Les propriétés mécaniques de la rampe d'injection nécessaires à la conception des moteurs diesel à injection directe

Automotive

La rampe d'injection joue un rôle essentiel parmi les moteurs diesel à injection directe modernes. Etant en permanence exposée à des degrés de pression et de chaleur de plus en plus élevés, ses performances sont cruciales pour l’ensemble du système. La sélection de matériaux aux propriétés mécaniques adéquates permet de produire une rampe d'injection de haute qualité, tout en garantissant un moteur diesel irréprochable aux performances fiables.

Forgée à chaud, la rampe d'injection des moteurs diesel à injection directe supporte une pression allant jusqu’à 2200 bars, la pression du carburant dans les moteurs nouvelle génération pouvant atteindre entre 2700 et 2800 bars. C’est pourquoi Setforge est sur le point de développer, en étroite collaboration avec des aciéristes expérimentés, de nouveaux aciers destinés à la fabrication de ces rampes qui correspondent aux normes des moteurs modernes.

Afin de produire une rampe d'injection de moteur diesel à injection rapide, les aciers doivent répondre à des exigences particulières qu’il est possible de classer selon trois critères principaux :

1. Haute résistance à la fatigue causée par la pression interne

2. Résistance à la fatigue causée par les vibrations

3. Résistance à la cavitation

 

Haute résistance à la fatigue causée par la pression interne

La fatigue causée par la pression interne est une forme de fatigue des matériaux : la pression exercée à l’intérieur de la rampe d'injection provoque l’apparition de fissures qui se propagent et finissent par induire une rupture. Il est essentiel que les matériaux résistent parfaitement à cette pression puisque les composants subissent au démarrage et à l’arrêt une charge et décharge cyclique rapide de carburant à haute pression, et, un flux constant de carburant sous pression lors du fonctionnement.

Résistance à la fatigue causée par les vibrations

La fatigue causée par les vibrations est une sorte de fatigue des matériaux provoquée par la vibration de forces fluctuantes. La rampe d'injection dont est constitué le moteur diesel à injection directe y étant soumise, il est nécessaire de prendre en compte cette fatigue lors de la sélection du matériau.

Résistance à la cavitation

La cavitation est un phénomène au cours duquel des bulles se forment dans les zones de faible pression d’un liquide, puis implosent lorsque la pression augmente suite à de rapides changements. Des implosions répétées à la surface du métal provoquent une contrainte cyclique qui est à l’origine d’une fatigue de surface. Le carburant dans les moteurs diesel à injection rapide circule aussi bien à basse pression (les bulles se forment entre le réservoir et la soupape de pression) qu’à haute pression (elles implosent entre la soupape de pression et la rampe d'injection). Il est par conséquent essentiel que le matériau possède des propriétés de résistance à la cavitation.

Setforge possède une excellente expertise dans le développement et la sélection de matériaux modernes disposant des meilleures propriétés mécaniques. Notre équipe propose un processus de fabrication de haute qualité qui repose sur la conception de la rampe d'injection de moteurs diesel à injection directe, laquelle combine différentes techniques et outils de forgeage. La sélection des matières premières effectuée par Setforge garantit l’efficacité optimale du moteur diesel à injection directe, qui est ainsi capable de supporter tous les problèmes causés par les vibrations, la cavitation ou la pression interne.




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