Brevet FR2909731A1 — publié le 20080613

L'invention concerne le domaine des moteurs à combustion interne, plus particulièrement en liaison avec leurs systèmes d'admission d'air et d'apport de carburant. Les motorisations de type Flex Fuel (c'est-à-dire polycarburant) sont en particulier concernées. Il s'agit de moteurs pouvant utiliser plusieurs types de carburant. Au Brésil, de nombreuses automobiles du marché 10 sont équipées de système polycarburant pouvant fonctionner soit à l'essence, soit à l'éthanol. Certains véhicules en Amérique du Nord sont aussi disponibles avec un système polycarburant utilisant l'essence ou le carburant E85 (un mélange qui contient 15 85% d'éthanol, 15% d'essence). En Europe tous les véhicules vendus doivent pouvoir accepter un carburant (essence ou diesel) comportant une part minoritaire (5 à 10% environ) de biocarburant (carburant d'origine végétale). Certains 20 constructeurs ont développé des moteurs, non vendus sous le label polycarburant, mais qui acceptent des taux bien supérieurs, jusqu'à 30%. Un problème technique ici pris en considération et qui apparaît en particulier sur les moteurs 25 polycarburants concerne le démarrage à froid. Une solution déjà proposée consiste dans l'ajout d'injecteurs d'essence dédiés au démarrage à froid sur le répartiteur d'admission d'air. Pour plus d'efficacité, en particulier vis-à-vis du traitement des problèmes de 30 dispersion de richesse poste à poste, l'injection additionnelle est typiquement multipoint, c'est-à-dire avec un injecteur supplémentaire par conduit d'admission. 2909731 2 Cette solution de l'art antérieur est coûteuse et complexe du fait, comme illustré figure 1 pour un moteur quatre cylindres connu, de la présence des moyens de connectique 3 et des conduits d'amenée de carburant 5a, 5 5b, 5c, 5d qu'elle nécessite pour l'alimentation de chaque injecteur 7a, 7b, 7c, 7d. Une telle solution utilise typiquement des injecteurs en laiton insérés à froid dans des (alésages de) tubulures dédiées, formées sur chacun des conduits primaires du répartiteur d'admission d'air en plastique 9a, 9b, 9c, 9d. Ainsi, on connaît déjà dans l'art antérieur un procédé de fabrication d'une partie de moteur à combustion interne, dans lequel : a) on réalise en matière synthétique une partie au moins de plusieurs conduits répartiteur d'admission de comburant, b) et on rapporte sur chacun d'eux au moins un injecteur de carburant, à l'endroit d'une tubulure communicant localement avec ladite partie du conduit répartiteur correspondant. Est par conséquent également connue une partie de moteur à combustion interne comprenant plusieurs conduits d'admission répartiteur de comburant, en matériau plastique, avec chacun desquels communiquent plusieurs injecteurs de carburant, ceci à l'endroit de plusieurs tubulures situées sur le chemin du mélange comburant-carburant en direction des chambres de combustion, lesdits injecteurs de carburant communiquant par ailleurs avec au moins un conduit d'alimentation en carburant. Un objet de la présente invention vise à atteindre tout ou partie des objectifs suivants : réduire la 3 2909731 complexité des solutions du type illustré figure 1, diminuer les coûts, faciliter les conditions de fabrication et/ou de montage de la partie de moteur concernée, réduire l'encombrement à l'endroit concerné du 5 moteur. Une solution proposée est, préalablement à l'étape b) précitée, d'incorporer aux tubulures une partie au moins d'une rampe commune en matériau synthétique d'alimentation en carburant des injecteurs. 10 Une pièce issue de la mise en oeuvre de tout ou partie des caractéristiques du procédé de l'invention est également concernée en ce qu'elle intégrera favorablement tout ou partie : - desdits conduits répartiteur d'admission de 15 comburant, - et de ladite rampe commune d'alimentation en carburant des injecteurs. Sont en outre concernés un moteur à combustion interne et son utilisation, en particulier en liaison 20 avec la prévision : -d'injecteurs principaux de carburant situés en aval de la zone où sont situés les injecteurs qui communiquent avec ladite rampe commune d'alimentation en carburant, 25 - d'une injection de polycarburant dans les injecteurs principaux et d'une d'injection de monocarburant (dépourvu d'éthanol ou de carburant d'origine végétale) dans les injecteurs qui communiquent avec ladite rampe commune. 30 On a ainsi pu en particulier réaliser une rampe d'injecteurs de carburant (tel de l'essence) pour un 2909731 4 départ à froid (version flux fuel) intégré au répartiteur d'admission d'air. Des exemples de réalisation de l'invention suivent, sans portée limitative, en référence des 5 dessins illustrant ces exemples et dans lesquels la figure 2 montre une partie de moteur, la figure 3 montre plus distinctement la zone d'injection de carburant de la rampe commune, et les figures 4 et 5 correspondent aux coupes IV-IV et V- V de la figure 3, vu depuis la gauche 10 et depuis l'arrière de cette figure, respectivement. Figure 2, on voit une partie de moteur 10 montrant un répartiteur de comburant pourvu de quatre conduits primaires d'air comburant lla, llb, 11c, lld recevant quatre injecteurs de carburant 13a, 13b, 13c, 13d à 15 l'endroit de quatre tubulures d'injection 15a, 15b, 15c, 15d intégrées chacune à l'un des conduits du répartiteur d'air lla...11d. La ligne noire 17 marque et schématise l'emplacement de la rampe commune d'amenée de carburant que l'invention prévoit pour améliorer les conditions 20 d'alimentation en carburant des injecteurs précités et de réalisation de cette partie du moteur. Figure 3, on retrouve les injecteurs de carburant 13a...13d insérés dans le passage intérieur des tubulures adaptées pour les recevoir étroitement et qui, comme 25 montré figure 4 pour l'un des ensembles, sont ouvertes sur le canal intérieur, tel que 19a, des conduits lla...11d de répartition de l'air d'admission. Ainsi, chaque injecteur de carburant, tel que 13a figure 4, communique avec le canal intérieur correspondant, tel que 19a, 30 figure 4. Cet injecteur 13a comprend deux passages calibrés, ici 21a, 21b, qui s'intersectent à l'intérieur de la masse de l'injecteur. 2909731 5 Le passage aval 21b est ici perpendiculaire à l'axe 190 du canal d'admission d'air 19a et débouche ainsi dans ce canal. Le passage amont 21a est ici perpendiculaire au 5 passage aval 21b avec lequel il communique à leur intersection. Le passage amont 21a débouche dans le canal intérieur 23 de la rampe 25 commune d'alimentation en carburant des injecteurs 13a...13d (figure 5 notamment). La communication entre le passage 21a et le canal 10 23 est sensiblement perpendiculaire à la direction générale d'allongement 25a de la rampe à carburant 25 ; voir figure 5. Cette rampe à carburant 25 est une rampe commune aux différents injecteurs 13a...13d. Elle est en matériau 15 synthétique, typiquement plastique, et est incorporée ici partiellement avec les tubulures 15a...15d. Précisément, on voit notamment figure 4 que la surface interne de la rampe intercepte, en périphérie du canal 23, les alésages des tubulures 15a...15d des 20 injecteurs, permettant une communication. Les injecteurs (ici donc des cylindres en laiton) réalisent l'étanchéité avec le milieu extérieur pour le circuit carburant du fait d'une insertion à froid (frettage) dans les tubulures respectives 15a...15d 25 intégrées aux répartiteurs d'air correspondants lla...11d. Chaque injecteur peut en particulier être issu de formage ou d'usinage, avec ses deux perçages ou canaux d'injection 21a, 21b, communiquant et orientés à 90 l'un de l'autre avec donc l'un suivant l'axe de révolution du 30 cylindre débouchant dans sa partie inférieure, l'autre perpendiculaire, à mi-hauteur, interceptant le premier et débouchant sur la surface extérieure. 2909731 6 Une solution, par frettage mécanique, issue du procédé d'insertion à froid devrait garantir la tenue mécanique entre les éléments et l'étanchéité vis-à-vis du milieu extérieur. 5 Une indexation en rotation à l'insertion pourra en outre permettre la communication entre le volume interne de la rampe à carburant 25 et le volume interne de chaque conduit primaire d'admission d'air lla....11d. Pour obtenir cela, on conseille de conduire les 10 deux étapes suivantes : a) on réalise en matière synthétique une partie au moins desdits conduits répartiteur d'admission de comburant lla....11d, b) on rapporte sur chacun d'eux au moins un 15 injecteur de carburant 13a...13d, à l'endroit de la tubulure 15a...15d concernée qui communique donc localement avec la partie correspondante du conduit répartiteur. En outre, préalablement à l'étape b), on va venir incorporer auxdites tubulures 15a....15d une partie au 20 moins de la rampe commune 25 en matériau synthétique, ceci de préférence simultanément avec, ou lors de, l'étape a). Pour tendre d'autant plus vers les buts visés en début de description, l'incorporation de cette rampe 25 locale va être favorablement réalisée lors de l'étape a) précitée. Cette incorporation s'effectuera a priori par moulage de matériau plastique. En particulier, l'incorporation s'effectuera favorablement par injection de matière plastique 30 compatible avec la matière synthétique des conduits du répartiteur d'air 11a...11d, pour qu'il puisse y avoir moulage, et donc imbrication intime. 2909731 7 Ainsi, on pourra obtenir une pièce unique issue d'un procédé d'injection plastique intégrant tout ou partie d'un répartiteur d'admission de comburant _la...11d et d'une rampe commune 25 d'injection de carburant. 5 Et, avantageusement préalablement à l'étape b) précitée, on réalisera dans les injecteurs lesdits conduits d'injection 21a, 21b déjà présentés. On peut en particulier prévoir pour cela, comme on le conseille, d'opérer dans l'ordre suivant 10 a) - réalisation du répartiteur 11a.... lld d'admission d'air comburant (ou d'une coque de ce répartiteur) et de la rampe commune d'injection 25 en une seule opération, via un procédé d'injection plastique en particulier, 15 b) - usinage des injecteurs 1.3a.... 13d, y compris leurs conduits internes 21e, 21b, c)-insertion à froid, par frettage, de chaque injecteur dans l'alésage dédié sur la tubulure considérée 15e....15d de chaque conduit répartiteur, en prenant soin 20 de respecter l'indexation des injecteurs, d)- soudure au miroir ou par rotation d'un embout venant fermer les extrémités de la rampe commune 25, l'un des embouts recevant typiquement la connectique de liaison avec le circuit de carburant amont. 25 A noter que, lors de l'étape a), on peut prévoir de réaliser le répartiteur d'admission d'air comburant en deux, ou plus de deux, coquilles. A cet égard, une partie de la forme de chaque répartiteur pourra être réalisée monobloc avec la bride de fixation culasse, la partie 30 restante (coquille partielle) pouvant être moulée avec la rampe 25 puis rapportée et fixée (typiquement soudée) à la première partie de coquille plastique. 2909731 8 On pourra trouver également approprié de réaliser la rampe commune 25 par coquilles. A titre préférentiel, le moteur auquel s'applique l'invention comprendra des injecteurs principaux de 5 carburant situés en aval de la zone où sont situés lesdits injecteurs 13a, 13b, 13c, 13d qui communiquent avec la rampe commune 25 précitée d'alimentation en carburant. Dans ce moteur, on injectera préférentiellement un 10 polycarburant dans les injecteurs principaux et on injectera un monocarburant, dépourvu d'éthanol ou de carburant d'origine végétale, dans les injecteurs 13a, 13b, 13c, 13d qui communiquent avec ladite rampe commune 25. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une partie de moteur (10) à combustion interne, dans lequel . a) on réalise en matériau synthétique une partie au moins d'un répartiteur d'admission de comburant à plusieurs conduits (lla, llb, llc, Ild), b) on rapporte sur chacun d'eux au moins un injecteur de carburant (13a, 13b, 13c, 13d), à l'endroit d'une tubulure (15a, 15b, 15c, 15d) communicant localement avec ladite partie du conduit répartiteur (lla, llb, llc, lld) correspondant, caractérisé en ce que, préalablement à l'étape b), on incorpore aux tubulures (15a, 15b, 15c, 15d) une partie au moins d'une rampe commune (25) en matériau synthétique d'alimentation en carburant des injecteurs 13a, 13b, 13c, 13d). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite incorporation aux tubulures (15a, 15b, 20 15c, 15d) est réalisée lors de l'étape a). 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite incorporation aux tubulures (15a, 15b, 15c, 15d) comprend un moulage. 4. Procédé selon l'une quelconque des 25 revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite incorporation aux tubulures (15a, 15b, 15c, 15d) s'effectue par injection d'un matériau plastique compatible avec le matériau synthétique desdits conduits du répartiteur (11a, llb, llc, 11d), pour qu'ils puissent 30 être moulés ensemble. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, 2909731 10 préalablement à l'étape b), on réalise dans les injecteurs deux conduits (21e, 2lb) communiquant avec l'extérieur et entre eux en un endroit où ils s'interceptent. 5 6. Pièce issue du procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes et intégrant tout ou partie : - desdits conduits du répartiteur (lla, llb, 11c, 11d) d'admission de comburant, 10 - et de ladite rampe commune (25) d'alimentation en carburant des injecteurs (13a, 13b, 13c, 13d). 7. Partie de moteur (10) à combustion interne comprenant plusieurs conduits (lia, lib, 11c, lld) d'admission répartiteur de comburant, en matériau 15 plastique, avec chacun desquels communiquent, à l'endroit de plusieurs tubulures (15a, 15b, 15c, 15d) et sur le chemin du mélange comburant-carburant en direction des chambres de combustion, plusieurs injecteurs de carburant (13a, 13b, 13c, 13d), lesdits injecteurs de carburant (13a, 13b, 13c, 13d) communiquant par ailleurs avec au moins un conduit (25) d'alimentation en carburant, caractérisé en ce que ledit conduit d'alimentation en carburant est une rampe commune (25) en matériau synthétique incorporée au moins en partie avec lesdites tubulures (15a, 15b, 15c, 15d). 8. Moteur (10) à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend au moins : - une partie de moteur (10) selon la revendication précédente et/ou : - une pièce selon la revendication 6. 9. Moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend des injecteurs principaux de carburant 2909731 11 situés en aval de la zone où sont situés lesdits injecteurs (13a, 13b, 13c, 13d) qui communiquent avec ladite rampe commune (25) d'alimentation en carburant. 10. Utilisation de moteur selon la revendication 9 5 dans laquelle on injecte un polycarburant dans les injecteurs principaux et on injecte un monocarburant, dépourvu d'éthanol ou de carburant d'origine végétale, dans les injecteurs (13a, 13b, 13c, 13d) qui communiquent avec ladite rampe commune (25). 10