Brevet FR2910064A3 — publié le 20080620

FR 2910064 A3 20080620 FR 0655503 A 20061214 1 CULASSE DE MOTEUR THERMIQUE COMPORTANT UN TUBE D'INJECTEUR L'invention concerne une culasse de moteur thermique de type dit "à injection directe" pour un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement une culasse qui est traversée par au moins un perçage dans lequel est agencé un injecteur sensiblement cylindrique dont l'extrémité inférieure débouche dans une chambre de combustion du moteur et dont au moins une partie intermédiaire est reçue de manière étanche dans un tube d'injecteur coaxial qui est reçu dans le perçage et qui traverse une cavité de circulation de liquide de refroidissement de la culasse. Les moteurs thermiques qui comportent un injecteur placé en position centrale, et une cavité de circulation de liquide de refroidissement de la culasse, nécessitent, pour que le refroidissement de la culasse s'effectue correctement, une disposition de l'injecteur dans laquelle il traverse ladite cavité de circulation de liquide de refroidissement. Lors d'un démontage ultérieur de l'injecteur, le tube peut sortir de son logement car il peut rester collé à l'injecteur à cause de la calamine qui peut s'interposer et s'accumuler entre la paroi intérieure du tube et l'injecteur. Le document FR2875862, par exemple, décrit et représente une configuration dans laquelle le guide interne est formé d'un tube qui est introduit par l'extrémité supérieure du perçage de la culasse, et qui est fretté dans une portée cylindrique inférieure associée du perçage de la culasse. L'extrémité supérieure du guide, cylindrique, est reçue dans une portée cylindrique supérieure associée du perçage de la culasse. Cette configuration évite d'avoir à employer au moins un joint torique interposé entre l'extrémité supérieure du guide et la portée cylindrique supérieure pour assurer l'étanchéité 2910064 2 du guide tubulaire. Cependant, pour résoudre le problème technique exprimé ci-dessus, cette solution présente l'inconvénient de nécessiter des valeurs de frettage élevées impliquant un procédé d'assemblage coûteux et compliqué faisant appel à de l'azote liquide 5 pour réaliser le frettage. Un objectif de l'invention est de remédier à l'inconvénient ci-dessus, en proposant une solution moins contraignante lors de l'assemblage. Dans ce but, l'invention propose une culasse de moteur du type 10 décrit précédemment, dans laquelle le tube comporte une première portion cylindrique déformée qui s'étend en dessous d'une portée cylindrique du perçage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le tube comporte une deuxième portion cylindrique déformée qui s'étend au dessus 15 d'une portée cylindrique du perçage. L'invention propose également un procédé d'assemblage d'un tube d'injecteur dans une culasse qui comporte une étape de déformation radiale d'une première portion cylindrique du tube de sorte que cette portion déformée s'étende en dessous d'une portée 20 cylindrique du perçage. Selon une caractéristique additionnel du procédé, l'étape de déformation de la première portion cylindrique peut être complétée par une étape de déformation radiale d'une deuxième portion cylindrique du tube de sorte que cette portion déformée s'étende au dessus d'une portée du perçage. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une 30 culasse pour un moteur selon l'invention représentée avec le tube monté, 2910064 3 les figures 2 et 3 sont des schémas de principe d'une étape de déformation par dudgeonnage du tube d'injecteur dans la culasse. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence 5 identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 une culasse 1 pour un moteur thermique de véhicule automobile de type dit "à injection directe", c'est à dire comportant un injecteur (non représenté) débouchant 10 directement dans la chambre de combustion du moteur. De manière connue, la culasse 1 est traversée par au moins un perçage 2 dans lequel est agencé un injecteur (non représenté) sensiblement cylindrique dont l'extrémité inférieure débouche dans une face inférieure 3 de la culasse 1 communiquant avec une 15 chambre de combustion (non représentée) du moteur. Au moins une partie intermédiaire de l'injecteur est reçue de manière étanche dans un tube 4 coaxial qui est reçu dans le perçage 2 et qui traverse deux cavités de circulation de liquide de refroidissement de la culasse 1, à savoir une cavité inférieure 24 et 20 une cavité supérieure 26. La paroi 5 de séparation des deux cavités 24 et 26 forme avec le perçage 2 une portée cylindrique intermédiaire 6. Le perçage 2 traverse la culasse 1 et les deux cavités 24 et 26. Il comporte ainsi dans cet exemple trois portées cylindriques : une portée cylindrique inférieure 21, une portée 25 cylindrique supérieure 22 et la portée cylindrique intermédiaire 6 formée dans la paroi 5. De manière connue, le tube 4 comporte, de part et d'autre de des cavités 24 et 26, une extrémité inférieure 41 coaxiale qui peut être fixée par frettage dans la portée cylindrique 21 inférieure 30 associée du perçage 2 de la culasse 1, et une extrémité supérieure 42 qui est reçue dans la portée cylindrique 22 supérieure du perçage 2 de la culasse 1. L'extrémité supérieure 42 du tube 4 est guidée dans la portée cylindrique 22 supérieure du perçage 2 de la culasse 2910064 4 1 par l'intermédiaire d'un ou plusieurs joints toriques 7 qui assurent l'étanchéité au liquide de refroidissement des cavités 24 et 26. Selon l'invention, le tube 4 comporte une première portion cylindrique 8 déformée qui s'étend au dessous de la portée 5 cylindrique intermédiaire 6 du perçage 2. Cette première portion cylindrique 8 déformée est obtenue grâce au procédé d'assemblage qui va être décrit ci-après. Le procédé d'assemblage du tube 4 dans la culasse 1 comporte deux grandes étapes : la première est une étape d'insertion du tube 4 dans le perçage 2 de la culasse 1 jusqu'à ce qu'il soit en buté dans la culasse 1. Dans cet exemple, le tube comporte une butée 9 d'appui axiale. Cette butée 9 vient en appui contre une surface de la culasse 1, ce qui dans le cas présent est la surface inférieure de la cavité inférieure 24 de circulation d'eau. la deuxième étape qui caractérise le procédé selon l'invention est une étape de déformation radiale de la première portion cylindrique 8 du tube 4 de sorte que cette portion 8 déformée se trouve située en dessous de la portée cylindrique intermédiaire 6 du perçage 2. Les figures 2 et 3 montrent un exemple de cette deuxième étape, qui peut être réalisée par dudgeonnage. Le façonnage ou la déformation du tube 4 d'injecteur dans la culasse 1 repose sur un 25 mandrin 10 excentrique qui tourne à l'intérieur du tube 4. Au début du cycle, le mandrin 10 est au centre du tube 4, puis il est graduellement déplacé perpendiculairement à l'axe du tube 4, réalisant ainsi le façonnage. Lorsque le façonnage est terminé, le mandrin 10 revient à sa position centrale pour être extrait du tube 4. 30 Cette première portion cylindrique 8 déformée s'étend en dessous de la portée cylindrique intermédiaire 6, elle réalise alors la fonction de blocage axial du tube 4 d'injecteur. Celui-ci ne peut donc 10 15 20 2910064 5 pas sortir du perçage 2, lors d'une éventuelle opération de démontage de l'injecteur en après vente. Le tube 4 devient également non démontable, et fait corps avec la culasse 1. La première portion 8 déformée s'étend ici dans la chambre 5 d'eau inférieure 24. Il va de soi que cet exemple n'est pas limitatif, et que cette portion 8 pourra s'étendre en dessous d'autres endroits selon la configuration des culasses. Selon un autre aspect de l'invention, le tube 4 comporte une deuxième portion cylindrique 11 déformée qui s'étend au dessus de 10 la portée cylindrique intermédiaire 6 du perçage 2. Cette deuxième portion 11 est réalisée de la même manière que la première portion 8. L'avantage de réaliser cette deuxième portion 8 est d'augmenter la rigidité ou raideur de l'ensemble culasse 1 et tube 4. En effet, lorsque le moteur à combustion interne est en fonctionnement, la 15 culasse 1 subit au niveau des chambres de combustion ce que l'on appelle une flexion. Cette flexion est provoquée par les explosions ou combustions se déroulant dans chaque chambre de combustion. Cette flexion implique des déplacements périodiques de certaines zones de la culasse 1, ce qui est néfaste pour la tenue dans le 20 temps de cette dernière. Cette deuxième portion cylindrique 11 combinée avec la première portion 8 permet de solidariser le tube 4 d'injecteur avec la culasse 1 de sorte que celui-ci fasse corps avec la culasse 1 et contribue à en augmenter la rigidité, et par conséquent sa tenue dans le temps. Ceci est particulièrement 25 adapté avec le frettage de l'extrémité inférieure 41 du tube 4 dans la portée cylindrique 21 du tube 2. La deuxième portion 11 s'étend ici dans la chambre d'eau supérieure 26. Il va de soi que cet exemple n'est pas limitatif, et que cette portion 11 pourra s'étendre au dessus d'autres endroits selon 30 la configuration des culasses. De la même façon, la portée cylindrique intermédiaire 6 est commune dans cet exemple de réalisation pour les première et deuxième portions déformées du tube 4. Cependant, il est possible 2910064 6 d'envisager d'utiliser une portée cylindrique intermédiaire pour chaque portion cylindrique du tube 4. Revendications 1) Culasse (1) de moteur traversée par au moins un perçage (2) et comportant un tube (4) d'injecteur coaxial qui est reçu dans le perçage (2) et qui traverse au moins une cavité (24 ;26) de circulation de liquide de refroidissement de la culasse (1), caractérisé en ce que le tube (4) comporte une première portion cylindrique déformée (8) qui s'étend en dessous d'une portée cylindrique (6) du perçage (2). 2) Culasse (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (4) comporte une deuxième portion cylindrique déformée (11) qui s'étend au dessus d'une portée cylindrique (6) du perçage (2). 3) Culasse (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les première (8) et deuxième (11) portions cylindriques s'étendent respectivement en dessous et au dessus d'une portée cylindrique (6) intermédiaire commune du perçage (2) 4) Culasse (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la portée cylindrique (6) intermédiaire est formée dans la paroi (5) séparatrice d'une cavité inférieure (24) et d'une cavité supérieure (26). 5) Moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'il comporte une culasse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 6) Procédé d'assemblage d'un tube (4) d'injecteur dans une culasse (1) comportant une étape d'insertion du tube (4) dans un perçage (2) de la culasse (1) jusqu'à ce qu'il soit en butée dans la culasse (1), caractérisé en ce qu'il comporte une étape de déformation radiale d'une première portion cylindrique (8) du tube (8) de sorte que cette portion (8) déformée s'étende en dessous d'une portée cylindrique (6) du perçage (2). 7 2910064 8 7) Procédé d'assemblage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'elle comporte une étape de déformation radiale d'une deuxième portion cylindrique (11) du tube (4) de sorte que cette portion (11) déformée s'étende au dessus d'une 5 portée (6) du perçage (2). 8) Procédé d'assemblage selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le ou les étapes de déformation radiale sont réalisées par dudgeonnage.