FR2878582A1

FR2878582A1 - Internal combustion engine e.g. diesel direct injection engine, for motor vehicle, has joint with sides in contact with injector side and cylinder head side with relief projecting in joint direction and penetrating in groove to from baffle

Info

Publication number: FR2878582A1
Application number: FR0412670A
Authority: FR
Inventors: Franck Levy; Nathalie Hilaire; Manuela Hennequin; Daniel Passerel
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-02
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: FR2878582B1

Abstract

The engine has a joint (50) with upper and lower sides to be in contact with a side (30) of a fuel injector (6) and a side (14) of a cylinder head (4) respectively. The side (14) has a relief (70) projecting from the side (14) in the direction of a body (24) of the injector and the joint and along the direction of an axis (8). The relief penetrates in a groove to form a baffle when the side (14) is in contact with the joint`s lower side. An independent claim is also included for a process for fabrication of a joint to be in contact with sides of a cylinder head and an injector of an engine.

Description

L'invention concerne les buses d'injection des moteurs à combustionThe invention relates to the injection nozzles of combustion engines

interne de véhicule.internal vehicle.

Dans ces moteurs, il est connu de disposer un joint d'étanchéité entre chaque injecteur de chaque cylindre et la culasse. Le joint a par exemple la forme d'une rondelle en contact d'une part avec une face de la culasse et d'autre part avec une face du porte-injecteur. Ce joint est destiné à interdire les remontées de gaz par le puit de l'injecteur. Toutefois, dans les moteurs à injection directe, qu'ils soient diesel ou à essence, la buse est soumise à de fortes températures et pressions lors de la combustion. II n'est donc pas exclu qu'une fuite se produise au niveau du joint sous injecteur, ce qui peut augmenter significativement la température de l'injecteur et de la buse. Cela peut nuire à la fiabilité de l'injecteur et augmenter considérablement l'encrassement de la buse. In these engines, it is known to have a seal between each injector of each cylinder and the cylinder head. The seal has for example the form of a washer in contact on the one hand with a face of the cylinder head and on the other hand with a face of the injector holder. This seal is intended to prohibit the gas lifts by the well of the injector. However, in direct injection engines, whether diesel or gasoline, the nozzle is subjected to high temperatures and pressures during combustion. It is therefore not excluded that a leak occurs at the seal under the injector, which can significantly increase the temperature of the injector and the nozzle. This can affect the reliability of the injector and greatly increase the fouling of the nozzle.

Un but de l'invention est de réduire les fuites de gaz au niveau de l'injecteur. An object of the invention is to reduce gas leakage at the injector.

A cet effet, on prévoit selon l'invention un moteur comprenant: -une culasse; - au moins un injecteur; et - un joint en contact avec des faces de la culasse et de l'injecteur, au moins l'une parmi les faces présentant un relief s'étendant en saillie de la face en direction du joint. For this purpose, the invention provides an engine comprising: a cylinder head; at least one injector; and a seal in contact with the faces of the yoke and the injector, at least one of the faces having a relief projecting from the face toward the seal.

Le moteur selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes: - le relief présente un sommet plat; - le relief a une forme annulaire; - le joint présente une cavité de réception du relief; - la cavité est une gorge; - la cavité présente un fond plat; - chacune des faces présente un relief s'étendant en saillie de la face, en direction du joint; - les reliefs s'étendent à des distances respectives différentes d'un axe de coulissement de la buse; et - le joint présente au moins deux cavités de réception de relief. The engine according to the invention may also have at least one of the following characteristics: the relief has a flat top; the relief has an annular shape; the seal has a cavity for receiving the relief; - the cavity is a groove; the cavity has a flat bottom; each of the faces has a relief extending projecting from the face towards the joint; the reliefs extend at respective different distances from a sliding axis of the nozzle; and the seal has at least two relief receiving cavities.

On prévoit également selon l'invention un procédé de fabrication d'un joint destiné à être en contact avec des faces d'une culasse et d'un injecteur d'un moteur dans lequel on usine au moins une gorge dans le joint. Also provided according to the invention is a method of manufacturing a seal intended to be in contact with the faces of a cylinder head and an injector of an engine in which at least one groove in the joint is machined.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation de l'invention et d'une variante donnés à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un moteur selon l'invention au niveau d'une des injecteurs; - la figure 2 est une vue en coupe axiale montrant en plus grand détail le moteur de la figure 1 au niveau du joint; et - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 illustrant une variante de réalisation. Other features and advantages of the invention will become apparent in the following description of a preferred embodiment of the invention and a variant given as non-limiting examples with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a partial view in axial section of an engine according to the invention at one of the injectors; - Figure 2 is an axial sectional view showing in greater detail the motor of Figure 1 at the joint; and - Figure 3 is a view similar to Figure 2 illustrating an alternative embodiment.

Dans le mode de réalisation de l'invention illustré aux figures 1 et 2, le moteur 2 comprend classiquement une culasse 4 définissant plusieurs cylindres 12, par exemple au nombre de quatre, dans lesquels sont mobiles des pistons respectifs non illustrés. A chaque cylindre est associé au moins un injecteur de carburant 6. L'injecteur comprend une buse 28 montée mobile à coulissement par rapport à la culasse 4 suivant une direction d'un axe principal 8 de la buse et par des moyens de montage classiques qui ne seront pas détaillés ici. In the embodiment of the invention illustrated in Figures 1 and 2, the engine 2 conventionally comprises a cylinder head 4 defining a plurality of cylinders 12, for example four in number, in which are movable respective pistons not shown. Each cylinder is associated with at least one fuel injector 6. The injector comprises a nozzle 28 mounted to slide relative to the yoke 4 in a direction of a main axis 8 of the nozzle and by conventional mounting means which will not be detailed here.

La culasse 4 définit pour chaque injecteur 6 un logement 10 ayant une forme cylindrique d'axe 8 et présentant un épaulement rétrécissant le diamètre du logement du côté du cylindre 12. Cet épaulement définit ainsi une face plane 14 perpendiculaire à l'axe 8. Le logement 10 présente une face cylindrique 20 s'étendant du côté de la face 14 opposée au cylindre 12 et une deuxième face cylindrique 22 s'étendant du côté de la face 14 adjacent au cylindre 12 et présentant un diamètre inférieur au diamètre de la face 20. The yoke 4 defines for each injector 6 a housing 10 having a cylindrical shape of axis 8 and having a shoulder narrowing the diameter of the housing on the side of the cylinder 12. This shoulder thus defines a flat face 14 perpendicular to the axis 8. The housing 10 has a cylindrical face 20 extending on the side of the face 14 opposite the cylinder 12 and a second cylindrical face 22 extending on the side of the face 14 adjacent the cylinder 12 and having a diameter smaller than the diameter of the face 20 .

L'injecteur 6 présente un corps 24 reçu dans la partie du logement 10 se trouvant en regard de la face 20 et une tige de buse 28 reçue dans le logement 10 au voisinage de la face 14 et en regard de la face 22. La tige 28 présente un diamètre inférieur au diamètre du corps 24. La tige 28 s'étend à partir d'une face plane 30 du corps 24, perpendiculaire à l'axe 8 et parallèle à la face 14. The injector 6 has a body 24 received in the part of the housing 10 facing the face 20 and a nozzle rod 28 received in the housing 10 in the vicinity of the face 14 and opposite the face 22. The rod 28 has a diameter smaller than the diameter of the body 24. The rod 28 extends from a flat face 30 of the body 24, perpendicular to the axis 8 and parallel to the face 14.

Pour chaque injecteur 6, le moteur comprend un joint 50 interposé suivant la direction de l'axe 8 entre la face 30 du porte-injecteur 6 et la face 14 de la culasse 4. Le joint a une forme générale annulaire. Sa forme est celle d'une rondelle ou d'un disque relativement épais présentant en son centre un orifice cylindrique 52 destiné à permettre le passage de la tige 28 de la buse. Le joint 50 présente deux faces principales respectivement supérieure 54 et inférieure 56 destinées à être en contact surfacique avec les faces 30 de l'injecteur et 14 de la culasse respectivement. Le joint présente une face externe cylindrique 58 d'axe 8 s'étendant en regard de la face 20 du logement. Le logement 10, l'injecteur 6 et le joint 50 sont chacun à symétrie de révolution d'axe 8. For each injector 6, the motor comprises a seal 50 interposed in the direction of the axis 8 between the face 30 of the injector holder 6 and the face 14 of the yoke 4. The seal has a generally annular shape. Its shape is that of a washer or a relatively thick disc having in its center a cylindrical orifice 52 intended to allow the passage of the rod 28 of the nozzle. The seal 50 has two main faces 54 and 56 respectively, intended to be in surface contact with the faces 30 of the injector and 14 of the yoke, respectively. The seal has a cylindrical outer face 58 of axis 8 extending opposite the face 20 of the housing. The housing 10, the injector 6 and the seal 50 are each symmetrical with axis 8.

Le joint présente une cavité, en l'espèce sous la forme d'une gorge 60, entamant la face inférieure 56 et s'étendant en direction de la face 54 sans toutefois atteindre cette dernière. La gorge a, dans le présent exemple, un fond plat 62 s'étendant parallèlement à la face 56. La gorge a une forme annulaire d'axe 8. The seal has a cavity, in this case in the form of a groove 60, engaging the lower face 56 and extending towards the face 54 without however reaching the latter. The groove has, in the present example, a flat bottom 62 extending parallel to the face 56. The groove has an annular shape of axis 8.

De façon correspondante, la face 14 de la culasse présente un relief 70 s'étendant en saillie de cette face en direction du corps 24 de l'injecteur et du joint 50 et suivant la direction de l'axe 8. Le relief 70 a une forme annulaire et présente un sommet plat 72. Les faces latérales interne et externe de la gorge 60 et du relief 70 sont cylindriques d'axe 8. La gorge et le relief sont configurés de sorte que le relief 70 pénètre dans la gorge lorsque la face 14 de la culasse est en contact avec la face 56 du joint. Correspondingly, the face 14 of the yoke has a relief 70 projecting from this face towards the body 24 of the injector and the seal 50 and in the direction of the axis 8. The relief 70 has a annular shape and has a flat top 72. The inner and outer side faces of the groove 60 and the relief 70 are cylindrical with an axis 8. The groove and the relief are configured so that the relief 70 enters the groove when the face 14 of the cylinder head is in contact with the face 56 of the seal.

Dans cette position, le relief et la gorge coopèrent pour former une chicane qui, dans l'hypothèse d'une insertion de gaz entre la face 56 du joint et la face 14 de la culasse, ralentit la progression du gaz en direction du logement 10. Ainsi, en particulier dans l'hypothèse où l'injecteur n'a pas été monté de façon correcte, en cas de fuite de gaz, le passage du gaz par la chicane limite le débit de gaz et donc l'échauffement du porte-injecteur. In this position, the relief and the groove cooperate to form a baffle which, in the event of a gas insertion between the face 56 of the seal and the face 14 of the cylinder head, slows the progression of the gas towards the housing 10 Thus, particularly in the case where the injector has not been mounted correctly, in the event of a gas leak, the passage of the gas through the baffle limits the flow of gas and therefore the heating of the carrier. injector.

Pour fabriquer le joint 50 selon l'invention, on réalise la rondelle donnant sa forme générale au joint dans un matériau adapté, par exemple un métal ou un alliage de métaux. Le joint sera par exemple réalisé en cuivre. In order to manufacture the seal 50 according to the invention, the washer giving its general shape to the seal in a suitable material, for example a metal or a metal alloy, is produced. The gasket will for example be made of copper.

On usine ensuite la gorge 60 dans la face 56 du joint. The groove 60 is then machined in the face 56 of the seal.

Une variante de réalisation de l'invention a été illustrée à la figure 3. Celle-ci est en tout point conforme au mode de réalisation qui vient d'être décrit à ceci près que le joint 51 présente une gorge supplémentaire 61 tandis que l'injecteur 6 présente un relief 71 en saillie de la face 30 suivant l'axe 8. La gorge 61 a la même forme que la gorge 60 mais s'étend dans la face supérieure 54 du joint. De plus, elle s'étend à une distance de l'axe 8 plus courte que la distance séparant la gorge 60 de cet axe. Le relief 71 est configuré pour pénétrer dans la gorge lorsque la face 54 est en contact avec la face 30 de la buse. Cette gorge supplémentaire présente un fond plat et le relief supplémentaire associé 71 présente un sommet plat. La gorge 61 a elle aussi une forme en U . La gorge 61 et le relief 71 sont également de forme annulaire en ayant pour axe l'axe 8. Ils constituent une forme et une contreforme qui, comme précédemment, génèrent une chicane limitant la progression des gaz en cas de fuite tendant à se produire cette fois entre les faces 54 et 30. An alternative embodiment of the invention has been illustrated in Figure 3. This is in all respects in accordance with the embodiment which has just been described except that the seal 51 has an additional groove 61 while the injector 6 has a relief 71 projecting from the face 30 along the axis 8. The groove 61 has the same shape as the groove 60 but extends in the upper face 54 of the seal. In addition, it extends at a distance from the axis 8 shorter than the distance separating the groove 60 from this axis. The relief 71 is configured to penetrate the groove when the face 54 is in contact with the face 30 of the nozzle. This additional groove has a flat bottom and the associated additional relief 71 has a flat top. The groove 61 also has a U-shape. The groove 61 and the relief 71 are also annular in shape with the axis 8 as their axis. They constitute a shape and a counterfoil which, as previously, generate a baffle limiting the progression of the gases in the event of leakage tending to occur. times between faces 54 and 30.

Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. Of course, we can bring to the invention many changes without departing from the scope thereof.

On pourra en particulier modifier la forme de la ou des cavités du joint et la forme du ou des reliefs. In particular, it will be possible to modify the shape of the cavity (s) of the joint and the shape of the relief (s).

Claims

An engine comprising: - a cylinder head (4); at least one injector (6); and a seal (50; 51) in contact with faces (30, 14) of the yoke and the injector, characterized in that at least one (30, 14) of the faces has a relief ( 70, 71) projecting from the face towards the seal.

2. Motor according to the preceding claim, characterized in that the relief (70, 71) has a flat top.

3. Motor according to any one of the preceding claims, characterized in that the relief (70, 71) has an annular shape.

4. Motor according to any one of the preceding claims, characterized in that the seal (50; 51) has a cavity (60, 61) for receiving the relief.

5. Motor according to the preceding claim, characterized in that the cavity (60, 61) is a groove.

6. Motor according to any one of claims 4 or 5, characterized in that the cavity (60, 61) has a flat bottom.

7. Motor according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the faces (30, 14) has a relief (70, 71) projecting from the face towards the seal.

8. Motor according to the preceding claim, characterized in that the reliefs (70, 71) extend at respective different distances from an axis (8) of sliding of the nozzle.

9. Motor according to any one of the preceding claims, characterized in that the seal has at least two cavities (60, 61) receiving relief (70, 71).

10. A method of manufacturing a seal (50; 51) intended to be in contact with faces (30, 14) of a cylinder head (4) and an injector (6) of an engine, characterized in that at least one groove (60, 61) is machined in the joint.