Brevet FR3064691A1 — publié le 20181005

DP-323641 Ensemble rampe commune 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 (acronyme anglais pour « high pressure valve ») 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 pour fermer le flux magnétique, 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 3064691 2 nouveau concept simple d'un ensemble rampe et vanne haute pression, appelé aussi ensemble RHPV. L'ensemble RHPV est adapté pour être monté dans un système d'injection diesel d'un moteur à combustion interne. L'ensemble RHPV s'étend le long d'un axe longitudinal et comprend: 5 - 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'élargit à une première extrémité pour former une paroi élargie périphérique à un logement apte à recevoir une vanne haute pression appelé aussi vanne HPV et ; - la vanne HPV comprenant ; 10 - un corps s'étendant le long de l'axe longitudinal pourvu d'un perçage, - un membre de vanne agencé coulissant dans le perçage du corps de vanne HPV et coopérant avec un électroaimant et un siège de vanne, - l'électroaimant comprenant un solénoïde, un noyau magnétique, 15 une bague amagnétique, un capuchon magnétique et une carcasse et; -le siège de vanne pourvu en son centre d'un orifice axial de décharge de carburant reliant la rampe commune à un canal d'évacuation formé à une extrémité pointue du membre de vanne s'étendant axialement. De plus la vanne HPV est entièrement insérée dans le logement de la première 20 extrémité de la rampe commune et ladite paroi élargie définit la carcasse magnétique de l'électroaimant. L'ensemble RHPV comprend de plus un bouchon de fermeture agencé en bout de la rampe. Le bouchon de fermeture est fixé sur le capuchon et en contact avec une face transverse de la paroi élargie de la rampe. Le bouchon de fermeture ferme le logement et assurant le bouclage du circuit 25 magnétique. Le corps comprend un moyen de serrage apte à recevoir un outil de serrage complémentaire de sorte que l'outil de serrage vient serrer le corps dans le logement. Dans une alternative au mode de réalisation le corps comprend un moyen de vissage apte à recevoir un outil de vissage complémentaire de sorte que l'outil de vissage vient visser le corps dans le logement. Une méthode 30 d'assemblage d'un ensemble RHPV décrit précédemment comprend les étapes suivantes : a) pourvoir la rampe commune; b) pourvoir le corps, une bille, un ressort, le membre de vanne, le siège de 3064691 3 vanne, un filtre de siège de vanne, le solénoïde, le noyau, la bague amagnétique, le capuchon, la carcasse, un bouchon de fermeture et un connecteur. La méthode d'assemblage de l'ensemble RHPV comprend de plus les étapes suivantes : k) monter et serrer le corps dans le logement, par exemple avec un outil de 5 vissage agencé complémentairement dans le moyen de serrage; m) assembler le connecteur et le solénoïde surmoulés ensemble sur la bague et le capuchon soudés ensemble, le connecteur et le solénoïde étant inséré dans le logement de la rampe de sorte que la vanne HPV est montée sans le bouchon de fermeture dans le logement de la rampe ; 10 n) assembler le bouchon de fermeture sur la vanne HPV et visser complémentairement sur le capuchon. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à 15 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 commune et vanne haute pression. La figure 2 est une vue en coupe de l'invention. 20 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, 25 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 10 d'un dispositif d'injection de carburant sous pression d'un moteur à combustion interne. 30 Selon la figure 1, le 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 3064691 4 and High Pressure Valve ») comprend une rampe commune 18 (appelé aussi communément rampe) 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. 5 L'ensemble RHPV 12 s'étend le long d'un axe longitudinal X. Selon les figures 1 et 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 10 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 30 périphérique à un canal longitudinal 31. La paroi 30 de la rampe définit un volume cylindrique destinée 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 une 15 paroi élargie 33 périphérique à un logement 32. Le logement 32 est agencé pour recevoir la vanne HPV 20. La paroi élargie 33 est de forme cylindrique et s'étend longitudinalement le long de l'axe X. La paroi élargie 33 comprend une surface intérieure cylindrique avec un diamètre intérieur supérieur au diamètre intérieur définissant la paroi 30 de la rampe commune. 20 Comme représenté dans la figure 2, le mode de réalisation de l'invention décrit une vue en coupe de la vanne HPV 20 qui s'étend le long de l'axe longitudinal X et qui est inséré dans le logement 32 de la rampe commune. 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 25 électromagnétique 44 comprenant un électroaimant 46 et un connecteur 48. Comme décrit dans la figure 2, 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 ayant une surface intérieure 58 et une surface extérieure 60 de guidage. 30 Le corps 36 comprend aussi au moins un moyen de serrage 62, par exemple un moyen de vissage 62, agencé dans la paroi 56 transversalement à l'axe longitudinal X. Le moyen de vissage 62 est apte à recevoir un outil de serrage (non représenté) adapté à fixer le corps 36 dans le logement 32 de la rampe 3064691 5 commune. L'outil de serrage peut être par exemple un outil de vissage. Dans une alternative au moyen de serrage, le corps 36 comprend une partie cylindrique cannelée (non représenté) agencée dans la surface extérieure 60 de guidage de la paroi. La partie cannelée est apte à recevoir complémentairement l'outil de 5 serrage 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 de vanne 42. Le membre de vanne 40 est de forme allongée s'étendant entre une tête plate 68 et une extrémité pointue 70. L'extrémité pointue 70 du membre de 10 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 à un canal d'évacuation 74 transversal débouchant formé à une extrémité du corps 36 et agencé entre le perçage longitudinal 54 et la surface extérieure 60 de guidage. 15 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 définie dans la paroi élargie 33 et un bouchon de fermeture 86. Le noyau 78 a une forme cylindrique pourvu d'une paroi délimitant un évidement longitudinal avec une ouverture. Le noyau 78 s'étend longitudinalement le long de l'axe 20 longitudinal X. Le noyau 78 est agencé dans une chambre du noyau 94 définie par le corps 36, la bague amagnétique 80 et le capuchon 82. La bague amagnétique 80 est agencée sur la surface extérieure 60 de guidage 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. 25 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 buté sur le logement 32. Le bouchon de fermeture 86 vient fermer la vanne HPV 20 dans le 30 logement 32 de la rampe commune. Le bouchon de fermeture 86 vient compléter le circuit magnétique de la valle HPV 20 en venant en butée contre la paroi élargie 33 de la rampe. Le bouchon de fermeture 86 est vissé sur le capuchon 82. Le connecteur 48 est un ensemble surmoulé comprenant une paroi périphérique 3064691 6 formant un corps de connecteur au centre duquel sont agencées des fiches métalliques électriquement reliées aux bornes du solénoïde 76. La carcasse 84 de l'électroaimant est définie à l'extrémité de la paroi élargie 33 de la rampe commune. La paroi élargie 33 a une épaisseur de paroi dans la zone définissant la 5 carcasse 84 inférieur à l'épaisseur de la paroi périphérique 30 et inférieur à l'épaisseur de la paroi élargie 33 au contact du corps 36 de la vanne HPV. La carcasse 84 de l'électroaimant est une extension de la paroi 30 du logement de la rampe commune, la carcasse 84 étant agencée dans le logement 32 du côté opposé au canal longitudinal 31. La carcasse 84 de l'électroaimant est définie au bout du 10 logement 32 de la première extrémité 22 de la rampe commune. Un des avantages de cette invention est que la carcasse 84 est réalisé dans la paroi élargie 33 de la rampe permettant de boucler le circuit magnétique. Selon la figure 2, la carcasse 84 est cylindrique avec une paroi coopérant avec le solénoïde 76. Le solénoïde 76 est agencé à l'intérieur de la carcasse 84. 15 La vanne HPV 20 est insérée entièrement dans le logement 32 de la première extrémité 22 de la rampe commune. La vanne HPV 20 est vissée dans le logement 32 de la rampe. Le logement 32 de la première extrémité de la rampe commune est de forme cylindrique et s'étend en bout définissant la carcasse 84 de l'électroaimant. Le bouchon de fermeture 86 est agencé en bout de la rampe 20 commune 18 et ferme le logement 32 dans lequel est entièrement logée la vanne HPV 20. Le bouchon de fermeture 86 vient se fixer sur le capuchon 82 et en butée sur une face transverse du logement 32. 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 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 de siège de vanne 108, le solénoïde 76, le noyau 30 78, la bague amagnétique 80, le capuchon 82, la carcasse 84, le bouchon de fermeture 86 et un connecteur 48 ; 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 ; 3064691 7 d) monter le ressort 38 dans le corps 36; e) assembler la bague 80 amagnétique, le capuchon 82 et le noyau 78 sur le corps 36 en insérant la bague 80 et capuchon 82 soudés ensemble dans l'extrémité du corps 36 de vanne HPV du côté de la face de tête 52 du 5 corps ; 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 ; i) monter serrer le filtre 108 de siège de vanne sur le siège de vanne 42 10 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 outil de vissage agencé complémentairement dans le moyen de serrage 62 ; 15 1) surmouler le connecteur 48 et le solénoïde 76 ensemble ; m) assembler le connecteur 48 et le solénoïde 76 surmoulés ensemble 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 ; 20 n) assembler le bouchon de fermeture 86 sur la vanne HPV 20 et visser complémentairement sur le capuchon 82 afin de 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 25 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 carburant dans la rampe commune 18 excède la limite préétablie, 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. 30 En fonctionnement, lorsque l'électroaimant est alimenté, elle génère un champ magnétique qui passe successivement dans le corps 36, le noyau magnétique 78, le capuchon 82, le bouchon de fermeture 86 et la carcasse 86 pourvu dans la rampe commune 18 puis à nouveau dans le corps 36 de vanne 3064691 8 HPV. LISTE DES REFERENCES UTILISEES 5 10 système de rampe commune 12 ensemble rampe commune et vanne haute pression 14 capteur haute pression 16 injecteur 18 rampe commune 10 20 vanne haute pression 22 première extrémité de la rampe 26 deuxième extrémité de la rampe 30 paroi périphérique de la rampe 31 canal longitudinal 15 32 logement 33 paroi périphérique élargie 34 partie mécanique 36 corps de vanne HPV 38 ressort 20 40 membre de vanne 42 siège de vanne 44 partie électromagnétique 46 électroaimant 48 connecteur 25 50 face de siège 52 face de tête 54 perçage longitudinal du corps 56 paroi cylindrique du corps 58 surface intérieure 30 60 surface extérieure de guidage 62 moyen de serrage 68 tête plate de membre de vanne 70 extrémité pointue 3064691 9 72 orifice de décharge 74 canal d'évacuation 76 solénoïde 78 noyau 5 80 bague amagnétique 82 capuchon 84 carcasse 86 bouchon de fermeture 94 chambre du noyau 10 106 bille de vanne HPV 108 filtre de siège de vanne 110 face transverse de la paroi périphérique 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 périphérique (30) 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 longitudinal (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) et, - l'électroaimant (46) comprenant un solénoïde (76), un noyau magnétique (78), une bague amagnétique (80), un capuchon magnétique (82) et une carcasse (84) 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) formé à une extrémité pointue (70) du membre de vanne s'étendant axialement, caractérisé en ce que la vanne HPV (20) est entièrement insérée dans le logement (32) de la première extrémité de la rampe commune, ladite paroi élargie (33) définissant la carcasse magnétique (84) de l'électroaimant. 2. Ensemble RHPV (12) selon la revendication précédente, comprend de plus un bouchon de fermeture (86) agencé en bout de la rampe (18), le bouchon de fermeture (86) étant fixé sur le capuchon (82) et en contact avec une face transverse (110) de la paroi élargie (33), le bouchon de fermeture (86) fermant le logement (32) et assurant le bouclage du circuit magnétique. 3064691 11 3. Ensemble RHPV (12) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le corps (36) comprend un moyen de serrage (62) apte à recevoir un outil de serrage complémentaire de sorte que l'outil de serrage vient serrer le corps (36) dans le logement (32). 5 4. Ensemble RHPV (12) selon la revendication 3, dans lequel le corps (36) comprend un moyen de vissage (62) apte à recevoir un outil de vissage complémentaire de sorte que l'outil de vissage vient visser le corps (36) dans le logement (32). 10 5. Méthode d'assemblage d'un ensemble RHPV (12) réalisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant les étapes suivantes : a) pourvoir la rampe commune (18); b) pourvoir le corps (36), une bille (106), un ressort (38), le membre de 15 vanne (40), le siège de vanne (42), un filtre de siège de vanne (108), le solénoïde (76), le noyau (78), la bague amagnétique (80), le capuchon (82), la carcasse (84), un bouchon de fermeture (86) et un connecteur (48), caractérisé en ce que la méthode d'assemblage comprend de plus les étapes suivantes : 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) ; m) assembler le connecteur (48) et le solénoïde (76) surmoulés ensemble sur la bague (80) et le capuchon (82) soudés ensemble, le connecteur (48) et le solénoïde (76) étant inséré dans le logement (32) de la rampe de sorte que la 25 vanne HPV (20) est montée sans le bouchon de fermeture (86) dans le logement (32) de la rampe ; n) assembler le bouchon de fermeture (86) sur la vanne HPV (20) et visser complémentairement sur le capuchon (82).