1 La présente invention est relative à une rampe d'injection à hauteThe present invention relates to a high injection rail
pression pour moteur à combustion interne équipé de système dit de rail commun. pressure for internal combustion engine equipped with so-called common rail system.
Les moteurs à combustion interne, du type diesel ou du type à essence peuvent comporter des moyens d'injection de carburant à haute pression constitués notamment d'une rampe haute pression qui sert de distributeur sur lequel viennent se raccorder des tuyaux de liaison avec les moyens d'injection avec chacun des cylindres du moteur. Ces rampes d'injection doivent résister à des pressions très élevées puisque pour les moteurs diesel, cette pression est comprise entre 1 800 bars et 2 500 bars, et pour les moteurs à essence à injection haute pression, la pression est de l'ordre de 300 bars. Ces rampes d'injection à haute pression doivent d'une part assurer une accumulation du carburant sous haute pression, d'autre part établir une liaison étanche avec les faisceaux d'injection et d'arrivée du carburant et d'autre part pouvoir recevoir des capteurs de pression de température, ainsi qu'une électrovanne de régulation. Les rampes d'injection à haute pression pour moteur diesel sont généralement monoblocs et réalisées par usinage d'une ébauche matricée ou forgée. Cette technique présente l'inconvénient de nécessiter d'importants investissements en outillage et d'imposer des contraintes géométriques contraignantes. Afin de faciliter la fabrication de ces rampes d'injection à haute pression, il a été proposé de réaliser des rampes d'injection à haute pression fabriquées à partir d'un tube étiré sur lequel des piquages sont soudés. Dans ce type de fabrication, les piquages sont rapportés sur la paroi extérieure du tube étiré et sont soudés par résistance électrique ou par friction voir laser. L'étanchéité entre la rampe d'injection et les tuyaux de liaison avec les dispositifs d'injection dans les cylindres est réalisée par un siège usiné directement sur la paroi du tube constituant la rampe d'injection, le piquage étant utilisé uniquement pour visser un écrou qui sert à appliquer une tête du 2908837 2 tuyau de liaison contre le siège de façon à assurer l'étanchéité. Cette technique présente cependant l'inconvénient d'être difficile à mettre en oeuvre. En effet, pour assurer une bonne étanchéité, il est nécessaire de pouvoir positionner avec précision d'une part le filetage prévu sur les 5 piquages, et d'autre part les sièges en général coniques qui sont prévus sur la paroi du tube qui constitue la rampe d'injection à haute pression. Ce positionnement précis du filetage par rapport au siège est souvent difficile à réaliser. En outre, cette solution nécessite que les tuyaux de liaison ou 10 faisceau d'injection soient munis d'un écrou de serrage et d'une entretoise spécifique permettant d'atteindre la position relativement reculée à l'intérieur du piquage à la surface d'étanchéité. De plus, lorsqu'on souhaite réaliser un resserrement dans le conduit intérieur du passage, cela oblige, soit à ajouter un insert entre le corps de 15 rampe et le tuyau de liaison, soit à réaliser des usinages de précision délicats sur le corps de rampe pour réaliser les resserrements de diamètre, par exemple par électroérosion.) Le but de la présente invention est de proposer un mode de réalisation d'une rampe à injection à haute pression qui comporte des 20 piquages faciles à réaliser et sur lesquels il est possible de brancher aisément des tuyaux de liaison ou faisceaux d'injection, ou encore d'autres équipements tels que des moyens de mesure de pression ou de température. A cet effet, l'invention a pour objet une rampe d'injection à haute 25 pression pour moteur à combustion interne ayant un systèrne dit de rail commun, comprenant un corps tubulaire sur lequel est rapporté au moins un moyen de raccordement étanche et de façon détachable d'un dispositif tel qu'un tuyau d'injection, un capteur ou une vanne commandée. Le moyen de raccordement est une douille fixée par une de ses extrémités sur le corps 30 tubulaire par une soudure étanche, la douille étant conformée à l'opposée de la liaison avec le corps tubulaire de façon à permettre de réaliser la liaison 2908837 3 étanche d'un dispositif, cette liaison étant détachable, c'est-à-dire qu'il est possible de la défaire. De préférence, la douille coopère avec le corps tubulaire par un épaulement complémentaire d'un alésage conique prévu sur le corps 5 tubulaire, et la soudure s'étend sur l'interface conique de la douille et du corps tubulaire. De préférence, l'épaulement conique de la douille est prolongé par un embout cylindrique qui est reçu dans un alésage cylindrique du corps 10 tubulaire. Dans le but de positionner les pièces avant soudage par un emmanchement serré L'embout cylindrique de la douille et l'alésage cylindrique du corps tubulaire peuvent être filetés, et l'embout cylindrique de la douille est vissé dans l'alésage cylindrique du corps tubulaire. The internal combustion engines of the diesel type or of the gasoline type may comprise high pressure fuel injection means consisting in particular of a high pressure manifold which serves as a distributor on which connection pipes are connected with the means injection with each cylinder of the engine. These injection ramps must withstand very high pressures since for diesel engines, this pressure is between 1,800 bars and 2,500 bars, and for gasoline engines with high pressure injection, the pressure is of the order of 300 bars. These high-pressure injection ramps must, on the one hand, ensure the accumulation of fuel under high pressure, on the other hand establish a tight connection with the fuel injection and arrival beams and, secondly, be able to receive temperature pressure sensors, as well as a control solenoid valve. The high-pressure injection ramps for diesel engines are generally monobloc and made by machining a stamped or forged blank. This technique has the disadvantage of requiring large investments in tools and imposing geometric constraints. In order to facilitate the manufacture of these high-pressure injection ramps, it has been proposed to produce high-pressure injection ramps manufactured from a stretched tube on which connections are welded. In this type of manufacture, the taps are reported on the outer wall of the stretched tube and are welded by electrical resistance or by friction see laser. The seal between the injection rail and the connecting pipes with the injection devices in the cylinders is achieved by a seat machined directly on the wall of the tube constituting the injection rail, the stitch being used only to screw a nut which serves to apply a head of 2908837 2 connecting pipe against the seat so as to seal. This technique, however, has the disadvantage of being difficult to implement. Indeed, to ensure a good seal, it is necessary to position accurately on the one hand the thread provided on the 5 connections, and secondly the seats generally conical which are provided on the wall of the tube which constitutes the injection ramp at high pressure. This precise positioning of the thread relative to the seat is often difficult to achieve. In addition, this solution requires that the connecting pipes or injection bundle be provided with a clamping nut and a specific spacer to reach the relatively retracted position inside the stitching on the surface. seal. In addition, when it is desired to tighten the inner duct of the passage, this requires either adding an insert between the ramp body and the connecting pipe, or to perform delicate precision machining on the ramp body. The object of the present invention is to provide an embodiment of a high-pressure injection ramp which comprises easy-to-make connections and on which it is possible to easily connect connecting pipes or injection beams, or other equipment such as pressure or temperature measuring means. For this purpose, the subject of the invention is a high-pressure injection rail for an internal combustion engine having a so-called common rail system, comprising a tubular body on which at least one sealing connection means is connected and thus detachable from a device such as an injection pipe, a sensor or a controlled valve. The connecting means is a bushing fixed at one of its ends to the tubular body by a sealed seal, the bushing being shaped opposite the connection with the tubular body so as to make it possible to make the watertight connection. a device, this connection being detachable, that is to say that it is possible to undo it. Preferably, the bushing cooperates with the tubular body by a shoulder complementary to a conical bore provided on the tubular body, and the weld extends over the conical interface of the bushing and the tubular body. Preferably, the conical shoulder of the bushing is extended by a cylindrical ferrule which is received in a cylindrical bore of the tubular body. In order to position the parts before welding by a tight fit The cylindrical end of the sleeve and the cylindrical bore of the tubular body can be threaded, and the cylindrical end of the sleeve is screwed into the cylindrical bore of the tubular body .
15 De préférence, le soudage de l'épaulement conique de la douille sur l'alésage conique du corps tubulaire est réalisé par laser. Pour limiter les modifications des caractéristique de la matière, dues à l'élévation de température lors du soudage, à des zones très petites, par exemple,de l'ordre de 2mm de large sur une profondeur de 4mm le long du cone. Ces 20 dimensions sont très variables d'une application à l'autre. En général, le moyen de raccordement étanche s'étend radialement par rapport au corps tubulaire de façon à permettre un raccordement perpendiculairement à l'axe longitudinal du corps tubulaire. Dans un mode de réalisation préféré, la douille comporte un canal 25 axial dont l'extrémité opposée au corps tubulaire est un siège en forme de cône évasé vers l'extérieur, et la douille comporte au moins une paroi cylindrique extérieure filetée s'étendant hors du corps tubulaire et pouvant recevoir un écrou de serrage d'un embout d'un dispositif à raccorder, contre le siège.Preferably, the welding of the conical shoulder of the bushing to the conical bore of the tubular body is performed by laser. To limit the changes in the characteristics of the material, due to the temperature rise during welding, to very small areas, for example, of the order of 2mm wide to a depth of 4mm along the cone. These dimensions are very variable from one application to another. In general, the sealed connection means extends radially with respect to the tubular body so as to allow a connection perpendicular to the longitudinal axis of the tubular body. In a preferred embodiment, the bushing has an axial channel whose end opposite to the tubular body is an outwardly flared cone seat, and the bushing has at least one externally threaded cylindrical wall extending out the tubular body and can receive a clamping nut of a tip of a device to be connected against the seat.
2908837 4 La douille peut être destinée à recevoir un tuyau de raccordement avec un moyen d'injection, et le canal axial de la douille comporte un resserrement. Dans un autre mode de réalisation, la douille comporte un canal axial 5 de petit diamètre s'étendant en direction de l'intérieur du corps tubulaire, et se prolongeant à l'opposé par un alésage taraudé de plus grand diamètre, le canal de petit diamètre et l'alésage de plus grand diamètre étant reliés par un épaulement qui constitue un siège pour l'appui d'un embout d'un dispositif à brancher sur la rampe.The bushing may be adapted to receive a connection pipe with an injection means, and the axial channel of the bushing comprises a constriction. In another embodiment, the socket has a small diameter axial channel 5 extending inwardly of the tubular body, and extending to the opposite by a larger diameter threaded bore, the small channel. diameter and the bore of larger diameter being connected by a shoulder which constitutes a seat for the support of a tip of a device to be connected to the ramp.
10 De préférence, le corps tubulaire est constitué d'un tube étiré usiné. Le corps tubulaire comporte un canal axial débouchant aux deux extrémités du corps tubulaire, et une extrémité du canal axial peut être fermée par un bouchon rapporté, soudé par laser. L'invention va maintenant être décrite de façon plus précise mais non 15 limitative, en regard des figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe d'une rampe d'injection à haute pression pour moteur à combustion interne ; - la figure 2 est une vue en coupe agrandie d'un piquage rapporté sur la rampe d'injection à haute pression.Preferably, the tubular body consists of a machined drawn tube. The tubular body has an axial channel opening at both ends of the tubular body, and an end of the axial channel can be closed by a plug, laser welded. The invention will now be described in a more precise but nonlimiting manner, with reference to the appended figures in which: FIG. 1 is a sectional view of a high-pressure injection rail for an internal combustion engine; - Figure 2 is an enlarged sectional view of a tapping reported on the high pressure injection rail.
20 La rampe d'injection à haute pression pour moteur à combustion interne, repéré généralement par 1 à la figure 1, comprend un corps tubulaire 2 constitué d'un tube étiré comportant un canal central 3 dont une des extrémités 4 comporte un alésage de plus grand diamètre 5 destiné au branchement d'un régulateur ou d'un capteur de pression. Cet alésage peut 25 être fileté. L'autre extrémité 6 du canal intérieur 3 est fermée par un bouchon 7 soudé par laser à sa périphérie dans la zone de contact 8 avec l'extrémité du tube 2. Dans une variante, les deux extrémités du canal intérieur sont fermées par des bouchons soudés par exemple par laser. Des pattes de fixation 9 sont soudées sur le tube de façon à pouvoir monter la rampe 30 d'injection sur un moteur.The high-pressure injection rail for an internal combustion engine, generally indicated by 1 in FIG. 1, comprises a tubular body 2 consisting of a stretched tube comprising a central channel 3, one of whose ends 4 has a further bore. large diameter 5 for the connection of a regulator or a pressure sensor. This bore may be threaded. The other end 6 of the inner channel 3 is closed by a laser welded plug 7 at its periphery in the contact zone 8 with the end of the tube 2. In a variant, the two ends of the inner channel are closed by plugs welded for example by laser. Fastening lugs 9 are welded to the tube so that the injection boom 30 can be mounted on a motor.
2908837 5 Le long de sa paroi extérieure, la rampe d'injection comporte une pluralité de piquages 10 et 11 qui constituent des moyens de raccordement étanches et de façon détachables de dispositifs tels que un tuyau d'injection appartenant à un faisceau d'injection, ou un capteur ou une vanne 5 commandée. Par raccordement étanche et de façon détachable, on entend que ces dispositifs peuvent être disposés sur ces piquages puis mis en position et serrés de façon telle que la liaison soit étanche mais que le système puisse être desserré de façon à pouvoir détacher et séparer le tuyau capteur ou la vanne commandée du piquage.Along its outer wall, the injection rail has a plurality of taps 10 and 11 which constitute sealing means and detachably connecting devices such as an injection pipe belonging to an injection beam, or a sensor or a controlled valve. By waterproof connection and releasably means that these devices can be arranged on these connections then put in position and tightened so that the connection is sealed but that the system can be loosened so as to detach and separate the sensor tube or the controlled valve of the stitching.
10 Chacun de ces piquages comporte un canal interne 12 ou 13 assurant la communication avec le canal interne longitudinal 3 du tube 2 qui constitue le corps tubulaire de la rampe d'injection. Cette liaison se fait par l'intermédiaire de trous radiaux 14 prévus au droit de chacun des piquages. Comme cela est représenté de façon plus visible à la figure 2, le 15 piquage 10 est constitué par une douille 15 comportant à sa partie supérieure un corps cylindrique 16 muni d'un filetage, destiné à s'étendre radialement à l'extérieur du corps tubulaire 2 de la rampe d'injection. A l'extrémité 17 qui est en regard du canal interne 3 du corps tubulaire 2, la douille comporte un embout de plus petit diamètre 18 relié au corps 20 cylindrique extérieur 16 par l'intermédiaire d'un épaulement conique 19. La partie inférieure de la douille 15 est introduite dans un usinage de forme correspondante prévue dans le corps tubulaire de la rampe d'injection. Cet usinage comporte vers l'extérieur un lamage 20 destiné à former une surface plane sur la paroi latérale du corps tubulaire, suivi d'un alésage conique 21 25 dans lequel est reçu l'épaulement conique de la douille 15, l'alésage conique 21 étant poursuivi par un alésage cylindrique 22 de petit diamètre destiné à recevoir l'embout cylindrique 18 de la douille 15. Sur le mode de réalisation qui est représenté, l'alésage cylindrique de petit diamètre 22 et l'embout 18 sont lisses. Un emmanchement serré permet de maintenir les pièces avant et 30 pendant le soudage. Mais, l'alésage de plus petit diamètre 22 peut être taraudé et l'embout cylindrique de petit diamètre 18 peut être fileté, la douille 2908837 6 15 étant alors vissée dans le corps tubulaire. La douille 15 est fixée sur le corps tubulaire 2 de façon étanche par l'intermédiaire d'une soudure laser 23 s'étendant sur toute la périphérie de l'épaulement conique 19. Cette soudure laser qui peut avoir une profondeur de l'ordre de quelques rnillimètres est 5 réalisée de façon telle qu'elle assure une liaison complète de la surface conique de l'alésage conique 21 et de l'épaulement conique 19. Le lamage 20 a l'avantage de permettre de faire un soudage laser plus facilement puisque le faisceau laser se déplace sur une surface plane. Dans le mode de réalisation qui est représenté sur la figure 2, le 10 piquage 10 comporte un canal axial 12 dont l'extrémité orientée vers l'extérieur de la rampe d'injection comporte un élément conique évasé 24 destiné à assurer un siège pour recevoir un embout d'un tuyau de jonction avec un moyen d'injection. C'est par le contact sur ce siège 24, contact réalisé avec une pression suffisante, que l'étanchéité de la liaison entre le 15 piquage 10 et le tuyau de liaison est assurée. Sur ce mode de réalisation, on peut constater que la particularité du piquage de la rampe d'injection provient notamment du fait que le piquage est relié de façon étanche avec le corps tubulaire de la rampe d'injection et que l'étanchéité de la liaison avec un tube de jonction entre la rampe 20 d'injection et un moyen d'injection est effectuée sur l'extrémité du piquage. De ce fait, le tuyau de jonction qui doit être branché sur le piquage n'a pas besoin d'avoir de moyens d'entretoise particuliers pour pouvoir être monté et être appuyé contre le siège 24 par l'intermédiaire d'un écrou connu en lui-même qui vient se visser sur les filetages prévus sur la partie externe 25 cylindrique 16 de la douille 15. Dans une variante de réalisation, le canal intérieur 12 de la douille 15 peut comporter un rétrécissement non représenté mais que l'homme du métier connaît, et qui est destiné à supprimer des instabilités dans l'alimentation en carburant à haute pression.Each of these tappings comprises an internal channel 12 or 13 providing communication with the longitudinal internal channel 3 of the tube 2 which constitutes the tubular body of the injection rail. This connection is via radial holes 14 provided at the right of each of the connections. As shown more clearly in FIG. 2, the tapping 10 is constituted by a bushing 15 comprising at its upper part a cylindrical body 16 provided with a thread intended to extend radially outside the body. tubular 2 of the injection rail. At the end 17 which faces the internal channel 3 of the tubular body 2, the sleeve comprises a smaller diameter tip 18 connected to the outer cylindrical body 20 via a conical shoulder 19. The lower part of the bushing 15 is introduced into a machining of corresponding shape provided in the tubular body of the injection rail. This machining comprises outwardly a recess 20 for forming a flat surface on the side wall of the tubular body, followed by a conical bore 21 25 in which is received the conical shoulder of the sleeve 15, the conical bore 21 being continued by a cylindrical bore 22 of small diameter for receiving the cylindrical end 18 of the sleeve 15. In the embodiment shown, the cylindrical bore of small diameter 22 and the nozzle 18 are smooth. A tight fit makes it possible to hold the pieces before and during the welding. But, the smaller diameter bore 22 may be threaded and the small diameter cylindrical nozzle 18 may be threaded, the sleeve 29 then being screwed into the tubular body. The sleeve 15 is fixed on the tubular body 2 in a sealed manner by means of a laser weld 23 extending over the entire periphery of the conical shoulder 19. This laser weld which can have a depth of the order of a few millimeters is made in such a way that it ensures a complete connection of the conical surface of the conical bore 21 and of the conical shoulder 19. The counterbore 20 has the advantage of making it possible to make a laser welding more easily since the laser beam moves on a flat surface. In the embodiment shown in FIG. 2, the tapping 10 includes an axial channel 12 whose outwardly directed end of the injection manifold comprises a flared conical element 24 intended to provide a seat for receiving. a tip of a connecting pipe with an injection means. It is by the contact on this seat 24, contact made with sufficient pressure, that the sealing of the connection between the stitching 10 and the connecting pipe is ensured. In this embodiment, it can be seen that the puncturing of the injection manifold stems in particular from the fact that the stitching is sealingly connected to the tubular body of the injection manifold and that the sealing of the connection with a junction tube between the injection ramp 20 and an injection means is performed on the end of the stitching. Therefore, the connecting pipe to be connected to the stitching does not need to have special spacer means to be mounted and be pressed against the seat 24 via a nut known in itself which is screwed onto the threads provided on the cylindrical outer portion 16 of the sleeve 15. In an alternative embodiment, the inner channel 12 of the sleeve 15 may comprise a constriction not shown but that the skilled person known, and which is intended to suppress instabilities in the fuel supply at high pressure.
2908837 7 Ces restrictions qui permettent d'amortir les ondes de pression et peuvent être réalisées en usinant directement la douille, sans avoir à recourir à l'électroérosion ou à l'ajout d'un insert. Dans un deuxième mode de réalisation qui correspond au piquage 5 repéré 11 à la figure 1, la jonction du piquage avec le corps tubulaire 2 est réalisée de la même façon que dans le cas précédent. En revanche, le piquage qui est destiné à recevoir un moyen de mesure tel que une jauge de pression ou de température, est adapté pour cet usage. Ce piquage est constitué par une douille 35 dont le corps externe 36, 10 qui s'étend à l'extérieur radialement du corps tubulaire de la rampe d'injection, est lisse. En revanche, le canal interne 13 de la douille se prolonge en direction de l'extérieur de la rampe d'injection par un alésage de plus grand diamètre 37 qui est taraudé et qui se raccorde avec le canal interne 13 par l'intermédiaire d'un épaulement 38 qui peut servir de siège 15 pour recevoir un moyen d'étanchéité du dispositif qui sera vissé dans l'alésage taraudé 37. La rampe d'injection à haute pression qui vient d'être décrite peut être réalisée à partir d'un tube étiré en acier mais peut également être réalisée à partir d'un tube d'une autre nature pour autant simplement qu'on puisse 20 l'usiner et souder par laser des douilles destinées à constituer des piquages radios. Elle peut également être réalisée à partir d'une barre pleine forée.These restrictions allow damping of the pressure waves and can be achieved by directly machining the socket, without having to resort to spark erosion or the addition of an insert. In a second embodiment which corresponds to the stitch 5 marked 11 in FIG. 1, the junction of the stitching with the tubular body 2 is carried out in the same way as in the previous case. In contrast, the stitching which is intended to receive a measuring means such as a pressure gauge or temperature, is suitable for this purpose. This stitching is constituted by a bushing 35 whose outer body 36, which extends radially outside the tubular body of the injection rail, is smooth. On the other hand, the internal channel 13 of the bushing extends towards the outside of the injection manifold by a bore 37 of larger diameter which is threaded and which is connected with the internal channel 13 via a shoulder 38 which can serve as a seat 15 for receiving a sealing means of the device which will be screwed into the threaded bore 37. The high-pressure injection ramp which has just been described can be made from a The tube is drawn from steel but can also be made from a tube of a different kind as long as it can be machined and laser-welded with sockets intended to constitute radio taps. It can also be done from a full drilled bar.