Brevet FR3076579A1 — publié le 20190712

Domaine de l'invention La présente invention a pour objet un dispositif de liaison étanche de la conduite haute pression reliant la pompe haute pression d'un système d'injection à haute pression à l'entrée d'alimentation de la rampe commune à travers la culasse du moteur à combustion interne, la culasse couvrant la rampe haute pression. Etat de la technique Selon l'état de la technique, de façon générale, la rampe commune ou rampe haute pression d'un système d'injection haute pression d'un moteur à combustion interne est généralement à l'extérieur de la culasse et au cas où la commune est à l'intérieur alors que la pompe haute pression est toujours à l'extérieur de la culasse, il faut traverser la culasse par un passage étanche au niveau de la ou des conduites haute pression reliant la pompe haute pression à la rampe. Ce type d'installation selon l'état de la technique est rela- tivement compliqué. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un dispositif de liaison étanche de la conduite haute pression reliant la pompe haute pression d'un système d'injection haute pression à la rampe commune par un montage simple et efficace. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de liaison étanche du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'il comprend : une coupelle d'étanchéité reliant la culasse à la rampe commune autour du conduit haute pression de la pompe, un embout fileté d'alimentation à l'entrée de la rampe commune, entouré d'une surface d'appui sur la rampe et qui reçoit l'écrou haute pression du conduit de la pompe, une ouverture dans la culasse face à l'embout de la rampe avec un bord de fixation, * la coupelle d'étanchéité venant en saillie dans la culasse à tra- vers son ouverture, * la coupelle étant munie d'un bord fixé de manière étanche au bord de l'ouverture de la culasse, et 2 * le fond de la coupelle ayant un orifice pour le passage de l'embout fileté, le fond étant serré de manière étanche autour de l'embout contre la surface d'appui de la rampe par un écrou vissé sur l'embout. 5 Le dispositif de liaison étanche selon l'invention a l'avantage d'être d'une réalisation particulièrement simple puisque l'étanchéité autour de la ou des conduites haute pression venant de la pompe pression se fait directement à l'entrée dans la rampe commune, ce qui est particulièrement avantageux comme gain de temps et comme 10 simplification de la réalisation. La coupelle en forme de pot, avec un bord de fixation à l'ouverture de la culasse se met en place de manière simple par des vis. Grâce à l'invention, la liaison entre la conduite haute pression et la chambre haute pression reste accessible de « l'extérieur 15 de la liaison étanche » puisque les moyens de liaison sont dans la cavité de la coupelle. De manière avantageuse, la coupelle est en une matière caoutchouteuse et comporte un soufflet entre son bord de fixation à l'ouverture de la culasse et son fond qui est fixé autour de l'embout. 20 La coupelle constitue ainsi un moyen de liaison évitant la transmission des vibrations générées par le fonctionnement des éléments à l'intérieur de l'enceinte de la culasse, vers l'extérieur. Cette coupelle absorbe également les différences dimensionnelles entre la rampe commune et la culasse. 25 Suivant une autre caractéristique avantageuse, le dispo- sitif de liaison comporte une rondelle d'appui engagée sur l'embout fileté au-dessus du fond et entourant l'embout et un écrou vissé sur l'embout pour presser de manière étanche, le fond contre la surface d'appui par l'intermédiaire de la rondelle, l'écrou laissant libre l'extrémité filetée de 30 l'embout pour recevoir un écrou haute pression bloquant de manière étanche le conduit de la pompe contre l'embout. Cette forme de réalisation de l'étanchéité au niveau de l'embout fileté est particulièrement simple et efficace. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le dispo- 35 sitif de liaison étanche comporte une rondelle d'appui flexible, engagée 3 sur l'embout au-dessus du fond autour de l'embout pour appuyer le fond de manière étanche autour de l'embout contre la surface d'appui de la rampe, et un écrou haute pression vissé sur l'embout pour serrer de manière étanche le conduit haute pression de la pompe contre 5 l'embout et muni d'un prolongement en forme de manchon pour ap- puyer la rondelle flexible contre le fond de la coupelle et réaliser l'étanchéité par rapport à la rampe. Cette forme de réalisation n'utilise qu'un seul écrou, à savoir l'écrou haute pression qui a ainsi la double fonction d'assurer l'étanchéité entre le fond de la coupelle et la surface 10 d'appui autour de l'embout et d'autre part, l'étanchéité entre la conduite haute pression et l'entrée de l'embout. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le prolongement de l'écrou haute pression est un manchon lisse de diamètre supérieur à l'entrée filetée et l'embout a une partie lisse à sa base, seule 15 son extrémité étant filetée pour recevoir l'entrée filetée de l'écrou. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la rondelle d'appui se compose d'une couronne extérieure de grand diamètre, reliée par une transition tronconique à une couronne intérieure de petit diamètre, la couronne extérieure s'appuyant contre le fond et la cou- 20 ronne intérieure recevant le prolongement en forme de manchon de l'écrou haute pression. L'invention a également pour objet un moteur à combustion interne à injection haute pression équipé d'une rampe commune et ayant un ou plusieurs dispositifs de liaison étanche de la conduite 25 haute pression reliant la pompe haute pression à l'extérieur de la cu- lasse jusqu'à l'entrée d'alimentation de la rampe commune à l'intérieur de la culasse, cette liaison se faisant à travers la culasse du moteur, ce dispositif de liaison étanche comprenant : une coupelle d'étanchéité reliant la culasse à la rampe commune 30 autour du conduit haute pression de la pompe, un embout fileté d'alimentation à l'entrée de la rampe commune, entouré d'une surface d'appui sur la rampe et qui reçoit l'écrou haute pression du conduit de la pompe, une ouverture dans la culasse face à l'embout de la rampe avec un 35 bord de fixation, 4 * la coupelle d'étanchéité venant en saillie dans la culasse à travers son ouverture, * la coupelle étant munie d'un bord fixé de manière étanche au bord de l'ouverture de la culasse, et 5 * le fond de la coupelle ayant un orifice pour le passage de l'embout fileté, le fond étant serré de manière étanche autour de l'embout contre la surface d'appui de la rampe par un écrou vissé sur l'embout. Dessins 10 La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation d'un dispositif de liaison étanche de la conduite haute pression à la rampe commune à travers la culasse représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en plan schématique du dessus du moteur 15 avec la rampe commune et son alimentation par la pompe haute pression, la figure 2 est une vue schématique de détail du dispositif de liaison étanche selon un premier mode de réalisation, les figures 3A-3C montrent schématiquement trois étapes 20 d'assemblage du dispositif de liaison étanche de la figure 2, la figure 4 est une vue schématique en coupe d'un second mode de réalisation du dispositif de liaison étanche, la figure 5 est une vue schématique agrandie du dispositif de liaison étanche de la figure 1. 25 Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 est une vue de dessus simplifiée d'un moteur à combustion interne 1 équipé d'une rampe commune ou rampe haute pression 2 fixée au moteur. La rampe commune 2 est reliée aux injecteurs 11 par des conduites haute pression 12. Son alimentation en car- 30 burant haute pression est assurée par une pompe haute pression 3 à laquelle elle est reliée par un ou deux conduits haute pression 31 en fonction du débit de la rampe 2, pour utiliser des conduits de section réduite. La rampe 2 est fixée au moteur 1 dans l'enceinte 13 de la 35 culasse 14 qui couvre les composants du moteur situés au-dessus des 5 cylindres. Cette enceinte 13 est délimitée par un contour rectangulaire qui constitue le bord de fixation de la culasse 14. L'enceinte 13 couverte par la culasse 14 reçoit du lubrifiant et doit pour cela être fermée de manière étanche. Comme la pompe 5 haute pression 3 est montée à l'extérieur de la culasse 14, elle doit être traversée de manière étanche par la liaison d'alimentation entre la pompe 3 et la rampe 2. Cette liaison par le conduit ou les conduits 31 reliant la pompe 3 à la rampe commune 2 est réalisée par un dispositif de liaison étanche 100 selon l'invention. Ce dispositif de liaison étanche 10 100 sera décrit de manière détaillée à l'aide de deux modes de réalisa- tion représentés aux figures 2-5. Dans la vue de la figure 1, la liaison d'alimentation de la rampe 2 est réalisée par deux conduits 31. Chaque conduit 31 est relié séparément à la rampe 2. La description suivante se limitera à celle 15 d'une liaison avec un seul conduit 31. Selon la figure 2 complétée par les figures 3A-3C, la rampe 2 comporte, outre les sorties 21 vers les injecteurs 11, une entrée de liquide haute pression alimentée par la pompe 3. Cette entrée de la chambre haute pression de la rampe 2 est formée par un dôme 22 20 muni d'un embout fileté 23 entouré par une surface d'appui 24 plane. En regard de l'emplacement du dôme 22 et de l'embout fileté 23, la culasse 14 a une ouverture 141 bordée par un épaulement 142 muni de perçages taraudés 143 pour recevoir des vis de fixation 144. 25 L'étanchéité entre la rampe 2 et l'ouverture 141 est réali- sée par une coupelle d'étanchéité 4 munie d'un bord replié 41 et dont la paroi a un soufflet 42 relié au fond 43. Le fond 43 a un orifice 431 pour installer la coupelle d'étanchéité 4 à travers l'ouverture 141 autour de l'embout fileté 23 traversant l'orifice 431. Un écrou 45 est vissé sur 30 l'embout 23 et serre le fond 43 par l'intermédiaire d'une rondelle 44. Ainsi, le fond 43 est appuyé de manière étanche contre la surface d'appui 24 du dôme 22 autour de l'embout 23. Le bord replié 41 de la coupelle 4 est logé dans l'épaulement 142 pour y être bloqué par les vis 144 logées dans les per- 6 çages taraudés 143 pour réaliser ainsi l'étanchéité entre la coupelle 4 et la culasse 14. La coupelle 4 est de préférence en une matière caoutchouteuse et l'élasticité de son soufflet 42 compense les éventuelles dif- 5 férences ou variations dimensionnelles entre la surface d'appui 24 du dôme 22 et l'ouverture 141 de la culasse 14. Cette étape de mise en place de la coupelle d'étanchéité 4 est présentée aux figures 3A, 3B. La figure 3B montre la coupelle 4 mise en place dans l'ouverture 141 et fixée au bord de celle-ci. La fixation du fond 43 contre 10 la surface d'appui 24 est en attente, seule la rondelle 44 engagée sur l'embout 23 étant représentée. La figure 3C montre la fixation du fond 43 par le serrage de l'écrou 45 appuyant de manière étanche le fond 43 contre la surface d'appui 24 par l'intermédiaire de la rondelle 44. L'écrou 45 vissé laisse 15 libre le filetage de l'extrémité avant 231 de l'embout 23. La figure 3C esquisse la fin du montage du dispositif de liaison étanche 100 entre la pompe haute pression 3 et la rampe 2 par la fixation de l'extrémité du conduit 31 venant de la pompe 3 sur l'embout 23 à l'aide d'un écrou haute pression 5 présenté en attente 20 devant l'embout 23. L'écrou haute pression 5 est une pièce épaisse, munie d'une entrée filetée 51 longue se prolongeant par un épaulement 52 et un orifice évasé 53. L'écrou 5 est enfilé sur le conduit 31 dont la collerette 32 est retenue contre l'épaulement 52. En fin d'assemblage, le collet 32 est serré contre le bord 232 de l'embout 23 comme le montre 25 la figure 2. En résumé, selon le mode de réalisation décrit ci-dessus, le dispositif de liaison étanche 100 du passage du conduit haute pression 31 reliant la sortie de la pompe haute pression 3 à l'entrée 21 d'alimentation de la rampe 2 est situé au niveau de la rampe 2. Il se 30 compose comme décrit des éléments suivants : l'ouverture 141 de la culasse 14, l'embout fileté 23 entouré à sa base par la surface d'appui d'étanchéité 24, la coupelle d'étanchéité 4 dont le fond 43 est traversé par l'embout 35 23, 7 l'écrou 45 serrant le fond 43 contre la surface d'appui 24, et l'écrou haute pression 5 serrant l'extrémité du conduit 31 contre l'embout 23. Il convient de souligner que ce dispositif de liaison 5 étanche 100 est logé pratiquement complètement dans la coupelle 4 qui en fait partie et ce montage ne dépasse pas du contour de la culasse 14. La figure 4 montre un deuxième mode de réalisation du dispositif de liaison étanche 100a qui est une légère variante du premier mode de réalisation et sera décrit ci-après en utilisant les mêmes réfé- 10 rences que ci-dessus pour désigner les mêmes éléments ; les éléments équivalents utilisent les mêmes références complétées par le suffixe «a ». Le dispositif de liaison étanche 100a de ce mode de réalisation, reliant la pompe haute pression 3 à la rampe commune 2, se 15 compose d'un embout fileté 23a issu du dôme 22 de la rampe 2; l'embout 23a est entouré de la surface d'appui 24 du dôme 22. L'étanchéité entre la rampe 2 et la culasse 4 est réalisée par la coupelle d'étanchéité 4 fixée par son bord replié 41 à l'épaulement 142 de l'ouverture 141 par les vis 144. Le fond de la cou- 20 pelle 4 est engagé par son orifice 431 sur l'embout fileté 23a. Cet embout fileté 23a comporte à sa base, une partie lisse 233a et seule son extrémité avant 231a est filetée. Le fond 43 est appuyé contre la surface d'appui 24 autour de l'embout 23a par une rondelle flexible 44a poussée par l'écrou 25 haute pression 5a reliant le conduit 31 par son collet 32 au bord 232a de l'embout 23a, l'écrou 5a étant vissé sur la partie filetée 231a. Pour assurer cette double fonction : d'étanchéité de la coupelle 4 par rapport à la rampe 2, de serrage du conduit 31 contre l'embout 23a, 30 l'écrou haute pression 5a a un prolongement 54a en forme de manchon devant son entrée filetée 51a. Ce prolongement 54a est un manchon lisse sans filetage intérieur et son diamètre intérieur est supérieur à celui de l'entrée filetée 51a pour ne pas venir en contact avec le filetage de l'extrémité avant 231a et ne pas gêner le 35 vissage de l'écrou haute pression 5a. 8 L'écrou 5a se poursuit au-delà de sa partie filetée de l'entrée 51a par un épaulement 52a pour accrocher le collet 32 du conduit haute pression 31 et par un orifice arrière 53a évasé. La rondelle flexible 44a est de forme étagée avec une cou- 5 ronne extérieure 441a de grand diamètre reliée par une partie tronco- nique 442a à une couronne intérieure 443a de petit diamètre. La couronne extérieure 441a est appuyée sur le fond 43 de la coupelle 4 autour de son orifice 431 pour presser le fond 43 contre la surface d'appui 24 entourant l'embout 23a; la couronne intérieure 10 443a est poussée par le prolongement 54a de l'écrou 5a. La rondelle 44a fonctionne ainsi comme une rondelle Belleville et absorbe les écarts dimensionnels que peut générer le vissage de l'écrou 5a sur l'embout fileté 23a réalisant sa double fonction. En résumé, ce mode de réalisation du dispositif de liaison 15 étanche 100a pour le passage du conduit haute pression 31 reliant la sortie de la pompe haute pression 3 à l'entrée 21 d'alimentation de la rampe commune 2, est formé des éléments suivants : l'ouverture 141 dans la culasse 14, l'embout fileté 23a entouré à sa base par la surface d'appui 20 d'étanchéité 24 du dôme 22 de la rampe, la coupelle d'étanchéité 4 dont le fond 43 est traversé par l'embout 23a, l'écrou haute pression 45a muni, à l'avant, d'un prolongement lisse 44a venant appuyer sur la rondelle 44a et presser le fond 43 de la 25 coupelle contre la surface d'étanchéité 24. L'écrou haute pression 5a est aussi vissé sur l'extrémité de l'embout pour réaliser la liaison étanche entre le conduit haute pression 31 venant de la pompe et l'embout d'alimentation 23a. Comme le mode de réalisation précédent, ce dispositif de 30 liaison étanche 100a est logé pratiquement complètement dans la cou- pelle 4 faisant partie de ce dispositif de liaison et l'ensemble ne dépasse pas du contour de la culasse 14. Comme décrit ci-dessus, la figure 1 présente un mode de réalisation du dispositif de liaison étanche 100 appliqué à deux con- 35 duits haute pression 31 reliant la pompe 3 à la rampe commune 2. Ce 9 dispositif de liaison 100 se compose, comme cela apparaîtra de façon plus détaillée dans la vue agrandie à la figure 5, par une coupelle 4 dont le fond 43 est traversé par deux embouts filetés 23 réalisés comme dans le mode de réalisation de la figure 2. 5 La rampe commune 2 a deux dômes 22 avec chacun un embout 23 entouré d'une surface d'appui 24 pour réaliser l'étanchéité du fond 43 de la coupelle 4 autour de chacun des deux orifices 431. Le montage est celui de la figure 2, dédoublé, appliqué à une coupelle commune 4. L'étanchéité réalisée au niveau de chacun des embouts 10 d'alimentation 23 est indépendante pour chaque traversée et corres- pond ainsi à un simple doublement du dispositif de liaison 100 représenté à la figure 2. Le double passage dans le fond 43 de la coupelle 4 pourrait également se réaliser en doublant le montage de la figure 4 appliqué au fond d'une même coupelle 4. 15 Dans les deux modes de réalisation, le dispositif de liai- son étanche 100, 100a selon l'invention, réalise l'étanchéité de la culasse 14 par la coupelle d'étanchéité 4 au niveau de l'embout d'alimentation 23, 23a de la rampe commune 2 et non sur le conduit haute pression 31 venant de la pompe haute pression 3, à la traversée 20 de la culasse 14. La coupelle 4 qui constitue le joint d'étanchéité est fixée par son bord 41 au bord 142 de l'ouverture 141 de la culasse 14. 25 10 NOMENCLATURE 100, 100a Dispositif de liaison étanche entre la pompe haute pression et la rampe commune d'injection 1 Moteur à combustion interne 5 11 Injecteur 12 Conduite haute pression 13 Enceinte 14 Culasse 141 Ouverture 10 142 Epaulement/bord de fixation 143 Perçage taraudé 144 Vis de fixation 2 Rampe commune/rampe haute pression 21 Sortie vers un injecteur 15 22 Dôme 23 Embout fileté 23 la Extrémité avant 232 Bord de l'embout 233a Partie lisse 20 24 Surface d'appui 3 Pompe haute pression 31 Conduit haute pression entre la pompe et la rampe 32 Collet du conduit 4 Coupelle d'étanchéité 25 41 Bord replié 42 Soufflet 43 Fond 431 Orifice dans le fond 44 Rondelle 30 44a Rondelle 441a Couronne extérieure 442a Partie tronconique 443 Couronne intérieure 5, 5a Ecrou haute pression 35 51, 51a Entrée filetée 11 52, 52a Epaulement 53, REVENDICATIONS1°) Dispositif de liaison étanche de la conduite haute pression reliant la pompe haute pression à l'entrée d'alimentation de la rampe commune à travers la culasse du moteur, couvrant la rampe commune dans un sys- tème d'injection haute pression d'un moteur à combustion interne, dispositif de liaison étanche caractérisé en ce qu'il comprend : - une coupelle d'étanchéité (4) reliant la culasse (14) à la rampe commune (2) autour du conduit haute pression (31) de la pompe (3), un embout fileté (23, 23a) d'alimentation à l'entrée de la rampe commune (2), entouré d'une surface d'appui (24) sur la rampe (2) et qui reçoit l'écrou haute pression (5, 5a) du conduit (31) de la pompe (3), une ouverture (141) dans la culasse (14) face à l'embout (23, 23a) de la rampe (2) avec un bord de fixation (142), * la coupelle (4) d'étanchéité (4) venant en saillie dans la culasse (4) à travers son ouverture (141), * la coupelle étant munie d'un bord (41) fixé de manière étanche au bord de l'ouverture (141) de la culasse (14), et * le fond (43) de la coupelle (4) ayant un orifice (431) pour le passage de l'embout (23, 23a) fileté, le fond (43) étant serré de manière étanche autour de l'embout (23, 23a) contre la surface d'appui (24) de la rampe par un écrou vissé sur l'embout (23). 2°) Dispositif de liaison étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte : une rondelle d'appui (44) engagée sur l'embout fileté (23) au-dessus du fond (43) et entourant l'embout (23), et un écrou (45) vissé sur l'embout (23) pour presser de manière étanche, le fond (43) contre la surface d'appui (24) par l'intermédiaire de la rondelle (44), l'écrou (45) laissant libre l'extrémité filetée (231) de l'embout (23) pour recevoir un écrou haute pression (5) bloquant de manière étanche le conduit (31) de la pompe (3) contre l'embout (23). 13 3°) Dispositif de liaison étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte : une rondelle d'appui flexible (44a), engagée sur l'embout (23a) au-dessus du fond (43) autour de l'embout (23a) pour appuyer le fond 5 (43) de manière étanche autour de l'embout (23a) contre la surface d'appui (24) de la rampe (2), et un écrou haute pression (5a) vissé sur l'embout (23a) pour serrer de manière étanche le conduit haute pression (31) de la pompe (3) contre l'embout (23a) et muni d'un prolongement (54a) en forme de 10 manchon pour appuyer la rondelle flexible (44a) contre le fond (43) de la coupelle (4) et réaliser l'étanchéité par rapport à la rampe (2). 4°) Dispositif de liaison étanche selon la revendication 3, caractérisé en ce que 15 le prolongement (54a) de l'écrou haute pression (5a) est un manchon lisse de diamètre supérieur à l'entrée filetée (51a) et l'embout (23a) a une partie lisse (233a) à sa base, seule son extrémité (231a) étant filetée pour recevoir l'entrée filetée (51a) de l'écrou (5a). 20 5°) Dispositif de liaison étanche selon la revendication 3, caractérisé en ce que la rondelle d'appui (44a) se compose d'une couronne extérieure (441a) de grand diamètre, reliée par une transition tronconique (442a) à une couronne intérieure (443a) de petit diamètre, 25 la couronne extérieure (441a) s'appuyant contre le fond (43), et la couronne intérieure (443a) recevant le prolongement en forme de manchon (54a) de l'écrou haute pression (5a). 6°) Dispositif de liaison étanche selon la revendication 1, 30 caractérisé en ce que la coupelle (4) est en une matière caoutchouteuse et comporte un soufflet (42) entre son bord de fixation (41) et son fond (43). 7°) Moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de liaison 35 étanche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant : 14 une coupelle d'étanchéité (4) reliant la culasse (14) à la rampe commune (2) autour du conduit haute pression (31) de la pompe (3), un embout fileté (23, 23a) d'alimentation à l'entrée de la rampe 5 commune (2), entouré d'une surface d'appui (24) sur la rampe (2) et qui reçoit l'écrou haute pression (5, 5a) du conduit (31) de la pompe (3), une ouverture (141) dans la culasse (14) face à l'embout (23, 23a) de la rampe (2) avec un bord de fixation (142), 10 * la coupelle (4) d'étanchéité (4) venant en saillie dans la culasse (4) à travers son ouverture (141), * la coupelle étant munie d'un bord (41) fixé de manière étanche au bord de l'ouverture (141) de la culasse (14), et * le fond (43) de la coupelle (4) ayant un orifice (431) pour le 15 passage de l'embout (23, 23a) fileté, le fond (43) étant serré de manière étanche autour de l'embout (23, 23a) contre la surface d'appui (24) de la rampe par un écrou vissé sur l'embout (23). 20