Brevet FR2776025A1 — publié le 19990917

La présente invention a pour objet un ensemble d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne et à injection directe. Dans ce type de moteur, l'introduction du carbu- rant dans les cylindres est réalisée par des injecteurs lo- gés dans des alésages ménagés dans la culasse du moteur, au plus près des chambres de combustion. Les injecteurs sont reliés à une rampe d'alimen- tation en carburant qui est fixée sur la culasse en diffé- rents points par des organes appropriés et qui est elle-même raccordée à une pompe haute pression. Compte tenu des pressions de combustion et d'in- jection de carburant auxquelles sont confrontés les injec- teurs tant au niveau des chambres de combustion qu'au niveau de la rampe d'alimentation, ces injecteurs doivent être im- pérativement immobilisés axialement dans leur logement res- pectif ménagé dans la culasse afin de conserver la maîtrise des points d'injection et de minimiser l'altération dans le temps de l'étanchéité vis à vis de l'extérieur. Jusqu'à présent, les injecteurs sont maintenus individuellement ou par deux à l'aide d'une bride qui est fixée sur la culasse en différents points au moyen d'organes de fixation constitués par exemple de vis ou de systèmes vis/écrou ou de tout autre système. Mais, ce genre de dispositif de fixation utilisé jusqu'à présent présente des inconvénients. En effet, les injecteurs ne doivent pas être contraints dans leur logement après le serrage des brides de fixation si bien que ce type de montage impose la subsis- tance de jeux fonctionnels. Du fait des pressions de combustion, ces jeux occasionnent le déplacement des injecteurs dans leur loge- ment et, de ce fait, il en résulte alors une imprécision dans le positionnement des points d'injection dans les cham- bres de combustion. De plus, l'ilnaltérabilité dans le temps des joints d'étanchéité n'est plus garantie. De plus, compte tenu du nombre de composants né- cessaires, le montage ou le démontage des injecteurs est une opération longue et fastidieuse et la nécessité de réaliser des points de fixation pour les brides est une contrainte coûteuse, tant au niveau de la réalisation de la culasse en fonderie qu'au niveau de l'usinage de cette culasse. L'invention a pour but d'éviter ces inconvé- nients en proposant un ensemble d'injection de carburant simple à mettre en oeuvre et qui permet de garantir la préci- sion requise des points d'injection dans les chambres de combustion du moteur. L'invention a donc pour objet un ensemble d'in- jection de carburant dans un moteur à combustion interne et à injection directe, du type comprenant au moins un injec- teur disposé dans un alésage ménagé dans la culasse du mo- teur et une rampe d'alimentation en carburant fixée sur la culasse et reliée audit injecteur et à une pompe haute pres- sion, caractérisé en ce que ledit injecteur est monté cou- lissant dans un logement de la rampe d'alimentation et est maintenu en appui dans l'alésage correspondant de la culasse par des moyens élastiques disposés dans ledit logement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le logement est formé par un évidement ménagé dans la rampe d'alimentation et dont les parois opposées in- férieure et supérieure comportent un orifice de passage de la partie supérieure de l'injecteur correspondant, ledit lo- gement étant muni d'une ouverture latérale d'introduction des moyens élastiques dans ledit évidement, - les moyens élastiques comprennent, d'une part, une douille montée coulissante dans l'orifice de la paroi inférieure de l'évidement et dont le bord inférieur est des- tiné à venir en appui contre un épaulement formé sur l'in- jecteur correspondant et, d'autre part, un ressort de com- pression interposé entre le rebord supérieur de ladite douille et la paroi supérieure dudit évidement, - l'extrémité inférieure du ressort de compres- sion est disposée dans un évidement cylindrique ménagé sur le bord supérieur de la douille et l'extrémité supérieure dudit ressort de compression est logée dans une gorge annu- laire ménagée dans la paroi supérieure de l'évidement du lo- gement, - la douille possède une hauteur inférieure à la hauteur de l'ouverture latérale du logement, - la douille comporte, à sa partie inférieure, une encoche coopérant avec un ergot d'indexation ménagé sur l'injecteur correspondant, - la douille comporte des moyens d'orientation angulaire dans l'orifice de la paroi inférieure de l'évide- ment du logement, - les moyens d'orientation angulaire sont formés par deux méplats opposés, ménagés sur la périphérie de la- dite douille et destinés à coopérer avec deux méplats oppo- sés, ménagés sur les faces latérales de l'orifice de la pa- roi inférieure de l'évidement du logement, - l'orifice de la paroi inférieure de l'évide- ment a une forme oblongue. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description qui va sui- vre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux des- sins annexés, sur lesquels: - la Fig.l est une vue schématique en coupe lon- gitudinale d'un ensemble d'injection conforme à l'invention, monté sur un moteur à combustion interne et à injection di- recte, - la Fig. 2 est une vue en perspective partielle et éclatée d'une partie de l'ensemble d'injection conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la Fig. 1, - la Fig.4 est une vue en coupe transversale de la rampe d'alimentation de l'ensemble d'injection, - la Fig. 5 est une vue en coupe transversale de la douille des moyens élastiques de l'ensemble d'injection, - la Fig. 6 est une vue en perspective et par- tiellement arrachée d'une variante de la rampe d'alimenta- tion de l'ensemble d'injection, - la Fig. 7 est une vue en perspective d'une va- riante de la douille des moyens élastiques de l'ensemble d'injection, les Figs. 8A à 8E sont des vues schématiques en coupe transversale montrant les étapes de montage des moyens élastiques dans la rampe d'alimentation. Sur les Figs. 1 à 3, on a représenté schémati- quement une culasse 1 disposée au-dessus d'un bloc cylindre 2 d'un moteur à combustion interne et à injection directe. La culasse 1 est pourvue d'alésages 3 destinés à recevoir chacun un injecteur 4 d'un ensemble d'injection conforme à l'invention. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Fig.l, la culasse 1 comporte quatre alésages 3 pour quatre injecteurs 4 et le bloc cylindre 2 comporte quatre cylindres à l'intérieur de chacun desquels est monté mobile un pis- ton 6 (Fig.3). Chaque alésage 3 débouche dans une chambre de combustion 7 pour l'injection par l'injecteur 4 correspon- dant de carburant dans ladite chambre. Pour cela et comme représenté plus particulière- ment sur les Figs.1 et 3, l'extrémité inférieure 4a de cha- que injecteur 4 débouche dans la chambre de combustion 7 et l'extrémité supérieure 4b débouche à l'extérieur de la cu- lasse 1. L'extrémité inférieure 4a et l'extrémité supé- rieure 4b de chaque injecteur 4 sont pourvues d'un joint d'étanchéité, respectivement 8 et 9. De plus, le corps de chaque injecteur 4 est pourvu d'un épaulement inférieur 10 destiné à venir en appui sur une surface 3a ménagée dans l'alésage 3 correspondant et d'un épaulement supérieur 11 destiné à coopérer avec des moyens d'appui élastiques de l'ensemble d'injection, comme on le verra ultérieurement. L'ensemble d'injection comprend également une rampe 20 d'alimentation en carburant qui est munie d'un con- duit longitudinal 21 raccordé à chaque injecteur 4 et à une pompe haute pression, non représentée. Pour cela, la rampe d'alimentation 20 comporte, au niveau de chaque injecteur 4, un prolongement 22 s'éten- dant au-dessous de ladite rampe et qui est muni, d'une part, d'un puits 23 relié au conduit longitudinal 21 et destiné à recevoir l'extrémité supérieure 4b de l'injecteur 4 et, d'autre part, d'un logement 24 dans lequel l'injecteur 4 correspondant est monté coulissant. La rampe d'alimentation 20 comporte, à interval- les réguliers, des pattes 25 de fixation de ladite rampe 20 sur la culasse 1 au moyen d'organes appropriés, comme par exemple des vis 26. Chaque injecteur 4 est maintenu en appui dans l'alésage 3 correspondant de la culasse 1 par des moyens élastiques 30 disposés dans chaque logement 24 de la rampe d'alimentation 20 et qui sont désignés par la référence gé- nérale 30. Ainsi que représenté plus particulièrement à la Fig. 4, chaque logement 24 est formé par un évidement ménagé dans le prolongement 22 correspondant de la rampe d'alimen- tation 20 et dont les parois opposées inférieure 24a et su- périeure 24b comportent un orifice, respectivement 27 et 28, de passage de la partie supérieure 4b de l'injecteur 4 cor- respondant. Le logement 24 est muni d'une ouverture latérale 29 d'introduction des moyens élastiques 30 dans l'évidement de chaque logement 24. L'orifice 27 de la paroi inférieure 24a a, dans ce mode de réalisation, une forme circulaire et l'orifice 28 de la paroi supérieure 24b est disposé dans le prolongement du puits 23 correspondant. Les moyens élastiques 30 disposés dans l'évide- ment de chaque logement 24 comprennent une douille 31 desti- née à être montée coulissante dans l'orifice 27 de la paroi inférieure 24a du logement 24 et un ressort de compression interposé entre le rebord supérieur 32 de ladite douille 31 et la paroi supérieure 24b de l'évidement du logement 24. Comme représenté à la Fig. 5, la douille 31 com- porte un alésage axial 33 pour le passage de la partie supé- rieure 4b de l'injecteur 4 correspondant. Par ailleurs, le rebord supérieur 32 de la douille 31 comporte un évidement cylindrique 34 de position- nement de l'extrémité inférieure du ressort de compression 35 et la paroi supérieure 24b de l'évidement du logement 24 comporte une gorge annulaire 36 de réception de l'extrémité supérieure dudit ressort de compression 35. Le diamètre extérieur de la douille 31 est lé- gèrement inférieur au diamètre de l'orifice 27 et la hau- teur de ladite douille 31 est inférieure à la hauteur de l'ouverture latérale 29 du logement 24 pour permettre son introduction dans ledit logement 24. Selon une variante représentée sur les Figs. 6 et 7 et destinée à des injecteurs 4 à jets déviés qui doi- vent être positionnés sur la culasse 1 dans une position ra- diale déterminée, chaque douille 31 comporte, à sa partie inférieure, une encoche 37 qui coopère avec un ergot d'in- dexation, non représenté, ménagé sur l'injecteur 4 corres- pondant. De plus, chaque douille 31 comporte des moyens d'orientation angulaire dans l'orifice 27 de la paroi infé- rieure 24a de l'évidement du logement 24. Ainsi que représenté sur les Figs. 6 et 7, les moyens d'orientation angulaire de chaque douille 31 sont formés par deux méplats 38 opposés, ménagés sur la périphé- rie de ladite douille 31 et destinés à coopérer avec deux méplats 39 opposés, ménagés sur les faces latérales dudit orifice 27. Dans ce mode de réalisation, l'orifice 27 a, de préférence, une forme oblongue. En se reportant maintenant aux Figs. 2 et 8A à 8E, on va décrire le montage de l'ensemble d'injection con- forme à l'invention. Chaque injecteur 4 est préalablement placé dans un alésage 3 de la culasse 1, comme représenté à la Fig. 2, et les moyens élastiques 30 constitués, pour chaque injec- teur 4 par une douille 31 et un ressort de compression 35 sont introduits dans l'évidement de chaque logement 24 de la rampe d'alimentation 20 avant son montage sur la culasse 1. Tout d'abord, chaque douille 31 est positionnée dans l'orifice 27 correspondant de la paroi inférieure 24a du logement 24 de telle manière que sont rebord supérieur 32 vienne en appui sur ladite paroi inférieure 24a. Ensuite, chaque ressort 35 est interposé entre le rebord supérieur 24a de la douille 31 et la paroi supé- rieure 24b du logement 24. Pour cela, le monteur utilise, comme représenté sur les Figs. 8A à 8E, des mâchoires 40 de compression du ressort 35 et un cylindre de centrage 41. Le monteur place le ressort 35 entre les deux mâchoires 40 (Fig. 8A) et serre les deux mâchoires 40 pour comprimer le ressort 35 (Fig. 8B). Ensuite, il introduit les deux mâchoires 40 dans l'évidement du logement 24 en passant par l'ouverture laté- rale 29 (Fig. 8C), puis il introduit le cylindre de centrage 41 dans la douille 31 et dans le ressort 35 (Fig. 8D) et il retire les mâchoires 40 du logement 24. Le ressort de compression 35 se détend et est guidé par le cylindre de centrage 41 de telle manière que l'extrémité inférieure du ressort 35 vienne se positionner dans l'évidement cylindrique 34 du rebord supérieur 32 de la douille 31 et que l'extrémité supérieure dudit ressort de compression 35 vienne se loger dans la gorge annulaire 36 ménagée dans la paroi supérieure 24b du logement 24. Ensuite, le cylindre de centrage 41 est retiré et l'ensemble constitué, pour chaque injecteur 4, par la douille 31 et le ressort de compression 35 est en place dans le logement 24 correspondant (Fig. 8E). La rampe d'alimentation 20 munie des moyens élastiques 30 de maintien de chaque injecteur 4 est ensuite montée sur la culasse 1. Lors de ce montage, le bord inférieur de chaque douille 31 vient en appui sur l'épaulement supérieur 11 de l'injecteur 4 correspondant. Le serrage des vis de fixation 26 de la rampe d'alimentation 20 sur la culasse 1 provoque la compression des ressorts 35 afin que chaque injecteur 4 soit maintenu en appui dans l'alésage 3 correspondant de la culasse 1, comme représenté à la Fig. 3. A cet effet, la distance D1 (Fig. 8E) séparant le bord inférieur de chaque douille 31 du bord supérieur de la rampe d'alimentation 20, avant le montage de ladite rampe d'alimentation 20 sur la culasse 1, est supérieure à la dis- tance D (Fig. 3) séparant le bord inférieur de chaque douille 31 et le bord supérieur de la rampe d'alimentation 20 lorsque cette rampe d'alimentation 20 est montée sur la culasse 1. De plus, les caractéristiques des ressorts de compression 35 sont calculées de telle sorte qu'ils puis- sent, après le montage de la rampe d'alimentation 20 sur la culasse 1, s'opposer aux pressions de combustion régnant dans les chambres de combustion 7 de façon à maintenir l'épaulement inférieur 10 de chaque injecteur 4 en appui sur la surface 3a de l'alésage 3 correspondant. L'ensemble d'injection selon l'invention pré- sente l'avantage d'être simple à mettre en oeuvre et de per- mettre une mise en place ou un retrait des injecteurs sans avoir à monter ou à remonter des organes de fixation de ces injecteurs. De plus, l'ensemble d'injection selon l'inven- tion permet de maintenir la précision des points d'injection de ces injecteurs dans les chambres de combustion. REVENDICATIONS 1. Ensemble d'injections de carburant dans un moteur à combustion interne et à injection directe, du type comprenant au moins un injecteur (4) disposé dans un alésage (3) ménagé dans la culasse (1) du moteur et une rampe d'ali- mentation (20) en carburant fixée sur la culasse (1) et re- liée audit injecteur (4) et à une pompe à haute pression, caractérisé en ce que ledit injecteur (4) est monté coulis- sant dans un logement (24) de la rampe d'alimentation (20) et est maintenu en appui dans l'alésage (3) de la culasse (1) par des moyens élastiques (30) disposés dans ledit loge- ment (24). 2. Ensemble d'injections selon la revendication 1, caractérisé en ce que le logement (24) est formé par un évidement ménagé dans la rampe d'alimentation (20) et dont les parois opposées inférieure (24a) et supérieure (24b) comportent un orifice (27, 28) de passage de la partie supé- rieure (4b) de l'injecteur (4) correspondant, ledit logement (24) étant muni d'une ouverture latérale (29) d'introduction des moyens élastiques (30) dans ledit évidement. 3. Ensemble d'injection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens élastiques (30) com- prennent, d'une part, une douille (31) montée coulissante dans l'orifice (27) de la paroi inférieure (24a) de l'évide- ment et dont le bord inférieur est destiné à venir en appui contre un épaulement (11) formé sur l'injecteur (4) corres- pondant et, d'autre part, un ressort de compression (35) in- terposé entre le rebord supérieur (32) de ladite douille (31) et la paroi supérieure (24b) dudit évidement. 4. Ensemble d'injection selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure du ressort de compression (35) est disposée dans un évidement cylindri- que (34) ménagé sur le rebord supérieur (32)de la douille (31) et l'extrémité supérieure dudit ressort de compression (35) est logée dans une gorge annulaire (36) ménagée dans la paroi supérieure (24b) de l'évidement du logement (24). 5. Ensemble d'injection selon la revendication 3, caractérisé en ce que la douille (31) possède une hauteur inférieure à la hauteur de l'ouverture latérale (29) du lo- gement (24). 6. Ensemble d'injection selon la revendication 3 ou 5, caractérisé en ce que la douille (31) comporte, à sa partie inférieure, une encoche (37) coopérant avec un ergot d'indexation ménagé sur l'injecteur (4) correspondant. 7. Ensemble d'injection selon l'une quelconque des revendications 3, 5 ou 6, caractérisé en ce que la douille (31) comporte des moyens d'orientation angulaire dans l'orifice (27) de la paroi inférieure (24a) de l'évide- ment du logement (24). 8. Ensemble d'injection selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'orientation angulaire sont formés par deux méplats (38) opposés, ménagés sur la périphérie de ladite douille (31) et destinés à coopérer avec deux méplats (39) opposés, ménagés sur les faces laté- rales de l'orifice (27) de la paroi inférieure (24a) de l'évidement du logement (24). 9. Ensemble d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ori- fice (27) de la paroi inférieure (24a) de l'évidement du lo- gement (24) a une forme oblongue.