Brevet FR2909420A1 — publié le 20080606

BARRETTE AMORTISSANT LES VIBRATIONS DE TUYAUX D'INJECTION SUR UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention se rapporte à une barrette d'amortissement de vibrations pour des tuyaux d'injection sur un moteur à combustion interne, qui trouve une application particulière sur un moteur Diesel. Les conduites d'injection se trouvant sur la culasse, reliant la pompe à injection aux injecteurs d'un moteur à combustion interne, sont soumises à des vibrations parasites indésirables pendant le fonctionnement du moteur. Ces vibrations produisent des effets mécaniques qui provoquent des dysfonctionnements du système d'injection nuisant à la fiabilité des injecteurs et des effets acoustiques qui provoquent des bruits, tels que des bourdonnements nuisant au confort de l'utilisateur du véhicule. Ces effets affectent particulièrement les systèmes d'injection en carburant diesel haute pression à rampe commune. II est proposé dans l'art antérieur de maintenir les conduites d'injection entre elles pour éviter qu'elles ne vibrent. Dans le brevet FR2861433, on place des manchons sur des tuyaux d'injection de manière à modifier la fréquence propre de résonance du tuyaux et/ou en diminuer l'amplitude. Cependant, l'ajout de ces manchons ne peut être envisagé que sur des tuyaux d'injection isolés, et n'est pas adaptée à une application à des injecteurs haute pression. Dans le brevet FR2315013, on lie mutuellement les tuyaux d'injection très proches les uns des autres par des bagues en caoutchouc et des colliers d'attache. Cependant, ces moyens de liaison ne peuvent être mis en oeuvre que sur des r 2909420 -2- tuyaux d'injections peu éloignés les uns des autres et sur des tuyaux s'étendant sensiblement parallèlement les uns aux autres pour éviter que des vibrations ne soient générées par les moyens de liaison eux-mêmes. 5 L'invention vise à améliorer les systèmes de l'art antérieur et se propose de remédier à leurs inconvénients, notamment réduire les vibrations pour des tuyaux éloignés les uns des autres et qui ne s'étendent pas parallèlement les uns aux autres. 10 C'est un objet de la présente invention que de proposer une barrette qui comprend des moyens de fixation sur les tuyaux et des moyens d'amortissement s'étendant entre les moyens de fixation. Suivant des modes particuliers de réalisation, la barrette 15 d'amortissement comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : les moyens d'amortissement sont des moyens d'amortissement par cisaillement interne; les moyens d'amortissement comprennent au moins 20 deux éléments rigides maintenus à distance l'un de l'autre par au moins un élément intercalaire apte à amortir les vibrations des tuyaux par cisaillement interne entre les éléments rigides et l'élément intercalaire; 25 une première partie des éléments rigides forme une première partie des moyens de fixation, et une deuxième partie des éléments rigides, s'étendant entre les tuyaux, sont liés et maintenus à distance les uns des autres par au moins un élément intercalaire ; 30 un élément composite en couches comprenant au moins un premier et un deuxième éléments rigides 2909420 3 maintenus à distance l'un de l'autre par au moins un élément intercalaire est localement déformé de manière à constituer des premières parties des moyens de fixation de la barrette sur les tuyaux d'injection, la barrette présentant également au moins une séparation réalisée dans chaque élément rigide entre deux déformations consécutives pour que les moyens de fixation soient reliés l'un à l'autre au travers de l'élément intercalaire ; les séparations réalisées dans un premier et dans un deuxième éléments rigides en contact avec un même élément intercalaire sont localisées au voisinage respectivement d'une première et d'une deuxième déformations consécutives, permettant d'augmenter l'endurance de l'élément intercalaire ; les moyens de fixation sur les tuyaux comprennent au moins une partie rigide et une partie souple de protection disposée entre les parties rigides et le tuyau à enserrer, permettant de protéger le tuyaux d'entailles provoquées par des frottements entre la partie rigide et le tuyau ; l'élément intercalaire viscoélastique ; au moins un caoutchouc de d'une barrette propriétés d'amortissement par cisaillement interne. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante 30 du mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés sur lesquels : 5 10 15 20 25 élément intercalaire manière à permettre est de type la réalisation par emboutissage conservant des comporte un matériau 2909420 -4- - la figure 1 est un schéma de principe d'installation d'une barrette reliant deux tuyaux d'injection; - la figure 2 est une coupe de la barrette de la figure 1 en place sur des tuyaux d'injection conformément au premier 5 mode de réalisation; - la figure 3 est une coupe de la barrette de la figure 1 en place sur des tuyaux d'injection conformément à un deuxième mode de réalisation; - la figure 4 est une vue en perspective d'une barrette 10 selon un deuxième mode de réalisation. Pour diminuer l'amplitude des vibrations générées par des tuyaux d'injection 2, l'invention propose de relier entre eux au moins deux tuyaux d'injection 2 en les fixant mutuellement avec une barrette 1 dont les constituants dissipent une partie 15 de l'énergie vibratoire des tuyaux d'injection 2. Selon un premier mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 1, cette diminution des vibrations des tuyaux d'injection 2 permet à la fois de réduire le bruit qu'ils rayonnent et aussi de diminuer les vibrations qu'ils communiquent aux autres organes 20 du moteur. Ces vibrations sont notamment communiquées aux injecteurs 3 et à la pompe d'injection 4 aboutissant à des ruptures de fatigue au niveau de leurs interfaces avec les tuyaux d'injection 2. La figure 2 détaille la réalisation de la barrette 1 selon le 25 premier mode de réalisation en présentant une coupe de celle-ci en place sur des tuyaux 2 selon un axe transversal de ceux-ci. Selon ce premier mode de réalisation, la barrette 1 est constituée de moyens de fixation 10 sur les tuyaux 2, par 30 exemple des colliers métalliques, disposés à chaque extrémité de la barrette 1. Sur sa face interne, c'est-à-dire, dirigée vers le 2909420 -5- tuyau d'injection 2, le collier 10 dispose d'un élément souple 5, par exemple une section de caoutchouc en forme de ruban, ledit élément souple 5 assurant une liaison entre le collier 10 et le tuyau d'injection 2. Cet élément souple 5 permet de protéger 5 la surface des tuyaux d'injection 2 d'un frottement entre le collier 10 et le tuyau 2 qui pourrait conduire à des ruptures de fatigue. Des moyens de serrage 6 permettent de refermer les colliers métalliques 10 autour du tuyau d'injection 2. Les 10 colliers 10 sont reliées les uns aux autres par des moyens d'amortissement 20 dissipant les vibrations qui leur sont communiquées par un effet de cisaillement interne entre leurs constituants. Les moyens d'amortissement 20 comportent plusieurs 15 couches de constituants formant un élément composite. Selon le premier mode de réalisation, représenté à la figure 2, l'élément composite comprend un premier 21 et un deuxième 22 éléments rigides, ces éléments restant déformables, des pattes métalliques par exemple. Une première partie 21a, 22a du 20 premier et du deuxième éléments rigides forment une première partie 11 a, 12a d'un premier 11 et d'un deuxième 12 moyens de fixation, et présentent alors une forme adaptée à enserrer en partie les tuyaux 2. Les deuxièmes parties 21b, 22b de ces éléments rigides sont en contact avec un élément intercalaire 25 23 en matériau viscoélastique. Plus précisément, cet élément intercalaire 23 est maintenu entre ces deux deuxièmes parties 21b, 22b des éléments rigides par adhérence. Avantageusement, on peut multiplier le nombre d'éléments intercalaires 23. On obtient alors une décomposition et une 30 diminution des efforts à atténuer par couche de constituant, aboutissant à une efficacité accrue de la réduction des 2909420 6 vibrations. Les colliers 11, 12 sont complétés par des deuxièmes parties 11 b, 12b présentant une forme adaptée à compléter le serrage des tuyaux 2 en coopération avec les premières parties des colliers 11 a, 12a. 5 La barrette 1 assure deux fonctions d'amortissement. La fonction première consiste à réduire les vibrations que subissent les tuyaux d'injection 2. Une deuxième fonction est d'éviter que les constituants de ces barrettes 1 n'entrent en résonance en raison des vibrations produites par les tuyaux 2 10 et apportent des vibrations supplémentaires, d'un type différent mais qui peuvent également être pénalisantes. Cette deuxième fonction d'amortissement permet alors de réaliser des barrettes 1 pouvant lier des tuyaux d'injection 2 situés à une distance plus importante sans voir le niveau d'amortissement atteindre 15 un seuil au-delà duquel des vibrations supplémentaires apparaissent. Avantageusement, on peut réaliser la barrette 1 dans un élément composite à base de tôle sandwich comprenant deux parements, constituant les éléments rigides 21, 22, dont le 20 noyau, constituant l'élément intercalaire 23, comprend un matériau viscoélastique, notamment du caoutchouc. Cette réalisation permet de faciliter la réalisation industrielle de barrettes 1 de formes adaptées à être fixées sur des tuyaux d'injection 2 dont les axes sont croisés. On peut ainsi atteindre 25 un deuxième objectif de l'invention qui est d'atténuer les vibrations de tuyaux d'injection 2 qui ne présentent pas de portions dont l'axe est parallèle à au moins un autre tuyau 2 du système d'injection. Autrement dit, on peut lier aussi bien des tuyaux 2 s'étendant de façon rectiligne mais dont les axes 30 longitudinaux ne sont pas parallèles que des tuyaux 2 qui présentent des courbures. Pour cela, la barrette 1 est obtenue f 2909420 -7- par emboutissage de l'élément composite, ce qui a pour avantage de pouvoir lui donner la forme désirée, correspondante à la géométrie des tuyaux 2 à lier. L'utilisation de l'élément composite à base de tôle 5 sandwich précité, permet de conserver l'adhérence des parements 21, 22 au noyau 23, tout en évitant que les parements 21, 22 ne rentrent en contact direct après modification de la forme par emboutissage. On s'assure ainsi que la barrette 1 dont la forme a été modifiée présente toujours 10 les propriétés de cisaillement interne entre les constituants des moyens d'amortissement 20 pour réaliser l'atténuation des vibrations. Selon un deuxième mode de réalisation, représenté aux figures 3 et 4, les moyens de fixation 100, ici des colliers 15 métalliques, peuvent être réalisés au moins en partie avec les mêmes constituants que ceux composant les moyens d'amortissement 200, c'est-à-dire les éléments rigides 210, 220 et l'élément intercalaire 230, ce qui est avantageux sur un plan de la réalisation industrielle. 20 La barrette 1 comprend alors un premier 210 et un deuxième 220 éléments rigides, séparés par au moins un élément intercalaire 230 en matériau viscoélastique, tous ces éléments étant localement déformés de manière à ce qu'ils constituent respectivement une première partie 110a, 120a des 25 premier 110 et des deuxième moyens 120 de fixation et puissent épouser la forme de la section des tuyaux d'injection 2. Un élément composite à base de tôle sandwich est particulièrement adapté à ce mode de réalisation pour les raisons précitées, notamment d'éviter que les éléments rigides 30 210, 220 ne rentrent en contact les uns avec les autres. 2909420 -8- Selon ce mode de réalisation, on réalise des séparations 211, 221 dans les éléments rigides 210, 220 pour que la barrette présente des propriétés d'amortissement par cisaillement. 5 Une première séparation 211 est réalisée sur le premier élément rigide 210 entre le premier moyen de fixation 110 solidaire du deuxième élément rigide 220 et le deuxième moyen de fixation 120 solidaire du premier élément rigide 210. Une deuxième séparation 221 est réalisée sur le 10 deuxième élément rigide 220 entre le deuxième moyen de fixation 120 solidaire du premier élément rigide 210 et le premier moyen de fixation 110 solidaire du deuxième élément rigide 220. Ces séparations sont réalisées dans le premier élément 15 210 et dans le deuxième élément 220 rigides respectivement au voisinage du premier 110 et du deuxième 120 moyen de fixation. On limite de fait l'usure de l'élément intercalaire 230 dans les zones de séparation, les efforts en flexion étant répartis sur la longueur de l'élément intercalaire 230 compris 20 entre la première 211 et la deuxième séparation 221. Dans un but de simplification, dans les modes de réalisation présentés, la mise en oeuvre de l'invention a été décrite dans le cas où une barrette 1 relie deux tuyaux d'injection 2. Cependant, le cadre de la mise en oeuvre de 25 l'invention ne s'y limite pas, une barrette 1 pouvant relier plus de deux tuyaux d'injection 2. L'invention trouve une application privilégiée sur des moteurs diesel comprenant un système d'injection diesel haute pression à rampe commune. Cependant, il est entendu que 30 celle-ci trouve également application à d'autre type de moteur et à d'autres systèmes d'injection. REVENDICATIONS 1) Barrette d'amortissement de vibrations (1) pour des tuyaux d'injection (2) sur un moteur à combustion interne, en particulier sur un moteur Diesel, caractérisé en ce que la barrette (1) comprend des moyens de fixation (10, 100) sur les tuyaux (2) et des moyens d'amortissement (20, 200) s'étendant entre les moyens de fixation (10, 100). 2) Barrette d'amortissement (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens d'amortissement (20, 200) sont des moyens d'amortissement par cisaillement interne. 3) Barrette d'amortissement (1) selon la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens d'amortissement (20, 200) comprennent au moins deux éléments rigides (21, 22, 210, 220) maintenus à distance l'un de l'autre par au moins un élément intercalaire (23, 230) apte à amortir les vibrations des tuyaux (2) par cisaillement interne entre les éléments rigides (21, 22, 210, 220) et l'élément intercalaire (23, 230). 4) Barrette d'amortissement (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'une première partie (21a, 22a, 210a, 220a) des éléments rigides (21, 22, 210, 220) forme une première partie (1 1 a, 12a, 110a, 120a) des moyens de fixation (11, 12, 110, 120), et une deuxième partie (21b, 22b, 210b, 220b) des éléments rigides (21, 22, 210, 220), s'étendant entre les tuyaux (2), sont liés et maintenus à distance les uns des autres par au moins un élément intercalaire (23, 230). 5) Barrette d'amortissement (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un élément 2909420 - 10 - composite en couches comprenant au moins un premier (210) et un deuxième (220) éléments rigides maintenus à distance l'un de l'autre par au moins un élément intercalaire (230), est localement déformé de manière à constituer des premières 5 parties (110a, 120a) des moyens de fixation (110, 120) de la barrette (1) sur les tuyaux d'injection (2) et en ce qu'au moins une séparation (211, 221) est réalisée dans chaque élément rigide (210, 220) entre deux déformations consécutives pour que les moyens de fixation (110, 120) soient reliés l'un à l'autre 10 au travers de l'élément intercalaire (230). 6) Barrette d'amortissement (1) selon la revendication 5 caractérisé en ce que les séparations (211, 221) réalisées dans un premier (210) et dans un deuxième (220) éléments rigides en contact avec un même élément intercalaire (230) 15 sont localisées au voisinage respectivement d'une première et d'une deuxième déformations consécutives. 7) Barrette d'amortissement (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de fixation (11, 12, 110, 120) sur les tuyaux (2) comprennent au 20 moins une partie rigide et une partie souple (5) de protection disposée entre les parties rigides et le tuyau à enserrer. 8) Barrette (1) suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément intercalaire (23, 230) comporte un matériau viscoélastique. 25 9) Barrette (1) suivant l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'au moins un élément intercalaire (23, 230) est de type caoutchouc de manière à permettre la réalisation d'une barrette (1) par emboutissage conservant des propriétés d'amortissement par cisaillement 30 interne.