Brevet FR2705997A1 — publié le 19941209

L'invention concerne un dispositif de tuyaux d'admission pour un moteur à combustion interne présentant une culasse comportant, individuellement pour chaque cylindre, des tuyaux d'admission arqués qui enveloppent des soupapes d'injection de carburant dans des canaux d'admission placés à leur suite dans la culasse, lesquelles soupapes pénètrent, par des zones extrêmes de côté de culasse, à l'intérieur de logements. Les tuyaux d'admission conformes à l'art antérieur, par exemple, du document DE-GM 71 42 218 ou du document EP 0 307 571 Bl,F02M 35/10, offrent l'avantage que les dispositifs de conduite du carburant (conduite de distribution de carburant, soupapes d'injection) sont enveloppés par les tuyaux d'admission arqués et donc protégés contre des détériorations, par exemple lors d'une collision d'un véhicule muni du moteur à combustion interne. D'un autre côté, le dimensionnement des tuyaux d'admission déterminant essentiellement les dimensions du moteur à combustion interne est largement fonction de la place nécessaire pour le logement et pour le montage des soupapes d'injection ainsi que - pour les soupapes d'injection alimentées par la tête - des conduites de distribution du carburant. Tandis que dans le cas de la réalisation selon le modèle d'utilité allemand, les soupapes d'injection pénètrent profondément dans des tubes d'aspiration supplémentaire au niveau de la culasse et sont seulement maintenus à cet endroit dans la réalisation selon le brevet européen, les zones extrêmes comportant les alésages de pulvérisation sont recueillis par des alésages dans la culasse; la conduite de distribution du carburant 2 2705997 reliée aux extrémités de tête des soupapes d'injection est vissée à la culasse par des brides. Dans ce cas, un cloisonnement des tuyaux d'admission arqués est nécessaire pour le montage de la conduite de distribution et des soupapes d'injection; et le logement de la conduite de distribution et des soupapes d'injection nécessite quant à lui beaucoup de place. L'objet de l'invention est de mettre au point un dispositif de tuyaux d'admission suivant les dispositifs précédents et conservant leurs caractéristiques avantageuses, tout en diminuant considérablement l'encombrement par rapport aux dispositifs connus ("tuyau d'admission compact") et en permettant d'obtenir, dans sa forme de réalisation appréciée, un ensemble prémonté constitué de tuyaux d'admission, d'une conduite de distribution du carburant et d'injecteurs ou soupapes d'injection de carburant. L'invention propose à cet effet un dispositif caractérisé en ce que les autres zones -extrêmes des soupapes d'injection sont reçues par des évidements coaxiaux aux logements pratiqués dans des zones de parois des tuyaux d'admission arqués. Suivant des dispositions préférées, éventuellement combinées: - une conduite de distribution de carburant commune aux soupapes d'injection s'étendant dans le sens longitudinal de la culasse, dans le cas de soupapes d'injection alimentées par la tête, est formée par un alésage s'étendant longitudinalement dans les zones de parois réalisées d'un seul tenant, lequel alésage est en 3 2705997 liaison d'écoulement avec les évidements qui reçoivent, de façon étanche aux liquides, les autres zones extrêmes des soupapes d'injection; l'alésage s'étend décalé latéralement par rapport aux axes des soupapes d'injection; - les zones extrêmes de côté de culasse des soupapes d'injection sont supportées de façon étanche dans des logements de passage alignés avec les évidements d'une bride intermédiaire pouvant être montée aux extrémités des tuyaux d'admission de côté de culasse après insertion des soupapes d'injection dans les évidements; - dans la bride intermédiaire un alésage d'alimentation en air s'étendant à peu près dans le sens longitudinal de la culasse est prévu pour l'injection du carburant assistée par de l'air; - une conduite de distribution du carburant s'étendant à peu près dans le sens longitudinal de la culasse est prévue pour le cas de soupapes d'injection alimentées par le pied dans la bride intermédiaire; - les tuyaux d'admission, la bride intermédiaire et les soupapes d'injection forment un élément prémonté; - la section transversale de matière des tuyaux d'admission est renforcée au niveau des zones de parois. L'invention évite les inconvénients de l'art antérieur décrits, d'une façon générale, par le fait que les injecteurs ou soupapes d'injection prennent appui dans les évidements qui sont prévus dans des zones de parois des tuyaux arqués tournés vers les soupapes d'injection. Si ces 4 2705997 zones de parois sont réalisées d'un seul tenant pour des soupapes d'injection alimentées par la tête, une conduite de distribution de carburant commune à ces dernières, peut être adaptée en tant qu'alésage longitudinal. En d'autres termes, la conduite de distribution de carburant commune aux soupapes d'injection s'étendant dans le sens longitudinal de la culasse, dans le cas de soupapes d'injection alimentées par la tête, est formée par un alésage s'étendant longitudinalement dans les zones de parois réalisées d'un seul tenant, lequel alésage est en liaison d'écoulement avec les évidements qui reçoivent, de façon étanche aux liquides, les autres zones extrêmes des soupapes d' injection. Par principe, il est possible laisser pénétrer les autres zones extrêmes des soupapes d'injection ayant des ouvertures à pulvérisation, à l'intérieur d'évidements correspondants de la culasse. Pour obtenir un ensemble prémonté, comprenant des tuyaux d'admission arqués et les soupapes d'injection, qui est fixé à un moteur à combustion interne, il est cependant avantageux de mettre en oeuvre une forme de réalisation suivant laquelle les zones extrêmes de côté de culasse des soupapes d'injection sont supportées de façon étanche dans des logements de passage alignés avec les évidements d'une bride intermédiaire pouvant être montée aux extrémités des tuyaux d'admission de côté de culasse après insertion des soupapes d'injection dans les évidements. Dans cette forme de réalisation, ces zones extrêmes des soupapes d'injection pénètrent à l'intérieur d'une bride intermédiaire représentant à l'origine un 2705997 élément de construction séparé, laquelle bride est formée de manière qu'après introduction des soupapes d'injection dans les logements de côté des tuyaux d'admission, elle soit rapportée pour ainsi dire sur les zones extrêmes des soupapes d'injection tournées vers elle, et ensuite reliée aux zones extrêmes des tuyaux arqués tournées vers elle. Cet ensemble prémonté est alors fixé à la culasse du moteur à combustion interne concerné. Comme cela ressort d'autres formes de réalisation selon lesquelles dans la bride intermédiaire un alésage d'alimentation en air s'étendant à peu près dans le sens longitudinal de la culasse est prévu pour l'injection du carburant assistée par de l'air ou une conduite de distribution du carburant s'étendant à peu près dans le sens longitudinal de la culasse est prévue pour le cas de soupapes d'injection alimentatées par le pied dans la bride intermédiaire, la diminution obtenue du rayon de courbure des tuyaux d'admission arqués grâce aux mesures prises conformément à l'invention et déjà décrites, n'affecte en rien l'adaptabilité du dispositif de tuyaux d'admission à des conditions différentes. Ainsi, conformément à la première proposition de l'alternative qui vient d'être mentionnée, il est possible de prévoir une pulvérisation de carburant qui soit assistée par de l'air ou encore enveloppée d'air, en ménageant dans la bride intermédiaire décrite, un alésage d'alimentation en air, qui se trouve en liaison d'écoulement, par exemple avec des chambres ou antichambres prévues dans la bride intermédiaire devant les alésages de pulvérisation des soupapes d'injection. Selon la seconde proposition 6 2705997 d'alternative, une conduite de distribution de carburant peut être logée dans le cas de soupapes d'injection alimentées par le pied. Deux exemples de réalisation de l'invention seront décrits plus en détail par la suite à l'aide des dessins annexés, dont les figures représentent des vues en coupe transversale d'un tuyau d'admission arqué et de la partie intéressante de la culasse d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. En considérant tout d'abord la figure 1, un canal d'admission 2 est prévu dans la culasse 1, de manière habituelle pour chaque cylindre (non représenté ici), alimenté en air servant à la combustion par le tuyau d'admission arqué 3 et en carburant par la soupape d'injection 4. Les parties 3 et 4 existent ainsi pour chaque canal d'admission et donc pour chaque cylindre. Pour alimenter en carburant toutes les soupapes d'injection 4, il est prévu, à l'intérieur des tuyaux d'admission arqués 3, un alésage 5 s'étendant suivant la direction longitudinale de la culasse et donc suivant celle du moteur à combustion interne, qui en liaison d'écoulement avec l'évidement 6 sert à la réception étanche vers l'extérieur (joint 7) de la zone extrême de chaque soupape d'injection de carburant 4 tournée vers celui-ci et munie25 d'une alimentation en carburant. Cet alésage 5 se trouve aussi comme l'évidement 6 dans une zone de paroi 8 du tuyau d'admission arqué 3 avec une section de matière renforcée. A présent, il devient reconnaissable qu'à travers l'intégration de la distribution de carburant sous forme de l'alésage 5 dans la paroi du tuyau d'admission 3, 7 2705997 la distance entre ladite zone de paroi 8 concernée et la culasse 1 et donc la saillie latérale du tuyau d'admission arqué 3 est réduite; celui- ci ne nécessite pas non plus pour le montage des éléments de conduite du carburant d'être réalisé séparément. Comme il a déjà été remarqué, il est possible d'insérer, en plus du joint 10, l'autre zone extrême 9 de la soupape d'injection du carburant 4 présentant au moins un alésage de sortie du carburant directement dans un alésage correspondant de la culasse 1. Eu égard à l'obtention d'un ensemble prémonté, constitué de tuyaux d'admission arqués 3 et des soupapes d'injection 4, il est prévu dans les formes de réalisation de l'invention représentées sur les figures, une bride intermédiaire 11 munie d'un logement 12 pour les zones extrêmes 9 des soupapes d'injection, formé de sorte que la bride 11 puisse être rapportée sur les zones extrêmes 9 des soupapes d'injection après insertion des soupapes d'injection 4 dans les évidements 6 des tuyaux d'admission arqués correspondants et ensuite fixée à la bride d'extrémité commune 13 des tuyaux arqués d'admission 3. Cet ensemble va être fixé ensuite comme ensemble prémonté à la culasse 1 par exemple au moyen de vis 14. Dans la zone de paroi 8, comme indiqué par la référence numéro 15, un alésage pour l'obtention d'une conduite de retour de carburant est également intégré de manière appropriée. Si l'on place l'alésage comme indiqué en 5', quelque peu latéralement aux axes des soupapes d'injection, 8 2705997 la section de matériau de la zone de paroi 8 peut le cas échéant être mieux exploitée. L'exemple de réalisation selon la figure 2 se différencie de celui de la figure 1 simplement par une configuration de la bride intermédiaire 11, telle qu'on obtient une injection de carburant entourée d'air. En conséquence, on renonce à répéter la description des éléments déjà présentés dans la figure 1, et qui sont représentés dans la figure 2 avec les mêmes références. Dans la bride intermédiaire 11, l'alésage d'alimentation en air 20 est prévu, s'étendant longitudinalement, lequel alésage est en liaison d'écoulement avec les antichambres 21 individuellement affectées aux soupapes d'injection 4 dans le bride intermédiaire 11; chaque antichambre est ainsi montée en amont de l'alésage de pulvérisation de la soupape correspondante et induit un enveloppement du jet de carburant pulvérisé 22 par de l'air. Comme connu, une amélioration de l'enrichissement du mélange est ainsi obtenue. L'alésage d'alimentation en air peut également s'étendre latéralement aux soupapes d'injection dans le cas d'une alimentation latérale en air. Grâce à l'invention, un dispositif de tuyaux d'admission classique est optimisé du point de vue de son dimensionnement et de sa facilité de montage. 9 2705997 REVENDICATIONS 1. Dispositif de tuyaux d'admission pour un moteur à combustion interne présentant une culasse comportant, individuellement pour chaque cylindre, des tuyaux d'admission arqués qui enveloppent des soupapes d'injection de carburant dans des canaux d'admission placés à leur suite dans la culasse, lesquelles soupapes pénètrent, par des zones extrêmes de côté de culasse, à l'intérieur de logements, caractérisé en ce que les autres zones extrêmes des soupapes d'injection (4) sont reçues par des évidements (6) coaxiaux aux logements (12) pratiqués dans des zones de parois (8) des tuyaux d'admission arqués (3). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en -ce qu'une conduite de distribution de carburant commune aux soupapes d'injection (4) s'étendant dans le sens longitudinal de la culasse (1), dans le cas de soupapes d'injection (4) alimentées par la tête, est formée par un alésage (5) s'étendant longitudinalement dans les zones de parois (8) réalisées d'un seul tenant, lequel alésage est en liaison d'écoulement avec les évidements (6) qui reçoivent, de façon étanche aux liquides, les autres zones extrêmes des soupapes d'injection (4). 3. Dispositif de tuyaux d'admission selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alésage (5) s'étend décalé latéralement par rapport aux axes des soupapes d'injection (4). 4. Dispositif de tuyaux d'admission selon l'une quelconques des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 2705997 les zones extrêmes (9) de côté de culasse des soupapes d'injection (4) sont supportées de façon étanche dans des logements de passage (12) alignés avec les évidements (6) d'une bride intermédiaire (11) pouvant être montée aux extrémités des tuyaux d'admission (3) de côté de culasse après insertion des soupapes d'injection (4) dans les évidements (6). 5. Dispositif de tuyaux d'admission selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans la bride intermédiaire (11) un alésage d'alimentation en air (20) s'étendant à peu près dans le sens longitudinal de la culasse (1) est prévu pour l'injection du carburant assistée par de l'air. 6. Dispositif de tuyaux d'admission selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce qu'une conduite de distribution du carburant s'étendant à peu près dans le sens longitudinal de la culasse (1) est prévue pour le cas de soupapes d'injection alimentatées par le pied dans la bride intermédiaire (11). 7. Dispositif de tuyaux d'admission selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les tuyaux d'admission (3), la bride intermédiaire (11) et les soupapes d'injection (4) forment un élément prémonté. 8. Dispositif de tuyaux d'admission selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la section transversale de matière des tuyaux d'admission (3) est renforcée au niveau des zones de parois (8).