Brevet FR3037109A1 — publié le 20161209

Domaine de l'invention La présente invention a pour objet un moteur à combus- tion interne comportant un bloc-moteur et au moins un cylindre réalisé dans celui-ci ainsi qu'un accumulateur de carburant à haute-pression, cet accumulateur ayant un boîtier avec une chambre haute-pression, le boîtier ayant au moins un branchement d'injecteur pour au moins un injecteur de carburant et un branchement pour l'alimentation en carburant comprimé. L'invention a également pour objet un procédé de fabrica- tion d'un tel bloc de moteur à combustion interne équipé d'un accumu- lateur de carburant haute-pression. Etat de la technique On connait des systèmes d'injection de carburant pour des moteurs à combustion interne ayant un accumulateur de carburant à haute pression comme cela est par exemple décrit dans le documents EP 0 690 221 A 1. L'accumulateur haute-pression, connu a une chambre haute-pression pour recevoir du carburant haute-pression. En plus des branchements pour la pompe et pour le ou les injecteurs, il y a des moyens de montage pour des composants rapportés, par exemple pour la soupape de pression qui est un composant rapporté à l'accumulateur haute-pression. Les accumulateurs haute-pression 3, connus sont vissés sur le bloc-moteur du moteur à combustion interne ou sont fixés d'une autre manière près du moteur à combustion interne, par exemple dans la tête de cylindres du moteur à combustion interne. Les accumulateurs de carburant haute-pression, connus présentent ainsi un certain encombrement, notamment au voisinage du moteur à combustion interne. De plus, les accumulateurs à haute-pression sont uniquement refroidis par de l'air alors qu'ils se trouvent dans un environnement relativement chaud. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces in- convénients et concerne à cet effet un moteur à combustion interne du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le boîtier est intégré dans le bloc-moteur. 3037109 2 Le moteur à combustion interne selon l'invention a ainsi l'avantage d'installer l'accumulateur haute-pression de façon peu encombrante. De plus, l'accumulateur à haute-pression est refroidi par le système de refroidissement par le liquide du moteur à combustion in- 5 terne. Ainsi, le moteur à combustion interne a un bloc-moteur avec au moins un cylindre et un accumulateur de carburant à haute pression. L'accumulateur de carburant à haute-pression a un boîtier dans lequel est réalisée une chambre haute-pression. Le boîtier com- 10 porte au moins un branchement d'injecteur pour au moins un injecteur de carburant et un branchement d'alimentation pour le carburant sous pression. Selon l'invention, le boîtier est intégré dans le bloc-moteur. L'accumulateur de carburant à haute-pression se loge ainsi de manière peu encombrante dans le bloc-moteur qui, lui-même, 15 est relativement massif. Le bloc-moteur lui-même ne sera, le cas échéant, que légèrement plus grand que les habituels blocs-moteurs ce qui réduit l'encombrement total du bloc-moteur avec l'accumulateur de carburant à haute-pression. En outre, l'accumulateur de carburant à haute-pression se trouve relativement éloigné de la tête de cylindres du 20 moteur à combustion interne. La tête de cylindres a en général une hauteur importante et sa température est relativement élevée. Les températures élevées peuvent induire des contraintes thermiques et réduire la durée de vie du moteur. De plus, les températures élevées du carburant détériorent la caractéristique d'injection des injecteurs de carbu- 25 rant. L'intégration dans le bloc-moteur permet en revanche de refroidir efficacement l'accumulateur de carburant à haute pression avec le système de refroidissement du moteur à combustion interne. Habituellement le système de refroidissement se trouve dans le bloc-moteur au voisinage des cylindres. 30 Après son arrivée, le carburant comprimé est de préfé- rence fourni à une pompe haute pression de carburant ou à un autre accumulateur de carburant à haute pression. Selon un développement avantageux, le bloc-moteur a un premier corps et un second corps, ce qui permet d'intégrer 35 l'accumulateur de carburant à haute pression de manière simple dans 3037109 3 le bloc-moteur, par exemple dans le plan de jonction entre le premier et le second corps du bloc. Selon un développement avantageux, le boîtier du bloc- moteur est précontraint. Par exemple, avec une liaison vissée entre le 5 premier corps de bloc et le second corps de bloc et en surdimensionnant le boîtier. La précontrainte, permet de transmettre les contraintes de pression au boîtier et ainsi de réduire les contraintes en traction, nocives pendant le fonctionnement de l'accumulateur à haute pression et du moteur à combustion interne. 10 Selon un développement avantageux, le boîtier est situé au voisinage de la conduite de refroidissement réalisée dans le bloc-moteur, ce qui permet de refroidir le boîtier d'une manière très efficace. Le comportement en injection d'un injecteur de carburant pourra ainsi être commandé d'une manière plus robuste ce qui réduit la consomma- 15 tion de carburant et les émissions polluantes du moteur à combustion interne. De plus, grâce à cette disposition, la température du carburant dans l'accumulateur de carburant à haute pression sera à un niveau analogue à la température de l'eau de refroidissement de la conduite de refroidissement du système de refroidissement ; la température du car- 20 burant dans l'accumulateur de carburant à haute pression pourra être ainsi modélisée d'une façon relativement simple pour l'appareil de commande du moteur, à savoir par exemple avec un capteur de température installé dans la conduite de refroidissement. Les corrections effectuées par l'appareil de commande du moteur en fonction de la 25 température pour l'ensemble du système d'injection de carburant seront ainsi plus précises. L'invention a également pour objet un procédé de fabrica- tion d'un bloc-moteur pour un moteur à combustion interne, le bloc-moteur comportant un accumulateur de carburant haute pression d'un 30 système d'injection de carburant, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on place l'accumulateur de carburant à haute-pression dans le moule du bloc-moteur, et ensuite on coule le bloc-moteur. Le procédé selon l'invention consiste ainsi à placer l'accumulateur à haute pression dans le bloc-moteur en procédant par 3037109 4 fonte, ce qui permet de l'entourer d'une manière particulièrement précise avec le métal en fusion. Dessins La présente invention sera décrite ci-après, de manière 5 plus détaillée à l'aide d'un exemple de moteur à combustion interne se- lon l'invention représenté dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une coupe simplifiée d'un moteur à combustion in- terne équipé d'un accumulateur de carburant à haute pression, la figure étant limitée aux parties principales, 10 la figure 2 est une vue de côté très schématique d'un moteur à combustion interne avec un accumulateur de carburant à haute pression installé dans un bloc-moteur en deux parties. Description de modes de réalisation La figure 1 montre schématiquement une coupe d'un mo- 15 teur à combustion interne 10 équipé d'un accumulateur à carburant haute pression 1. L'accumulateur à carburant haute pression 1 se compose d'un boîtier 2 dans lequel est réalisée une chambre haute pression 3 ainsi que plusieurs branchements : quatre branchements d'injecteur 20, un branchement 21 pour l'arrivée de carburant compri- 20 mé et un branchement pour une soupape de régulation de pression 22. Le branchement 21 pour l'alimentation en carburant comprimé assure l'alimentation de la chambre haute-pression 3 avec le carburant à pression élevée, par exemple fourni par une pompe à haute pression non représentée. 25 Le moteur à combustion interne 10 comporte un bloc- moteur 11 muni de quatre alésages de cylindre 12. Chaque alésage de cylindre 12 a ou réalise une chambre de combustion. La chambre de combustion reçoit le carburant à haute pression par un injecteur non représenté. Les injecteurs de carburant sont raccordés au branchement 30 d'injecteur 20 et ainsi à la chambre haute-pression 3 de l'accumulateur de carburant haute-pression 1. Le moteur à combustion interne 10 de la figure 1 est un moteur à quatre cylindres. Selon les variantes de réalisation on a un nombre quelconque de cylindres 12. Le nombre de branchements 35 d'injecteur 20 est adapté de façon correspondante. 3037109 5 Selon l'invention, l'accumulateur de carburant haute-pression 1 est dans le bloc-moteur 11. Le bloc-moteur 11 a un évidement 16 dans lequel est logé le boîtier 2. Cela peut se faire par exemple par coulée autour de l'accumulateur haute-pression 1 ou par insertion 5 de l'accumulateur haute-pression 1 dans un bloc-moteur 11 en deux parties. L'évidement 16 a de préférence une forme qui est le négatif du boîtier 2. La figure 2 est une vue de côté schématique d'un moteur à combustion interne 10. Le moteur à combustion interne 10 a un ac- 10 cumulateur de carburant à haute pression 1 logé dans le bloc-moteur 11 en deux parties. Le bloc-moteur 11 a un premier corps 1 la et un second corps 1 lb. Dans le plan de jonction 11c entre le premier corps 1 la et le second corps 1 lb se trouve le boîtier 2 de l'accumulateur haute-pression 1 logé dans l'évidement 16. L'évidement 16 de ce mode de réa- 15 lisation se trouve ainsi en partie dans le premier corps 1 la et en partie dans le second corps 1 lb. Mais, la vue de la figure 2 ne montre que le régulateur de pression 22 et un branchement d'injecteur 20 sur le côté frontal du boîtier 2. Les deux blocs-moteurs 11a, 1 lb sont par exemple soudés l'un à l'autre ou, comme le montre la figure 2, reliés par des vis 20 15. De manière avantageuse, lorsqu'on relie les deux corps 11a, 1 lb on applique une précontrainte au boîtier 2. Les contraintes ainsi induites augmentent la tenue à long terme du boîtier 2 pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne 10 se produisent lors- 25 que des contraintes de traction dangereuses. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'accumulateur de carburant haute pression 1 est logé dans le bloc-moteur 11 au voisinage d'une conduite de refroidissement 13 réalisée dans le bloc-moteur 11. L'accumulateur haute-pression 1 est ainsi effi- 30 cacement refroidi par le circuit de refroidissement du moteur à combus- tion interne 10. Cette disposition améliore significativement le refroidissement de l'accumulateur de carburant haute-pression 1 par rapport à un montage à côté de la tête de cylindres du moteur à combustion interne 10 car en général, la tête de cylindres est plus chaude 35 que le bloc-moteur. 3037109 6 Le refroidissement de l'accumulateur haute-pression 1 par la conduite de refroidissement 13 refroidit également le carburant dans la chambre haute-pression 3. Le carburant qui alimente les injecteurs est ainsi refroidi, ce qui permet de mieux commander l'injection 5 de carburant dans les cylindres ou les chambres de combustion des cy- lindres 12 du moteur à combustion interne 10, ce qui améliore la consommation et réduit les émissions du moteur à combustion interne 10. Le procédé selon l'invention de fabrication du bloc-moteur 11 intégrant l'accumulateur de carburant haute-pression 1 est 10 en général un procédé de fonte selon lequel on place l'accumulateur haute-pression 1 dans le moule du bloc-moteur 11 et ensuite on remplit le moule avec la matière du bloc-moteur 11 qui est de préférence de l'acier en fusion. 15 3037109 7 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Accumulateur de carburant à haute pression 2 Boîtier 5 3 Chambre haute pression 10 Moteur à combustion interne 11 Bloc-moteur en deux parties 1 1 a Premier corps du bloc-moteur 1 1 b Second corps du bloc-moteur 10 12 Cylindre 13 Conduite de refroidissement 16 Evidement 20 Branchement d'injecteur 21 Branchement d'alimentation en carburant comprimé 15 22 Soupape de régulation de pression 20 REVENDICATIONS1°) Moteur à combustion interne (10) comportant un bloc-moteur (11) et au moins un cylindre (12) réalisé dans celui-ci ainsi qu'un accumulateur de carburant à haute-pression (1), cet accumulateur (1) ayant un boîtier (2) avec une chambre haute-pression (3), le boîtier (2) ayant au moins un branchement d'injecteur (20) pour au moins un injecteur de carburant et un branchement (21) pour l'alimentation en carburant comprimé, moteur caractérisé en ce que le boîtier (2) est intégré dans le bloc-moteur (11). 2°) Moteur à combustion interne (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc-moteur (11) comporte un premier corps de bloc (1 la) et un se- cond corps de bloc (1 lb). 3°) Moteur à combustion interne (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le boîtier (2) est précontraint dans le bloc-moteur (11). 4°) Moteur à combustion interne (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le boîtier (2) est logé au voisinage d'une conduite de refroidissement (13) prévue dans le bloc-moteur (11). 5°) Procédé de fabrication d'un bloc-moteur (11) d'un moteur à combustion interne (10), le bloc-moteur (11) comportant un accumulateur de carburant haute pression (1) d'un système d'injection de carburant, procédé caractérisé en ce qu' on place l'accumulateur de carburant à haute-pression (1) dans un moule du bloc-moteur (11), et on coule le bloc-moteur (11).35