Brevet FR3064687A1 — publié le 20181005

DP-323675 Vanne haute pression DOMAINE TECHNIQUE L'invention est relative à une vanne haute pression agencée pour être monté dans une rampe commune d'un système d'injection diesel d'un moteur à combustion interne et plus particulièrement l'agencement de ces composants et la fabrication de ceux-ci. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Les circuits d'injection directe de carburant dans les moteurs à combustion interne comprennent une vanne pilotée qui peut être en prise directe sur une rampe commune distribuant le carburant sous pression à des injecteurs. La vanne de régulation appelée aussi vanne haute pression ou vanne HPV est normalement fermée ou normalement ouverte en fonction de la position du ressort et peut être actionnée pour ouvrir un passage et laisser sortir du carburant permettant ainsi de contrôler en permanence la pression dans le circuit d'injection. On connait entre autre des vannes haute pression comprenant un corps tubulaire dans lequel un membre de vanne, appelé aussi aiguille, piloté par un actionneur électromagnétique obture ou libère le passage de sortie du carburant. En fonctionnement normal le passage est fermé et sa fermeture est assurée par l'actionneur piloté qui exerce sur l'aiguille une force de fermeture s'opposant à la force d'ouverture exercée sur l'aiguille par le carburant sous pression. On connait de l'art antérieur une vanne comprenant un corps magnétique sur lequel sont empilés la carcasse de l'électroaimant, des éléments d'étanchéité contre l'entrée d'air, de fluide ou de particules et un solénoïde. L'assemblage de la vanne haute pression et son assemblage sur la rampe commune sont complexes et leurs couts élevés. Il est devenu urgent de proposer des vannes haute pression facile et moins couteux à fabriquer et parfaitement étanches. L'objet de la présente invention est de fournir une solution qui résout ces inconvénients. RESUME DE L'INVENTION La présente invention se propose de résoudre ces problèmes par un concept simple 3064687 2 d'ensemble rampe commune et vanne haute pression. La vanne haute pression, appelée aussi vanne HPV, est agencée pour être montée dans une rampe commune d'un système d'injection diesel d'un moteur à combustion interne. La vanne HPV s'étend le long d'un axe longitudinal et comprend: 5 - un corps s'étendant le long de l'axe longitudinal pourvu d'un perçage, - un membre de vanne agencé coulissant dans le perçage et coopérant avec l'électroaimant et un siège de vanne, - l'électroaimant comprenant un solénoïde, un noyau, une bague amagnétique fixé solidaire au corps et une carcasse et ; 10 - le siège de vanne pourvu au centre d'un orifice axial de décharge de carburant reliant la rampe commune à un canal d'évacuation réalisé dans le corps et, -un bouchon de fermeture en contact avec la carcasse. De plus le bouchon de fermeture intègre un capuchon en une pièce monobloc de sorte à 15 définir une chambre du noyau coiffant le noyau et dans laquelle le noyau se déplace, le dit bouchon de fermeture étant solidaire de la bague amagnétique. De plus le bouchon de fermeture et la bague amagnétique sont soudés l'un à l'autre. Le bouchon de fermeture et la bague amagnétique forme un ensemble solidaire fileté, le filetage étant pourvu sur la bague amagnétique. Le corps 20 comprend de plus un épaulement agencé pour recevoir une portion repliée transverse de la carcasse de l'électroaimant. De plus l'électroaimant de la vanne HPV définit un entrefer entre le noyau et le corps de sorte que le noyau est attiré par le corps lorsque l'électroaimant est alimenté, l'électroaimant générant un champ magnétique qui passe successivement dans le corps, la carcasse, le 25 bouchon de fermeture, le noyau magnétique, puis à nouveau dans le corps de vanne HPV. De plus une méthode d'assemblage de la vanne HPV dans la rampe commune. La vanne HPV est agencée pour être montée dans une rampe communed'un système d'injection diesel d'un moteur à combustion interne et 30 comprenant les étapes suivantes : a) pourvoir la rampe commune; b) pourvoir le corps, une bille, un ressort, le membre de vanne, le siège de vanne, un filtre de siège de vanne, le solénoïde, le noyau, la bague amagnétique, la 3064687 3 carcasse, le bouchon de fermeture et un connecteur; c) monter le ressort dans le corps; d) monter le membre de vanne dans le perçage du corps; e) monter la bille dans le siège de vanne; 5 f) monter serrer le filtre de siège de vanne sur le siège de vanne puis sertir le filtre sur le siège de vanne; g) monter serrer le siège de vanne dans la face de siège du corps de la vanne HPV h) monter et serrer le corps dans le logement de la rampe, par exemple 10 avec un outil de serrage, agencé complémentairement dans le moyen de serrage, par exemple la protubérance; i) insérer la carcasse magnétique dans le corps fixé dans le logement de la rampe ; j) insérer le connecteur et le solénoïde surmoulés ensemble dans la 15 carcasse qui est montée dans le corps de la vanne HPV; k) souder la bague amagnétique et le bouchon de fermeture ensemble puis monter le noyau dans la bague amagnétique et le bouchon de fermeture soudés ensemble ; 1) assembler la bague amagnétique et le bouchon de fermeture soudés 20 ensemble avec le noyau sur le corps de la vanne HPV en vissant la bague amagnétique sur le corps, le bouchon de fermeture fermant la vanne HPV afin de maintenir le solénoïde sur le corps et de garantir une étanchéité du solénoïde et de la vanne HPV. 25 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: La figure 1 est un vue générale en perspective d'un ensemble rampe 30 commune et vanne haute pression. La figure 2 est une vue en coupe de l'invention. La figure 3 est une vue en coupe agrandie d'un électroaimant de la vanne haute pression de l'invention. 3064687 4 DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Pour faciliter et clarifier la description qui suit, l'orientation de haut en bas 5 est choisi arbitrairement et, les mots et expressions tels que "ci-dessus, dessous, dessus, dessous, haut, bas ..." peuvent être utilisés sans aucune intention de limiter l'invention. Selon la figure 1, est décrit un système de rampe commune d'un dispositif d'injection de carburant sous pression d'un moteur à combustion 10 interne. Selon la figure 1, un système de rampe commune 10 comprend un ensemble rampe commune et vanne haute pression 12, un capteur haute pression 14 et des injecteurs 16. L'ensemble rampe commune et vanne haute pression 12 appelé aussi ensemble RHPV 12 (acronyme de la dénomination anglaise « Rail 15 and High Pressure Valve ») comprend une rampe commune 18 et une vanne haute pression 20 appelée aussi vanne HPV 20 (acronyme de la dénomination anglaise « high pressure valve »). Les termes ensemble RHPV et vanne HPV seront utilisés dans la suite de la description. L'ensemble RHPV 12 s'étend le long d'un axe longitudinal X. 20 Selon les figures let 2, la rampe commune 18 comprend une première extrémité 22 pourvue d'une première ouverture coopérant avec la vanne haute pression 20 et une deuxième extrémité 26 pourvue d'une deuxième ouverture coopérant avec le capteur haute pression 14. La rampe commune 18 est de forme allongée et tubulaire. La rampe commune 18 s'étend le long de l'axe longitudinal 25 X. La rampe commune 18 est percée de sorte à définir une paroi 30 périphérique à un canal longitudinal 31. La paroi 30 de la rampe définit un volume cylindrique destiné à contenir du carburant sous haute pression et à alimenter les injecteurs 16. La paroi 30 de la rampe s'élargit à la première extrémité 22 pour former un logement 32 agencé pour recevoir la vanne HPV 20. La paroi 30 de la rampe 30 s'élargit à une première extrémité 22 pour former une paroi élargie 33 périphérique à un logement 32. Le logement 32 de la rampe est agencé pour recevoir la vanne HPV 20. La paroi périphérique élargie 33 est de forme cylindrique comprenant une surface intérieure ayant un diamètre intérieur qui est 3064687 5 supérieur au diamètre intérieur d'une surface intérieure de la paroi périphérique 30 de la rampe. Comme représenté dans la figure 2, le mode de réalisation de l'invention décrit une vue en coupe de la vanne HPV 20 s'étendant le long de l'axe 5 longitudinal X et inséré partiellement dans la rampe 18. Le terme partiellement veut dire comme il est mentionné dans le dictionnaire le Larousse que la vanne HPV 20 est en partie seulement insérée dans la rampe. La vanne HPV 20 comprend une partie mécanique 34 comprenant un corps 36, un ressort 38, un membre de vanne 40 et un siège de vanne 42 et une partie électromagnétique 10 comprenant un électroaimant 46 et un connecteur 48. Comme décrit dans les figures 2 et 3, le corps 36 est de forme cylindrique et s'étend longitudinalement le long de l'axe X entre une face de siège 50 et une face de tête 52. Le corps 36 est pourvu d'un perçage longitudinal 54 définissant une paroi 56. Le corps 36 comprend un épaulement 37 agencé pour recevoir une 15 portion repliée transverse 85 d'une carcasse 84 de l'électroaimant. Le corps 36 comprend un moyen de serrage 62, par exemple dans la figure 2 une protubérance 62 agencé pour recevoir un outil de serrage (non représenté). Selon les figures 2 et 3, La protubérance 62 est agencée dans la paroi 56 du corps transversalement à l'axe longitudinal X. Le moyen de serrage 62 peut être par exemple un six pans ou 20 tout autre forme adapté à recevoir de manière complémentaire un outil de serrage, tel qu'une encoche (non représentée) percée transversalement dans la paroi 56 du corps 31 de vanne HPV. L'outil de serrage est un outil complémentaire au moyen de serrage 62. L'outil de serrage peut être une clé six pans ou tout autre outil adapté au moyen de serrage 62 choisi. L'outil de serrage peut à la fois être utilisé 25 pour serrer ou desserrer le corps 36 de la vanne HPV. Dans une alternative au moyen de serrage 62 qui n'est pas représenté, le corps 36 peut comprendre une partie cylindrique cannelée agencée sur une surface extérieure de guidage de la paroi 56 du corps de vanne HPV. La partie cannelée (non représentée) est apte à recevoir complémentairement un outil de serrage (non représenté) pour fixer le 30 corps 36 dans le logement 32. Le corps 36 comprend de plus un épaulement 37. Le membre de vanne 40 est agencé coulissant dans le perçage longitudinal 54 du corps. Le membre de vanne 40 coopère avec le solénoïde 76 et le siège de vanne 42. Le membre de vanne 40 est de forme allongée et cylindrique s'étendant 3064687 6 entre une tête plate 68 et une extrémité pointue 70. L'extrémité pointue 70 du membre de vanne coopère avec le siège de vanne 42 pour ouvrir ou obturer un orifice de décharge 72 de carburant. Le siège de vanne 42 est pourvu au centre de l'orifice de décharge 72 axial de carburant reliant le canal longitudinal 31 de la 5 rampe à un canal d'évacuation 74 transverse débouchant formé dans le corps 36 de la vanne HPV. Le canal d'évacuation 74 transverse est réalisé dans le corps 36. Comme décrit dans les figures 2 et 3, l'électroaimant 46 comprend un solénoïde 76, un noyau 78, une bague amagnétique 80, la carcasse 84 et un bouchon de fermeture 86. Le noyau 78 a une forme cylindrique pourvu d'une 10 paroi délimitant un évidement longitudinal avec une ouverture agencée à l'opposé de la face de tête 52 du corps. Le noyau 78 s'étend longitudinalement le long de l'axe longitudinal X. Le noyau 78 est agencé dans une chambre du noyau 94 définie par le corps 36, la bague amagnétique 80 et le bouchon de fermeture 86. La bague amagnétique 80 est agencée sur la surface extérieure de guidage de 15 la paroi 56 du corps 36 proche de la face de tête 52. La carcasse 84 magnétique comprend une portion cylindrique et la portion repliée transverse 85. Le bouchon de fermeture 86 est agencé complémentairement au noyau 78. Le bouchon de fermeture 86 est monté sur le noyau 78 du côté de l'ouverture 92 de l'évidement. La bague magnétique 80 et le bouchon de fermeture 86 sont solidairement fixés, 20 par exemple par soudure. Le bouchon de fermeture 86 a une fonction d'écrou. Le bouchon de fermeture 86 comprend une tête et une jupe longitudinale. Le bouchon de fermeture 86 intègre un capuchon 82 en une pièce monobloc de sorte à définir une chambre du noyau 94 coiffant le noyau 78 et dans laquelle le noyau 78 se déplace. Le bouchon de fermeture 86 est en appui sur la carcasse 84, plus 25 précisément sur une face transverse 88 annulaire de la carcasse. Le bouchon de fermeture 86 est solidaire de la bague amagnétique 80, par exemple soudés entre eux comme représenté dans la figure 3. Le bouchon de fermeture 86 soudé à la bague amagnétique 80 vient fermer la vanne HPV 20, la bague amagnétique 80 se vissant sur le corps 36. Le bouchon de fermeture 86 vient en butée sur la carcasse 30 84. La portion reliée transverse 85 de la carcasse est en appui contre la protubérance 62 du corps 36 de la vanne HPV. Le bouchon de fermeture 86 vient fermer la vanne HPV 20 dans le logement 32 de la rampe commune. Dans l'exemple des figures 2 et 3, la bague amagnétique 80 est soudée au bouchon de 3064687 7 fermeture 86. Le bouchon de fermeture 86 se visse sur le corps 36 de la vanne HPV. Le connecteur 48 et le solénoïde 76 surmoulé ensemble comprennent une paroi périphérique formant un corps de connecteur au centre duquel sont agencées des fiches métalliques électriquement reliées aux bornes du solénoïde 76. 5 Comme représenté dans les figures 2 et 3, la vanne HPV 20 est partiellement insérée dans le logement 32 de la première extrémité de la rampe commune. Le logement 32 de la première extrémité 22 de la rampe commune est de forme cylindrique. Le terme partiellement est utilisé pour indiquer que la carcasse 84 et le solénoïde 76 de la vanne HPV sont agencés hors du logement 32. 10 L'électroaimant 46 est agencé dans le prolongement de la paroi élargie 33 du logement. Le terme prolongement veut dire que la carcasse 84 et le solénoïde 76 prolongent la paroi périphérique élargie 33 de manière longitudinale. Le solénoïde 76 et la carcasse 84 sont une extension, une continuation de la paroi élargie 33 de la rampe le long de l'axe longitudinal X. Le bouchon de fermeture 86 est agencé 15 en bout en appui contre la carcasse 84 et ferme la vanne HPV 20 logé dans le logement 3. La carcasse 84 de l'électroaimant est de forme tubulaire et s'étend longitudinalement le long de l'axe longitudinal X. La carcasse 84 est un cylindre percé longitudinalement en son centre et débouchant des deux côtés. La carcasse 84 comprend la portion reliée transverse 85 et une portion cylindrique. La 20 carcasse 84 de l'électroaimant est magnétique. La carcasse 84 de l'électroaimant est agencée au bout du logement 32 de la première extrémité 22. La carcasse 84 est montée sur le solénoïde 76. La méthode d'assemblage de la vanne HPV 20 dans la rampe commune 18 s'inscrit dans le procédé d'assemblage de l'ensemble RHPV12. Les étapes du 25 procédé d'assemblage de la vanne HPV 20 dans la rampe commune 18 comprennent les étapes suivantes : a) pourvoir la rampe commune 18; b) pourvoir le corps 36, une bille 106, un ressort 38, le membre de vanne 40, le siège de vanne 42, un filtre 108 de siège de vanne, le solénoïde 76, le noyau 30 78, la bague amagnétique 80, la carcasse 84, le bouchon de fermeture 86 et un connecteur 48; c) monter le ressort 38 dans le corps 36; d) monter le membre de vanne 40 dans le perçage 54 du corps; 3064687 8 e) monter la bille 106 dans le siège de vanne 42; f) monter serrer le filtre 108 de siège de vanne sur le siège de vanne 42 puis sertir le filtre 108 sur le siège de vanne 42; g) monter serrer le siège de vanne 42 dans la face de siège 50 du corps 36 5 de la vanne HPV 20 ; h) monter et serrer le corps 36 dans le logement 32 de la rampe, par exemple avec un outil de serrage, agencé complémentairement dans le moyen de serrage 62, par exemple la protubérance 62; i) insérer la carcasse magnétique 84 dans le corps 36 fixé dans le logement 10 32 de la rampe ; j) insérer le connecteur 48 et le solénoïde 76 surmoulés ensemble dans la carcasse 84 qui est montée dans le corps 36 de la vanne HPV; k) souder la bague 80 amagnétique et le bouchon de fermeture 86 ensemble puis monter le noyau 78 dans la bague amagnétique 80 et le bouchon de 15 fermeture 86 soudés ensemble ; 1) assembler la bague amagnétique 80 et le bouchon de fermeture 86 soudés ensemble avec le noyau 78 sur le corps 36 de la vanne HPV en vissant la bague amagnétique 80 sur le corps 36, le bouchon de fermeture 86 fermant la vanne HPV 20 afin de maintenir le solénoïde 76 sur le corps 36 et de garantir une 20 étanchéité du solénoïde 76 et de la vanne HPV 20. En fonctionnement, le carburant sous pression circule dans la rampe commune 18. En dessous d'une pression d'huile préétablie, l'électroaimant 46 est alimenté et l'extrémité pointue 70 du membre de vanne 40 est en contact avec le siège de vanne 42 ce qui obture l'orifice de décharge 72. Lorsque la pression du 25 carburant dans la rampe commune 18 excède la limite préétablie, l'électroaimant n'est plus alimentée (non représenté dans les figures) et le carburant sous pression peut être alors être évacué en passant successivement de la rampe commune 18 à l'orifice de décharge 72 puis dans le canal d'évacuation 74. En fonctionnement, lorsque l'électroaimant 46 est alimenté, elle génère un 30 champ magnétique qui passe successivement dans le corps 36 magnétique, le noyau 78 magnétique, le capuchon 82 magnétique, le bouchon de fermeture 86 magnétique et la carcasse 86 magnétique puis à nouveau dans le corps 36 magnétique de vanne HPV. L'électroaimant 46 de la vanne HPV définit un 3064687 9 entrefer entre le noyau 78 et le corps 36 de sorte que le noyau 78 est attiré par le corps 36 lorsque l'électroaimant 46 est alimenté fermant ainsi l'orifice de décharge 72 par le membre de vanne 40. 5 LISTE DES REFERENCES UTILISEES 10 système de rampe commune 12 ensemble rampe commune et vanne haute pression 14 capteur haute rpession 10 16 injecteur 18 rampe commune 20 vanne haute pression 22 première extrémité de la rampe 24 première ouverture 15 26 deuxième extrémité de la rampe 28 deuxième ouverture 30 paroi périphérique de la rampe 31 canal longitudinal 32 logement 20 33 paroi périphérique élargie 34 partie mécanique 36 corps de vanne HPV 37 épaulement du corps 38 ressort 25 40 membre de vanne 42 siège de vanne 46 électroaimant 48 connecteur 50 face de siège 30 52 face de tête 54 perçage longitudinal du corps 56 paroi cylindrique du corps 58 surface intérieure 3064687 62 moyen de serrage 68 tête plate de membre de vanne 70 extrémité pointue 72 orifice de décharge 5 74 canal d'évacuation 76 solénoïde 78 noyau 80 bague amagnétique 82 capuchon 10 84 carcasse 85 portion repliée transverse 86 bouchon de fermeture 88 face transverse de la carcasse 94 chambre du noyau 15 106 bille de vanne HPV 108 filtre de siège de vanne 10 REVENDICATIONS1 Vanne haute pression (20), vanne HPV ((20) agencée pour être monté dans une rampe commune (18) d'un système d'injection diesel d'un moteur à combustion interne, la vanne HPV (20) s'étendant le long d'un axe longitudinal (X) et comprenant: - un corps (36) s'étendant le long de l'axe longitudinal (X) pourvu d'un perçage (54), - un membre de vanne (40) agencé coulissant dans le perçage (54) et coopérant avec l'électroaimant (46) et un siège de vanne (42), - l'électroaimant (46) comprenant un solénoïde (76), un noyau (78), une bague amagnétique (80) fixé solidaire au corps ((36) et une carcasse (84) et ; - le siège de vanne (42) pourvu au centre d'un orifice (72) axial de 15 décharge de carburant reliant la rampe commune (18) à un canal d'évacuation (74) réalisé dans le corps (36) et, -un bouchon de fermeture (86) en contact avec la carcasse (84) et; caractérisé en ce que le bouchon de fermeture (86) intègre un capuchon (82) en une pièce monobloc de sorte à définir une chambre du noyau (94) coiffant le 20 noyau (78) et dans laquelle le noyau (78) se déplace, le dit bouchon de fermeture (86) étant solidaire de la bague amagnétique (80). 2. Vanne HPV (20) selon la revendication précédente, dans laquelle le bouchon de fermeture (86) et la bague amagnétique (80) sont soudés l'un à 25 l'autre. 3. Vanne HPV (20) selon la revendication 2, dans laquelle le bouchon de fermeture (86) et la bague amagnétique (80) forme un ensemble solidaire fileté, le filetage étant pourvu sur la bague amagnétique (80). 30 4. Vanne HPV (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le corps (36) comprend un épaulement (37) agencé pour recevoir une portion repliée transverse (85) de la carcasse (84) de l'électroaimant. 3064687 12 5. Vanne HPV (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'électroaimant (46) de la vanne HPV (20) définit un entrefer entre le noyau (78) et le corps (36) de sorte que le noyau (78) est attiré par le corps (36) lorsque 5 l'électroaimant est alimenté, l'électroaimant (46) générant un champ magnétique qui passe successivement dans le corps (36), la carcasse (84), le bouchon de fermeture (86), le noyau magnétique (78), puis à nouveau dans le corps (36) de vanne HPV. 10 6. Méthode d'assemblage d'une vanne HPV (20) réalisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, la vanne HPV (20) étant agencée pour être monté dans une rampe commune (18) d'un système d'injection diesel d'un moteur à combustion interne et comprenant les étapes suivantes : a) pourvoir la rampe commune (18); b) pourvoir le corps (36), une bille (106), un ressort (38), le membre de vanne (40), le siège de vanne (42), un filtre (108) de siège de vanne, le solénoïde (76), le noyau (78), la bague amagnétique (80), la carcasse (84), le bouchon de fermeture (86) et un connecteur (48); c) monter le ressort (38) dans le corps (36) ; d) monter le membre de vanne (40) dans le perçage (54) du corps (36) ; e) monter la bille (106) dans le siège de vanne (42) ; f) monter serrer le filtre (108) de siège de vanne sur le siège de vanne (42) puis sertir le filtre (108) sur le siège de vanne (42) ; g) monter serrer le siège de vanne (42) dans la face de siège (50) du corps 25 (36) de la vanne HPV (20) ; h) monter et serrer le corps (36) dans le logement (32) de la rampe, par exemple avec un outil de serrage, agencé complémentairement dans le moyen de serrage (62), par exemple une protubérance (62); i) insérer la carcasse magnétique (84) dans le corps (36) fixé dans le 30 logement (32) de la rampe ; j) insérer le connecteur (48) et le solénoïde (76) surmoulés ensemble dans la carcasse (84) qui est montée dans le corps (36) de la vanne HPV; k) souder la bague (80) amagnétique et le bouchon de fermeture (86) 3064687 13 ensemble puis monter le noyau (78) dans la bague amagnétique (80) et le bouchon de fermeture (86) soudés ensemble ; 1) assembler la bague amagnétique (80) et le bouchon de fermeture 86 soudés ensemble avec le noyau (78) sur le corps (36) de la vanne HPV en vissant 5 la bague amagnétique (80) sur le corps (36), le bouchon de fermeture 86 fermant la vanne HPV (20) afin de maintenir le solénoïde (76) et de garantir une étanchéité du solénoïde (76) et de la vanne HPV (20). 10