Brevet FR2873760A1 — publié le 20060203

Domaine de l'invention La présente invention concerne un système d'injection de carburant notamment pour l'injection directe de carburant dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne équipé de plusieurs injecteurs installés au moins par leur extrémité correspondant à l'éjection dans des perçages de réception d'une culasse et dont une pièce de raccordement pénètre du côté de l'alimentation chaque fois dans un segment de conduite d'alimentation, du carburant en pression étant fourni à l'injecteur par l'intermédiaire du segment de conduite d'alimentation et la pièce de raccordement étant fermée de manière étanche par un joint vis-à-vis du segment de conduite d'alimentation. Etat de la technique Par exemple, selon le document DE 101 08 467 Al, on con-naît un injecteur alimenté en carburant par une conduite de distribution de carburant. L'injecteur est logé par son extrémité correspondant au côté d'éjection, dans un orifice de réception d'une culasse. L'extrémité située du côté de l'alimentation d'injecteur pénètre dans un orifice de réception de la conduite de distribution de carburant; cette extrémité est entourée radialement par un joint annulaire qui assure l'étanchéité de l'injecteur par rapport à la conduite de distribution de carburant. Le joint est un joint torique en une matière caoutchouteuse. L'inconvénient du système d'injection connu selon le document cité cidessus est en particulier l'incompatibilité de ce joint pour des pressions de carburant importantes. Le joint radial ne peut en outre pas compenser les tolérances axiales qui se développent pendant le fonctionnement par exemple à cause des dilatations thermiques différentes entre la distribution de carburant et la culasse, du fait de l'inclinaison des injecteurs par rapport aux orifices de réception. En outre, les joints ne peu-vent être fabriqués que pour une plage de températures très étroite. Le carburant peut en outre diffuser à travers les joints annulaires en matière caoutchouteuse. Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne un système d'injection de carburant du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le joint est en forme de manchon et comporte une zone de forme à déformation plastique qui se déforme de manière plastique au montage du segment de conduite d'alimentation avec la pièce de raccordement et présente en fonctionne-ment des propriétés élastiques. Ce système d'injection de carburant a l'avantage d'un montage beaucoup plus simple car l'extensibilité élastique axiale du joint du segment de conduite d'alimentation se fixe à la culasse sans élément de ressort compensant élastiquement les variations axiales. Les variations d'inclinaison des injecteurs par rapport au segment d'alimentation, provenant par exemple de dilatations thermiques différentes du segment de conduite d'alimentation et de la culasse, seront compensées par le joint sans risque de défaut d'étanchéité. De façon avantageuse, la zone mise en forme c'est-à-dire en forme de soufflet à ondulation ou la zone ondulée occupe une partie de la longueur axiale du joint. Cela permet d'améliorer la constante de ressort et les pressions hydrauliques du carburant agissant sur le joint peuvent servir à améliorer l'étanchéité. Il est en outre avantageux de réaliser le joint par étirage profond ou emboutissage. Le joint se fabrique ainsi d'une manière particulièrement simple notamment pour sa zone ondulée. Grâce au contour intérieur des extrémités du joint s'élargissant suivant une forme conique et des segments arrondis qui pénètrent respectivement dans ses extrémités, on améliore de manière signi- ficative l'étanchéité vis-à-vis des variations d'inclinaison entre le segment de conduite d'alimentation et la culasse ou l'injecteur. De façon avantageuse, la matière du joint, notamment dans la zone de contact avec le segment d'entrée et/ou le segment de sortie, est soit beaucoup plus dure soit beaucoup plus molle que dans la zone de contact correspondante du segment d'entrée ou du segment de sortie. Cela permet d'améliorer l'étanchéité et d'augmenter les tolérances de fabrication. En revêtant le joint on améliore sa fiabilité. Le segment d'entrée et/ou le segment de sortie sont de pré- férence en acier. Au moins dans la zone de contact avec le segment d'entrée ou avec le segment de sortie, le joint est de préférence en laiton. Le segment d'entrée et/ou le segment de sortie sont de préférence en aluminium. Au moins dans la zone de contact avec le segment d'entrée ou le segment de sortie, le joint est de préférence en acier notam- ment en acier C45. Le joint est de préférence revêtu au moins dans la zone du côté aval ou du côté amont notamment d'une couche de carbone réduisant l'usure. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés de manière simplifiée dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un premier exemple de réalisation d'un système d'injection de carburant selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un second exemple de réalisation d'un système d'injection de carburant selon l'invention, - la figure 3 est une vue schématique en coupe d'un troisième exemple de réalisation d'un système d'injection de carburant selon l'invention. Description des modes de réalisation Dans la description donnée ci-après des différents exemples de réalisation de l'invention, on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments ou des éléments correspondants. La figure 1 montre un premier mode de réalisation d'un système d'injection de carburant selon l'invention sous la forme d'un système d'injection de carburant assurant l'alimentation en carburant et le maintien enfoncé des injecteurs pour des moteurs à combustion interne à injection directe, à allumage commandé ou non commandé. Le système d'injection de carburant selon l'invention représenté schématiquement et à titre d'exemple se compose principalement d'un segment de conduite d'alimentation 5, d'un injecteur 1 et d'un joint 6 en forme de manchon, reliant élastiquement et de manière étanche en pression, le segment de conduite d'alimentation 5 à l'injecteur 1. L'injecteur 1 de cet exemple de réalisation est installé pratiquement sur toute sa longueur dans un perçage de réception 2 de la culasse 3. L'injecteur 1 comporte du côté alimentation, une pièce de raccordement 4 par laquelle l'injecteur 1 reçoit le carburant sous pression. La pièce de raccordement 4 dépasse légèrement du perçage de réception 2. Le segment de conduite d'alimentation 5 fait partie d'une rampe d'alimentation ou rampe commune; ce segment de conduite d'alimentation comporte une chambre de réception 10 pour chacun des injecteurs 1. La pièce de raccordement 4 débouche dans la chambre de réception 10. Le segment de conduite d'alimentation 5 a une forme de U au niveau de la chambre de réception 10; le segment de conduite d'alimentation 5 est installé pour que la zone ouverte en forme de U couvre le perçage de réception 2. Dans la zone du segment d'alimentation 5, supérieure, à l'opposé de la zone ouverte de la forme en U, on a un per- cage d'alimentation 11. Le perçage d'alimentation 11 de cet exemple de réalisation débouche par l'intermédiaire d'un segment de sortie 9 en forme de téton dans le joint 6 installé dans la chambre de réception 10. Le segment de sortie 9 a par exemple une section ronde. Son contour extérieur du côté de la sortie du segment de sortie 9 est arrondi régulièrement de manière périphérique. Le segment de sortie 9 de cet exemple de réalisation, pénètre dans le contour intérieur de la zone côté alimentation du joint 6 en forme de manchon par une liaison étanche. Dans cet exemple, le contour intérieur a une forme conique allant en diminuant dans le sens de l'écoulement. Grâce à la forme rétrécie, arrondie ou conique du contour intérieur on réalise un joint sphérique/conique qui reste étanche même lorsque le joint 6 subit des variations d'inclinaison par rapport à la zone de sortie 9. En particulier, cela permet de compenser ainsi des variations de dilatation thermiques légèrement différentes entre le segment de con- duite d'alimentation 5 et la culasse 3 se produisant pendant le fonctionnement du fait de différences de températures et de différences de matières. Dans l'exemple de réalisation, le joint 6 a une zone de forme 7, ondulée ou en soufflet à ondulation. La longueur du joint 6 est choisie pour se déformer plastiquement au montage dans la zone de forme 7 sans perdre ses propriétés élastiques dans cette zone. La zone de forme 7 est dimensionnée pour exercer la force d'application requise sur l'injecteur 1, de manière élastique même pendant le fonctionnement. Le joint 6 est par exemple fabriqué en laiton ou en acier. Le contour intérieur de la zone du joint 6 du côté de la sortie s'élargit suivant une forme conique dans la direction d'écoulement et forme également un joint cône/sphère avec la forme de section également ronde du segment d'entrée 8 de la pièce de raccordement 4 dont le con-tour extérieur est arrondi. Le segment de conduite d'alimentation 4 est assemblé de manière fixe à la culasse 3 par des liaisons à vis 12. Le joint 6 pousse élastiquement l'injecteur 1 dans le perçage de réception 2 grâce à ses caractéristiques élastiques. La figure 2 est une vue schématique d'un autre système d'injection de carburant selon l'invention. L'épaisseur de paroi du joint 6 en forme de manchon est la même sur toute la longueur axiale. Ce joint est réalisé par emboutissage. La figure 3 montre schématiquement un autre système d'injection de carburant selon l'invention. A la différence de l'exemple de réalisation de la figure 2, le contour extérieur du joint va en rétrécissant dans la zone située du côté d'alimentation, dans la direction opposée à la direction de l'écoulement et pénètre dans le contour intérieur diminuant suivant une forme conique dans la direction opposée à la direction de l'écoulement, dans le contour intérieur de ce segment de sortie 9; on forme ainsi un joint cône/sphère. Le joint est fabriqué par étirage profond et la zone située du côté de l'alimentation du joint, présente un perçage centré par lequel le carburant arrive du segment de sortie 9 à l'intérieur du joint 6. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation présentés et les caractéristiques telles que décrites ci-dessus des différents exemples de réalisation peuvent être combinées d'une ma- nière quelconque. REVENDICATIONS 1 ) Système d'injection de carburant notamment pour l'injection directe de carburant dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion in- terne équipé de plusieurs injecteurs (1) installés au moins par leur extré- mité correspondant à l'éjection dans des perçages de réception (2) d'une culasse (3) et dont une pièce de raccordement (4) pénètre du côté de l'alimentation chaque fois dans un segment de conduite d'alimentation (5), du carburant en pression étant fourni à l'injecteur (1) par l'intermédiaire du segment de conduite d'alimentation (5) et la pièce de raccordement (4) étant fermée de manière étanche par un joint (6) vis-à-vis du segment de conduite d'alimentation (5), caractérisé en ce que le joint (6) est en forme de manchon et comporte une zone de forme (7) à déformation plastique qui se déforme de manière plastique au montage du segment de conduite d'alimentation (5) avec la pièce de raccordement (4) et présente en fonctionnement des propriétés élastiques. 2 ) Système d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de forme (7) est réalisée par une zone en forme de soufflet ou de forme ondulée occupant une fraction de la longueur axiale. 3 ) Système d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint (6) est fabriqué par étirage profond ou emboutissage. 4 ) Système d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contour intérieur de l'extrémité du joint (6) du côté de l'alimentation et/ou du côté de la sortie, s'élargit vers l'extérieur notamment suivant une forme conique. 5 ) Système d'injection de carburant selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' un segment de sortie (9) du segment de conduite d'alimentation (5) et/ou un segment d'entrée (8) de la pièce de raccordement (4) pénètrent dans le contour intérieur de forme conique de l'extrémité située du côté de l'alimentation ou celle située du côté de l'évacuation du joint (6), de ma- nière étanche, et sont arrondis au niveau de ses surfaces en contacte avec les surfaces de forme tronconique du contour intérieur de l'extrémité du joint (6) du côté de l'alimentation ou du côté de la sortie, et leur diamètre extérieur va en diminuant vers l'intérieur du joint (6) de façon à former chaque fois un joint conique/sphérique. 6 ) Système d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contour extérieur de l'extrémité du joint (6) du côté de l'alimentation et/ou du côté de la sortie, va en diminuant vers l'extérieur et est notamment arrondi ou en forme d'arc de cercle. 7 ) Système d'injection de carburant selon la revendication 6, caractérisé en ce que le contour intérieur du segment de sortie (9) du segment de conduite d'alimentation (5) va en s'élargissant dans la direction de l'écoulement notamment suivant une forme conique et l'extrémité située du côté de l'arrivée du joint (6) pénètre de manière étanche dans la zone s'élargissant de façon à réaliser chaque fois un joint conique/sphérique. 8 ) Système d'injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le contour intérieur du segment d'entrée (8) de la pièce de raccordement (4) va en diminuant dans la direction d'écoulement notamment suivant une forme conique et l'extrémité du joint (6) du côté aval pénètre de manière étanche dans la zone allant en s'élargissant pour obtenir un joint conique/sphérique respectif. 9 ) Système d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière du joint (6) notamment dans la zone de contact avec le segment d'entrée (8) et/ou du segment de sortie (9) est soit beaucoup plus dur, soit beaucoup plus mou que la zone de contact correspondante du segment d'entrée (8) ou du segment de sortie (9). 10 ) Système d'injection de carburant selon la revendication 9, caractérisé en ce que le segment d'entrée (8) et/ou le segment de sortie (9) sont en acier et le joint (6) est en laiton au moins dans la zone de contact avec le segment d'entrée (8) ou le segment de sortie (9). 11 ) Système d'injection de carburant selon la revendication 9, caractérisé en ce que le segment d'entrée (8) et/ou le segment de sortie (9) sont en aluminium et le joint (6) est formé notamment dans la zone de contact avec le segment d'entrée (8) ou le segment de sortie (9) en acier notamment en acier C45. 12 ) Système d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint (6) est revêtu notamment d'une couche de carbone réduisant l'usure au moins dans la zone située du côté aval ou du côté amont.