Brevet FR2736396A1 — publié le 19970110

Etat de la technique. L'invention concerne un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne, comprenant un corps de support pour l'injecteur, logé dans le bloc du moteur, ce corps étant relié axialement par un écrou chapeau à un corps d'injecteur pénétrant dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne, et ayant au moins un canal d'alimentation en carburant vers un orifice d'injection du corps d'injecteur, un ajutage haute pression du canal d'alimentation étant formé par un tube de pression traversant un perçage réalisé dans le bloc du mo- teur, l'entrée de ce tube étant reliée de manière étanche à une pièce de branchement d'une conduite de pression étant pressée par l'intermédiaire d'un écrou chapeau vissé dans le perçage traversant en sortie avec une surface d'étanchéité axialement contre une surface de siège adjacente au canal d'alimentation et prévue sur la paroi périphérique latérale du corps de sup- port. Dans le cas d'un tel injecteur de carburant connu selon le document DE-Gbm 92 06 268.7, un corps de support d'injecteur monté sur le bloc du moteur destiné à être alimen- té, reçoit le corps de l'injecteur qui est fixé axialement par un écrou. Le corps de l'injecteur présente à son extrémité li- bre au moins un orifice d'injection venant dans la chambre de combustion du moteur; cet orifice d'injection est adjacent au canal d'alimentation passant dans le corps de l'injecteur et dans le corps du support et peut être relié à l'aide d'un or- gane d'obturation mobile. Le canal d'alimentation est relié par son entrée à un branchement de haute pression dont l'autre ex- trémité est fixée à une conduite de pression partant d'une pompe haute pression pour carburant. Ce branchement de haute pression est réalisé sous la forme d'un tube sous pression logé dans un perçage traversant du bloc du moteur à combustion in- terne. Contre l'extrémité du tube de pression sortant du bloc on serre une extrémité de la conduite de pression à l'aide d'un écrou chapeau venant par-dessus un ajutage sur la conduite de pression; cet écrou chapeau est vissé dans le perçage traver- sant du bloc du moteur et il presse ainsi le tube de pression contre le siège délimitant le canal d'alimentation dans le corps de support. La surface de siège du canal d'alimentation dans le corps de support de l'injecteur, qui forme le branchement du canal d'alimentation à l'ajutage haute pression, est placée, du fait des impératifs de construction du système d'injection, sur le moteur, au niveau de la paroi périphérique latérale du corps de support de l'injecteur; ainsi les efforts de serrage axial de l'ajutage haute pression, et qui augmentent proportionnelle- ment au couple de serrage de l'écrou chapeau, sont induits ra- dialement dans le corps de support cylindrique de l'injecteur. L'ajutage haute pression de l'injecteur connu pré- sente toutefois l'inconvénient que les différences de couple appliquées à l'écrou chapeau en fonction de la force d'étanchéité axiale de l'ajutage haute pression, latéral, su- bissent de fortes oscillations pour la résistance du seuil de pression autorisé et ainsi au détriment de la fiabilité du corps de support. Avantages de l'invention.20 La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un injecteur du type dé- fini ci-dessus, caractérisé en ce qu'entre la pièce qui serre au moins indirectement le tube de pression et son appui contre le corps de support de l'injecteur, il est prévu une zone défi- nie localement, qui se déforme plastiquement à partir d'une certaine force de serrage axiale appliquée au tube de pression. L'injecteur pour moteur à combustion interne selon l'invention offre l'avantage, par rapport à l'état de la tech- nique que les forces de serrage induites radialement dans le corps de support de l'injecteur puissent être limitées à une certaine valeur limite pour assurer l'étanchéité du tube de pression, ce qui évite les variations de la résistance du seuil de pression autorisé au niveau du corps de support de l'injecteur. Ce résultat est obtenu avantageusement en ce qu'entre le point d'induction axial des efforts au niveau de la conduite de pression et l'appui du tube de pression contre le corps de support de l'injecteur, il est prévu au moins une zone qui se déforme plastiquement à partir d'une certaine pression axiale de sorte que les forces de serrage induites radialement dans le corps de support de l'injecteur de tube de pression ne sont plus proportionnelles au couple exercé sur l'écrou chapeau mais augmentent selon une pente beaucoup plus faible. Cette zone de déformation peut être prévue sur la conduite de pression, sur le tube de pression, sur un élément intermédiaire ou sur la vis chapeau et elle est constituée avantageusement par une réduction de section. Il est particulièrement avantageux que les zones de déformation se trouvent sur des pièces facilement accessibles et remplaçables de sorte que la force de serrage maximale auto- risée puisse s'adapter simplement par l'échange des pièces cor- respondantes en fonction des conditions existantes. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - la conduite de pression comporte, entre le point d'induction des efforts de l'écrou chapeau et l'appui contre le tube de pression, une zone de section réduite qui se déforme plasti- quement à partir d'une certaine force de serrage axiale ap- pliquée au tube de pression; - au moins un élément intermédiaire axial placé entre les dif- férentes pièces de l'ajutage haute pression et qui se déforme plastiquement à partir d'une certaine force de serrage axiale du tube de pression; - l'élément intermédiaire est formé par un manchon serré entre une bague coulissant axialement sur la conduite de pression, fonctionnant comme point d'induction des efforts de l'écrou chapeau et une pièce de tête appliquée contre le tube de pression de la conduite de pression; - la bague et le manchon sont réalisés en une seule pièce; - le tube de pression présente une réduction de section formée par une cavité annulaire et dans cette zone, le tube de pres- sion se déforme plastiquement à partir d'une certaine force de serrage axiale; - un élément d'amortissement susceptible d'être écrasé, qui est placé dans la cavité annulaire; - l'écrou chapeau est en forme de vis de dilatation qui pré- sente une section réduite au niveau de l'induction axiale des efforts dans le tube de pression cette section réduite ayant une géométrie de déformation conçue de manière correspondante pour se déformer plastiquement à partir d'une certaine force de serrage; - une rondelle réglable serrée entre l'écrou chapeau et un dé- crochement annulaire solidaire du boîtier et qui se déforme plastiquement à partir d'une certaine force de serrage. Dessins. La présente invention sera décrite ci-après de ma- nière plus détaillée à l'aide de cinq exemples de réalisation d'un injecteur de carburant selon l'invention pour des moteurs à combustion interne, représentés dans les dessins annexés dans lesquels les figures 1 à 5 montrent chaque fois un exemple de réalisation en coupe longitudinale à travers l'ajutage de haute15 pression de l'injecteur de carburant: - la figure 1 montre un premier exemple de réalisation de la zone déformable au niveau de la conduite de pression, - la figure 2 montre un second exemple de réalisation de la zone de déformation sur un manchon intermédiaire, la figure 3 montre un troisième exemple de réalisation avec une zone déformable sur le tube de pression, - la figure 4 montre un quatrième exemple de réalisation avec une zone déformable prévue sur l'écrou chapeau, - la figure 5 montre un cinquième exemple de réalisation de l'invention avec une zone déformable sur la rondelle d'appui de l'écrou chapeau, - les figures 1A-5A et 2B, 3B montrent de manière complémen- taire des détails des figures 1 à 5 avec une représentation à échelle agrandie des zones déformables. Description des exemples de réalisation. Selon la figure 1, le premier exemple de réalisa- tion d'un injecteur de carburant selon l'invention comprend un corps de support 1, cylindrique, placé dans un perçage de ré- ception correspondant du bloc 3 du moteur à combustion interne ainsi alimenté. Un corps d'injecteur 5 est serré de manière connue contre la face frontale du corps de support 1 à l'aide d'un écrou chapeau 7 qui entoure un décrochement du corps d'injecteur, avec serrage axial; pour cela, l'écrou chapeau est vissé sur une partie du corps de support 1. Le corps d'injecteur 5 pénètre avec son extrémité 9 opposée au corps de support 1 et ayant au moins un orifice d'injection 11, en saillie par rapport au bloc 3, dans la chambre de combustion du moteur non représentée en détail. L'alimentation en carburant à haute pression d'injection, au niveau de l'orifice d'injection 11, est assurée à travers le corps de support 1 par un canal d'alimentation 13 traversant le corps 5 pour arriver jusqu'à l'orifice d'injection 11; sa liaison avec l'orifice d'injection 11 est commandée à l'ouverture et à la fermeture, de manière connue, par un organe d'obturation mobile d'une manière non représentée en détail. Le canal d'alimentation 13 du corps de support 1 dé- bouche en entrée dans une surface formant un siège conique 15 prévue sur la paroi périphérique latérale du corps de support 1. Cette surface formant un siège 15, conique, venant de la pa- roi périphérique latérale du corps de support 1, est raccordée par un raccord haute pression à une conduite de pression 17 ve- nant de la pompe haute pression de carburant non représentée en détail. Le raccord haute pression est formé par un tube de pression 21 placé dans un perçage traversant 19 du bloc 3; ce perçage est radial par rapport au corps de support 1 et débou- che dans son perçage de réception. A son extrémité tournée vers le corps de support 1, le tube de pression 21 présente une sur- face d'étanchéité conique 23 qui s'appuie de manière étanche contre la surface formant siège 15 du canal d'alimentation 13. Pour limiter les forces de serrage axiales à une certaine valeur sur le tube de pression 21, l'injecteur selon l'invention présente une zone déformable définie localement et qui se déforme plastiquement à partir d'une certaine force de serrage en évitant que la force de serrage induite dans le corps de support 1 ne continue d'augmenter. Cette zone déformable selon le premier exemple de réalisation est constituée par le segment tubulaire 31 de sec- tion réduite de la conduite de pression 17, placé entre la pièce de tête 27 et l'épaulement 33; entre la surface enve- loppe du segment de tube 31 et la surface de paroi intérieure de l'écrou chapeau 37 il subsiste un intervalle annulaire 45. Le second exemple de réalisation représenté aux fi- gures 2, 2A, 2B se distingue du premier exemple de réalisation uniquement par la forme donnée à la zone déformable. Dans ce cas, la branche 33 du premier exemple de réalisation se pré- sente sous la forme d'une première bague 47 coulissant axiale- ment sur la conduite de pression 17, et un manchon 51 est serré entre la première bague et une seconde bague 49 appliquée con- tre la pièce de tête 27. Ce manchon est un élément intermé- diaire réalisé en une matière déformable plastiquement de manière relativement facile; il transmet tout d'abord rigide- ment, comme dans le premier exemple de réalisation, la force de serrage, axiale, de l'écrou chapeau 37 à la conduite de pres- sion 17 et au tube de pression 21; ce tube ne se déforme plas- tiquement que lorsqu'on atteint une certaine valeur limite; dans ce cas également l'intervalle annulaire 45 qui subsiste entre le manchon 51 et la paroi intérieure de l'écrou chapeau permet le mouvement de déformation et le limite à une certaine valeur. Dans la variante représentée à la figure 2B, l'anneau 47, le manchon 51 et la bague 49 sont réalisés en une seule pièce et constituent ainsi un manchon déformable 52 qui présente un effet renforçant la fonction de déformation souhai- tée par une mise en forme appropriée ou par une déformation préalable, déterminée. Dans le cas du troisième exemple de réalisation re- présenté aux figures 3, 3A, 3B, la zone déformable est prévue sur le tube de pression 21; pour cela le tube 21 comporte une cavité 53 annulaire dans sa surface enveloppe, de manière à former une zone 55 de section réduite. Cette zone se déforme plastiquement de façon analogue aux exemples de réalisation précédents, à partir d'une certaine force de serrage, axiale, exercée sur le tube de pression 21; ainsi on évite toute aug- mentation inacceptable des efforts induits dans le corps de support 1. L'écrou chapeau 37 vient prendre avec son épaulement annulaire 39 directement sur la tête 27 de la conduite de pres- sion 17. La résistance nécessaire à la pression au niveau du tube de pression 21 peut être constituée par une extension dé- formable, déterminée, par des matières appropriées ou encore, comme représenté à la figure 3B, par des éléments d'amortissement supplémentaires 56 placés dans la cavité 53. Dans le quatrième exemple de réalisation représenté aux figures 4 et 4A, la zone déformable est prévue sur l'écrou chapeau 37. Pour cela l'écrou chapeau 37 présente, à la jonc- tion de sa tête 57, un prolongement axial 59 dans la direction opposée au tube de pression 21; à cette extrémité, on a l'épaulement annulaire 39 agissant sur la tête 27 de la con- duite de pression 17. Lorsqu'on visse l'écrou chapeau 37 dans le perçage 19, le prolongement axial 59 fonctionne comme une vis de dilatation qui se déforme plastiquement lorsqu'on at- teint une certaine tension axiale et évite ainsi une montée in- acceptable des forces de serrage appliquées au tube de pression 21 et à la transmission de ces efforts dans le corps de support 1. La géométrie de la déformation peut être conçue pour qu'à côté d'un allongement axial on ait également une déformation radiale comme le permet par exemple une membrane. Dans le cas du cinquième exemple de réalisation re- présenté aux figures 5 et 5A, la zone déformable correspond à une rondelle réglable 63 serrée entre l'écrou chapeau 37 et le bloc 3. La rondelle réglable 63 s'appuie ainsi contre un épau- lement annulaire 65 délimitant le perçage recevant l'écrou cha- peau 37 dans le bloc 3 du moteur à combustion interne; par ailleurs cette rondelle est sollicitée axialement par la sur- face frontale 61 de l'écrou chapeau 37 pénétrant dans le per- çage 19. La rondelle de réglage 63 est réalisée pour qu'elle se déforme plastiquement à partir d'une certaine force de pression axiale. L'utilisation d'une rondelle de réglage 63 qui se change simplement offre l'avantage qu'à côté d'un réglage de base cela permet également un nouveau réglage après séparation et remontage de la liaison à vis, permettant de tenir compte d'une déformation antérieure et d'une usure. R E V E N D I CATIONS 1 ) Injecteur de carburant pour moteur à combustion interne, comprenant un corps de support (1) pour l'injecteur, logé dans le bloc (3) du moteur, ce corps étant relié axialement par un écrou chapeau (7) à un corps d'injecteur (5) pénétrant dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne, et ayant au moins un canal d'alimentation en carburant (13) vers un ori- fice d'injection (11) du corps d'injecteur (5), un ajutage haute pression du canal d'alimentation (13) étant formé par un tube de pression (21) traversant un perçage (19) réalisé dans le bloc (3) du moteur, l'entrée de ce tube étant reliée de ma- nière étanche à une pièce de branchement d'une conduite de pression (17) étant pressée par l'intermédiaire d'un écrou cha- peau (37) vissé dans le perçage traversant (19), en sortie avec une surface d'étanchéité (23), axialement contre une surface de siège (15), adjacente au canal d'alimentation (13) et prévue sur la paroi périphérique latérale du corps de support (1), caractérisé en ce qu' entre la pièce (37) qui serre au moins indirectement le tube de pression (21) et son appui contre le corps de support (1) de l'injecteur, il est prévu une zone définie localement qui se déforme plastiquement à partir d'une certaine force de serrage axiale appliquée au tube de pression (21). 2 ) Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite de pression (17) comporte, entre le point d'induction des efforts (35) de l'écrou chapeau (37) et l'appui contre le tube de pression (21), une zone (31) de section ré- duite qui se déforme plastiquement à partir d'une certaine force de serrage axiale appliquée au tube de pression (21). 3 ) Injecteur selon la revendication 1, caractérisé par au moins un élément intermédiaire axial placé entre les diffé- rentes pièces de l'ajutage haute pression et qui se déforme plastiquement à partir d'une certaine force de serrage axiale du tube de pression (21). 4 ) Injecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire est formé par un manchon (51) serré en- tre une bague (47) coulissant axialement sur la conduite de pression (17), fonctionnant comme point d'induction des efforts de l'écrou chapeau (37) et une pièce de tête (27, 49) appliquée contre le tube de pression (21) de la conduite de pression (17). ) Injecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bague (47) et le manchon (51) sont réalisés en une seule pièce. 6 ) Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube de pression (21) présente une réduction de section for- mée par une cavité annulaire (53) et dans cette zone, le tube de pression (21) se déforme plastiquement à partir d'une cer- taine force de serrage axiale. 7 ) Injecteur selon la revendication 6, caractérisé par un élément d'amortissement (56) susceptible d'être écrasé, qui est placé dans la cavité annulaire (53). 8 ) Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écrou chapeau (37) est en forme de vis de dilatation qui pré- sente une section réduite au niveau de l'induction axiale des efforts dans le tube de pression (21), cette section réduite ayant une géométrie de déformation conçue de manière correspon- dante pour se déformer plastiquement à partir d'une certaine force de serrage. 9 ) Injecteur selon la revendication 1, caractérisé par une rondelle réglable (63) serrée entre l'écrou chapeau (37) et un décrochement annulaire (65) solidaire du boîtier et qui se déforme plastiquement à partir d'une certaine force de serrage.