Domaine technique de l'invention
[0001] La présente invention concerne un moteur thermique de véhicule automobile.
[0002] La présente invention concerne plus particulièrement un couvercle de protection d'une
rampe à carburant pour alimenter des injecteurs de carburant aptes à injecter du carburant
dans des chambres à combustion dudit moteur.
[0003] La présente invention concerne un système de recueil de carburant en retour desdits
injecteurs.
Etat de la technique
[0004] De manière connue, un moteur thermique de véhicule automobile comporte un carter-cylindres
surmonté par une culasse ; ledit carter-cylindres des cylindres dans chacun desquels
un piston est animé d'un mouvement en coulissement selon l'axe du cylindre et qui
sont limités en partie supérieure par la culasse. La culasse comprend des canalisations
d'admission d'air et/ou de gaz et des canalisations d'échappement des gaz brulés,
lesdites canalisations débouchent de la culasse dans les cylindres par des ouvertures
qui sont commandées par des soupapes. La culasse comprend également des conduits tubulaires
donnant également dans les cylindres, dans lesdits conduits sont enfoncés des injecteurs
de carburant aptes à injecter du carburant dans les cylindres. Le mélange de carburant
et d'air frais est brulé dans les cylindres et permet le coulissement du piston. Du
carburant est donc amené à haute pression aux injecteurs par des tuyaux depuis une
rampe à carburant agencée en partie supérieure de la culasse. Le fonctionnement des
injecteurs implique un débit de fuite de carburant, débit de fuite à basse pression.
Cette fuite de carburant doit alors être amenée à un réservoir de carburant. De même,
le fonctionnement de la rampe à carburant haute pression génère un également un débit
de fuite de carburant qui est également ramené vers ledit réservoir de carburant.
Ledit réservoir est ainsi connecté d'une part à une jonction de retour de carburant
de chacun des injecteurs et d'autre part à une jonction de retour de la rampe à carburant.
[0005] De manière connue, la rampe, les injecteurs et les tuyaux sont agencés en partie
supérieure de la culasse et recouverts par un couvercle de protection.
[0006] La présente invention se rapporte à un boîtier de protection pour un système d'injection
de moteur à combustion interne destiné aux véhicules automobiles. Les systèmes d'injection
des véhicules automobiles sont généralement montés en partie haute du moteur, lequel
comporte des cylindres refermés par une culasse. Chaque cylindre comprend un piston
dont la surface supérieure forme avec la culasse une chambre de combustion. On injecte
le carburant dans la chambre de combustion au moyen d'injecteurs, Les systèmes d'injection
comprennent une rampe d'injection montée sur la culasse du moteur et située entre
une pompe d'injection et les injecteurs. La rampe d'injection est alimentée sous haute
pression en carburant par la pompe et elle est reliée aux injecteurs par des conduites.
Elle constitue ainsi une réserve de carburant sous pression et les injecteurs, à une
fréquence déterminée en fonction de la vitesse de rotation du moteur, injectent le
carburant dans les chambres de combustion. Un inconvénient de ces systèmes d'alimentation
réside notamment' dans la nature des raccords des conduites, à la fois sur fa rampe
d'injection et sur les injecteurs. Ces raccords sont généralement des liaisons à vis
et ils peuvent présenter des risques de fuites. Le carburant provenant de ces fuîtes,
liquide ou vaporisé, est susceptible de se répandre dans l'environnement au moteur.
Pour prévenir la projection de carburant due aux fuîtes, il a été Imaginé, par exemple
dans le document
EP1172551, de recouvrir complètement le système d'injection avec un boîtier en englobant les
injecteurs, les conduites et la rampe d'injection. Toutefois, un tel boîtier est fort
encombrant et il n'est pas adapté aux moteurs où l'injection est réalisée en face
avant pour lesquels l'espace disponible est réduit.
[0007] Le but de l'invention est de remédier à ces problèmes et un des objets de l'invention
est un système de retour de carburant depuis les injecteurs et la rampe haute pression.
[0008] Un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est alors de
fournir un boîtier qui permette d'éviter de trop nombreuses connexions pour le retour
de carburant depuis les injecteurs et depuis la rampe d'injection de carburant tout
en assurant la fiabilité desdites connexions.
[0009] A cet effet, la présente invention propose un boîtier de protection pour un système
d'injection d'un moteur à combustion interne, ledit système d'injection comprenant
une rampe d'injection qui est alimentée par une pompe et qui est reliée par des conduites
à des injecteurs montés dans une culasse dudit moteur, ledit boîtier comportant une
paroi dont les bords inférieurs libres sont destinés à joindre de façon étanche ladite
culasse, et ladite paroi étant adaptée à s'étendre pour entourer et recouvrir ladite
rampe d'injection et lesdits injecteurs.
Présentation de l'invention
[0010] La présente invention concerne plus particulièrement un système de retour de carburant
d'un dispositif d'alimentation haute pression de carburant d'un moteur thermique de
véhicule automobile, ledit dispositif étant fixé en partie supérieur d'une culasse
et comprenant :
- une rampe d'injection de carburant haute pression connectée à au moins
- un injecteur de carburant
caractérisé en ce que ledit système de retour de carburant est fixé à un couvercle
de protection du dispositif recouvrant la rampe, le au-moins un injecteur ainsi que
toutes les connexions entre la rampe et le au-moins un injecteur.
[0011] De manière avantageuse, le système de retour de carburant est fixé à un couvercle
de protection du dispositif recouvrant globalement la rampe d'injection de carburant
et le ou les injecteurs de carburant agencés sur une paroi supérieure de la culasse,
ce qui réduit l'encombrement sur ladite paroi supérieure et facilite le montage de
l'ensemble.
[0012] Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- le système comporte une canalisation connectée de façon étanche par enfoncement avec
un embout de retour de carburant du au-moins un injecteur.
[0013] De manière avantageuse, le système de retour de carburant comporte une canalisation
connectée avec un embout de retour de carburant du au-moins injecteur, ledit embout
permet une connexion par enfoncement avec un raccord en vis-à-vis de la canalisation
pour obtenir une connexion étanche de façon fluidique, rendant ainsi le montage plus
facile.
- la connexion de la canalisation avec l'embout du au-moins un injecteur est une connexion
rapide et réversible.
[0014] De manière avantageuse, la connexion entre la canalisation et le au-moins un injecteur
est une connexion rapide pour faciliter le montage du couvercle de protection. En
effet, la fixation rapide de la canalisation de retour de carburant avec l'embout
du au-moins un injecteur permet d'améliorer le montage de l'ensemble du dispositif
de retour de carburant et du couvercle de protection et de réduire le temps de montage.
[0015] La connexion est réversible pour permettre de désolidariser facilement la canalisation
de l'embout de l'injecteur lors de l'accès par exemple à l'injecteur pour remplacement.
- l'embout de retour de carburant est dirigé selon l'axe du au-moins un injecteur cylindrique.
[0016] De manière avantageuse, l'embout de retour de carburant du au-moins un injecteur
est dirigé selon l'axe du au-moins un injecteur cylindrique et pointé du côté opposé
à la culasse, ce qui permet une connexion simple et rapide de la rampe de retour de
carburant qui vient se fixer sur l'embout par un mouvement selon une direction sensiblement
orthogonale au plan de paroi de la culasse, sensiblement identique au mouvement de
fixation du couvercle de protection sur la culasse.
- la canalisation comporte une connexion étanche de façon fluidique, par enfoncement
avec un embout de retour de carburant de la rampe d'injection.
[0017] De manière avantageuse, la canalisation de retour comporte une connexion étanche
de façon fluidique, par enfoncement avec un embout de retour de la rampe d'injection
pour faciliter le montage du dispositif, sensiblement analogue à la connexion antre
ladite canalisation et l'embout du au-moins un injecteur, ce qui permet un montage
simple de l'ensemble des connexions des différents éléments de retour de carburant
avec la canalisation.
- la connexion entre la canalisation et l'embout de retour de carburant de la rampe
d'injection est une connexion rapide et réversible.
[0018] De manière avantageuse, la connexion entre la canalisation de retour de carburant
et l'embout de retour de carburant de la rampe d'injection est une connexion rapide
pour faciliter le montage de l'ensemble du dispositif de retour. La connexion rapide
permet une étanchéité fluidique du raccord, la pression du carburant étant basse dans
la canalisation de retour de carburant.
[0019] La connexion est réversible pour permettre de désolidariser facilement la canalisation
de l'embout de la rampe d'injection lors de l'accès par exemple à ladite rampe pour
une opération particulière.
- l'embout de retour de carburant de la rampe d'injection est selon une direction parallèle
à l'axe du au-moins un injecteur.
[0020] De manière avantageuse, la connexion entre la canalisation avec la rampe d'injection
et la canalisation est dirigée selon une direction parallèle à l'axe du au au-moins
un injecteur, ce qui permet d'avoir le même mouvement de fixation de la canalisation
avec les embouts de retour des différents éléments d'injection de carburant.
- la canalisation comporte des embouts de réception aptes à coopérer avec les embouts
de retour de carburant du au-moins un injecteur et de la rampe d'injection.
[0021] De manière avantageuse, la canalisation comporte des embouts aptes à coopérer avec
les embouts de retour des différents éléments d'injection de carburant qui sont le
au-moins un injecteur et la rampe d'injection. Lesdits embouts formant avec les embouts
de retour desdits différents éléments d'injection des connexions rapides de type mâle/femelle
étanches de façon fluidique. Le montage de l'ensemble est donc aisé.
- la canalisation débouche par une face latérale du couvercle par un embout de raccordement.
[0022] De manière avantageuse, la canalisation comporte un embout de raccordement débouchant
d'une face latérale du couvercle de protection pour être connecté avec un réservoir
de carburant. L'embout de raccordement permet de disposer ainsi d'un ensemble modulaire
et homogène de retour de carburant comprenant le couvercle, le au-moins un injecteur
et la rampe d'injection.
- la canalisation est partie du couvercle de protection.
[0023] De manière avantageuse, la canalisation de retour de carburant est partie du couvercle
de protection ; ainsi ledit couvercle peut comprendre une protubérance tubulaire s'étendant
depuis une paroi plane du couvercle et plus précisément d'un plafond d'une chambre
délimitée par la paroi plane de la culasse et le couvercle de protection qui présente
une forme de coque avec une base sensiblement rectangulaire. Ainsi le couvercle comporte
une canalisation de retour avec ses embouts de retour dont les positions sont ajustés
au-dessus des embouts de retour de carburant de la rampe d'injection et du au-moins
un injecteur.
- la fixation du couvercle de protection au-dessus de la culasse recouvrant le système
de retour de carburant sur la culasse entraine la connexion des embouts de retour
de carburant d'un injecteur et de la rampe d'injection en coopération avec les embouts
de réception de la canalisation.
Brève description des figures
[0024] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de
la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés
à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels
:
- la figure 1 est une vue schématique d'un ensemble d'injection de carburant pour un
moteur thermique.
- la figure 2 est une vue schématique d'un couvercle de protection selon l'invention.
- la figure 3 est une vue schématique de dessous du couvercle de protection.
- la figure 4 est une vue schématique de la fixation du dispositif de retour de carburant.
- la figure 5 est une vue schématique d'une coupe transversale de la fixation du dispositif
de retour de carburant.
Description détaillée des figures
[0025] Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent
des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.
[0026] Les termes supérieur/inférieur se réfèrent à un positionnement en hauteur selon un
axe vertical perpendiculaire au plan du véhicule passant par les essieux de roues
dudit véhicule.
[0027] De manière générale, un moteur thermique ou à combustion interne de véhicule automobile
comprend un carter-cylindres surmonté d'une culasse (non représentés), ces deux éléments
délimitent des chambres à combustion. Dans la culasse, sont creusés des conduits tubulaires
adaptés à loger des injecteurs 11 destinés à envoyer du carburant dans une des chambres
de combustion (non représentées). Le carburant est issu d'une rampe d'injection 12
par un tuyau d'alimentation 13 reliant un connecteur de sortie 14 de ladite rampe
à un connecteur d'entrée 15 de l'injecteur 11. Le carburant issu de la rampe d'injection
est à très haute pression, de l'ordre de 1000 à 3000 bars. Pour assurer le fonctionnement
de l'injection, il est nécessaire de disposer d'un circuit de retour de carburant
dans lequel la pression du carburant est bien plus basse de l'ordre de 1 à 3 bars.
Le circuit de retour de carburant permet la récupération du carburant excédentaire
ou des fuites du circuit d'injection. Le combustible retourne par un tube basse pression
au réservoir. Avec les injecteurs des systèmes d'injection Diesel et essence modernes,
une partie du carburant est utilisée pour commander hydrauliquement la levée de l'aiguille.
Lors de l'ouverture de l'injecteur, un débit de commande est donc créé, lequel est
évacué dans le circuit de retour. Il ne s'agit donc pas à proprement parler d'un débit
de fuite, mais d'un retour de carburant associé au fonctionnement normal de l'injecteur
11. Ledit circuit de retour de carburant comprend un système de retour de carburant
10 agencé sur une paroi supérieure de la culasse.
[0028] Tel que représenté en figures 2 à 5, le système de retour de carburant comprend une
canalisation de retour 50 de carburant fixée parallèlement à une paroi plane 16 d'un
couvercle de protection 17, ladite paroi plane forme un plafond d'une chambre délimitée
par la paroi supérieure de la culasse et le couvercle, dans laquelle sont agencés
la rampe d'injection 12 et les injecteurs 11. Le couvercle de protection 17 est formé
par des parois verticales 18, deux parois longitudinales jointes à deux parois transversales,
lesdites parois verticales sont surmontées par la paroi plane 16.
[0029] Les injecteurs 11 de carburant selon les différentes figures sont au nombre de quatre
mais ce nombre peut varier d'un moteur thermique à un autre en fonction du nombre
de cylindres que comprend le moteur thermique.
[0030] Les injecteurs sont sensiblement cylindriques et fixés traversant la paroi supérieure
de la culasse et présentent une extrémité supérieure émergée 27. Ladite extrémité
supérieure comporte le connecteur d'entrée 15 de carburant sensiblement transversal
à l'axe de l'injecteur et un embout 19 de retour de carburant. Ledit embout de retour
prolonge axialement l'extrémité supérieure de l'injecteur. Selon la figure 5, ledit
embout de retour 19 est de type femelle et comprend une cavité cylindrique 20 axiale
débouchant de l'extrémité supérieure de l'embout. Un conduit de retour (non représenté)
est connecté à cette cavité cylindrique pour le retour de carburant.
[0031] La rampe d'injection 12 est sensiblement tubulaire et repose sur sa longueur sur
la paroi supérieure de la culasse. Telle que représentée en figures 1 et 4, elle est
cylindrique. Elle comprend des connecteurs de sortie 14, au nombre de quatre selon
les figures, chacun des connecteurs de sortie est connecté à un connecteur d'entrée
15 d'un injecteur via le tuyau d'alimentation 13. La rampe d'injection comporte une
protubérance cylindrique 22 se terminant par un embout de retour 23 de carburant dirigé
selon un axe parallèle à l'axe de l'injecteur qui est vertical et perpendiculaire
au plan de la paroi supérieure de la culasse. Selon le mode de réalisation présenté
en figures 3 et 4, l'embout de retour de la rampe d'injection est de type mâle et
peut comprendre des saillies d'accrochage s'étendant transversalement à l'axe dudit
embout et un joint torique agencé à une extrémité libre de l'embout (non représentés).
[0032] De manière préférentielle, l'embout de retour de carburant de la rampe d'injection
comprend également une cavité cylindrique 24 débouchant en partie supérieure de l'embout.
Il peut en être de même pour les dimensions de cette cavité cylindrique 24 avec celles
de la cavité cylindrique 20 de l'embout de retour 19 d'injecteur.
[0033] Selon un mode de réalisation de l'invention représenté en figures 2 à 5, la canalisation
50 du système 10 de retour de carburant comprend des embouts de réception 24,24' sensiblement
cylindriques et s'étendant transversalement à l'axe de la canalisation vers la culasse
et adaptés pour coopérer avec l'embout de retour 19 du au-moins un injecteur 11 et
de la rampe d'injection 12.
[0034] La canalisation 50 comprend ainsi des embouts de réception 24 de type mâle adaptés
pour être enfoncés dans les cavités cylindriques des embouts de retour des injecteurs
11. Lesdits embouts de réception 24 peuvent comporter à une extrémité libre des saillies
d'accrochage 25 s'étendant transversalement à l'axe de l'embout vers l'extérieur dudit
embout de réception, le diamètre extérieur global de l'embout de réception avec lesdites
saillies est légèrement supérieur au diamètre intérieur de la cavité cylindrique 24
de l'embout de retour 19 de l'injecteur 11. Les saillies peuvent être associées avec
des joints toriques pour permettre une étanchéité fluidique optimale. Chaque embout
de réception est agencé pour que l'extrémité inférieure de l'embout de réception soit
en vis-à-vis avec la cavité cylindrique de l'embout de retour 19 de l'injecteur. De
cette manière l'embout de réception 24 peut être reçu dans la cavité cylindrique de
l'embout de retour 19 et former ainsi une connexion rapide par enfoncement. Cette
connexion est aussi réversible car au prix d'un petit effort de rétraction, on peut
désolidariser facilement l'embout de réception de l'embout de retour des injecteurs
11.
[0035] La canalisation de retour 50 comprend aussi un embout de réception de type femelle
24' pour recevoir l'embout de retour 23 de la rampe d'injection 12. Ledit embout de
réception est sensiblement cylindrique comportant un conduit intérieur dont le diamètre
est légèrement inférieur au diamètre extérieur de l'embout de retour 23 de la rampe
d'injection avec les saillies d'accrochage et le joint torique d'étanchéité. Cet embout
de réception 24' est agencé pour que l'extrémité inférieure libre de son conduit intérieur
soit en vis-à-vis avec l'embout retour 23 de la rampe d'injection 12. De cette manière,
l'embout de retour 23 peut être facilement enfoncé dans le conduit intérieur pour
assurer la continuité fluidique du retour de carburant depuis la rampe d'injection.
Cette connexion est aussi réversible car au prix d'un petit effort de rétraction,
on peut désolidariser facilement l'embout de réception 24' de l'embout de retour de
la rampe d'injection 12.
[0036] De manière préférentielle la profondeur d'enfoncement de l'embout de réception dans
l'embout de retour est égale pour les injecteurs et la rampe d'injection. Pour ce
faire, on peut avoir les extrémités supérieures des différents embouts de retour 19,23
à un même niveau vertical, de même pour les extrémités inférieures des embouts de
réception 24,24' destinés à être connectés par enfoncement l'un dans l'autre selon
des connexions rapides de type mâle-femelle réversibles.
[0037] La hauteur de paroi verticale est de manière préférentielle égale ou légèrement à
la hauteur formée par l'assemblage des connexions entre les embouts de réception et
de retour en tenant compte naturellement des dimensions de la rampe d'injection et
des extrémités des injecteurs émergeant depuis la paroi plane supérieure de la culasse.
[0038] De manière préférentielle, la canalisation de retour de carburant traverse une des
parois verticales du couvercle de protection et est terminée par un embout de raccordement
26. Ledit embout de raccordement peut être connecté au réservoir de carburant par
un tuyau de liaison (non représenté).
[0039] La canalisation de retour de carburant peut aussi comporter une autre sortie traversant
une des parois verticales pour être connectée à une pompe à carburant du moteur (non
représentée).
[0040] La canalisation de retour 50 peut également d'une seule pièce avec le couvercle pour
faciliter le montage et réduire le nombre de références des pièces à monter.
[0041] La connexion de la canalisation de retour 50 avec les embouts de retour 19,24 des
injecteurs 11 et de la rampe d'injection 12 est effectuée avec la fixation du couvercle
de protection 17 sur la culasse qui comprend les étapes suivantes :
- présentation des embouts de réception (24,24') du couvercle de protection (17) en
face des embouts de retour (19,23) du au-moins un injecteur (11) et de la rampe (12),
- emboitements des embouts de réception (24,24') dans les embouts de retour (19,23)
de carburant,
- fixation du couvercle de protection (17) à la culasse avec une poussée du couvercle
verticalement pour venir en appui sur la paroi supérieure de la culasse, entrainant
simultanément la fermeture des embouts de réception (24,24') dans les embouts de retour
de carburant (19,23) suivie du serrage des liaisons filetées disposées en bordure
périphérique dudit couvercle en regard avec la culasse.
[0042] L'objectif est atteint :
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de
cette prise, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire
toutes les variantes.
[0043] Par exemple, les embouts de retour de la rampe d'injection et des injecteurs peuvent
éventuellement être dirigés selon un axe horizontal c'est-à-dire parallèle à la paroi
supérieure de la culasse tournés vers un même côté associé à une même paroi verticale
du couvercle. Le couvercle sera glissé parallèlement à l'axe des embouts à l'aide
de glissières par exemple, puis à l'atteinte d'une butée qui correspond à l'enfoncement
des embouts de réception dans les cavités cylindriques des embouts de retour, le couvercle
est alors fixé à la culasse par des liaisons filetées.
1. Système de retour de carburant (10) d'un dispositif d'alimentation haute pression
de carburant d'un moteur thermique de véhicule automobile, ledit dispositif étant
fixé en partie supérieur d'une culasse et comprenant :
- une rampe d'injection (12) de carburant haute pression connectée à au moins
- un injecteur de carburant (11),
caractérisé en ce que ledit système de retour de carburant est fixé à un couvercle de protection (17) du
dispositif recouvrant la rampe, le au-moins un injecteur ainsi que toutes les connexions
entre la rampe d'injection (12) et le au-moins un injecteur (11).
2. Système de retour (10) de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système comporte une canalisation (50) de retour de carburant connectée avec un
embout de retour (19) de carburant du au-moins un injecteur (11).
3. Système de retour (10) de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que la connexion de la canalisation (50) avec l'embout de retour (19) du au-moins un
injecteur (11) est une connexion rapide et réversible.
4. Système de retour (10) de carburant selon l'une quelconque des revendications 2 ou
3, caractérisé en ce que l'embout de retour (19) de carburant du au-moins un injecteur (11) est dirigé selon
l'axe du au-moins un injecteur cylindrique.
5. Système de retour (10) de carburant selon l'une quelconque des revendications 2 à
4, caractérisé en ce que la canalisation de retour (50) comporte une connexion avec un embout de retour (23)
de carburant de la rampe d'injection (12).
6. Système de retour (10) de carburant selon la revendication 5, caractérisé en ce que la connexion entre la canalisation de retour (50) et l'embout de retour (23) de carburant
de la rampe d'injection (12) est une connexion rapide et réversible.
7. Système de retour (10) de carburant selon l'une quelconque des revendications 5 ou
6, caractérisé en ce que l'embout de retour (23) de carburant de la rampe d'injection est selon une direction
parallèle à l'axe de l'embout de retour (19) du au-moins un injecteur (11).
8. Système de retour (10) de carburant selon l'une quelconque des revendications 5 à
7, caractérisé en ce que la canalisation de retour (50) comporte des embouts de réception (24,24') aptes à
coopérer avec les embouts de retour de carburant (19,23) du au-moins un injecteur
(11) et de la rampe d'injection (12).
9. Système de retour (10) de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à
8, caractérisé en ce que la canalisation de retour (50) débouche par une face verticale (18) latérale du couvercle
par un embout de raccordement (26).
10. Système de retour (10) de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à
9, caractérisé en ce que la canalisation de retour (50) est partie du couvercle de protection (17).
11. Procédé de fixation d'un couvercle de protection au-dessus d'une culasse recouvrant
un système de retour de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,
caractérisé en ce que la fixation du couvercle de protection (17) sur la culasse entraine la connexion
simultanée des embouts de retour de carburant (19,23) du au-moins un injecteur (11)
et de la rampe d'injection (12) en coopération avec les embouts de réception (24,24')
de la canalisation de retour (50).