge à 1 200 1 / min • Fonctionnement à pleine charge entre 1 200 et

2 800 1 / min • Fonctionnement à pleine charge à partir de

2 800 1 / min


Suralimentation

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Suralimentation

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Régulation de la pression de suralimentation en fonctionnement à pleine charge jusqu'à 1 200 1 / min

Jusqu'à un régime moteur de 1 200 1 / min en fonc-tionnement à pleine charge, le volet de régulation de pression de suralimentation (LRK) est presque fermé. Dans cet état, l'ensemble du flux des gaz d'échappe-ment s'écoule par la roue de turbine du turbocompres-seur haute pression (compresseur HP) vers la roue de turbine du turbocompresseur basse pression (compresseur BP) puis vers le système d'échappe-ment.

La plus grande partie de l'énergie des gaz d'échappe-ment agit sur la roue de turbine du compresseur HP qui génère la majeure partie de la pression de surali-mentation nécessaire. Cela entraîne malgré un faible flux des gaz d'échappement une montée élevée rapide de la pression de suralimentation.

L'énergie restante des gaz d'échappement agit sur la roue de turbine du compresseur BP qui entraîne la roue de compresseur par l'intermédiaire de l'arbre de turbine. Le compresseur BP n'est donc pas en tant que ralentisseur hydraulique. La wastegate et le volet by-pass d'air de suralimentation sont fermés dans cet état de marche.

Représentation schématique régulation de la pression de suralimentation en fonctionnement à pleine charge jusqu'à 1 200 1 / min

A Air d'admission B Flux des gaz d'échappement

1 Turbocompresseur haute pression 2 Turbocompresseur basse pression 3 Volet de régulation de pression de

suralimentation (LRK)

4 Wastegate 5 Volet by-pass air de suralimentation 6 Filtre à air 7 Refroidisseur d'air de

suralimentation 8 Actuateur du papillon des gaz9 Collecteur d'admission

10 Collecteur d'échappement 11 Préradiateur du recyclage des gaz

d'échappement (AGR) 12 Variateur AGR 13 Radiateur AGR 14 Volet by-pass AGR


Suralimentation

Com

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ion

Régulation de la pression de suralimentation en fonctionnement à pleine charge entre 1 200 et 2 800 1 / min

À partir d'un régime moteur de 1 200 1 / min en fonc-tionnement à pleine charge, le volet de régulation de pression de suralimentation (LRK) est ouvert dans la plage de travail (section d'ouverture) de 5 % à 95 % en fonction de la pression de suralimentation nécessaire.

Le compresseur BP est enclenché en continu lorsque la section d'ouverture du volet de régulation de pres-sion de suralimentation augmente et est traversé par une quantité de gaz d'échappement plus importante. L'air filtré aspiré continue d'être suralimenté.

Dans cet état, les deux compresseurs se complètent et fournissent ensemble la pression de suralimenta-tion nécessaire.

La wastegate et le volet by-pass d'air de suralimenta-tion sont fermés dans cet état de marche.

Représentation schématique régulation de la pression de suralimentation en fonctionnement à pleine charge entre 1 200 et 2 800 1 / min









Suralimentation

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Com

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ion

Régulation de la pression de suralimentation en fonctionnement à pleine charge à partir de 2 800 1 / min

À partir d'un régime moteur de 2 800 1 / min, le volet de régulation de pression de suralimentation (LRK) est complètement ouvert. De ce fait, presque tout le débit massique des gaz d'échappement est alimenté par le canal by-pass sans perte jusqu'à la turbine BP et l'importance de la contre-pression des gaz d'échappe-ment est limitée.

Grâce à cette procédure, le compresseur HP ne contribue plus à l'augmentation de la pression de suralimentation. Le compresseur HP a atteint sa limite de compression. Cela signifie qu'il ne peut plus générer de pression de suralimentation et entraînerait en cas de charge supplémentaire une chute sensible du régime de la turbine.

Afin d'éviter toute perte de pression et un échauffe-ment supplémentaire de l'air de suralimentation lors de la traversée du compresseur HP, le volet by-pass d'air de suralimentation est ouvert de manière à ce que la majeure partie du flux d'air soit amenée au refroidisseur d'air de suralimentation par voie directe, sans perte.

La puissance de la turbine BP est régulée par la waste-gate dans la courbe caractéristique du moteur en fonction des besoins selon l'état de charge.

Selon l'état de charge, le compresseur haute pression permet d'établir une pression de suralimentation élevée à bas régimes moteur et d'éviter une surcharge du compresseur basse pression à régimes moteur élevés.

Représentation schématique régulation de la pression de suralimentation en fonctionnement à pleine charge à partir de 2 800 1 / min









Alimentation en air

Com

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Guidage d'air

Le débitmètre d'air massique à film chaud (HFM) se trouve dans la conduite d'air filtré en aval du boîtier de filtre à air. Il détermine la masse et la température de l'air aspiré et fournit les résultats de mesure de l'élec-tronique moteur sous forme de variable d'entrée.

Le compresseur basse pression aspire l'air filtré par la conduite d'air filtré et le filtre à air et le comprime. L'air comprimé par les turbocompresseurs traverse le refroidisseur d'air de suralimentation et est refroidi.

L'actuateur du papillon des gaz influence le débit d'air alimenté au moteur ainsi que le rapport de mélange de l'air de suralimentation et des gaz d'échappement ramenés et mélangés en aval du papillon des gaz. Le mélange d'air est ensuite conduit par le tube de répar-tition d'air de suralimentation directement dans la chambre de combustion.

Guidage d'air

1 Boîtier de filtre à air2 Papillon des gaz3 Tube de répartition d'air de suralimentation

4 Conduite d'air filtré5 Refroidisseur d'air de suralimentation


Alimentation en air

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Com

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Coupure du canal d'admission

La coupure du canal d'admission (EKAS) assure le meilleur rapport possible entre le tourbillonnement d'air et la masse d'air dans tous les états de charge du moteur et par conséquent un taux de remplissage optimal. Les caractéristiques d'émission des gaz d'échappement et la puissance du moteur sont ainsi optimisées. Le tube de répartition d'air de suralimen-tation est en plastique et les volets sont en métal.

Dans le tube de répartition d'air de suralimentation se trouvent pour chaque cylindre un canal d'admission tangentiel ouvert en permanence et un canal d'admis-sion hélicoïdal commandé par un volet. Les volets sont reliés entre eux par un arbre. Le calculateur CDI commande la position des volets en fonction de la courbe caractéristique.

Lors du passage de charge partielle à pleine charge, les volets sont ouverts dans les canaux d'admission hélicoïdaux en fonction de la courbe caractéristique.

En cas de défaut ou de coupure de la tension d'alimen-tation, les volets sont ouverts mécaniquement dans les canaux d'admission hélicoïdaux par les ressorts de rappel.

Tube de répartition d'air de suralimentation

1 Servomoteur2 Volet de réglage3 Canal d'admission hélicoïdal

4 Canal d'admission tangentiel5 Tube de répartition d'air de suralimentation


Alimentation en air

Com

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Papillon des gaz

L'actuateur du papillon des gaz influence par l'inter-médiaire du papillon des gaz le débit d'air alimenté au moteur ainsi que le rapport de mélange de l'air de suralimentation et des gaz d'échappement ramenés et mélangés en aval du papillon des gaz.

Lorsque le moteur est coupé, le papillon est fermé. Les vibrations du moteur sont de ce fait minimisées à la coupure.

Papillon des gaz

1 Papillon des gaz 2 Actuateur du papillon des gaz 3 Tube de répartition d'air de suralimentation


Système d'échappement

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Com

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Recyclage des gaz d'échappement

Le système d'échappement du moteur 651 combine deux technologies en vue de la réduction des émis-sions. Le recyclage des gaz d'échappement (AGR) permet de diminuer les émissions d'oxyde d'azote (NOx) et la dépollution des gaz d'échappement de réduire les émissions d'hydrocarbures (HC) et de particules de suie.

Lors du recyclage des gaz d'échappement, une partie du flux des gaz d'échappement est réalimenté vers l'air de suralimentation via le circuit AGR.

Les gaz d'échappement ramenés arrivent par un préradiateur dans le circuit AGR. Là, ils sont refroidis en fonction de la température ou alimentés directe-ment à l'air de suralimentation. Via le tube de réparti-tion d'air de suralimentation, le mélange gaz d'échap-pement-air arrive directement dans la chambre de combustion.

Le recyclage des gaz d'échappement permet d'abaisser la concentration d'oxygène (O2) et la température de combustion.


1 Préradiateur AGR2 Radiateur AGR

3 Tube de répartition d'air de suralimentation4 Collecteur d'échappement



Com

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Circuit de recyclage des gaz d'échappement

Une partie des gaz d'échappement arrive via le collec-teur d'échappement dans le recyclage des gaz d'échappement.

Le circuit AGR se compose des composants suivants :

• Préradiateur AGR• Variateur AGR• Volet by-pass AGR• Radiateur AGR

Le variateur AGR est commandé par la quantité de gaz d'échappement entrant.

Le calculateur CDI actionne par un signal à impulsions modulées en largeur le variateur AGR qui augmente ou diminue alors la section d'ouverture de la valve AGR. Afin d'améliorer encore le rendement, les gaz d'échap-pement peuvent être amenés à la demande au radia-teur AGR afin d'être refroidis encore plus.

Si la température des gaz d'échappement affluant est toutefois trop faible, le passage vers le radiateur AGR est fermé par un volet by-pass et les gaz d'échappe-ment sont amenés directement au tube de répartition d'air de suralimentation. La vanne d'inversion pour le volet by-pass est commandée par une capsule à dépression.

Circuit AGR

1 Variateur AGR2 Capsule à dépression3 By-pass AGR

4 Radiateur AGR5 Tube AGR6 Préradiateur AGR



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Catalyseur à oxydation

Le catalyseur à oxydation fait partie du système d'échappement et se trouve dans la ligne d'échappe-ment en aval du turbocompresseur.

La céramique composée de magnésium-aluminium-silicate alumineux à haute résistance thermique est parcourue de plusieurs milliers de petits canaux. Le monolithe céramique réagit de façon extrêmement sensible aux tensions mécaniques et est fixé dans un carter en acier inoxydable.

Filtre à particules diesel (DPF)

Le filtre à particules diesel (DPF) forme une unité avec le catalyseur à oxydation.

Le filtre à particules diesel céramique est en carbure de silicium revêtu de platine. Les divers canaux sont ouverts alternativement à l'avant et à l'arrière et séparés les uns des autres par des parois filtrantes poreuses.

Lorsque les gaz d'échappement non filtrés passent par le filtre alvéolaire céramique poreux, les particules de suie sont retenues par les parois filtrantes poreuses. Par l'intermédiaire du capteur de pression différentielle, le calculateur CDI détermine l'état de charge du filtre à particules diesel. Pour cela, la pres-sion des gaz d'échappement est mesurée en amont et en aval du filtre à particules diesel. Lorsqu'une valeur déterminée est atteinte, la régénération du filtre à particules diesel est amorcée. Pour la combustion des particules de suie, des températures supérieures à 600 °C sont nécessaires. Afin d'atteindre ces tempé-ratures élevées, le calculateur CDI lance les étapes suivantes :

• Post-injection• Recyclage des gaz d'échappement avec

étranglement de l'air d'admission• Préchauffage du filtre à particules diesel

Les différentes substances nocives sont oxy-dées comme suit :

Avant oxydation Après oxydation

2CO + O2 2CO2

4HC + 5O2 2H2O + 4CO2

Représentation schématique catalyseur à oxydation et filtre à particules diesel

1 Catalyseur à oxydation2 Filtre à particules diesel

CO Oxyde de carbone

CO2 Dioxyde de carboneO2 OxygèneHC HydrocarbureH2O Eau

N2 AzoteNO2 Oxyde d'azotePM Particules de suie



Com

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Régénération du filtre à particules diesel

La charge croissante en particules de suie du filtre à particules diesel entraîne une augmentation de la contre-pression des gaz d'échappement. La différence de pression en amont et en aval du filtre à particules diesel est déterminée par un capteur et communiquée au calculateur moteur. Une fois la valeur de seuil enre-gistrée atteinte, la régénération du filtre à particules diesel est amorcée.

Une régénération est effectuée en moyenne entre 800 et 1 000 km, en fonction des émissions de particules de suie et de la taille du filtre.

Si la température des gaz d'échappement nécessaire pour la régénération n'est pas atteinte en marche normale, elle est augmentée par la post-injection ciblée dans les chambres de combustion. La régénéra-tion ne dure que quelques minutes et est fonction de :

• Régime moteur• Vitesse du véhicule• Température des gaz d'échappement

i Remarque

Si une régénération DPF n'est pas possible en mode quotidien, le témoin d'alerte du diagnostic moteur s'allume dans le combiné d'instruments.


1 Sonde lambda avant catalyseur2 Catalyseur à oxydation3 Filtre à particules diesel

4 Capteur de température avant filtre à particules diesel5 Silencieux arrière


Refroidissement du moteur

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Refroidissement du moteur et circuit de refroidissement

La pompe à liquide de refroidissement refoule le liquide de refroidissement dans deux canaux séparés. Le canal inférieur alimente le carter moteur et l'échan-geur thermique huile / eau en liquide de refroidisse-ment et le canal supérieur alimente la culasse en liquide de refroidissement. Le circuit du recyclage des gaz d'échappement est parallèle au canal supérieur. Les composants suivants du circuit de recyclage des gaz d'échappement sont alimentés en liquide de refroidissement :

• Valve AGR• Boîtier by-pass AGR• Préradiateur AGR et radiateur AGR

Gestion thermique

Afin que la chambre de combustion puisse chauffer plus rapidement, la pompe à liquide de refroidisse-ment est coupée lors du démarrage à froid du moteur.

La pompe à liquide de refroidissement est coupée lors du démarrage à froid pendant 500 s maximum lorsque les conditions suivantes sont remplies :

• Les valeurs limites mémorisées dans le calculateur pour la température d'air d'admission et la température de liquide de refroidissement ainsi que pour la quantité totale de carburant injectée ne sont pas encore atteintes.

• Le régime moteur ou le débit d'injection n'a pas dépassé la valeur limite déterminée.

• Aucun "chauffage" n'a été demandé par le calculateur et clavier du climatiseur automatique.

La quantité de liquide de refroidissement s'écoulant vers le radiateur ou directement à la pompe à liquide de refroidissement peut être ajustée de façon exacte grâce à la position du thermostat de liquide de refroi-dissement. La température du liquide de refroidisse-ment dans le circuit de liquide de refroidissement est réglée de cette manière.

Le thermostat de liquide de refroidissement est commandé par l'élément chauffant intégré. La pompe à liquide de refroidissement et l'élément chauffant sont commandés par le calculateur CDI.

Lorsque le thermostat de liquide de refroidissement est fermé, le liquide de refroidissement revient vers la pompe à liquide de refroidissement et est réalimenté dans le circuit.

Lorsque la température de service du moteur est atteinte, le thermostat de liquide de refroidissement s'ouvre et le circuit de refroidissement est enclenché. Le radiateur est ainsi intégré au circuit du liquide de refroidissement.

Une conduite de remplissage entre le réservoir d'expansion du liquide de refroidissement et le radia-teur compense le niveau de liquide de refroidisse-ment.

Une conduite de purge purge le système de refroidis-sement entre le réservoir d'expansion du liquide de refroidissement et le boîtier du thermostat de liquide de refroidissement.

i Remarque

L'élément chauffant du thermostat de liquide de refroidissement ne doit pas être retiré ou démonté du boîtier de thermostat. Le point d'ouverture théorique se décale lorsque le boîtier est endom-magé ou lorsqu'un liquide pénètre dans le boîtier.

Pour plus de détails à ce sujet, veuillez consulter le système d'information atelier (WIS).


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onRefroidissement du moteur

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Lubrification du moteur et circuit d'huile

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Système de lubrification

la lubrification du moteur diminue le frottement méca-nique et par conséquent l'usure des composants mobiles. La couche d'huile protectrice entre les paliers et les surfaces de roulement permet en plus de réduire les chocs et les vibrations. Une vanne à pres-sion différentielle est posée en parallèle de l'échan-geur thermique huile / eau de manière à ce que la lubrification du moteur soit assuré dans tous les cas. L'huile peut de ce fait contourner l'échangeur ther-mique huile / eau.

Circuit d'huile

Le circuit d'huile du moteur permet de graisser ou de refroidir tous les composants mobiles du moteur avec de l'huile moteur.

Le circuit d'huile du moteur est alimenté en huile moteur par la pompe à huile. La pompe à dépression est également entraînée et alimentée en huile moteur par la pompe à huile. Les composants suivants sont alimentés en huile moteur dans le carter moteur par la canalisation d'huile principale :

• Paliers de vilebrequin• Paliers de bielle• Pignons intermédiaires• Gicleurs d'huile

Les deux turbocompresseurs sont alimentés en huile moteur par un by-pass de la canalisation d'huile prin-cipale.

Une alimentation en huile est dérivée de la canalisa-tion d'huile principale pour la culasse. Les points de lubrification suivants sont alimentés en huile moteur dans la culasse :

• Tendeur de chaîne de distribution• Arbre à cames d'admission• Arbre à cames d'échappement• Compensation hydraulique du jeu des soupapes

L'huile moteur revient dans le carter d'huile par des canalisations de retour.

i Remarque

Le calculateur CDI reçoit les signaux du contac-teur de témoin de niveau d'huile pour la surveillance du niveau d'huile et ceux du capteur de température d'huile pour la surveillance de la température d'huile.

Pompe à huile


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onLubrification du moteur et circuit d'huile

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Pompe à huile

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Pompe à huile

La pompe à huile est dotée d'une régulation du volume côté huile propre et conçue sous forme de pompe rotative à ailettes. La pression de régulation s'élève à 4,7 bar.

La pompe à huile est entraînée par le train de pignons et possède une vanne de limitation de pression inté-grée qui limite la pression d'huile à un maximum de 10 bar. Dès que le moteur démarre, l'huile moteur est aspirée par la conduite d'aspiration avec préfiltre intégré au niveau du tube d'aspiration d'huile et alimentée par la conduite de pression vers le module de filtre à huile avec échangeur thermique huile / eau intégré.

L'échangeur thermique huile / eau assure un échauffe-ment plus rapide pendant la phase de démarrage à froid du moteur et un refroidissement suffisant de l'huile moteur pendant la phase de mise en tempéra-ture. Si le débit de l'huile est insuffisant, l'huile peut être amenée par la vanne by-pass posée en parallèle en contournant l'échangeur thermique huile / eau. L'huile moteur arrive seulement alors dans l'unité du filtre à huile. L'huile s'écoule de l'extérieur vers l'inté-rieur, ce qui entraîne son nettoyage. En cas de débit trop faible, par exemple dû à un encrassement trop important, la vanne by-pass pour filtre à huile posée en parallèle ouvre le passage pour contourner le filtre à huile.

Gicleurs d'huile

Les gicleurs et l'arrivée d'huile résultante pour le refroidissement des têtes de piston sont coupés de façon active par la vanne d'arrêt des gicleurs d'huile. Les gicleurs d'huile sont coupés par le calculateur CDI pendant la phase de postdémarrage dans les condi-tions suivantes :

• La température d'huile moteur est supérieure à –10 °C

et :

• La durée de coupure maximale (en fonction de la température de l'air d'admission et de la température d'huile moteur) n'est pas encore atteinte

ou :

• Le régime moteur ou le débit d'injection n'a pas encore atteint une valeur limite déterminée

Une fois les gicleurs d'huile enclenchés, ils ne sont plus coupés tant que le moteur tourne.

Vue en coupe pompe à huile


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onPompe à liquide de refroidissement

Pompe à liquide de refroidissement

La pompe à liquide de refroidissement assure la circu-lation du liquide de refroidissement dans le circuit de liquide de refroidissement. Elle est en matière plas-tique et contribue ainsi à réduire le poids.

Fonctionnement

La pompe à liquide de refroidissement est entraînée par la poulie au moyen d'une courroie trapézoïdale à nervures. Le mouvement de rotation de la poulie est transmis par le moyeu sur l'arbre. La roue à ailettes est entraînée par l'arbre, ce qui entraîne la mise en circulation du liquide de refroidissement.

Le flux de liquide de refroidissement peut être stoppé au moyen d'une dépression par la vanne d'inversion de la pompe à liquide de refroidissement, qui se trouve à gauche sur l'actuateur du papillon des gaz. Un tiroir de commande est repoussé par la roue à ailettes et l'arrivée de liquide de refroidissement est par consé-quent fermée.

Vue en coupe pompe à liquide de refroidissement

1 Poulie2 Tige de régulation3 Tiroir de commande4 Chambre d'évacuation5 Raccord à dépression

6 Roue à ailettes7 Écoulement de liquide de refroidissement8 Membrane enroulée9 Joint de tige

10 Ressort de pression


Calculateur moteur

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Calculateur CDI

Le calculateur CDI se trouve sur le boîtier de filtre à air. Le calculateur CDI est équipé sur sa face inférieure d'ailettes de refroidissement qui dépassent à l'inté-rieur du boîtier de filtre à air et sont refroidies par l'air aspiré.

Le rôle du calculateur CDI comprend les tâches partielles suivantes :

• Régulation du couple moteur• Régulation de l'injection• Suralimentation• Coupure en poussée• Gestion thermique• Recyclage des gaz d'échappement (AGR)• Dépollution des gaz d'échappement

Le calculateur CDI sert d'interface entre le CAN trans-mission (CAN C) et le CAN train de roulement (CAN E).

Pour la surveillance de tous les composants et fonc-tions du système, la gestion moteur est dotée d'une mémoire des défauts et de fonctions de diagnostic performantes. Ces fonctions concernent les points suivants :

• Contrôle de la mémoire des défauts• Diagnostic de la gestion moteur• Diagnostic embarqué européen (EOBD)• Diagnostic par le bus CAN• Diagnostic par le câble K

Calculateur CDI sur le boîtier de filtre à air

1 Calculateur CDI2 Ailettes de refroidissement

3 Boîtier de filtre à air4 Filtre à air


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iqueSystème de préchauffage

Système de préchauffage pour démarrage rapide

Le système de préchauffage pour démarrage rapide à commande électronique se compose d'un étage final de préchauffage et de quatre bougies de préchauffage en céramique. Le système de préchauffage pour démarrage rapide permet, en cas de température élevée du liquide de refroidissement, un démarrage immédiat sans préchauffage du moteur. Afin d'améliorer les propriétés de démarrage à froid et de mise en température du moteur, le préchauffage est assuré par post-chauffage progressif par l'intermé-diaire de la température de préchauffage réglable. Le calculateur CDI régule la tension aux bougies de préchauffage en fonction du temps et de la tempéra-ture par l'intermédiaire de l'étage final de préchauffage.

Il en résulte les avantages suivants :

• Temps de préchauffage court• Ralenti stable• Faible émission de gaz d'échappement• Bon temps de réponse• Température de préchauffage réglable

On fait la distinction entre les modes de préchauffage suivants :

• Préchauffage• Préchauffage pour disponibilité au démarrage• Post-chauffage• Préchauffage de diagnostic• Préchauffage DPF• Préchauffage de secours

a Risque d'endommagement du moteur

Consignes de sécurité pour le maniement des bougies de préchauffage en céramique :

• N'utiliser que des bougies de préchauffage dans leurs emballages d'origine intacts.

• Lorsque la bougie de préchauffage est tombée, elle ne doit plus être utilisée.

• Attention : Il peut s'ensuivre un endomma-gement du moteur car les bougies de préchauffage sont très sensibles aux chocs ! Des fissures pourraient se former dans l'élément céramique. Des pièces pourraient en conséquence se détacher et tomber dans la chambre de combustion pendant le fonction-nement du moteur. Veuillez toujours manipuler les bougies de préchauffage avec la plus grande prudence !

• Les bougies de préchauffage doivent être déposées avant la dépose de la culasse et ne doivent être reposées qu'après la pose de la culasse.

i Remarque

En cas d'apparition d'un défaut dans le système de préchauffage, au niveau des bougies de préchauffage ou au niveau des câbles, il est affiché par le témoin de contrôle de préchauffage et mémorisé en plus dans le calculateur CDI.

Bougie de préchauffage en céramique


Commande par dépression

44

Part

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neum

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Commande par dépression

La pompe à dépression est entraînée indirectement par l'entraînement de la pompe à huile. Elle génère la dépression et est reliée via sa conduite principale allant au servofrein avec le système à dépression. Font partie du système :

• Accumulateur de dépression• Convertisseur de pression régulation wastegate• Convertisseur de pression volet de régulation de

pression de suralimentation• Vanne d'inversion by-pass radiateur AGR• Valve d'inversion volet by-pass air de suralimen-

tation• Valve d'inversion pompe à liquide de refroidis-

sement

Les composants suivants sont actionnés par un signal à impulsions modulées en largeur :

• Convertisseur de pression volet de régulation de pression de suralimentation– Le volet de régulation de pression de suralimen-

tation s'ouvre en continu et régule le flux des gaz d'échappement entre le compresseur haute pression et le compresseur basse pression.

• Convertisseur de pression régulation wastegate– La wastegate s'ouvre en continu. Une partie du

flux des gaz d'échappement est amenée en contournant le compresseur basse pression dans le système d'échappement.

• Vanne d'inversion volet by-pass air de suralimen-tation– Le volet by-pass s'ouvre et soulage le

compresseur haute pression.

• Valve d'inversion by-pass radiateur AGR– Le by-pass en amont du radiateur AGR s'ouvre,

le flux des gaz d'échappement est amené par le radiateur AGR.

• Vanne d'inversion pompe à liquide de refroidis-sement– La mécanique de régulation intégrée à la pompe

à liquide de refroidissement permet de fermer l'arrivée de liquide de refroidissement vers la pompe à liquide de refroidissement.

a Risque d'endommagement du moteur

Lors du montage des conduites à dépression, il faut tenir compte du code de couleur correspon-dant de la conduite à dépression et de la capsule à dépression, sinon il y a un risque d'endommage-ment du moteur.

i Remarque

L'aération du convertisseur de pression de la régu-lation wastegate et du volet de régulation de pres-sion de suralimentation est assurée par le même filtre d'aération.

Pompe à dépression


Part

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neum

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ueCommande par dépression

Syst

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Réduction des émissions

46

Prot

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Mesures de réduction des émissions

Les importantes nouveautés techniques utilisées dans le développement du nouveau moteur 651 permettent d'abaisser encore plus les émissions brutes. Même sans la technologie BlueTEC, la norme Euro 5 est respectée. Le nouveau moteur a le potentiel d'atteindre les valeurs limites pour la norme Euro-6 et la norme américaine BIN5.

Mesures mécaniques

• Pompe à huile avec régulation du volume côté huile propre avec niveau de pression commandé (courbe caractéristique)

• Pompe à dépression à coefficient de friction optimisé

• Axe de piston avec revêtement PVD

Application technique

Une réduction supplémentaire des émissions brutes est obtenue par optimisation des composants suivants qui participent au circuit d'huile :

• Le gicleur de la chaîne de distribution est supprimé• La pression de régulation est abaissée à 2,5 bar• Refroidissement des têtes de piston pouvant être

coupé• Paliers à roulement des arbres d'équilibrage

Lanchester• Pignons intermédiaires• Résistances de pression réduites

Réduction des émissions CO2

La nouvelle technique common rail crée les conditions d'une plus grande flexibilité dans le timing d'injection et entraîne de ce fait un fonctionnement plus souple du moteur, une consommation de courant plus faible et des émissions réduites. Les émissions de CO2 ont pu être abaissées jusqu'à 13 %. Les nouveautés déci-sives ayant permis cette amélioration sont la pression de rail augmentée de 400 bar à 2 000 bar maximum, ainsi qu'un nouveau concept de piézoinjecteur avec commande directe de l'aiguille.

Réduction des oxydes d'azote

Grâce à une réduction de la compression de 16,5 : 1 à 16,2 : 1, le processus de combustion a pu être opti-misé de manière à diminuer de façon durable les émis-sions brutes.

De nettes améliorations ont pu être obtenues avant tout pour les oxydes d'azote.

La proportion d'oxyde d'azote dans les gaz d'échappe-ment est abaissée par le recyclage des gaz d'échappe-ment.

i Remarque

L'abréviation PVD signifie "Physical Vapour Depo-sition". Il s'agit d'un procédé de revêtement ou d'une technologie à couche mince dans laquelle la couche se forme directement par la condensation de matière préalablement évaporée sur le subs-trat.


Prot

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men

tRéduction des émissions

Gestion thermique

La gestion thermique de conception nouvelle comprend, outre l'optimisation de la mise en tempéra-ture et du refroidissement, les fonctions suivantes :

• Procédé de combustion de chauffage• Protection de surchauffe• Phase de postdémarrage

Les émissions de gaz d'échappement sont réduites par la gestion thermique étendue. Le tableau ci-dessous montre les nouvelles mesures et les résultats obtenus.

Dépollution des gaz d'échappement

Grâce à la dépollution des gaz d'échappement dans le système d'échappement, de nombreuses substances nocives peuvent être transformées à l'avance. L'utili-sation d'un catalyseur à oxydation et d'un filtre à parti-cules diesel (DPF) permet de réduire les substances nocives suivantes dans les gaz d'échappement :

• Oxyde d'azote (NOx)• Hydrocarbures (HC)• Oxyde de carbone (CO)• Particules de suie

Mesure Résultat

Gicleurs d'huile et pompe à liquide de refroidisse-ment enclenchables

Il en résulte une phase de mise en température plus rapide après le démarrage à froid.

Chemise d'eau en deux parties Il en résulte une amélioration de la commande et de la dissipation de la chaleur.

Puissance de refroidissement AGR optimisée La température et la concentration d'oxygène dans la chambre de combustion sont abaissées, ce qui entraîne un mélange carburant-air plus froid et diminue la formation de calamine. Le flux de gaz d'échappement sortant est réduit.

Pompe à huile avec régulation du volume côté huile propre

Il en résulte une résistance d'entraînement plus faible.


Nouveautés

48

Serv

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Info

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ions

Suralimentation par turbocompresseur à deux niveaux

Les capsules à dépression du turbocompresseur peuvent être remplacées séparément à l'état posé.

Tout d'abord quelques points importants dont il faut tenir compte :

• Les codes couleur sur les conduites de commande• Le blocage des écrous avec de la peinture

résistante aux températures élevées

Gicleurs d'huile

Les gicleurs d'huile peuvent être remplacés séparé-ment. Leur emplacement exact est déterminé par une vis de position.

Vilebrequin

L'amortisseur de vibrations en torsion (TSD) possède quatre raccords à vis. Les forces agissantes sont ainsi réparties sur les quatre vis, d'où l'obtention d'un effort plus faible pour chaque vis. Un outil spécial pour montage facile est présent.

Le signal du capteur d'arbre à cames sert de valeur de rechange pour la distribution au calculateur CDI. Si le capteur pour le vilebrequin tombe en panne, le moteur peut être démarré et activé en mode de fonctionne-ment de secours grâce au capteur d'arbre à cames.

Joints

Les joints dans la zone des gaz d'échappement sont dotés de broches et de languettes polygonales. Une fixation préalable des joints et des vis permettant de les empêcher de tomber simplifie le montage. Les joints sont en plus dotés d'une broche de contrôle de montage. Après le montage, il est possible de vérifier si le joint est posé.

Joint avec broche de contrôle de montage (flèche) en prenant exemple sur le tube de répartition d'air de suralimentation


Serv

ice-

Info

rmat

ionsNouveautés

Piézoinjecteur

Les piézoinjecteurs sont désignés par un code I2C à 24 caractères.

Le codage I2C permet un accord encore plus précis (débit d'injection et durée d'injection) des différents piézoinjecteurs à l'état neuf.

Si un piézoinjecteur est remplacé, ce codage doit être communiqué au calculateur CDI au moyen du Star Diagnosis.

Code matrice de données

Quelques composants sont dotés d'un code matrice. Le code est la plupart du temps apposé par technique laser.

Ce code contient des informations uniquement essen-tielles pour la qualité et le montage. Pour la mainte-nance, le code n'a aucune importance.

i Remarque

Les nouveautés et remarques présentées ici ne sont pas des instructions de réparation !

Pour plus d'informations sur la réparation et la maintenance du moteur 651, veuillez consulter le système d'information atelier (WIS).

Piézoinjecteur

1 Code matrice de données2 Code I2C


Moteur

50

Out

il sp

écia

l

l

Clé à douille

Utilisation Pour le démontage de la vanne de commande du refroidissement du piston.

Référence W 651 589 00 09 00

FG 18

Jeu B

Étriers de fixation

Utilisation Fixation de l'arbre à cames lors du serrage ou desserrage des pignons d'arbre à cames.

Référence W 651 589 01 40 00

FG 05

Jeu C

Éléments de montage

Utilisation Pour emmancher et riveter les languettes exté-rieures de la chaîne à rouleaux.

Référence W 651 589 04 63 00

FG 05

Jeu C


Out

il sp

écia

lMoteur

Adaptateur de contrôle d'étanchéité

Utilisation Pour le contrôle d'étanchéité du système de suralimentation.

Référence W 651 589 02 91 00

FG 09

Jeu B

Contre-appui

Utilisation Pour le maintien du pignon de la pompe à haute pression lors du démontage et du montage.

Référence W 651 589 04 40 00

FG 07

Jeu B

Adaptateur de contrôle de vanne

Utilisation Pour la mesure du débit de retour à la vanne de régulation de pression.

Référence W 651 589 01 91 00

FG 07

Jeu B


Moteur

52

Out

il sp

écia

l

Câble adaptateur à 3 pôles

Utilisation Pour le contrôle du transmetteur Hall sur l'arbre à cames.

Référence W 651 589 01 63 00

FG 15

Jeu B

Câble adaptateur à 5 pôles

Utilisation Pour le contrôle des résistances et des tensions par exemple au niveau des variateurs de recy-clage des gaz d'échappement, du papillon des gaz et de coupure du canal d'admission.

Référence W 651 589 00 63 00

FG 15

Jeu B

Griffe d'éjection

Utilisation Pour chasser les injecteurs de carburant.

Référence W 651 589 00 33 00

FG 07

Jeu B


Out

il sp

écia

lMoteur

Outil d'emmanchement joint à lèvre arrière

Utilisation Pour emmancher le joint à lèvre arrière du vile-brequin.

Référence W 651 589 01 61 00

FG 03

Jeu B

Outil de montage

Utilisation Pour la fixation des arbres d'équilibrage lors du démontage et du montage des pignons d'entraî-nement.

Référence W 651 589 02 63 00

FG 03

Jeu C

Outil d'emmanchement joint à lèvre avant

Utilisation Pour emmancher le joint à lèvre avant du vile-brequin.

Référence W 651 589 00 61 00

FG 03

Jeu B


Moteur

54

Out

il sp

écia

l

Contre-appui

Utilisation Pour la fixation de la poulie de vilebrequin lors du desserrage des vis de fixation.

Référence W 651 589 00 40 00

FG 03

Jeu BP58.20-2241-00

i Remarque

Vous trouverez plus d'informations sur les équipe-ments d'atelier, les outils du commerce et les outils spéciaux sur internet à l'adresse :

http: / / gotis.aftersales.mercedes-benz.com


http://gotis.aftersales.mercedes-benz.com

55Présentation de la nouvelle génération de moteurs en ligne 4 cylindres OM 651 q

Abréviations

AGR


CAN

Controller Area Network

CDI

Injection diesel common rail

CO

Oxyde de carbone

CO2

Dioxyde de carbone

DAS

Système d'aide au diagnostic

DPF

Filtre à particules diesel

EOBD

Diagnostic embarqué européen

Euro NCAP

European New Car Assessment Program

HC

Hydrocarbure

HFM

Débitmètre d'air massique à film chaud

H2O

Eau

IHU

Formage interne haute pression

LIN

Réseau local d'interconnexion

NEFZ

Détermination de la consommation nouveau cycle mixte européen

NOx

Oxyde d'azote

O2

Oxygène

PVD

Physical vapour deposition

TSD

Amortisseur de vibrations en torsion

WIS

Système d'information atelier


Index alphabétique

56

AAlésage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Alimentation en air . . . . . . . . . . . . . 29

Arbre d'équilibrage . . . . . . . . . . . . . 15

Arbres à cames . . . . . . . . . . . . . . . 16

BBielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

CCalculateur CDI . . . . . . . . . . . . . . . 42

Calibrage de débit nul . . . . . . . . . . . . 23

Carter d'huile . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Carter moteur . . . . . . . . . . . . . . . 12

Catalyseur à oxydation . . . . . . . . . . . . 34

Cheminement de la courroie . . . . . . . . . 19

Circuit d'huile . . . . . . . . . . . . . . . 38

Circuit de recyclage des gaz d'échappement . . 33

Circuit de refroidissement . . . . . . . . . . 37

Code matrice de données . . . . . . . . . . 49

Commande par dépression . . . . . . . . . . 44

Compensation du jeu des soupapes . . . . . . 17

Compression . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Convertisseur de pressionRégulation wastegate . . . . . . . . . . . . 44Volet de régulation de pression de suralimentation . . . . . . . . . . . . . . 44

Correction du débit d'injection . . . . . . . . 23

Correction du débit d'injection principal . . . . 23

Couple nominal . . . . . . . . . . . . . . . 7

Coupure du canal d'admission . . . . . . . . 30

Course . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Culasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Culbuteur à rouleau . . . . . . . . . . . . . 17

Cylindrée . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

DDépollution des gaz d'échappement . . . . . . 47

Diagramme de puissance . . . . . . . . . . 7

Disposition des cylindres . . . . . . . . . . . 10

Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . 17

EEmbiellage . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

FFiltre à particules diesel . . . . . . . . . . . 34

GGestion thermique . . . . . . . . . 8, 36, 47

Gicleurs d'huile . . . . . . . . . . . . . . . 40

Guidage d'air . . . . . . . . . . . . . . . . 29

JJoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

LLimite de compression . . . . . . . . . . . . 28

MMesures CO2 . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Mode de combustion . . . . . . . . . . . . 10

NNombre de cylindres . . . . . . . . . . . . 10


Index alphabétique

OOutil spécial

Adaptateur de contrôle d'étanchéité . . . . . 51Adaptateur de contrôle de vanne . . . . . . . 51Câble adaptateur à 3 pôles . . . . . . . . . 52Câble adaptateur à 5 pôles . . . . . . . . . 52Clé à douille . . . . . . . . . . . . . . . 50Contre-appui . . . . . . . . . . . . . 51, 54Éléments de montage . . . . . . . . . . . 50Étriers de fixation . . . . . . . . . . . . . 50Griffe à chasser . . . . . . . . . . . . . 52Outil d'emmanchement joint à lèvre arrière . . . 53Outil d'emmanchement joint à lèvre avant . . . 53Outil de montage . . . . . . . . . . . . . 53

PPapillon des gaz . . . . . . . . . . . . . . 31

Piézoinjecteur . . . . . . . . . . . . . 21, 49

Poids du moteur . . . . . . . . . . . . . . 10

Pompe à dépression . . . . . . . . . . . . 44

Pompe à huile . . . . . . . . . . . . . . . 40

Pompe à liquide de refroidissement . . . . . . 41

Puissance nominale . . . . . . . . . . . . . 7

RRecyclage des gaz d'échappement . . . . . . 32

Réduction des émissions . . . . . . . . . . 46

Refroidissement . . . . . . . . . . . . . . 36

Refroidissement du moteur . . . . . . . . . 36

Régulation de la pression de suralimentation . . 26

Roue de capteur . . . . . . . . . . . . . . 16

SSuralimentation . . . . . . . . . . . . . . 24

Système de lubrification . . . . . . . . . . . 38

Système de préchauffage . . . . . . . . . . 43

Système de préchauffage pour démarrage rapide . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

TTechnologie d'injection . . . . . . . . . . . 20

Train de pignons . . . . . . . . . . . . . . 18

Transmission par courroie . . . . . . . . . . 19

VValve d'inversion

Pompe à liquide de refroidissement . . . . . . 44Volet by-pass air de suralimentation . . . . . 44

Vanne d'inversionBy-pass radiateur AGR . . . . . . . . . . . 44

Vilebrequin . . . . . . . . . . . . . . . . 15


Documents

Nouvelle génération de moteurs en ligne 4 cylindres OM 651l33tm4n.free.fr/forum-mercedes/Annexe_Presentation_Moteur_OM651… · Nouvelle génération de moteurs en ligne 4 cylindres