FR3083829A1

FR3083829A1 - Dispositif d'injection a rampe commune

Info

Publication number: FR3083829A1
Application number: FR1856311A
Authority: FR
Inventors: Pierre-Yves Griveau; Gilles Daubord
Original assignee: Senior Flexonics Blois SAS
Current assignee: Duncha France SAS
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2020-01-17
Anticipated expiration: 2038-07-10
Also published as: FR3083829B1; WO2020012115A1

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'injection (1) comportant une rampe commune (2) s'étendant dans une direction longitudinale et définissant un chambre principale (4), la rampe commune (2) comportant : - un orifice d'entrée (3), - au moins un puits d'injection (5), - au moins un conduit (6) débouchant dans la chambre principale (4) et dans le puits d'injection (5) ; et - au moins un perçage (7) traversant, débouchant dans la chambre principale (4) en regard du conduit (6), le dispositif d'injection comportant en outre au moins un organe d'obstruction (8) qui comporte une première partie (8a) logée dans le perçage (7) et obturant de manière étanche ledit perçage (7) et une deuxième partie (8b) qui est logée dans le conduit (6) de manière à réduire la section de passage du carburant au travers dudit conduit (6) de sorte à former un gicleur.

Description

Domaine technique

La présente invention est relative à un dispositif d’injection à rampe commune pour moteur à combustion interne.

Arrière-plan technologique

Les dispositifs d’injection de l’état de la technique comportent une rampe commune présentant une chambre principale, un orifice d’entrée débouchant dans la chambre principale et destiné à être raccordé à un tube d’alimentation en carburant, une pluralité de puits d’injection qui sont répartis le long de la rampe commune et sont chacun destinés à recevoir un injecteur et une pluralité de conduits permettant chacun de relier la chambre principale à l’un des puits d’injection.

Il est connu de la demanderesse que, afin d’adapter l’encombrement du dispositif d’injection à son environnement à l’intérieur du véhicule, les puits d’injections sont déportés par rapport à la chambre principale de la rampe commune. En d’autres termes, l’axe géométrique des puits d’injection ne traverse pas la chambre principale de la rampe commune. Aussi, afin de pouvoir usiner le conduit reliant la chambre principale au puits d’injection, l’usinage est réalisé transversalement à la rampe commune au travers de la chambre principale de la rampe commune. Un tel usinage a pour effet de ménager un perçage débouchant dans la chambre principale qui doit par la suite être obturé afin d’assurer l’étanchéité de la rampe commune.

Les dispositifs d’injection sont équipés de gicleurs qui sont formés par une réduction de la section de passage du carburant de manière à générer une perte de charge qui permet d’amortir les ondes de pression.

Actuellement, il existe au moins deux technologies de gicleur. La première consiste à introduire dans le conduit reliant la chambre principale de la rampe commune au puits d’injection un élément cylindrique percé axialement. Le diamètre de cet élément est compris entre 3 et 5mm et celui du perçage de l’ordre du dixième de millimètre, ce qui requiert un équipement spécifique. De plus, il faut un outillage spécifique pour emmancher cet élément cylindrique percé dans le conduit. En outre, cet emmanchement est d’autant plus difficile à réaliser, compte-tenu de l’accessibilité retreinte des conduits, pour les structures précitées dans lesquels les puits d’injections sont déportés par rapport à la chambre principale de la rampe commune. Enfin, il faut que le diamètre nominal du conduit et le diamètre externe de l’élément cylindrique percé correspondent pour maîtriser le jeu de serrage lors de l’assemblage. En effet, si le jeu de serrage est trop important, on peut générer une pollution par arrachement de particules et une dégradation de la tenue en fatigue liée à la dégradation de l’état de surface ou aux contraintes de frettage.

Selon une deuxième technologie, le conduit reliant la chambre principale au puits d’injection présente à la jonction entre ledit conduit et le puits d’injection une section plus faible. Pour les structures précitées dans lesquels les puits d’injections sont déportés par rapport à la chambre principale de la rampe commune, l’usinage de cette section plus faible requiert l’utilisation d’un foret de faible diamètre mais de longueur importante pour atteindre l’extrémité du conduit. Or, l’utilisation d’un foret de petite taille sur une aussi grande longueur rend celui-ci fragile avec un risque de générer de nombreux rebus de fabrication et des défauts sur le produit fini.

Résumé

Aussi, un des buts de la présente invention est-il de fournir un dispositif d’injection comportant une rampe commune, qui permet d’obvier les inconvénients ci-dessus.

Un autre but de l’invention est de fournir un tel dispositif dont la réalisation est simple et peu coûteuse.

Ces buts, ainsi que d’autres qui apparaîtront pas la suite, sont atteints par un dispositif d’injection comportant une rampe commune s’étendant dans une direction longitudinale et définissant un chambre principale, la rampe commune comportant :

- un orifice d’entrée débouchant dans la chambre principale et destiné à être raccordé à un tube d’alimentation en carburant,

- au moins un puits d’injection qui est destiné à être raccordé à un injecteur,

- au moins un conduit transversal s’étendant selon un premier axe et débouchant dans la chambre principale et dans le puits d’injection de manière à relier la chambre principale audit puits d’injection; et

- au moins un perçage traversant, ledit perçage débouchant dans la chambre principale en regard du conduit et s’étendant selon un deuxième axe coaxial au premier axe, le dispositif d’injection comportant en outre au moins un organe d’obstruction qui comporte une première partie logée dans le perçage et obturant de manière étanche ledit perçage et une deuxième partie qui est logée dans le conduit de manière à réduire la section de passage du carburant au travers dudit conduit de sorte à former un gicleur.

Ainsi, un tel dispositif d’injection est avantageux en ce qu’il permet au moyen d’un même organe d’obstruction, d’une part, d’obturer de manière étanche le perçage afin de garantir l’étanchéité de la rampe commune et, d’autre part, de réaliser une fonction de gicleur générant une perte de charge dans le conduit de manière à amortir les ondes de pression.

En outre, le gicleur ainsi réalisé est plus simple à réalise et à assembler. Il permet en outre d’obtenir une précision accrue quant à la perte de charge à générer.

Selon d’autres modes de réalisation avantageux, un tel dispositif d’injection peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.

Selon un mode de réalisation, le perçage comporte, de la chambre principale de la rampe commune vers l’extérieur de la rampe commune, une première portion et une deuxième portion ayant un diamètre plus grand que celui de la première portion de façon à ménager, entre la première et la deuxième portions, une surface d’appui présentant une composante radiale par rapport au deuxième axe et dans lequel la première partie de l’organe d’obstruction comporte une tête présentant une face avant qui est plaquée contre la surface d’appui. Ceci permet d’assurer un positionnement axiale précis l’organe d’obstruction et permet en outre de garantir l’étanchéité de l’assemblage.

Selon un mode de réalisation, l’organe d’obstruction comporte une tige cylindrique qui s’étend depuis la tête coaxialement aux premier et deuxième axes et forme une portion de la première partie et la deuxième partie.

Selon un mode de réalisation, la face avant de la tête est sphérique ou tronconique. Selon un mode de réalisation, la surface d’appui du perçage est tronconique. Ceci améliore encore davantage l’étanchéité.

Selon un mode de réalisation, l’organe d’obstruction présente une dureté supérieure à la dureté de la rampe commune. Ainsi, le perçage 7 se déforme de manière à garantir davantage l'étanchéité de l’assemblage.

Selon un mode de réalisation, la première partie présente une portion cylindrique ajustée à l’intérieur d’une portion cylindrique du perçage de manière à centrer radialement l’organe d’obstruction par rapport au premier et au deuxième axes.

Selon un mode de réalisation, la tête de l’organe d’obstruction est fixée à l’intérieur du perçage au moyen d’un bord extérieur du perçage qui est serti contre la tête de l’organe d’obstruction.

Selon un autre mode de réalisation, la première partie de l’organe d’obstruction présente un filetage coopérant avec un taraudage complémentaire ménagé dans le perçage de manière à fixer la première partie de l’organe d’obstruction à l’intérieur du perçage.

Selon un mode de réalisation, la deuxième partie de l’organe d’obstruction présente un diamètre inférieur à celui du conduit de manière à ménager un espace radial entre ladite deuxième partie et le conduit autorisant le passage du carburant au travers du conduit.

Selon un mode de réalisation, la deuxième partie de l’organe d’obstruction présente au moins un méplat ménageant un espace radial entre ladite deuxième partie et le conduit autorisant le passage du carburant au travers du conduit.

Selon un mode de réalisation, la deuxième partie de l’organe d’obstruction présente une extrémité libre de forme sphérique, conique ou tronconique. Ceci permet de limiter les perturbations.

Selon un mode de réalisation, le puits d’injection s’étend selon un axe géométrique qui ne traverse pas la chambre principale.

Selon un mode de réalisation, le perçage présente une extrémité qui débouche dans la chambre principale ayant été ébavurée au moyen d’un procédé d’usinage électrochimique des métaux. Selon un mode de réalisation, le conduit présente une extrémité qui débouche dans la chambre principale ayant été ébavurée au moyen d’un procédé d’usinage électrochimique des métaux. Ceci permet notamment d’assurer un positionnement précis de l’organe d’obstruction par rapport au conduit et d’assurer ainsi la précision de la perte de charge généré par le gicleur ainsi réalisé.

Brève description des figures

L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.

- La figure 1 est une vue en perspective d’un dispositif d’injection comportant une rampe commune.

- La figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif d’injection de la figure 1.

- La figure 3 est une vue de détail en coupe du dispositif d’injection de la figure 2.

- La figure 4 une vue en coupe transversale d’un dispositif d’injection selon un second mode de réalisation.

- La figure 5 est une vue en coupe selon un plan longitudinal du conduit ménagée dans la rampe commune et de la tige de l’organe d’obstruction logée dans ledit conduit selon un autre mode de réalisation.

Description détaillée de modes de réalisation

La figure 1 représente un dispositif d’injection désigné dans son ensemble par la référence 1. Le dispositif d’injection 1 comprend une rampe commune 2 qui s’étend selon une direction longitudinale. La rampe commune 2 est creuse et définit ainsi une chambre principale 4 de forme tubulaire, illustrée sur la figure 2, s’étendant selon la direction longitudinale de la rampe commune 2. La rampe commune 2 est avantageusement réalisée d’un seul tenant, par exemple par un procédé de forgeage.

La rampe commune 2 comporte un orifice d’entrée 3 débouchant dans la chambre principale 4 de la rampe commune 2 et destiné à être raccordé à une tube d’alimentation en carburant, non illustré. Par ailleurs, la rampe commune 2 comporte des puits d’injection 5 qui sont chacun destinés à recevoir un injecteur, non illustré. Les puits d’injection 5 sont déportés par rapport à la chambre principale

4. En d’autres termes, les puits d’injection 5 s’étendent selon un axe géométrique A qui ne passe pas au travers de la chambre principale 4.

La chambre principale 4 de la rampe commune 2 est reliée à chacun des puits d’injection 5 au moyen d’un conduit 6, représenté sur la figure 2. Chaque conduit 6 présente une forme cylindrique s’étendant selon un axe B. Chaque conduit 6 débouche, d’une part, dans la chambre principale 4, et, d’autre part, dans l’un des puits d’injection 5 et permet ainsi de conduire le carburant de la chambre principale 4 vers ledit puits d’injection 5.

Compte-tenu du caractère déporté des puits d’injection 5 par rapport à la chambre principale 4, chaque conduit 6 est usiné transversalement à l’axe longitudinal de la rampe commune 2 et par le côté de la rampe commune 2 opposé aux puits d’injection 5. Ainsi, pour former chaque conduit 6, un perçage Ί traversant est nécessairement formé, dans la rampe commune 2, en regard dudit conduit 6. Le perçage 7 s’étend selon un axe géométrique C qui est coaxial à l’axe géométrique B du conduit 6. Le diamètre du conduit 6 est par exemple compris entre 3 et 5 mm. Dans le mode de réalisation représenté, les axes B et C passent par l’axe central de la chambre principale 4.

Le dispositif 1 comprend aussi des organes d’obstruction 8, dont l’un est représentés sur la figure 2, qui coopèrent chacun avec un conduit 6 et un perçage 7 en regard. Les organes d’obstruction 8 ont une double fonctionnalité, à savoir, d’une part, d’obturer de manière étanche les perçages 7 afin de garantir l’étanchéité de la rampe commune 2 et, d’autre part, de réaliser une fonction de gicleur générant une perte de charge dans les conduits 6 de manière à amortir les ondes de pression.

Pour ce faire, chaque organe d’obstruction 8 comprend une première partie 8a qui est logée dans le perçage 7 et l’obture de manière étanche et une deuxième partie 8b qui est logée à l’intérieur du conduit 6, tout en ménageant un espace entre le conduit 6 et ladite deuxième partie 8b qui autorise le passage du carburant. Ainsi, la deuxième partie 8b réduit la section de passage du carburant au travers du conduit 6, ce qui permet de générer une perte de charge et de réaliser la fonction gicleur.

Chaque organe d’obstruction 8 comporte une tête 9 coopérant avec le perçage 7 et une tige 10 coopérant avec le perçage 7 et le conduit 6. En d’autres termes, la première partie 8a de l’organe d’obstruction 8 est formée par la tête 9 et une portion de la tige 10 tandis que la deuxième partie 8b est formée par une portion distale de la tige 10. L’organe d’obstruction 8 traverse la chambre principale 4 de la rampe commune 2 selon un diamètre de celle-ci.

Chaque perçage 7 comprend, de l’intérieur de la rampe commune 2 vers l’extérieur de celle-ci, une première portion 7a, cylindrique, avantageusement de même diamètre nominal que celui du conduit 6, et une deuxième portion 7b, cylindrique, d’un diamètre plus grand. Ceci permet de ménager entre la première portion 7a et la deuxième portion 7b une surface d’appui 11 présentant une composant radiale par rapport à l’axe géométrique C. La tête 9 de l’organe d’obstruction 8 associé présente une face avant 14 qui est plaquée contre ladite surface d’appui 11 de manière à assurer une positionnement axial précis de l’organe d’obstruction 8 et à assurer l’étanchéité de l’assemblage.

Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, la face avant 14 de la tête 9 et la surface d’appui 11 du perçage 7 présentent des formes tronconiques.

Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 4, la face avant 14 de la tête 9 est sphérique et la surface d’appui 11 présente une forme tronconique.

Dans d’autres modes de réalisation non représentés, la surface d’appui 11 du perçage 7 et la face avant 14 de la tête 9 sont orthogonaux à l’axe C.

De manière avantageuse, la tête 9 de l’organe d’obstruction 8 est montée en force dans le perçage 7. Ainsi, le perçage 7 et, plus particulièrement la surface d’appui 11 dudit perçage 7 se déforme de manière à garantir l’étanchéité de l’assemblage. Pour ce faire, l’organe d’obstruction 8 et la rampe commune 2 présente une dureté différente : l’organe d’obstruction 8 est plus dur que la rampe commune 2. Selon un exemple de réalisation, la rampe commune est en acier inoxydable du type 304 ou 304L tandis que l’organe d’obstruction 8 est réalisé dans un alliage du type X5NiCuNb17-04.

Par ailleurs, le diamètre de la tête 9 de l’organe d’obstruction 8 est égal au diamètre nominal de la deuxième partie 7b du perçage 7 : ainsi, cette tête 9 permet non seulement de retenir l’organe d’obstruction 8 en reposant sur la surface d’appui 11, mais contribue aussi à l’étanchéité de l’assemblage.

Comme illustré sur la figure 2, pour bloquer la tête 9 de l’organe d’obstruction 8 en position contre la surface d’appui 11, le bord extérieur 15 du perçage 7 est serti contre la tête 9 de l’organe d’obstruction 8. Ceci a également pour effet de garantir l’étanchéité.

Par ailleurs, de manière avantageuse, la section de la portion de la tige 10 qui coopère avec la seconde portion 7b du perçage 7 est ajustée au diamètre de la seconde portion 7b du perçage 7 de manière à assurer un guidage et un centrage de l’organe d’obstruction 8 par rapport aux axes B et C.

Selon un autre mode de réalisation non représenté, afin d’assurer le maintien de l’organe d’obstruction 8 en position, la tige 10 présente une portion filetée qui coopère avec un taraudage complémentaire ménagée dans la seconde portion 7b du perçage 7.

La tige 10 est de forme générale cylindrique et sa longueur dans le conduit 6 est définie en fonction de la perte de charge désirée et de l’effet d’amortissement d’onde désiré. Selon un premier mode de réalisation représenté sur la figure 3, le diamètre extérieur de la tige 10 est inférieur au diamètre nominal du conduit 6 ce qui permet de ménager un espace radial 16 entre le conduit 6 et la tige 10. Ceci crée donc un passage pour le carburant entre la tige 10 et la paroi interne du conduit 6.

Les diamètres du conduit 6 et de la tige 10 doivent être relativement précis afin d’assurer la perte de charge requise pour amortir les ondes de pression. Or, il est plus facile d’obtenir un diamètre précis sur une pièce dont le diamètre est au moins de 3 millimètres que sur un alésage ayant un diamètre inférieur à 0,1 minimètre. Aussi, un gicleur ainsi réalisé est avantageux en ce qu’il permet d’obtenir une plus grande précision quant à la perte de charge obtenue.

Selon un second mode de réalisation illustré sur la figure 4, la tige 10 comporte un ou plusieurs méplats 12 s’étendant sur toute la longueur de la tige 10 logée à l’intérieur du conduit 6 et permettant de créer un passage 16 entre la tige 10 et la paroi interne du conduit 6.

Quant à l’extrémité libre 13 de la tige 10, elle peut être plate, plate avec un rayon ou avec un chanfrein. Toutefois, de manière avantageuse, l’extrémité libre 13 de la tige 10 est sphérique, tel qu’illustré sur la figure 2, ce qui limite les perturbations, ou conique ce qui limite aussi les perturbations et est plus simple à réaliser.

Par ailleurs, de manière avantageuse, afin d’assurer un positionnement précis de la tige 10 de l’organe d’obstruction 8 par rapport au conduit 6 et assurer la précision de la perte de charge généré par le gicleur ainsi réalisé, l’extrémité du perçage 7 qui débouche dans la chambre principale 4 ainsi que l’extrémité du 5 conduit 6 qui débouche dans la chambre principale 4 sont ébavurées au moyen d’un procédé d’usinage électrochimique des métaux (ECM).

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs 10 combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.

Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne 15 saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d’injection (1) comportant une rampe commune (2) s’étendant dans une direction longitudinale et définissant un chambre principale (4), la rampe commune (2) comportant :

- un orifice d’entrée (3) débouchant dans la chambre principale (4) et destiné à être raccordé à un tube d’alimentation en carburant,

- au moins un puits d’injection (5) qui est destiné à être raccordé à un injecteur,

- au moins un conduit (6) transversal s’étendant selon un premier axe et débouchant dans la chambre principale (4) et dans le puits d’injection (5) de manière à relier la chambre principale (4) audit puitsd’injection (5) ; et

- au moins un perçage (7) traversant, ledit perçage (7) débouchant dans la chambre principale (4) en regard du conduit (6) et s’étendant selon un deuxième axe coaxial au premier axe, le dispositif d’injection comportant en outre au moins un organe d’obstruction (8) qui comporte une première partie (8a) logée dans le perçage (7) et obturant de manière étanche ledit perçage (7) et une deuxième partie (8b) qui est logée dans le conduit (6) de manière à réduire la section de passage du carburant au travers dudit conduit (6) de sorte à former un gicleur.
2. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel le perçage (7) comporte, de la chambre principale (4) de la rampe commune (2) vers l’extérieur de la rampe commune (2), une première portion (7a) et une deuxième portion (7b) ayant un diamètre plus grand que celui de la première portion (7a) de façon à ménager, entre la première et la deuxième portions (7a, 7b), une surface d’appui (11) présentant une composante radiale par rapport au deuxième axe et dans lequel la première partie (8a) de l’organe d’obstruction (8) comporte une tête (9) présentant une face avant (14) qui est plaquée contre la surface d’appui (11).
3. Dispositif (1) selon la revendication 2, dans lequel, l’organe d’obstruction (8) comporte une tige cylindrique (10) qui s’étend depuis la tête coaxialement aux premier et deuxième axes et forme une portion de la première partie (8a) et la deuxième partie (8b).
4. Dispositif (1) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la face avant (14) de la tête (9) est sphérique ou tronconique.
5. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel la surface d’appui (11) du perçage (7) est tronconique.
6. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel l’organe d’obstruction (8) présente une dureté supérieure à la dureté de la rampe commune (2).
7. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la première partie (8a) présente une portion cylindrique ajustée à l’intérieur d’une portion cylindrique du perçage (7) de manière à centrer radialement l’organe d’obstruction (8) par rapport au premier et au deuxième axes.
8. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la tête (9) de l’organe d’obstruction (8) est fixée à l’intérieur du perçage (7) au moyen d’un bord extérieur (15) du perçage (7) qui est serti contre la tête (9) de l’organe d’obstruction (8).
9. Dispositif (1) selon la revendication 1 à 8, dans lequel la première partie (8a) de l’organe d’obstruction (8) présente un filetage coopérant avec un taraudage complémentaire ménagé dans le perçage (7) de manière à fixer la première partie (8a) de l’organe d’obstruction (8) à l’intérieur du perçage (7).
10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la deuxième partie (8b) de l’organe d’obstruction (7) présente un diamètre inférieur à celui du conduit (6) de manière à ménager un espace radial (16) entre ladite deuxième partie (8b) et le conduit (6) autorisant le passage du carburant au travers du conduit (6).
11. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la deuxième partie (8b) de l’organe d’obstruction (7) présente au moins un méplat (12) ménageant un espace radial (16) entre ladite deuxième partie (8b) et le conduit (6) autorisant le passage du carburant au travers du conduit (6).
12. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel la deuxième partie (8b) de l’organe d’obstruction présente une extrémité libre (13) de forme sphérique, conique ou tronconique.
13. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le puits d’injection (5) s’étend selon un axe géométrique qui ne traverse pas la chambre principale (4).