Brevet FR2900961A1 — publié le 20071116

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne un support d'injecteur de carburant pourvu d'un noyau d'eau qui comporte une chambre principale dans laquelle est destiné à circuler un liquide de refroidissement et qui entoure une partie d'un logement destiné à accueillir l'injecteur de carburant. L'invention concerne également une ligne d'échappement comportant un tel support d'injecteur de carburant. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les lignes d'échappement de moteur à combustion interne sont pourvues généralement de moyens de dépollution et de filtrage des gaz d'échappement traversés par la conduite d'échappement. Ces moyens de dépollution et de filtrage des lignes d'échappement comportent usuellement un pot catalytique et un filtre à particules. Le filtre à particules permet de récupérer les particules polluantes émises par la combustion du mélange de gaz frais dans la chambre de combustion du moteur. À partir d'un certain taux de remplissage du filtre à particules, son efficacité diminue fortement. Il convient alors d'éliminer les particules qui remplissent le filtre à particules. Pour cela on réalise une phase de régénération qui consiste à provoquer une augmentation de température dans le filtre à particules. Ceci peut être réalisé en injectant du carburant dans la ligne d'échappement. Les gaz d'échappement rentrent alors dans le filtre à particules en brûlant les particules polluantes qui remplissent le filtre à particules. Il est connu pour augmenter les performances de cette phase de régénération de disposer un injecteur de carburant supplémentaire directement dans la ligne d'échappement, notamment en l'absence de pot catalytique en amont du filtre à particules. L'injecteur de carburant est alors exposé aux gaz d'échappements chauds qui circulent dans la conduite d'échappement et est soumis à de fortes contraintes thermiques. Il est ainsi nécessaire de refroidir l'injecteur de carburant. Pour cela, il est connu de ménager dans le support d'injecteur de carburant qui est fixé à la conduite d'échappement, un noyau d'eau (encore appelé chambre de refroidissement) agencé autour d'une partie de l'injecteur de carburant, dans lequel est destiné à circuler un liquide de refroidissement. Plusieurs solutions sont connues pour réaliser ce noyau d'eau et donc le support d'injecteur de carburant lui-même. Une solution consiste à réaliser un moulage du support par injection de métal sous pression autour de pièces, ou parties, de moule. Cette solution permet de limiter le temps de fabrication du support, mais nécessite d'adapter la structure du noyau d'eau pour permettre le démoulage du support d'injecteur. En particulier, pour permettre le démoulage du support d'injecteur, des parties du noyau d'eau présentent des ouvertures clébouchantes à l'extérieur du support d'injecteur. Certaines de ces ouvertures sont utilisées par la suite pour servir de canal d'entrée et de canal de sortie d'eau, mais d'autres ouvertures ne servent qu'au démoulage du support. Ces parties servant seulement au démoulage sont alors bouchées avec une pièce supplémentaire (un bouchon), de manière à fermer le circuit de refroidissement, de telle sorte que le liquide de refroidissement entre par le canal d'entrée et sorte bien par le canal de sortie. La nécessité de prévoir dans le noyau d'eau des ouvertures débouchantes pour le démoulage du support d'injecteur complique la réalisation du noyau d'eau. Au surplus ces ouvertures sont bouchées par des pièces supplémentaires ce qui augmente les coûts de fabrication du support d'injecteur. Pour simplifier la réalisation du noyau d'eau et donc le moulage et le démoulage du support d'injecteur, une autre solution consiste à réaliser un moulage par gravité en utilisant un positif du noyau d'eau en sable résiné. Le moulage du support est alors réalisé autour de ce positif du noyau d'eau et le positif du noyau d'eau est ensuite détruit. Cette solution permet ainsi de faciliter la conception et la réalisation du noyau d'eau. Mais cette solution augmente le temps de fabrication et donc les coûts de fabrication du support d'injecteur puisque le positif du noyau d'eau en sable résiné ne peut pas être réutilisé pour concevoir un support d'injecteur supplémentaire. OBJET DE L'INVENTION La présente invention propose alors un nouveau support d'injecteur de carburant dont la réalisation est simplifiée et qui nécessite un nombre de pièces limité. À cet effet, on propose selon l'invention un support d'injecteur de carburant pourvu d'un noyau d'eau qui comporte une chambre principale dans laquelle est destiné à circuler un liquide de refroidissement et qui entoure une partie d'un logement axial destiné à accueillir l'injecteur de carburant, dans lequel la chambre principale débouche sur une face inférieure du support d'injecteur destinée à venir s'appliquer contre un joint d'étanchéité d'une conduite d'échappement de manière que le joint d'étanchéité ferme ladite face inférieure. L'invention concerne également une ligne d'échappement qui comporte : -une conduite d'échappement de moteur à combustion interne, dans laquelle sont destinés à circuler des gaz d'échappement et dont la paroi latérale comporte un orifice de passage, - un joint d'étanchéité disposé sur la face externe de la paroi latérale de la conduite d'échappement autour de l'orifice de passage, - un support d'injecteur de carburant tel que décrit ci-dessus, dans lequel est monté un injecteur de carburant et dont ladite face inférieure s'applique sur ledit joint d'étanchéité pour que le nez dudit injecteur de carburant communique avec l'intérieur de la conduite d'échappement via ledit orifice de passage. L'application d'un joint d'étanchéité contre la face inférieure du support d'injecteur permet de fermer l'ouverture débouchante de la chambre principale sans utiliser de pièces supplémentaires. Ainsi, avec un tel support d'injecteur, un seul joint permet, d'une part, d'empêcher les fuites de gaz d'échappement par l'orifice de passage dans l'air ambiant et, d'autre part, d'empêcher les fuites de liquide de refroidissement par la face inférieure du support d'injecteur, le joint jouant ainsi le rôle de bouchon. Au surplus, l'ouverture débouchante de la chambre principale constitue une ouverture par laquelle il est possible de procéder facilement au démoulage du support d'injecteur, ce qui simplifie la réalisation du support d'injecteur. Selon une première caractéristique avantageuse du support d'injecteur selon l'invention, le support d'injecteur est obtenu par moulage par injection de métal. Le moulage par injection sous pression de métal permet de réutiliser les pièces du moule pour la conception d'un support d'injecteur supplémentaire et donc d'obtenir un temps de production rapide du support d'injecteur. Selon une autre caractéristique du support d'injecteur selon l'invention, la chambre principale présente une forme de révolution autour du logement devant accueillir l'injecteur de carburant. Selon une autre caractéristique du support d'injecteur selon l'invention, la chambre principale est délimitée par deux parois cylindriques concentriques sur l'axe du logement devant accueillir l'injecteur de carburant et débouchantes sur ladite face inférieure du support d'injecteur. Selon une autre caractéristique du support d'injecteur selon l'invention, la chambre principale du noyau d'eau s'étend axialement à partir de son ouverture débouchante prévue sur la face inférieure, par une partie inférieure décentrée par rapport à l'axe du logement devant accueillir l'injecteur de carburant et prolongée par une partie supérieure centrée sur l'axe dudit logement devant accueillir l'injecteur de carburant. La partie inférieure décentrée par rapport à l'axe du logement devant accueillir l'injecteur de carburant permet de se rapprocher au plus près de la buse de l'injecteur. Selon une autre caractéristique du support d'injecteur selon l'invention, le noyau d'eau comporte un canal d'entrée et un canal de sortie d'eau reliés à la chambre principale qui débouchent sur une ou plusieurs des autres faces du support d'injecteur. Selon une autre caractéristique du support d'injecteur selon l'invention, ledit logement comporte un premier alésage de centrage axial adapté à recevoir le corps de l'injecteur de carburant et un deuxième alésage s'étendant dans le prolongement du premier alésage, destiné à déboucher dans la conduite d'échappement. Selon une première caractéristique de la ligne d'échappement selon l'invention, le joint d'étanchéité formant une couronne centrée sur l'orifice de passage, la chambre principale du noyau d'eau du support d'injecteur est agencée avec le joint d'étanchéité de telle sorte que l'ouverture de la chambre principale soit située, à une distance suffisante du contour intérieur (qui est en contact avec les gaz d'échappement) de la couronne formée par le joint d'étanchéité, de manière à être isolée thermiquement des gaz d'échappement. Selon une autre caractéristique de la ligne d'échappement selon l'invention, la ligne d'échappement comporte des moyens de dépollution et de filtrage des gaz d'échappement traversés par la conduite d'échappement et disposés en aval, dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement, de l'injecteur de carburant. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés de plusieurs modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un support d'injecteur de carburant, monté sur une conduite d'échappement, suivant un premier mode de réalisation de l'invention ; La figure 1A est une vue en coupe selon le plan A-A du support d'injecteur de la figure 1 ; - la figure 2 reprend, sous un autre angle et à plus grande échelle, le détail de la figure 1 repéré par un encart V sur cette figure 1 ; - La figure 3 est une vue en coupe axiale du support d'injecteur et des parties de moule de ce support d'injecteur, ainsi que des directions de démoulage, selon le premier mode de réalisation de l'invention ; La figure 4 est une vue en coupe axiale d'un support d'injecteur de carburant, monté sur une conduite d'échappement, suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention ; La figure 4A est une vue en coupe selon le plan B-B du support d'injecteur de la figure 4; - La figure 4B est une vue en coupe selon le plan C-C du support d'injecteur de la figure 4. Préliminairement, on notera que d'une figure à l'autre, les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation de l'invention seront dans la mesure du possible référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois. Sur les figures, on a représenté une partie d'une ligne d'échappement 6 de moteur à combustion interne qui comporte une conduite d'échappement 61 dans laquelle sont destinés à circuler des gaz d'échappement 66. La paroi latérale de la conduite d'échappement 61 comporte un orifice de passage 62. Un joint d'étanchéité 80 est disposé sur la face externe de la paroi latérale de la conduite d'échappement 61 autour de l'orifice de passage 62. Il est également prévu de disposer sur la conduite d'échappement 61 un support 70 d'injecteur de carburant 5 dans lequel est monté un injecteur de carburant 5. Le support 70 comporte des parois latérales 73 qui séparent une face inférieure 71 et une face supérieure 72. La face inférieure 71 est orientée vers la paroi latérale de la conduite d'échappement 61 de telle sorte que le nez 52 dudit injecteur de carburant 5 qui émerge de cette face inférieure 71 puisse communiquer avec l'intérieur de la conduite d'échappement 61 via ledit orifice de passage 62. L'injecteur de carburant 5 et son support 70 sont disposés en aval, dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement, de moyens de dépollution et de filtrage (non représentés) des gaz d'échappement traversés par la conduite d'échappement. Ces moyens de dépollution et de filtrage des gaz d'échappement comportent essentiellement un pot catalytique et un filtre à particule, et l'injecteur de carburant est utilisé pour réaliser une phase de régénération du filtre à particules. Le support 70 comporte un logement qui se divise en un premier alésage 74 axial adapté à centrer le corps 51 de l'injecteur de carburant 5 et en un deuxième alésage 75 s'étendant dans le prolongement de la première chambre 74, débouchant dans la conduite d'échappement 61 et adapté à laisser passer le nez 52 de l'injecteur de carburant 5. Le support 70 d'injecteur de carburant 5 est également pourvu d'un noyau d'eau 20 qui comporte une chambre principale 21 dans laquelle est destiné à circuler un liquide de refroidissement et qui entoure une partie de l'injecteur de carburant 5. En particulier le noyau d'eau 20 entoure une partie du premier alésage 74 et la totalité du deuxième alésage 75. Le noyau d'eau 20 comporte un canal d'entrée 22 et un canal de sortie 23 d'eau reliés à la chambre principale 21, qui débouchent sur les faces latérales du support 70. Ici, le canal de sortie 23 d'eau est disposé plus haut que le canal d'entrée 22 pour évacuer l'air et la vapeur d'eau. En variante, le canal d'entrée 22 et le canal de sortie 23 d'eau peuvent déboucher sur la face supérieure 72 du support 70. Avantageusement selon l'invention, la chambre principale 21 débouche sur la face inférieure 71 du support 70 d'injecteur de carburant 5 et forme ainsi, sur cette surface, une ouverture débouchante 27. Cette face inférieure 71 est appliquée contre le joint d'étanchéité 80 de manière que le joint d'étanchéité 80 ferme cette ouverture débouchante 27. Ainsi, le joint d'étanchéité 80 assure simultanément l'étanchéité, d'une part, entre le support 70 et la conduite d'échappement 61 vis-à-vis des gaz d'échappement 66 et, d'autre part, entre la chambre principale 21 du noyau d'eau 20 et la conduite d'échappement 61 vis-à-vis du liquide de refroidissement et des gaz d'échappement 66. Le joint d'étanchéité 80 se présente, ici, sous la forme d'une couronne centrée sur l'orifice de passage 62. Préférentiellement la chambre principale 21 du noyau d'eau 20 du support 70 est agencée avec le joint d'étanchéité 80 de telle sorte que l'ouverture débouchante 27 de la chambre principale 21 soit située, selon la direction de la ligne moyenne de la conduite d'échappement 61, à une distance D suffisante du contour intérieur, qui est en contact avec les gaz d'échappement, de la couronne formée par le joint d'étanchéité 80 (voir figure 2). L'ouverture débouchante est ainsi isolée thermiquement des gaz d'échappement 66 ce qui limite le réchauffement du liquide de refroidissement par les gaz d'échappement 66. Pour assurer cette double fonction d'étanchéité, le joint d'étanchéité 80 est ici réalisé dans un matériau qui résiste à la fois aux gaz d'échappement et au liquide de refroidissement. Selon un premier mode de réalisation représenté plus particulièrement sur les figures 1 et 1B, la chambre principale 21 présente une forme de révolution autour du logement accueillant l'injecteur de carburant 5, ce qui permet de refroidir l'ensemble du corps 51 et du nez 52 de l'injecteur de carburant 5. En particulier la chambre principale 21 est délimitée par deux parois cylindriques concentriques sur l'axe du logement accueillant l'injecteur de carburant et débouchantes sur la face inférieure 71 du support 70 orientée vers la conduite d'échappement 61. Le support 70 est obtenu par moulage par injection de métal sous pression, ici de l'aluminium, au moyen d'un noyau de paroi adapté et de pièces de moule. Le premier alésage 74 axial adapté à recevoir le corps 51 de l'injecteur de carburant 5 et le deuxième alésage 75 adapté à laisser passer le nez 52 de l'injecteur de carburant 5 sont formés à l'aide d'une pièce 33 constituée par un premier cylindre plein prolongé par un deuxième cylindre plein de plus petit diamètre (voir figure 3). Comme le montre la figure 3, la chambre principale 21 est réalisée au moyen d'un cylindre creux 32 débouchant hors du noyau de parois du support 70 de manière à générer après moulage l'ouverture débouchante 27 de la chambre principale 21 sur la face inférieure 71 du support 70. Le cylindre creux 32 possède une épaisseur donnée qui correspond à la largeur de la chambre principale 21 dans laquelle est destiné à circuler le liquide de refroidissement. Après moulage du support 70, le cylindre creux 32 est retiré par l'ouverture débouchante 27 circulaire le long de l'axe du logement devant accueillir l'injecteur de carburant 5. La pièce 33 est retirée du support 70 selon la même direction mais en sens inverse. Le logement est usiné pour un état de surface précis. Les canaux d'entrée et de sortie peuvent être obtenus par perçage de deux trous 31, 34 dans les faces latérales du support 70 (voir figure 3). Les trous 31, 34 sont alors taraudés et des embouts 77,79 peuvent être rapportés sur le support 70 en étant vissés dans les trous taraudés. En variante, on peut prévoir que les canaux d'entrée et de sortie du noyau d'eau soient obtenus, non par perçage, mais par moulage en même temps que le moulage de la chambre principale, en positionnant deux éléments de moulage, par exemple de forme cylindrique, aux emplacement souhaités des canaux d'entrée et de sortie du noyau d'eau. Une fois le support d'injecteur moulé autour du positif du noyau, le démoulage dudit support d'injecteur est réalisé pour le cylindre creux 32 et la pièce 33 comme précédemment, et les deux éléments de moulage sont retirés suivant la direction des canaux d'entrée et de sortie, c'est-à-dire ici suivant une direction normale à l'axe de l'injecteur. Dans ce cas, les deux embouts peuvent être également issus du moulage. Selon un deuxième mode de réalisation représenté plus particulièrement sur les figures 4, 4A, et 4B, la chambre principale 21 du noyau d'eau 20 s'étend axialement (c'est-à-dire selon l'axe des alésages 74, 75 devant accueillir l'injecteur), à partir de son ouverture débouchante 27 prévue sur la face inférieure 71, par une partie inférieure 21A décentrée par rapport à l'axe desdits alésages 74, 75 et prolongée par une partie supérieure 21B centrée sur l'axe desdits alésages 74, 75. Le décentrement de la partie inférieure 21A permet d'améliorer le refroidissement dans la zone du support d'injecteur entourant le nez de l'injecteur. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. La position des canaux d'entrée et de sortie n'étant pas régie par des contraintes de démoulage, mais par des contraintes d'encombrement autour du moteur, les canaux d'entrée et de sortie peuvent être disposés librement dans le support d'injecteur. Ici, le support d'injecteur est obtenu par moulage par injection de métal. En variante, le support d'injecteur peut être obtenu à partir d'un moule en sable résiné. Après moulage, le sable résiné peut être aisément et rapidement évacué du support d'injecteur. REVENDICATIONS 1. Support (70) d'injecteur de carburant (5) pourvu d'un noyau d'eau (20) qui comporte une chambre principale (21) dans laquelle est destiné à circuler un liquide de refroidissement et qui entoure une partie d'un logement (74, 75) axial destiné à accueillir l'injecteur de carburant (5), caractérisé en ce que la chambre principale (21) débouche sur une face inférieure (71) du support (70) destinée à venir s'appliquer contre un joint d'étanchéité (80) d'une conduite d'échappement (61) de manière que le joint d'étanchéité (80) ferme ladite face inférieure (71). 2. Support (70) d'injecteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le support (70) est obtenu par moulage par injection de métal. 3. Support (70) d'injecteur de carburant (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre principale (21) présente une forme de révolution autour du logement (74, 75) devant accueillir l'injecteur de carburant (5). 4. Support (70) d'injecteur de carburant (5) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la chambre principale (21) est délimitée par deux parois cylindriques concentriques sur l'axe du logement (74, 75) devant accueillir l'injecteur de carburant (5) et débouchantes sur ladite face inférieure (71) du support (70). 5. Support (70) d'injecteur de carburant (5) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la chambre principale (21) du noyau d'eau (20) s'étend axialement, à partir de son ouverture débouchante (27) prévue sur la face inférieure (71), par une partie inférieure (21A) décentrée par rapport à l'axe du logement (74, 75) devant accueillir l'injecteur de carburant (5) et prolongée par une partie supérieure (21B) centrée sur l'axe dudit logement (74, 75) devant accueillir l'injecteur de carburant (5). 6. Support (70) d'injecteur de carburant (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau d'eau (20) comporte un canal d'entrée (22) et un canal de sortie (23) d'eau reliés à la chambre principale (21) qui débouchent sur une ou plusieurs des autres faces du support (70) d'injecteur de carburant (5). 7. Support (70) d'injecteur de carburant (5) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit logement (74, 75) comporte, d'une part,un premier alésage (74) axial adapté à recevoir le corps (51) de l'injecteur de carburant (5) et, d'autre part, un deuxième alésage (75) s'étendant dans le prolongement du premier alésage (74), destiné à déboucher dans la conduite d'échappement (61). 8. Ligne d'échappement (6) de moteur à combustion interne qui comporte : -une conduite d'échappement (61) dans laquelle sont destinés à circuler des gaz d'échappement (66) et dont la paroi latérale comporte un orifice de passage (62), - un joint d'étanchéité (80) disposé sur la face externe de la paroi latérale de la conduite d'échappement (61) autour de l'orifice de passage (62), - un support (70) d'injecteur de carburant (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel est monté un injecteur de carburant (5) et dont ladite face inférieure (71) s'applique sur ledit joint d'étanchéité (80) pour que le nez (52) dudit injecteur de carburant (5) communique avec l'intérieur de la conduite d'échappement (61) via ledit orifice de passage (62). 9. Ligne d'échappement (6) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que, le joint d'étanchéité (80) formant une couronne centrée sur l'orifice de passage (62), la chambre principale (21) du noyau d'eau (20) du support (70) est agencée avec le joint d'étanchéité (80) de telle sorte que l'ouverture débouchante (27) de la chambre principale (21) soit située, à une distance (D) suffisante du contour intérieur de la couronne formée par le joint d'étanchéité (80), de manière à être isolée thermiquement des gaz d'échappement (66). 10. Ligne d'échappement (6) selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de dépollution et de filtrage des gaz d'échappement (66) traversés par la conduite d'échappement (61) et disposés en aval, dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement (66), de l'injecteur de carburant (5).