Brevet FR2749922A1 — publié le 19971219

PROCEDE DE FABRICATION DE TUYAUTERIE D'INJECTION DE CARBURANT SOUS HAUTE PRESSION La présente invention se rapporte à une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression présentant un diamètre extérieur dans la plage de 4,5 à 20,0 mm et une épaisseur de paroi importante dans la plage de 1,5 à 8,0 mm et à un procédé de fabrication de celle-ci, de manière plus particulière, à un procédé de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression utilisée dans un moteur à combustion interne diesel. Dans la présente spécification, le terme "tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression" est un terme général qui comprend, non seulement les matériels hydrauliques pour tuyauteries d'injection sous haute pression avant la formation de sa partie en "tête" et de son extrémité de raccordement, mais aussi les matériels qui ont été formés avec une telle partie en "tête" et les matériels qui ont été cintrés après la formation d'une partie en "tête" et, en outre, ce que l'on appelle des rampes communes servant de chambre d'accumulation de pression destinées à accumuler le carburant sous pression qui a été mis sous pression au préalable en utilisant une pompe à haute pression et à délivrer le carburant dans la chambre de combustion par l'intermédiaire d'une vanne commandée mécaniquement ou électriquement. Il existe, depuis peu, une tendance accrue à l'augmentation de la pression du carburant devant être délivré dans une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression utilisée comme tuyauterie d'injection de carburant pour moteur diesel comme mesure destinées à réduire les émissions de NOx et noir de fumée, et ceci a conduit à un besoin d'injection de carburant sur une période d'injection de 1 à 2 ms, avec une vitesse maximum de 50 m/s et avec une pression interne élevée, dans la plage comprise de 60 à 1500 bars (valeur de crête). Une telle modification de la demande du marché est accompagnée par un risque accru d'obstruction d'un orifice d'injection provoquée par des particules étrangères, telles que des particules métalliques qui adhèrent, après avoir été en suspension dans l'air, ou introduites de l'extérieur, sur la surface interne d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression, et ceci peut provoquer un mauvais fonctionnement d'un moteur diesel ou dégrader une pompe à carburant. Ainsi, I'amélioration de la propreté de la surface interne d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression est un problème important à résoudre dans le but d'empêcher ceci. Dans les étapes classiques de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression, des particules étrangères qui pénètrent dans une telle tuyauterie d'injection et adhèrent sur sa surface circonférentielle interne étaient nettoyées par simple soufflage avec de l'air sous haute pression. Cependant, ceci ne permettait pas d'obtenir un nettoyage suffisant et le risque d'obturation d'un orifice d'injection, qui conduit à un fonctionnement défectueux d'un moteur diesel et à la dégradation d'une pompe d'injection de carburant, est resté présent. Dans de telles circonstances, il existe encore un besoin d'amélioration. La présente invention à été conçue en considérant la situation décrite précédemment pour ce type de tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression, et c'est un objectif de la présente invention que de proposer un procédé de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression dans lequel la propreté de la surface interne d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression peut être améliorée en éliminant presque totalement différentes particules étrangères de sa surface circonférentielle interne, afin d'empêcher l'obturation d'un orifice d'injection et d'empêcher, par ce moyen, le fonctionnement défectueux d'un moteur diesel et la dégradation d'une pompe d'injection de carburant Dans le but d'atteindre l'objectif décrit précédemment, il est proposé, selon la présente invention, un procédé de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression caractérisé en ce que les étapes de fabrication d'une tuyauterie métallique présentant une épaisseur de paroi importante et un faible diamètre comportent le nettoyage en utilisant un solvant destiné à dissoudre les particules étrangères à la suite d'une étape finale de profilage de tube. Le solvant mentionné ci- dessus, destiné à dissoudre les particules étrangères, est, de préférence, un solvant acide, basique ou organique, et un tel nettoyage en utilisant le solvant destiné à dissoudre les particules étrangères est, de préférence, répété plusieurs fois en utilisant différents types de solvant, ou le même type de solvant. Selon la présente invention, une opération de profilage de tube et une opération de recuit sont répétées quatre à six fois afin de fabriquer une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression, comme cela se fait normalement. Après une dernière étape de profilage de tube, la surface circonférentielle interne est nettoyée en utilisant un solvant afin de dissoudre les particules étrangères. Des solvants du type acide, tels que des solvants du type acide phosphorique et des solvants du type acide oxalique - peroxyde d'hydrogène sont utilisés ici pour les particules étrangères du type fer. En particulier, un produit désigné "CPL-200" fabriqué par Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc., qui est utilisé à une température de solvant comprise dans la plage de 10 à 40 C, peut être cité en exemple. Pour les particules étrangères du type aluminium, des solvants du type basique, tels que la soude caustique, peuvent être utilisés à une température de solvant comprise dans la plage de 10 à 80 C. En outre, des solvants du type acide, tels que décrits précédemment, sont efficaces pour les particules étrangères organiques, et un alcool tel que le méthanol et le butanol et des solvants organiques tels que le chlorure de méthylène et l'hexane normal peuvent être utilisés pour les matières et huiles grasses, chacun de tels solvants est utilisé à une température de solvant comprise dans la plage de à 40 C. Les solvants acides, basiques et organiques décrits précédemment peuvent être utilisés en les mélangeant de manière appropriée si cela est requis, et différents types de solvant destinés à dissoudre les particules étrangères peuvent être utilisés de manière alternée lorsque le nettoyage est répété plusieurs fois. Par exemple, en fonction des particules étrangères à nettoyer, le nettoyage peut être réalisé en utilisant en premier un solvant du type acide, puis en utilisant un solvant du type basique. En variante, le nettoyage peut être réalisé en utilisant des solvants du même type, par exemple, le nettoyage peut être réalisé en utilisant en premier un solvant du type acide phosphorique et ensuite en utilisant un solvant du type acide oxalique - peroxyde d'hydrogène. Une tuyauterie d'injection de carburant qui a été soumise au nettoyage de sa surface circonférentielle interne en utilisant un solvant destiné à dissoudre les particules étrangères comme cela a été décrit précédemment, est ensuite soumise à un lavage acide, neutralisée en utilisant du "Coolmin #0" (appellation commerciale) fabriqué par Coolmin Chemicals Co., Ltd., et séchée pour achever la tuyauterie d'injection de carburant. EXEMPLES Exemple 1: Six tuyauteries d'injection de carburant présentant un diamètre extérieur de 5,0 mm, un diamètre intérieur de 2,0 mm et une épaisseur de paroi de 1,5 mm réalisées en JIS G33455 STS 370 obtenues en quatre cycles comprenant une opération de profilage de tube et une opération de recuit ont été soumises à des opérations normales de dégraissage, lavage et lavage acide, et un lavage a été réalisé sur leur surface circonférentielle interne pendant deux minutes à température ambiante en faisant circuler un solvant destiné à dissoudre les particules étrangères comprenant du "CPL-200" fabriqué par Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc., à travers les tuyauteries. Après cela, les tuyauteries ont été soumises à un lavage acide en faisant circuler de l'acide chlorhydrique avec une concentration de 10 V/V pour cent à travers les tuyauteries pendant 15 secondes à température ambiante et ont été neutralisées et séchées. En résultat de la mesure de propreté des surfaces circonférentielles internes des tuyauteries d'injection de carburant sous haute pression ainsi obtenues, sensiblement aucune particule étrangère de fer n'a été mesurée. Exemple 2: Six tuyauteries d'injection de carburant présentant les mêmes dimensions que pour l'exemple 1 réalisées en JIS STS 410 ont été soumises au dégraissage, lavage et lavage acide comme dans l'exemple 1. Ensuite, un lavage a été réalisé à l'intérieur des tuyauteries pendant cinq minutes à une température de 70 C en utilisant un solvant destiné à dissoudre les particules étrangères comprenant de l'acide phosphorique (70 V/V pour cent) de l'acide sulfurique (20 V/V pour cent) et de l'acide chromique (une solution aqueuse à V/V pour cent d'acide chromique à 500g/1I). Ensuite, l'intérieur des tuyauteries a été soumis à un lavage acide, neutralisé et séché comme dans l'exemple 1. En résultat de la mesure de propreté des surfaces circonférentielles internes des tuyauteries d'injection de carburant sous haute pression ainsi obtenues, sensiblement aucune particule organique étrangère n'a été mesurée. Exemple 3: L'intérieur de six tuyauteries d'injection de carburant présentant les mêmes dimensions que celles de l'exemple 1, réalisées en JIS STS 480 a été lavé en faisant circuler à travers un solvant destiné à dissoudre les particules étrangères comprenant de la soude (NaOH) avec une concentration de 10 V/V pour cent pendant cinq minutes à température ambiante. Ensuite, I'intérieur des tuyauteries a été soumis à un lavage à l'eau et séché. En résultat de la mesure de propreté des surfaces circonférentielles internes des tuyauteries d'injection de carburant sous haute pression ainsi obtenues, sensiblement aucune particule étrangère d'aluminium n'a été mesurée. Exemple 4: L'intérieur de six tuyauteries d'injection de carburant présentant les mêmes dimensions que celles de l'exemple 1, réalisées en JIS STS 370 a été lavé en faisant circuler à travers un solvant destiné à dissoudre les particules étrangères comprenant un mélange d'hexane normal (96 V/V pour cent) et de butanol (99 V/V pour cent) pendant dix minutes à température ambiante. Ensuite, I'intérieur des tuyauteries a été séché. En résultat de la mesure de propreté des surfaces circonférentielles internes des tuyauteries d'injection de carburant sous haute pression ainsi obtenues, sensiblement aucune particule étrangère consistant en matières et huiles grasses n'a été mesurée. Exemple 5: Six tuyauteries d'injection de carburant présentant des dimensions et en un matériau identiques à ceux de l'exemple 1, ont été soumises au dégraissage, lavage et lavage acide comme dans l'exemple 1. Ensuite, une opération de nettoyage similaire à celle de l'exemple 1 a été réalisée à l'intérieur des tuyauteries et, après cela, l'intérieur des tuyauteries a été soumis à un lavage acide en faisant circuler de l'acide chlorhydrique avec une concentration de 10 V/V pour cent pendant 15 secondes à température ambiante et a été neutralisé. Après cela, des opérations de nettoyage, lavage acide, neutralisation et séchage comme dans l'exemple 2 ont été réalisées à l'intérieur des tuyauteries En résultat de la mesure de propreté des surfaces circonférentielles internes des tuyauteries d'injection de carburant sous haute pression ainsi obtenues, sensiblement aucune particule étrangère de fer ni particule étrangère d'une substance organique n'a été mesurée. Exemple 6: Six tuyauteries d'injection de carburant présentant des dimensions et en un matériau identiques à ceux de l'exemple 1, ont été soumises au dégraissage, lavage et lavage acide comme dans l'exemple 1. Ensuite, une opération de nettoyage similaire à celle de l'exemple 1 a été réalisée à l'intérieur des tuyauteries et, après cela, I'intérieur des tuyauteries a été soumis à un lavage acide en faisant circuler de l'acide chlorhydrique avec une concentration de 10 V/V pour cent pendant 15 secondes à température ambiante et a été neutralisé. Après cela, des opérations de nettoyage, lavage à l'eau, neutralisation et séchage comme dans l'exemple 3 ont, en outre, été réalisées à l'intérieur des tuyauteries En résultat de la mesure de propreté des surfaces circonférentielles internes des tuyauteries d'injection de carburant sous haute pression ainsi obtenues, sensiblement aucune particule étrangère de fer ni particule étrangère d'aluminium n'a été mesurée. Exemple comparatif: Six tuyauteries d'injection de carburant présentant des dimensions et en un matériau identiques à ceux de l'exemple 1, ont été soumises à un dégraissage et un lavage. L'intérieur des tuyauteries a été soumis à un lavage acide et, après cela, les surfaces circonférentielles internes ont été soufflées à l'air. En résultat de la mesure de propreté des surfaces circonférentielles internes des tuyauteries d'injection de carburant sous haute pression ainsi obtenues, des particules étrangères de fer de taille importante ont été mesurées et un grand nombre de particules étrangères d'aluminium de taille microscopique a été mesuré. En outre, des quantités considérables de particules étrangères organiques sous la forme de fibres de coton ont été mesurées. Comme cela a été décrit précédemment, la présente invention permet de créer un procédé de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression dans lequel différentes particules étrangères sont presque totalement éliminées de la surface circonférentielle interne d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression afin d'empêcher l'obturation d'un orifice d'injection et d'empêcher, par ce moyen, un mauvais fonctionnement d'un moteur diesel ou la dégradation d'une pompe à carburant. Il doit être compris que la précédente description est seulement illustrative de l'invention. Différentes variantes et modifications peuvent être imaginées par les spécialistes de la technique sans s'écarter de l'invention. En conséquence, I'ensemble de telles variantes et modifications qui tombent à l'intérieur du champ d'application des revendications annexées doit être considéré comme compris dans la présente invention. - 10 - REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de nettoyage de la surface circonférentielle interne d'une tuyauterie métallique présentant une épaisseur de paroi importante et un faible diamètre en utilisant un solvant destiné à dissoudre les particules étrangères à la suite d'une dernière étape de profilage de tube parmi les étapes de fabrication de ladite tuyauterie métallique. 2. Procédé de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit o10 solvant destiné à dissoudre les particules étrangères est du type sélectionné à partir d'un groupe constitué par des solvants acides, basiques et organiques. 3. Procédé de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit nettoyage en utilisant un solvant afin de dissoudre les particules étrangères est répété plusieurs fois en utilisant différents types de solvant ou le même type de solvant. 4. Procédé de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des solvants du type acide phosphorique et des solvants du type acide oxalique- peroxyde d'hydrogène qui sont des solvants du type acide sont utilisés pour dissoudre les particules étrangères du type fer à une température de solvant de 10 à 40 C. 5. Procédé de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que de la soude caustique est utilisée comme solvant pour dissoudre les particules étrangères du type aluminium. - il - 6. Procédé de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des solvants du type acide phosphorique et du type acide oxalique- peroxyde d'hydrogène qui sont des solvants du type acide sont utilisés pour dissoudre les particules étrangères organiques. 7. Procédé de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que de l'alcool ou un solvant organique est utilisé comme solvant afin de dissoudre les particules étrangères constituées par des matières et huiles grasses. 8. Procédé de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une tuyauterie métallique présentant une épaisseur de paroi importante et un faible diamètre est fabriquée en répétant au préalable une opération de profilage de tube et une opération de recuit entre quatre et six fois. 9. Procédé de fabrication d'une tuyauterie d'injection de carburant sous haute pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface circonférentielle interne est lavée en utilisant un solvant destiné à dissoudre les particules étrangères et est ensuite soumise à un lavage acide, neutralisée, et séchée.