Brevet FR3048755A1 — publié le 20170915

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un amortisseur pho- nique de liquide, notamment applicable à un système d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne, l'amortisseur phonique de liquide comportant un tube massif et un tube intérieur, le tube inté- rieur étant logé dans le tube massif, le tube intérieur comportant un perçage d'écoulement, le perçage d'écoulement réalisant une liaison hydraulique entre un premier composant haute pression et un second composant haute pression, un volume amortisseur étant prévu entre la paroi extérieure du tube intérieur et la paroi intérieure du tube massif. Etat de la technique On connait de multiples formes de réalisation de sys- tèmes d'injection de carburant selon l'état de la technique. On connait également de nombreux moyens pour amortir les ondes de choc ou de pression dans les systèmes d'injection de carburant. Par exemple, le document DE 10 2006 003 639 A 1 décrit un accumulateur haute pression comportant un volume amortisseur pour amortir les ondes de choc ou de pression ou pulsations de pression. Mais, cela nécessite néanmoins des moyens installés directement sur l'accumulateur haute- pression. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un amortisseur pho- nique de liquide, notamment applicable à un système d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne, l'amortisseur phonique de liquide comportant un tube massif et un tube intérieur, le tube inté- rieur étant logé dans le tube massif, le tube intérieur comportant un perçage d'écoulement réalisant une liaison hydraulique entre un premier composant haute pression et un second composant haute pression, un volume amortisseur étant prévu entre la paroi extérieure du tube intérieur et la paroi intérieure du tube massif, cet amortisseur étant caractérisé en ce que le tube intérieur a au moins un orifice de passage reliant hydrauliquement le perçage d'écoulement au volume amortisseur. L'amortisseur phonique de liquide selon l'invention peut s'installer de manière simple entre deux composants haute-pression, 3048755 2 par exemple, dans un système d'injection de carburant en amont et en aval de l'accumulateur haute pression. Pour cela et comme déjà indiqué ci-dessus, l'amortisseur phonique de liquide se compose d'un tube massif et d'un tube intérieur 5 logés dans le tube massif. Le tube intérieur a un premier perçage d'écoulement qui réalise la liaison hydraulique entre le premier et le second composants haute pression. Le volume entre la paroi extérieure du tube intérieur et la paroi intérieure du tube massif forme le volume amortisseur. Au moins un orifice de passage est réalisé dans le tube 10 intérieur pour relier hydrauliquement le perçage d'écoulement et le vo- lume amortisseur. Les ondes de pression qui traversent la liaison hydrau- lique passent par l'orifice de passage et arrivent dans le volume amortisseur. Les ondes de pression se développent dans le volume 15 amortisseur ce qui modifie leur temps de parcours. Les ondes de pres- sion sont réfléchies par la paroi intérieure du tube massif en étant décalées, de préférence de 90° de façon à neutraliser ou amortir les ondes de choc suivantes. Selon des développements avantageux, le tube intérieur 20 comporte plusieurs orifices traversants. Le nombre des orifices traver- sant permet de minimiser, voire de neutraliser, les oscillations de pression selon la plage de fréquences des ondes de pression. Selon un développement avantageux, les deux extrémités du tube intérieur comportent chacune une zone de bride. Les deux 25 zones de bride sont plus massives que la zone médiane du tube inté- rieur ce qui rend plus solides et plus résistantes les zones de branchement du tube intérieur appliquées à plat contre les extrémités. Selon des développements avantageux, les deux zones de brides sont enfoncées de force ou sont vissées dans le tube massif, on 30 réalise ainsi des liaisons étanches économiques. Le volume amortisseur est rendu étanche vis-à-vis de l'environnement extérieur. Les zones de brides massives permettent de transmettre les efforts de précontrainte nécessaires sans que les composants ne soient défaillants. De façon avantageuse, chaque zone de bride est reliée au 35 premier composant haute pression et au second composant haute pres- 3048755 3 sion par vissage ou par un montage de force. Ces liaisons peuvent transmettre avantageusement les forces de précontrainte nécessaires par les zones massives des brides. De façon avantageuse, les deux zones de bride est reliée 5 au premier composant haute-pression et au second composant haute pression par vissage ou montage de force. Ces liaisons peuvent transmettre avantageusement les forces de précontrainte nécessaires par les zones de brides massives. De façon avantageuse, les deux zones de bride ont cha- 10 cune une paroi frontale et les deux parois frontales délimitent axiale- ment le volume amortisseur. Ainsi, à ses deux extrémités, le volume amortisseur est au moins en partie délimité par les deux parois frontales qui servent ainsi de parois réfléchissantes pour l'onde de choc traversant le volume amortisseur. De façon préférentielle, la distance entre 15 les deux parois est choisie pour que l'onde de pression circulant dans le volume amortisseur soit réfléchie avec un déphasage de 90° si bien que l'onde de pression et l'onde réfléchie s'effacent ou se neutralisent. De manière avantageuse, le volume amortisseur présente à ses deux extrémités, une zone d'extrémité allant en diminuant. De 20 manière préférentielle, une paroi frontale rejoint la zone d'extrémité al- lant en se rétrécissant. L'onde de pression qui traverse le volume amortisseur est ainsi au moins partiellement réfléchie au niveau des zones d'extrémité rétrécie. L'onde de pression réfléchie amortit ainsi l'onde de pression arrivant. De façon préférentielle, le rétrécissement des zones 25 d'extrémité fait que l'onde de pression réfléchie se combine à l'onde de pression arrivant, avec un déphasage d'environ 90°. Selon un développement, le tube massif comporte une vis de purge. La vis de purge permet la purge hydraulique entre le volume amortisseur et l'environnement. Le cas échéant, en ouvrant la vis de 30 purge on peut dégazer le volume amortisseur. Cela évite, par exemple, la cavitation dans le volume amortisseur et augmente d'autant la durée de vie du tube intérieur et du tube massif. Le système d'injection de carburant selon l'invention comporte un premier composant haute pression et un second compo- 35 sant haute pression avec un amortisseur phonique de liquide tel que 3048755 4 décrit ci-dessus, interposé entre les deux composants haute pression. Ainsi, les ondes de pression circulant entre les deux composants haute pression seront amorties par l'amortisseur phonique de liquide. On amortit ou on réduit ainsi les dépassements de pression maximum des 5 deux composants haute pression. Les contraintes maximales appliquées par la haute pression des composants haute pression sont ainsi réduites, ce qui augmente la durée de vie des deux composants haute pression. Dessins 10 La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée, à l'aide d'un exemple d'amortisseur phonique de liquide représenté dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe des parties principales d'un amor- tisseur phonique de liquide selon l'invention, 15 la figure 2 montre schématiquement un système d'injection de car- burant équipé d'un ou plusieurs amortisseurs phoniques de liquide. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un amortisseur phonique de liquide 1 20 selon l'invention en limitant la représentation aux parties principales. L'amortisseur phonique de liquide 1 se compose d'un tube massif 2 logeant un tube intérieur 3. Le tube intérieur 3 est, de préférence vissé dans le tube massif 2 ou enfoncé de force dans celui-ci. Pour cela, le tube intérieur 3 comporte à chacune de ses extrémités une zone de 25 bride 23, 24. Le tube intérieur 3 est installé par vissage ou par enfon- cement de force dans le tube massif 2 par les deux zones de brides 23, 24. Pour cela les zones de brides 23, 24 ont une paroi plus épaisse que la zone médiane 25 du tube intérieur 3. L'amortisseur phonique de liquide 1 relie un premier 30 composant haute pression 21 à un second composant haute-pression 22 par une liaison hydraulique. Pour cela, le tube intérieur 3 est vissé dans le premier composant haute-pression 21 et dans le second composant haute-pression 22. Il peut également être enfoncé de force dans ceux-ci. De façon préférentielle, ainsi une zone de bride 24 est reliée 35 fermement au premier composant haute-pression 21 et l'autre zone de 3048755 5 bride 23 est reliée fermement au second composant haute pression 22. Le premier composant haute pression 21 est, de préférence une pompe haute-pression ou un accumulateur haute-pression d'un système d'injection de carburant ; le second composant haute-pression 22 est 5 un injecteur ou un accumulateur haute pression. Un perçage d'écoulement 4 est réalisé dans le tube intérieur 3 ; le perçage d'écoulement 4 est, de préférence, un perçage traversant. Le perçage d'écoulement 4 réalise la liaison hydraulique 7 entre les deux composants haute-pression 21, 22. Un volume amortisseur 8 10 est formé ainsi entre la paroi extérieure 5 du tube intérieur 3 et la paroi intérieure 6 du tube massif 2. La paroi intérieure 6 a deux zones d'extrémité 11, 12, co- niques qui vont en diminuant vers les extrémités du volume amortisseur 8. Les deux zones de brides 23, 24 ont chacune une paroi frontale 15 23a, 24a délimitant le volume amortisseur 8. Ainsi, les ondes de pression qui traversent le volume amortisseur 8 subissent des réflexions à la fois au niveau des deux zones d'extrémité conique 11, 12 qu'au niveau des deux parois frontales 23a, 24a. En variante des zones d'extrémité conique 11, 12, on peut 20 également avoir des zones d'extrémité 11, 12 qui vont en se rétrécissant d'une autre manière. Le volume amortisseur 8 est relié hydrauliquement par la liaison hydraulique 7 par des orifices traversants 9, orientés radiale-ment dans le tube intérieur 3. Les orifices traversants 9 sont ainsi 25 orientés radialement par rapport à la direction d'écoulement du fluide. Cela se traduit par une onde de pression décalée de 180° par rapport à l'onde de pression proprement dite du fluide à débit volumique non constant. L'onde de pression décalée de 180° amortit ainsi l'onde de pression proprement dite et, dans le meilleur cas, elle neutralise cette 30 onde de pression. Le nombre d'orifices traversants 9 permet de minimi- ser, voire de neutraliser, la plage de fréquences respectives de l'onde de pression ou des oscillations de pression. En option, l'amortisseur de liquide 1 comporte une vis de purge 15 qui est avantageusement réalisée sur le tube massif 2 en 35 étant, par exemple, vissée dans celui-ci. Cela permet, le cas échéant, de 3048755 6 purger le volume amortisseur 8 en desserrant la vis de purge 15 pour ouvrir une liaison et purger l'air du volume amortisseur 8 vers l'environnement. La figure 2 montre schématiquement un système 5 d'injection de carburant 40 pour un moteur à combustion. Le système d'injection de carburant 40 comporte un accumulateur haute pression 30 (rampe commune), une pompe haute pression 31, un réservoir de carburant 32 ainsi que par exemple quatre injecteurs 33. L'accumulateur haute pression 30 alimente les injecteurs 33 avec du 10 carburant à haute pression, par exemple du gasoil. La pompe haute pression 31 est alimentée en carburant à partir du réservoir 32, par exemple par une pompe de transfert non représentée ; la pompe haute pression coupe le carburant par la conduite haute pression 34 dans l'accumulateur haute pression 30. La pompe 15 haute pression 31 comporte une unité de dosage 35 pour régler le débit de carburant à transférer. L'accumulateur haute pression 30 de l'exemple de réalisation de la figure 2 comporte en outre une soupape de régulation de pression 36 qui constitue en plus de l'unité de dosage 35, un second organe de réglage de la pression d'injection régnant dans 20 l'accumulateur haute pression 30. Le carburant est régulé par la sou- pape de régulation de pression 36 et la conduite de retour 37 à partir de l'accumulateur haute-pression 30. Entre la pompe haute pression 31 et l'accumulateur haute pression 30, la conduite haute pression 34 comporte un amortis- 25 seur phonique de liquide 1' pour amortir les ondes de pression du car- burant arrivant dans l'accumulateur haute pression. En variante ou en plus, des amortisseurs phoniques de liquide 1" sont installés entre l'accumulateur haute pression 30 et les injecteurs 33 pour amortir les ondes de pression vers les injecteurs 33. 30 L'amortisseur phonique de liquide 1 fonctionne comme suit : Les ondes de pression qui sont, par exemple, générées par les injections produites par les injecteurs 33 ou par la pompe haute pression 31 arrivent dans le volume amortisseur 8. Elles se développent 35 dans ce volume, ce qui modifie le temps de parcours de l'onde de pres- 3048755 7 sion. L'onde de pression est réfléchie en retour par la paroi intérieure 6 en étant déphasée de 90°, ce qui permet d'atténuer ou d'amortir l'onde de pression qui suit. On utilise les réflexions à l'intérieur du volume amortis- 5 seur 8 qui sont produites par les variations de section, par exemple au niveau des zones d'extrémités coniques 11, 12 de la paroi intérieure 6 comme aussi par les parois frontales 23a, 24a vers les deux extrémités du volume amortisseur 8. L'onde de pression qui arrive sur les zones d'extrémité 11, 12 allant en diminuant ou de forme conique sont d'une 10 part réfléchies par le volume amortisseur 8 et d'autre part, par le rétré- cissement de la section des zones d'extrémité coniques 11, 12. La sortie du volume amortisseur 8 et sa liaison hydrau- lique 7 constituent également en partie une paroi réfléchissante de sorte que l'onde réfléchie sera déphasée de la demi-longueur d'ondes (À/2) 15 par rapport à l'onde principale. On a ainsi une onde stationnaire qui neutralise les différents fronts d'ondes. Le dimensionnement de l'amortisseur phonique de liquide 1 veille à ce que les ondes partielles se combinent pour s'effacer. Ainsi, globalement, on a une plage de fréquences relativement importante d'ondes de pression qui est plus 20 grande que celle des amortisseurs de pulsations de l'état de la tech- nique pour l'amortissement. L'amortisseur phonique de liquide 1 est très solide vis-à- vis de la pression régnant dans les milieux. Cela permet de l'utiliser très bien dans les systèmes d'injection de carburant 40. Dans ces systèmes, 25 l'amortisseur phonique de liquide 1 réduit les pics de pression maxi- mum appliqués aux composants haute pression 21, 22, 30, 31, 33, ce qui réduit les contraintes auxquelles ils sont soumis et augmente leur durée de vie ; cela se traduit par une augmentation de la durée de vie de l'ensemble du système d'injection de carburant (40). 30 3048755 8 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Amortisseur phonique de liquide 5 2 Tube massif 4 Perçage d'écoulement 5 Paroi extérieure 6 Paroi intérieure 7 Liaison hydraulique 10 8 Volume amortisseur 9 Orifice de sortie 11, 12 Zones d'extrémité rétrécies 11 Tube intérieur 21 Premier composant haute pression 15 22 Second composant haute pression 23a, 24a Parois frontales des zones d'extrémités 23, 24 25 Zone médiane du tube intérieur 30 Composant haute pression 31 Pompe haute pression 20 32 Réservoir 33 Injecteur 34 Conduite haute pression 35 Unité de dosage 36 Soupape de régulation de pression 25 37 Conduite de retour Système d'injection de carburant 30 REVENDICATIONS1°) Amortisseur phonique de liquide (1), notamment applicable à un système d'injection de carburant (40) d'un moteur à combustion interne, l'amortisseur phonique de liquide (1) comportant un tube massif (2) et un tube intérieur (3), logé dans le tube massif (2), et comportant un perçage d'écoulement (4), le perçage d'écoulement (4) réalisant une liaison hydraulique (7) entre un premier composant haute pression (21) et un second composant haute pression (22), un volume amortisseur (8) étant prévu entre la paroi extérieure (5) du tube intérieur (3) et la paroi intérieure (6) du tube massif (2), amortisseur caractérisé en ce que le tube intérieur (3) a au moins un orifice de passage (9) reliant hydrauliquement le perçage d'écoulement (4) au volume amortisseur (8). 2°) Amortisseur phonique de liquide (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube intérieur (3) a une zone de bride (23, 24) respective à ses deux extrémités. 3°) Amortisseur phonique de liquide (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux zones de bride (23, 24) sont enfoncées ou vissées dans le tube massif (2). 4°) Amortisseur phonique de liquide (1) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu' une zone de bride (23, 24) respective est reliée à un premier composant haute pression (21) et à un second composant haute pression (22) par vissage ou enfoncement. 5°) Amortisseur phonique de liquide (1) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que 3048755 10 les deux zones de brides (23, 24) ont chacune une paroi frontale (23a, 24b), et ces deux parois frontales (23a, 24b) délimitent le volume amortisseur (8) dans la direction axiale. 5 6°) Amortisseur phonique de liquide (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu' à ses deux extrémités, le volume amortisseur (8) a les zones d'extrémité (11, 12) allant en diminuant. 10 7°) Amortisseur phonique de liquide (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tube massif (2) a une vis de purge (15), fermant la liaison de purge 15 hydraulique du volume amortisseur (8) avec l'environnement. 8°) Amortisseur phonique de liquide (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par 20 plusieurs orifices traversant réalisés dans le tube intérieur (3). 9°) Système d'injection de carburant (40) comportant un premier composant haute pression (21, 31, 30) et un second composant haute pression (22, 30, 33), 25 système caractérisé en ce qu'un amortisseur phonique de liquide (1, 1', 1") selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 est prévu entre les deux composants haute pression (21, 22, 30, 31, 33). 30