Brevet FR2813346A1 — publié le 20020301

DISPOSITIF DE DISTRIBUTION DE CARBURANT POUR INSTALLATIONS D'INJECTION DE CARBURANT La présente invention se rapporte à un dispositif de distribution de carburant pour installations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne, comprenant un conduit tubulaire de distribution et des éléments de raccor- dement qui sont agencés à distance les uns des autres sur la longueur dudit conduit, coïncident respectivement avec un orifice ou alésage de sortie pratiqué dans ledit conduit, et sont respectivement réalisés en vue du raccordement d'une soupape d'injection ou organe similaire, le conduit de dis- tribution étant constitué de segments tubulaires indivi- duels. La distribution de carburant aux cylindres indivi- duels d'un moteur à combustion interne s'opère, habituelle- ment, par l'intermédiaire d'un conduit de distribution situé à proximité de la culasse cylindrique, à laquelle il est fixé au moyen d'éléments de retenue. Ledit conduit présente, selon un espacement identique à celui des cylindres, des douilles dans lesquelles sont insérées des soupapes d'injec- tion injectant le carburant dans la chambre de combustion du cylindre considéré. Dans les moteurs à combustion interne classiques, fonctionnant avec des pressions d'injection inférieures à bar, ces conduits de distribution sont de préférence fa- briqués en de l'acier fin, avec une épaisseur de paroi de 1 mm au maximum. Depuis de nombreuses années, dans le cadre de la réduction du poids dans la construction d'automobiles, les culasses cylindriques sont respectivement produites en aluminium ou en des alliages d'aluminium. Les variations de longueur différentes, tenant aux coefficients de dilatation thermique différents entre la culasse cylindrique en alumi- nium et le conduit de distribution en acier ou en acier fin, ne revêtent aucune importance étant donné que ledit conduit de distribution est suffisamment flexible, du fait de la faible épaisseur de paroi, et qu'il ne se produit pas de perturbations telles que des défauts d'étanchéité, par exem- ple. Dans la mouvance de l'optimalisation supplémentaire de moteurs à combustion interne, par exemple en appliquant l'injection directe, les pressions d'injection augmentent toutefois pour atteindre jusqu'à 100 bar, voire même pour excéder 1 200 bar dans des moteurs Diesel. Il est évident que, dans des applications de ce genre, les conduits respec- tifs de distribution et d'injection doivent présenter des épaisseurs de paroi notablement supérieures. A cela s'ajou- tent les tendances toutes récentes à fabriquer la culasse cylindrique en des matériaux plus légers comme, par exemple, des alliages à base de magnésium ou également des matières plastiques. Les coefficients de dilatation thermique diffé- rents, entre le matériau de la culasse cylindrique et celui du conduit de distribution, prennent par conséquent une im- portance supplémentaire totalement nouvelle. Des procédés ont été élaborés pour fabriquer des conduits de distribution en des alliages d'aluminium, comme cela est par exemple décrit dans les documents EP-B1-0 266 269 et EP-Bl-0 132 418. Les deux documents décrivent un procédé de déformation à chaud pour fabriquer un tel conduit en de l'aluminium. Néanmoins, de tels procédés sont très onéreux et se prêtent par conséquent peu au marché de masse de la construction d'automobiles. D'après la demande de brevet DE-Al-199 53 942, l'on connaît un dispositif du genre considéré, affecté à la dis- tribution de carburant pour installations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne, dispositif dans lequel le conduit tubulaire de distribution consiste en des segments tubulaires individuels reliés les uns aux autres par des pièces nodales. De par le brevet DE-C1-44 44 553, il est fondamentalement connu de munir des corps creux métalli- ques à symétrie de révolution, par exemple des bouteilles en acier, d'un renfort doué de haute robustesse. L'invention a pour objet de fournir un dispositif du type énoncé, destiné à la distribution de carburant, qui soit d'une fabrication et d'un montage aisés, soit cependant conçu d'un poids réduit, puisse être produit économiquement en tant qu'article de grande série, et se prête à des appli- cations sous haute pression. Conformément à l'invention, dans un dispositif du genre cité en introduction, cet objet est atteint par le fait que les segments tubulaires individuels du conduit de distribution forment une tubulure intérieure enveloppée sur sa longueur, au moins par zones, d'un renfort de haute ro- bustesse, ledit renfort s'étendant jusque dans la région des éléments de raccordement coudés par rapport au conduit de distribution, et les segments tubulaires individuels étant reliés les uns aux autres dans la région desdits éléments, au moyen dudit renfort. Il est ainsi proposé un conduit de distribution à plusieurs couches, formé par des segments tubulaires indivi- duels, dans lequel les corps de base, c'est-à-dire lesdits segments tubulaires individuels, consistent en des pièces semi-finies ou en des pièces venues d'injection, pour les- quelles il peut par exemple s'agir d'une tubulure exempte de joint. Cette pièce semi-finie est alors constituée, de pré- férence, d'un matériau correspondant à celui de la culasse cylindrique, ce qui supprime des coefficients de dilatation thermique différents. Néanmoins, en vue de garantir la haute résistance à la pression, les segments tubulaires indivi- duels sont enveloppés d'un renfort de haute robustesse; ce renfort ne sert pas uniquement au renforcement, mais remplit également la fonction additionnelle d'un élément de solida- risation des segments tubulaires individuels. Un tel dispo- sitif peut manifestement être conçu d'un poids réduit, et peut être produit économiquement en tant qu'article de grande série; il peut être fabriqué et monté de manière simple. Le renfort de haute robustesse peut être concrétisé de différentes façons. D'après une première réalisation, il peut être formé d'un matériau composite fibreux, par exemple d'un matériau composite en fibres de carbone. En variante, le renfort de haute robustesse peut éga- lement être réalisé sous la forme d'un enrobage torsadé, ou bien encore d'un enveloppement pulvérisé sur la tubulure in- térieure. Il est également possible d'utiliser des capitons de renforcement. En outre, il est avantageusement prévu que les seg- ments tubulaires individuels soient constitués d'un matériau présentant un coefficient de dilatation thermique comparable à celui du matériau de la culasse cylindrique associée. Ainsi, des coefficients de dilatation thermique différents ne peuvent pas apparaître entre la culasse cylindrique et le conduit de distribution ainsi formé. En fonction du matériau choisi pour la tubulure inté- rieure, et des exigences imposées à la résistance à la pres- sion, le renfort de haute robustesse peut être uniquement mis en place dans des zones dans lesquelles ladite tubulure est affaiblie, comme par exemple dans la région des douilles affectées au raccordement des soupapes d'injection, ou bien d'autres orifices de communication pratiqués dans le conduit. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard du dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe d'un dispositif de distri- bution de carburant; et la figure 2 illustre un fragment d'un dispositif conforme à l'invention, comprenant des segments tubulaires individuels. Un dispositif de distribution de carburant, pour ins- tallations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne, est globalement désigné par 1 sur la figure 1. Ce dispositif comporte un conduit tubulaire de distribution, constitué d'une tubulure intérieure 2 qui est enveloppée d'un renfort 3 de haute robustesse. La tubulure intérieure 2 consiste alors en un maté- riau doté d'un coefficient de dilatation thermique compara- ble à celui du matériau de la culasse cylindrique associée. Ainsi, ladite culasse cylindrique et également, de la même façon, la tubulure 2, peuvent par exemple consister en un alliage à base de magnésium. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, la tubulure 2 présente des éléments de raccordement 4 en forme de douilles, ménagés d'un seul te- nant, s'étendant perpendiculairement à ladite tubulure 2, et servant au raccordement direct ou indirect de soupapes d'in- jection non illustrées. Une extrémité de la tubulure intérieure 2 est obturée d'un côté par un bouchon 5; un bouchon 6, dans lequel un conduit de raccordement 7 est inséré, est disposé de l'autre côté. Dans l'exemple de réalisation d'après la figure 1, le renfort 3 de haute robustesse s'étend sur toute la longueur de la tubulure intérieure 2, de préférence jusque dans la région des éléments de raccordement 4; cette région dudit renfort est désignée par 3a. Ledit renfort 3 peut être de réalisations différentes; il peut, par exemple, être formé d'un matériau composite fibreux, de préférence d'un matériau composite en fibres de carbone; il peut être conçu comme un enrobage torsadé, comme un enveloppement pulvérisé sur la tubulure 2, etc. La figure 2 montre une forme de réalisation d'un dis- positif 1 selon l'invention, conçu d'une manière sensible- ment autre. Les mêmes références numériques que sur la figure 1 sont alors utilisées dans la mesure o elles concernent des pièces identiques ou similaires. Dans ce cas, le dispositif 1 illustré uniquement par zones comporte de nouveau une tubulure intérieure qui, tou- tefois, est formée par des segments tubulaires individuels 2a reliés les uns aux autres dans la région des éléments de raccordement 4 en forme de douilles. Ces éléments 4 offrent alors une configuration autre, c'est-à-dire qu'ils compren- nent une première région de raccordement 8 ceinturant les segments tubulaires individuels 2a mutuellement aboutés, et une région 9 en forme de manchon qui est reliée de manière étanche à la région précitée, et dans laquelle se trouve un alésage de sortie 10 en communication avec l'espace interne desdits segments 2a. Des bords 11 de segments 2a voisins sont alors coudés vers l'intérieur dans l'alésage 10, et sont ainsi reliés par concordance de formes. Les segments 2a de la tubulure intérieure sont enveloppés, au moins dans les zones de liaison représentées, par un renfort 3 de haute ro- bustesse qui s'étend jusque dans la région des éléments de raccordement 4, cette région étant de nouveau désignée par 3a. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sor- tir du cadre de l'invention. -R E V E N D I C A T IONS - 1. Dispositif de distribution de carburant pour ins- tallations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne, comprenant un conduit tubulaire de distribution et des éléments de raccordement qui sont agencés à distance les uns des autres sur la longueur dudit conduit, coincident respectivement avec un orifice ou alésage de sortie pratiqué dans ledit conduit, et sont respectivement réalisés en vue du raccordement d'une soupape d'injection ou organe simi- laire, le conduit de distribution étant constitué de seg- ments tubulaires individuels, dispositif caractérisé par le fait que les segments tubulaires individuels (2a) du conduit de distribution forment une tubulure intérieure (2) envelop- pée sur sa longueur, au moins par zones, d'un renfort de haute robustesse, ledit renfort (3, 3a) s'étendant jusque dans la région des éléments de raccordement (4) coudés par rapport au conduit de distribution, et les segments tubulai- res individuels (2a) étant reliés les uns aux autres dans la région desdits éléments (4), au moyen dudit renfort (3, 3a). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le renfort (3) de haute robustesse est formé d'un matériau composite fibreux. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé par le fait que le renfort (3) de haute robustesse est réalisé sous la forme d'un enrobage torsadé. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé par le fait que le renfort (3) de haute robustesse est réalisé sous la forme d'un enveloppement pulvérisé sur la tubulure intérieure (2). 5. Dispositif selon la revendication 1 ou l'une des suivantes, caractérisé par le fait que les segments tubulai- res individuels (2a) sont constitués d'un matériau présen- tant un coefficient de dilatation thermique comparable à celui du matériau de la culasse cylindrique associée.