Brevet FR3064688A1 — publié le 20181005

DP-323644 Ensemble rampe et vanne haute pression DOMAINE TECHNIQUE L'invention est relative à une rampe commune et à une vanne haute pression pour circuit d'injection diesel 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 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. 20 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 bobine de l'électroaimant, un joint d'étanchéité et la bobine 25 en elle-même. 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. 30 RESUME DE L'INVENTION La présente invention se propose de résoudre ces problèmes par un concept simple d'ensemble rampe commune et vanne haute pression. L'ensemble rampe et vanne haute pression, ensemble RHPV, est adapté pour être monté dans 35 un système d'injection diesel d'un moteur à combustion interne. L'ensemble 3064688 2 RHPV s'étend le long d'un axe longitudinal (X) et comprend: - une rampe commune allongée selon l'axe longitudinal et percée de sorte à définir une paroi périphérique à un canal longitudinal, la dite paroi s'élargissant à une première extrémité pour former une paroi élargie périphérique à un 5 logement apte à recevoir une vanne haute pression, vanne HPV, et ; - la vanne HPV comprenant ; - un corps s'étendant le long de l'axe longitudinal pourvu d'un perçage, - un membre de vanne agencé coulissant dans le perçage et 10 coopérant avec un électroaimant et un siège de vanne, - l'électroaimant comprenant un solénoïde, un noyau magnétique, une bague amagnétique, un capuchon magnétique et une carcasse magnétique pourvu d'une portion repliée transverse et; -le siège de vanne pourvu en son centre d'un orifice axial de 15 décharge de carburant reliant la rampe commune à un canal d'évacuation réalisé dans le corps et; -un bouchon de fermeture. De plus la portion repliée transverse de la carcasse s'appuie sur une face transverse annulaire de la paroi élargie de la rampe. De plus l'électroaimant de la vanne HPV est alimenté et génère un champ magnétique qui passe successivement dans le corps magnétique, le noyau magnétique, le capuchon magnétique, le bouchon de fermeture magnétique, la carcasse magnétique et dans la paroi élargie magnétique de la rampe commune puis à nouveau dans le corps magnétique de vanne HPV. De plus le corps est pourvu d'un moyen de serrage, le dit moyen de serrage étant adapté à recevoir un outil complémentaire de serrage adapté à serrer le corps de la vanne HPV dans le logement de la rampe. Dans une alternative au mode de réalisation, le moyen de serrage est un moyen de vissage Le moyen de serrage est adapté à recevoir un outil complémentaire de vissage adapté à visser le corps de la vanne HPV dans le logement de la rampe. De plus une méthode d'assemblage de la vanne HPV 20 dans la rampe commune s'inscrit dans le procédé d'assemblage de l'ensemble RHPV. Les étapes du procédé d'assemblage de la vanne HPV dans la rampe commune comprennent les étapes suivantes : 3064688 3 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, le capuchon, la carcasse, le bouchon de fermeture et un connecteur; 5 c) souder la bague amagnétique et le capuchon ensemble puis monter le noyau dans la bague et le capuchon 82 soudés ensemble ; d) monter le ressort dans le corps; e) assembler la bague amagnétique, le capuchon et le noyau sur le corps en insérant la bague et le capuchon soudés ensemble dans l'extrémité du 10 corps de vanne HPV du côté de la face de tête du corps, la bague amagnétique se vissant sur le corps; 0 souder la bague amagnétique dans le corps de la vanne HPV; g) monter le membre de vanne dans le perçage du corps; h) monter la bille dans le siège de vanne; 15 i) monter serrer le filtre de siège de vanne sur le siège de vanne puis sertir le filtre sur le siège de vanne; j) monter serrer le siège de vanne dans la face de siège du corps de la vanne HPV; k) monter et serrer le corps dans le logement, par exemple avec un outil de 20 vissage agencé complémentairement dans le moyen de serrage; I) insérer la carcasse magnétique sur le corps, la carcasse venant en butée contre face transverse de la paroi élargie de la rampe; m) surmouler le connecteur et le solénoïde ensemble ; n) assembler le connecteur et le solénoïde surmoulés ensemble sur la 25 bague 80 et le capuchon soudés ensemble, le connecteur et le solénoïde étant inséré dans le logement de sorte que la vanne HPV est montée sans le bouchon de fermeture dans le logement de la rampe ; o) assembler le bouchon de fermeture sur la vanne HPV et visser complémentairement le bouchon de fermeture sur le capuchon afin de maintenir le 30 solénoïde et de garantir une étanchéité du solénoïde et de la vanne HPV. 3064688 4 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 5 donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: La figure 1 est un vue générale en perspective d'un ensemble rampe commune et vanne haute pression. La figure 2 est une vue en coupe de l'invention. 10 DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Pour faciliter et clarifier la description qui suit, l'orientation de haut en bas 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 15 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 interne. Selon la figure 1, un système de rampe commune 10 comprend un 20 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 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 25 « 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. Selon les figures let 2, la rampe commune 18 comprend une première extrémité 22 pourvue d'une première ouverture coopérant avec la vanne haute 30 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 X. La rampe commune 18 est percée de sorte à définir une paroi périphérique 30 à 3064688 5 un canal longitudinal 31. La paroi périphérique 30 de la rampe définit un volume cylindrique destinée à contenir du carburant sous haute pression et à alimenter les injecteurs 16. La paroi périphérique 30 de la rampe s'élargit à la première extrémité 22 pour former un logement 32 agencé pour recevoir la vanne HPV 20. 5 La paroi périphérique 30 s'élargit à une première extrémité 22 pour former une paroi périphérique élargie 33 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 supérieur au diamètre intérieur d'une surface intérieure de la paroi périphérique 30 10 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 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 est 15 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 comprenant un électroaimant 46 et un connecteur 48. Comme décrit dans la figure 2, le corps 36 est de forme cylindrique et 20 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 ayant une surface intérieure 58 et une surface extérieure. Le corps 36 comprend au moins un moyen de serrage 62, par exemple qui peut être un moyen de vissage 62. Le moyen de serrage 62 est agencé dans la paroi 56 25 transversalement à l'axe longitudinal X. Le moyen de serrage 62 est apte à recevoir un outil de serrage (non représenté) adapté à fixer le corps 36 dans le logement 32 de la rampe commune. L'outil de serrage peut être par exemple un outil de vissage. L'outil de vissage n'est pas représenté. L'outil de vissage est adapté pour être inséré dans le moyen de vissage 62 afin de visser ou dévisser le 30 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 la surface extérieure de la paroi 56 cylindrique du corps de vanne HPV. La partie cannelée (non représentée) est apte à recevoir 3064688 6 complémentairement un outil de serrage (non représenté) pour fixer le corps 36 dans le logement 32. Le membre de vanne 40 est agencé coulissant dans le perçage longitudinal 54 du corps. Le membre de vanne 40 coopère avec l'électroaimant 46 et le siège 5 de vanne 42. Le membre de vanne 40 est de forme allongée et cylindrique s'étendant 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 10 rampe à un canal d'évacuation 74 transverse débouchant formé à une extrémité du corps 36 de la vanne HPV. Le canal d'évacuation 74 est réalisé dans le corps 36 de la vanne HPV. Comme décrit dans la figure 2, l'électroaimant 46 comprend un solénoïde 76, un noyau 78, une bague amagnétique 80, un capuchon 82, une carcasse 84 et 15 un bouchon de fermeture 86. Le noyau 78 a une forme cylindrique pourvu d'une 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, 20 la bague amagnétique 80 et le capuchon 82. La bague amagnétique 80 est agencée sur la surface extérieure de la paroi du corps proche de la face de tête 52. Le capuchon 82 est agencé complémentairement au noyau 78. Le capuchon 82 est monté sur le noyau 78 du côté de l'ouverture de l'évidement. La 25 bague magnétique 80 et le capuchon 82 sont solidairement fixés, par exemple par soudure. 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 30 84 comprend une portion reliée transverse 85 et une portion cylindrique. La 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. 3064688 7 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 est agencé complémentairement au capuchon 82 et en appui sur le logement 32. Le bouchon de fermeture 86 est serré sur le capuchon 82 et vient en 5 butée sur la carcasse 84 de sorte que la portion repliée transverse 85 de la carcasse est en appui contre une face transverse 110 annulaire de la paroi élargie 33. Le bouchon de fermeture 86 vient fermer la vanne HPV 20 dans le logement 32 de la rampe commune. Dans l'exemple de la figure 2, le bouchon de fermeture 86 se visse sur le capuchon 82 de l'électroaimant. Le connecteur 48 est un ensemble 10 surmoulé comprenant une paroi périphérique formant un corps de connecteur au centre duquel sont agencées des fiches métalliques électriquement reliées aux bornes du solénoïde 76. Comme représenté dans la figure 2, la vanne HPV 20 est partiellement insérée dans le logement 32 de la première extrémité de la rampe commune. Le logement 15 32 de la première extrémité 22 de la rampe commune est de forme cylindrique. Le terme partiellement est utilisé pour indiquer que le solénoïde 76 et la carcasse 84 sont agencés hors du logement 32. L'électroaimant 46 est agencé dans le prolongement de la paroi périphérique élargie 33 du logement. Le terme prolongement veut dire que le solénoïde 76 prolonge la paroi périphérique élargie 20 33 de manière longitudinale. Le solénoïde 76 et la carcasse 84 sont une extension, une continuation de la paroi périphérique élargie 33 le long de l'axe longitudinal X. Le bouchon de fermeture 86 est agencé en bout en appui contre la carcasse 84 et ferme la vanne HPV 20 fixée dans le logement 32. La méthode d'assemblage de la vanne HPV 20 dans la rampe commune 18 25 s'inscrit dans le procédé d'assemblage de l'ensemble RHPV12. Les étapes du procédé d'assemblage de la vanne HPV 20 dans la rampe commune 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 30 40, le siège de vanne 42, un filtre 108 de siège de vanne, le solénoïde 76, le noyau 78, la bague amagnétique 80, le capuchon 82, la carcasse 84, le bouchon de fermeture 86 et un connecteur 48; c) souder la bague amagnétique 80 et le capuchon 82 ensemble puis 3064688 8 monter le noyau 78 dans la bague 80 et le capuchon 82 soudés ensemble ; d) monter le ressort 38 dans le corps 36; e) assembler la bague amagnétique 80, le capuchon 82 et le noyau 78 sur le corps 36 en insérant la bague 80 et capuchon 82 soudés ensemble dans 5 l'extrémité du corps 36 de vanne HPV du côté de la face de tête 52 du corps, la bague amagnétique 80 se vissant sur le corps 36; f) souder la bague amagnétique 80 dans le corps 36; g) monter le membre de vanne 40 dans le perçage 54 du corps 36; h) monter la bille 106 dans le siège de vanne 42 ; 10 i) 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 ; j) monter serrer le siège de vanne 42 dans la face de siège 50 du corps 36 de la vanne HPV 20 ; k) monter et serrer le corps 36 dans le logement 32, par exemple avec un 15 outil de vissage agencé complémentairement dans le moyen de serrage 62; 1) insérer la carcasse magnétique 84 sur le corps 36, la carcasse 84 venant en butée contre la face transverse 110 de la paroi élargie 33 de la rampe; m) surmouler le connecteur 48 et le solénoïde 76 ensemble ; n) assembler le connecteur 48 et le solénoïde 76 surmoulés ensemble sur la 20 bague 80 et le capuchon 82 soudés ensemble, le connecteur 48 et le solénoïde 76 étant inséré dans le logement 32 de sorte que la vanne HPV 20 est montée sans le bouchon de fermeture 86 dans le logement 32 de la rampe ; o) assembler le bouchon de fermeture 86 sur la vanne HPV 20 et visser complémentairement le bouchon de fermeture 86 sur le capuchon 82 afin de 25 maintenir le solénoïde 76 et de garantir une 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 30 siège de vanne 42 ce qui obture l'orifice de décharge 72. Lorsque la pression du 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 3064688 9 l'orifice de décharge 72 puis dans le canal d'évacuation 74. En fonctionnement, lorsque l'électroaimant 46 est alimenté, elle génère un champ magnétique qui passe successivement dans le corps 36 magnétique, le noyau 78 magnétique, le capuchon 82 magnétique, le bouchon de fermeture 86 5 magnétique, la carcasse 86 magnétique et la paroi élargie 33 magnétique de la rampe. LISTE DES REFERENCES UTILISEES 10 système de rampe commune 10 12 ensemble rampe commune et vanne haute pression 14 capteur haute pression 16 injecteur 18 rampe commune 20 vanne haute pression 15 22 première extrémité de la rampe 26 deuxième extrémité de la rampe 30 paroi de la rampe 31 canal longitudinal 32 logement 20 33 paroi élargie de la rampe 34 partie mécanique logement de siège de vanne 36 corps de vanne HPV 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 3064688 10 60 surface extérieure de guidage 62 moyen de serrage 68 tête plate de membre de vanne 70 extrémité pointue 5 72 orifice de décharge 74 canal d'évacuation 76 solénoïde 78 noyau 80 bague amagnétique 10 82 capuchon 84 carcasse 85 portion repliée transverse 86 bouchon de fermeture 94 chambre du noyau 15 106 bille de vanne HPV 108 filtre de siège de vanne 110 face transverse de la paroi élargie REVENDICATIONS1 Ensemble rampe et vanne haute pression (12), ensemble RHPV (12), adapté pour être monté dans un système d'injection diesel d'un moteur à combustion interne, l'ensemble RHPV (12) s'étendant le long d'un axe longitudinal (X) et comprenant: - une rampe commune (18) allongée selon l'axe longitudinal (X) et percée de sorte à définir une paroi (30) périphérique à un canal longitudinal (31), la dite paroi (30) s'élargissant à une première extrémité (22) pour former une paroi élargie (33) périphérique à un logement (32) apte à recevoir une vanne haute pression (20), vanne HPV (20), et ; - la vanne HPV (20) comprenant ; - un corps (36) s'étendant le long de l'axe (X) pourvu d'un perçage (54), - un membre de vanne (40) agencé coulissant dans le perçage (54) et coopérant avec un électroaimant (46) et un siège de vanne (42), - l'électroaimant (46) comprenant un solénoïde (76), un noyau (78) magnétique, une bague amagnétique (80), un capuchon (82) magnétique et une carcasse (84) magnétique pourvu d'une portion repliée transverse (85) et; -le siège de vanne (42) pourvu en son centre d'un orifice axial (72) de 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); caractérisé en ce que la portion repliée transverse (85) de la carcasse (84) s'appuie sur une face transverse (110) annulaire de la paroi élargie (33) de la rampe (18). 2. Ensemble RHPV (12) selon la revendication précédente, dans lequel l'électroaimant (46) de la vanne HPV (20) est alimenté et génère un champ magnétique qui passe successivement dans le corps (36) magnétique, le noyau (78) magnétique, le capuchon (82) magnétique, le bouchon de fermeture (86) magnétique, la carcasse (84) magnétique et dans la paroi élargie (33) magnétique de la rampe commune puis à nouveau dans le corps (36) magnétique de vanne 3064688 12 HPV. 3. Ensemble RHPV (12) selon l'une quelconque des revendications là 2, dans lequel le corps (36) est pourvu d'un moyen de serrage (62), le dit moyen de 5 serrage (62) étant adapté à recevoir un outil complémentaire de serrage adapté à serrer le corps (36) de la vanne HPV dans le logement (32) de la rampe. 4. Ensemble 1111PV (12) selon la revendication 3, dans lequel le moyen de serrage (62) est un moyen de vissage (62), le dit moyen de serrage (62) étant 10 adapté à recevoir un outil complémentaire de vissage adapté à visser le corps (36) de la vanne HPV dans le logement (32) de la rampe. 5. Méthode d'assemblage d'un ensemble RHPV (12) réalisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant les étapes suivantes : 15 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), le capuchon (82), la carcasse (84), le bouchon de fermeture (86) et un connecteur (48); 20 c) souder la bague (80) amagnétique et le capuchon (82) ensemble puis monter le noyau (78) dans la bague (80) et le capuchon (82) soudés ensemble ; d) monter le ressort (38) dans le corps (36) ; e) assembler la bague (80) amagnétique, le capuchon (82) et le noyau (78) 25 sur le corps (36) en insérant la bague (80) et le capuchon (82) soudés ensemble dans l'extrémité du corps (36) de vanne HPV du côté de la face de tête (52) du corps, la bague amagnétique (80) se vissant sur le corps (36) ; f) souder la bague amagnétique (80) dans le corps (36); 30 g) monter le membre de vanne (40) dans le perçage (54) du corps (36) ; h) monter la bille (106) dans le siège de vanne (42) ; i) 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) ; 3064688 13 j) monter serrer le siège de vanne (42) dans la face de siège (50) du corps (36) de la vanne HPV (20) ; k) monter et serrer le corps (36) dans le logement (32), par exemple avec un outil de vissage agencé complémentairement dans le moyen de serrage (62) ; 5 1) insérer la carcasse magnétique (84) sur le corps 36 de la vanne HPV, la carcasse (84) venant en butée contre la face transverse (110) de la paroi élargie (33); m) surmouler le connecteur (48) et le solénoïde (76) ensemble ; n) assembler le connecteur (48) et le solénoïde (76) surmoulés ensemble 10 sur la bague (80) et le capuchon (82) soudés ensemble, le connecteur (48) et le solénoïde (76) étant inséré dans le logement (32) de sorte que la vanne HPV (20) est montée sans le bouchon de fermeture (86) dans le logement (32) de la rampe ; o) assembler le bouchon de fermeture (86) sur la vanne HPV (20) et visser complémentairement le bouchon de fermeture (86) sur le capuchon (82) afin de 15 maintenir le solénoïde (76) et de garantir une étanchéité du solénoïde (76) et de la vanne HPV (20).