FR3061934B1 - HIGH PRESSURE FUEL INJECTION SYSTEM RAMP - Google Patents
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Abstract
Rampe commune pour un système d'injection haute pression, formée d'un corps cylindrique (11) délimitant une chambre haute pression (12, 12a) et des dômes (13, 13a) munis de passages (131, 131a) de sortie de liquide haute pression débouchant dans la chambre (12, 12a) avec un étranglement pour atténuer les ondes de pression générées par les injecteurs. Les dômes (13, 13a) comportent, en sortie, chacun un passage (131, 131a) avec une chambre (1312, 1312a) recevant un manchon (2, 2a) muni d'un étranglement (22, 22a), et le manchon (2, 2a) est bloqué dans la chambre (1312, 1312a) par l'autofrettage de la rampe.Common rail for a high pressure injection system, formed of a cylindrical body (11) delimiting a high pressure chamber (12, 12a) and domes (13, 13a) provided with liquid outlet passages (131, 131a) high pressure opening into the chamber (12, 12a) with a throttle to attenuate the pressure waves generated by the injectors. The domes (13, 13a) each have a passage (131, 131a) with a chamber (1312, 1312a) receiving a sleeve (2, 2a) provided with a constriction (22, 22a), and the sleeve (2, 2a) is blocked in the chamber (1312, 1312a) by autofrettage of the ramp.
Description
Domaine de l’inventionField of the invention
La présente invention se rapporte à une rampe commune pour un système d’injection haute pression, formée d’un corps cylindrique délimitant une chambre haute pression et des dômes munis de passages de sortie de liquide haute pression débouchant dans la chambre avec un étranglement pour atténuer les ondes de pression générées par les injecteurs.The present invention relates to a common rail for a high pressure injection system, formed of a cylindrical body delimiting a high pressure chamber and domes equipped with high pressure liquid outlet passages opening into the chamber with a throttling to attenuate the pressure waves generated by the injectors.
Etat de la techniqueState of the art
On connaît déjà une telle rampe de système d’injection haute pression représentée à la figure 7. Cette rampe 100, encore appelée « common rail », est constituée par un corps cylindrique 111 en acier forgé, épais, entourant une chambre haute pression 112. Le corps de la rampe a des dômes de sortie 113 pour le branchement des conduites haute pression reliées chacune à un injecteur. Ces dômes 113 sont traversés par un perçage 114 débouchant dans la chambre 112. Au fond du perçage à la jonction avec la chambre, il y a un étranglement percé 115. Cet étranglement 115 amortit les ondes de pression générées par les mouvements d’obturation de l’injecteur associé à chaque dôme dans le liquide haute pression de la rampe. L’étranglement 115 réalisé par le perçage est parfois appelé « gicleur ».Such ramp of a high-pressure injection system is already known, shown in FIG. 7. This ramp 100, also called a "common rail", is constituted by a cylindrical body 111 made of thick forged steel surrounding a high-pressure chamber 112. The body of the ramp has exit domes 113 for the connection of the high pressure lines each connected to an injector. These domes 113 are traversed by a bore 114 opening into the chamber 112. At the bottom of the bore at the junction with the chamber, there is a drilled throat 115. This constriction 115 dampens the pressure waves generated by the shutter movements of the injector associated with each dome in the high pressure liquid of the ramp. The constriction 115 made by drilling is sometimes called "jet".
Cette solution permet certes d’amortir les ondes de pression mais elle a un certain nombre d’inconvénients, en particulier son efficacité est relativement réduite car le perçage formant cet étranglement ne permet pas de réaliser des formes géométriques élaborées.This solution certainly makes it possible to damp the pressure waves, but it has a certain number of disadvantages, in particular its efficiency is relatively reduced because the drilling forming this constriction does not make it possible to produce elaborate geometrical shapes.
Il n’est pas non plus possible de respecter des tolérances strictes ; de plus, au niveau du débouché du passage dans la chambre, la réalisation sous la forme d’un perçage génère une arête qui génère de fortes dispersions dans l’amortissement des ondes. Pour l’éviter, il faut une finition électrochimique de l’arête du débouché du perçage pour l’arrondir et supprimer les bavures éventuelles, voire une partie en saillie dans la chambre, ce qui est une opération délicate et donc coûteuse.It is also not possible to meet strict tolerances; moreover, at the outlet of the passage in the chamber, the embodiment in the form of a bore generates an edge that generates strong dispersions in the damping of the waves. To avoid this, it is necessary to electrochemically finish the edge of the outlet of the bore to round it and remove any burrs, or a projecting portion in the chamber, which is a delicate operation and therefore expensive.
Selon l’état de la technique, il existe également des alternatives aux gicleurs percés dans le rail sous la forme de gicleurs emmanchés. Ces gicleurs sont emmanchés de façon traditionnelle, c'est-à-dire par la maîtrise du jeu géométrique négatif (serrage géométrique) etAccording to the state of the art, there are also alternatives to the nozzles pierced in the rail in the form of fitted jets. These jets are fitted in a traditional way, that is to say by the control of the negative geometric clearance (geometric clamping) and
Tutilisation d’une presse en surveillant les efforts d’emmanchement. Ces gicleurs emmanchés ne sont utilisés que pour des rails sans autofrettage ou avec un autofrettage modéré car l’autofrettage provoque des déformations résiduelles qui rendent trop critique la maîtrise du serrage géométrique. Il faudrait dans ce cas une opération supplémentaire coûteuse de retouche du diamètre d’emmanchement après l’autofrettage. Cette solution connue présente donc de nombreux inconvénients.The use of a press by monitoring the fitting forces. These fitted nozzles are only used for rails without autofrettage or with a moderate auto-recrettage because autofrettage causes residual deformations which make the control of the geometrical tightening too critical. It would be necessary in this case an additional expensive operation of retouching of the fitting diameter after autofrettage. This known solution therefore has many disadvantages.
But de l’inventionPurpose of the invention
La présente invention a pour but de développer une rampe commune de système d’injection haute pression permettant d’amortir efficacement les ondes de pression générées dans la rampe par la fermeture des soupapes d’injection tout en ayant une réalisation simple et générant une faible dispersion de l’amortissement entre gicleurs d’un même rail ou de rails différents.The object of the present invention is to develop a common high-pressure injection system ramp making it possible to effectively damp the pressure waves generated in the ramp by closing the injection valves while having a simple embodiment and generating a low dispersion. damping between sprinklers of the same rail or different rails.
Exposé et avantages de l’invention A cet effet, la présente invention a pour objet une rampe commune pour un système d’injection haute pression de moteur à combustion interne formée d’un corps cylindrique délimitant une chambre haute pression et des dômes munis de passages de sortie de liquide haute pression débouchant dans la chambre avec un étranglement pour atténuer les ondes de pression générées par les injecteurs. Les dômes comportent, en sortie, chacun un passage avec une chambre recevant un manchon muni d’un étranglement, et le manchon est bloqué dans la chambre par l’autofrettage de la rampe.DISCLOSURE AND ADVANTAGES OF THE INVENTION To this end, the subject of the present invention is a common rail for a high pressure injection system of an internal combustion engine formed of a cylindrical body delimiting a high pressure chamber and domes equipped with passages. outlet of high pressure liquid opening into the chamber with a constriction to reduce the pressure waves generated by the injectors. The domes each have a passage with a chamber receiving a sleeve provided with a constriction, and the sleeve is blocked in the chamber by autofrettage of the ramp.
La rampe selon l’invention est d’une fabrication simple et précise pour l’étranglement. La solidarisation des manchons dans la rampe se fait simplement et sans nécessiter de moyens nouveaux ou différents puisque cette solidarisation se fait par l’autofrettage de la rampe, l’autofrettage de la rampe dont la pression d’utilisation justifie cette technique afin d’assurer la tenue en fatigue de la rampe. Cela n’allonge pas le cycle de fabrication. L’étranglement réalisé en dehors de la rampe permet une fabrication simple par des opérations de perçage et de finition, à l’extérieur de la rampe sans risquer d’introduire des corps étrangers dans la rampe et évitant tout problème de bavures ; cela permet au contraire la réalisation d’arêtes lisses ou de congés.The ramp according to the invention is of simple and precise manufacture for the throttling. The joining of the sleeves in the ramp is done simply and without requiring new or different means since this connection is done by autofrettage of the ramp, autofrettage of the ramp whose operating pressure justifies this technique to ensure the tiredness of the ramp. This does not lengthen the manufacturing cycle. The constriction made outside the ramp allows simple manufacturing by drilling and finishing operations, outside the ramp without the risk of introducing foreign bodies into the ramp and avoiding any problem of burrs; this allows on the contrary the realization of smooth edges or holidays.
Ainsi, le passage du manchon comporte un congé au débouché côté chambre haute pression.Thus, the passage of the sleeve has a discharge at the outlet side of the high pressure chamber.
Suivant une autre caractéristique avantageuse, le passage dans le manchon est un perçage étagé formé d’une succession de perçages de diamètre décroissant séparés par des fonctions coniques. On a ainsi un étranglement étagé, permettant de mieux optimiser le manchon vis-à-vis du compromis amortissement/perte d’efficacité système.According to another advantageous characteristic, the passage in the sleeve is a stepped bore formed of a succession of holes of decreasing diameter separated by conical functions. There is thus a stepped throttling, to better optimize the sleeve vis-à-vis the compromise damping / loss of system efficiency.
La succession de perçages de diamètre décroissant n’est qu’un exemple de géométrie complexe permise par un gicleur usiné séparément de la rampe. Le but est d’obtenir une dissymétrie de la perte de charge, c'est-à-dire moins de perte de charge dans la direction utile à l’injection et plus de perte de charge dans la direction ne contribuant qu’à l’amortissement.The succession of holes of decreasing diameter is only one example of complex geometry allowed by a jet machined separately from the ramp. The aim is to obtain an asymmetry of the pressure drop, that is to say less pressure drop in the direction useful to the injection and more head loss in the direction contributing only to the amortization.
Suivant une autre caractéristique, le passage à étranglement a une entrée conique formant un siège d’étanchéité pour l’opération d’autofrettage.According to another feature, the throttled passage has a conical inlet forming a sealing seat for the autofrettage operation.
Suivant une autre caractéristique, le dôme a une entrée conique, là encore pour réaliser l’étanchéité pour l’autofrettage.According to another characteristic, the dome has a conical inlet, again to achieve the seal for autofrettage.
Selon une caractéristique plus particulière, la chambre est cylindrique et forme avec le perçage un épaulement réalisant une arête d’étanchéité, le manchon a une surface extérieure avec une partie cylindrique de grand diamètre pour venir dans la chambre cylindrique avec du jeu au montage et une partie de petit diamètre venant librement en saillie dans le perçage du dôme, les deux parties du manchon étant reliées par un segment conique destiné à venir contre l’arête du dôme.According to a more particular feature, the chamber is cylindrical and forms with the bore a shoulder forming a sealing edge, the sleeve has an outer surface with a cylindrical portion of large diameter to come into the cylindrical chamber with play to the assembly and a small diameter portion freely protruding into the dome bore, the two parts of the sleeve being connected by a conical segment intended to come against the edge of the dome.
Suivant une autre caractéristique, le dôme comporte une chambre conique se poursuivant par un perçage de section inférieure à celle de la petite base de la chambre conique, et le manchon à étranglement a un corps conique de longueur inférieure à la longueur de la chambre conique et la section de sa petite base est supérieure à la section de la petite base de la chambre, la conicité de la chambre et celle du corps conique étant identiques.According to another characteristic, the dome comprises a conical chamber continuing with a bore of section smaller than that of the small base of the conical chamber, and the throttling sleeve has a conical body of length less than the length of the conical chamber and the section of its small base is greater than the section of the small base of the chamber, the conicity of the chamber and that of the conical body being identical.
Dans le cas de la chambre conique, de façon avantageuse, la surface de la chambre conique et/ou celle du corps conique présente des inégalités, aspérités et formes géométriques en relief ou en creux pour augmenter l’accrochage des deux surfaces en contact par autofrettage et aussi à une meilleure étanchéité pendant l’autofrettage.In the case of the conical chamber, advantageously, the surface of the conical chamber and / or that of the conical body has unevenness, roughness and geometric shapes in relief or hollow to increase the attachment of the two surfaces in contact by autofrettage and also to a better seal during autofrettage.
Suivant une autre caractéristique, la section de la partie du manchon venant dans le perçage est inférieure à la section de ce perçage pour ne pas être en contact avec celui-ci après autofrettage de la rampe et des manchons.According to another characteristic, the section of the portion of the sleeve coming into the bore is smaller than the section of this bore so as not to be in contact with it after autofrettage of the ramp and the sleeves.
On réduit ainsi la surface de liaison entre le manchon et le dôme par la seule surface de contact qui pourra être serrée par autofrettage.This reduces the bonding surface between the sleeve and the dome by the only contact surface that can be tightened by autofrettage.
Suivant une autre caractéristique, la longueur de la partie du manchon est inférieure à la longueur du perçage de sorte que le débouché de l’étranglement est nettement éloigné du débouché du perçage dans la chambre. Ainsi, la sortie du perçage du manchon sera très au-dessus du débouché du perçage dans la chambre et influence la perte de charge. L’invention a également pour objet la réalisation d’une rampe commune telle que définie ci-dessus, ce procédé étant caractérisé en ce qu’ on réalise par usinage une chambre dans le passage de sortie de chaque dôme, on réalise un manchon traversé par un étranglement, le diamètre extérieur du manchon étant adapté à celui de la chambre, on installe un manchon dans chaque chambre, on réalise l’étanchéité du manchon et celle de l’entrée du dôme, et on soumet la rampe ainsi assemblée à une pression d’autofrettage pour traiter la surface intérieure de la rampe et bloquer les manchons dans la chambre des dômes.According to another characteristic, the length of the portion of the sleeve is less than the length of the bore so that the outlet of the constriction is clearly remote from the opening of the bore in the chamber. Thus, the output of the drilling of the sleeve will be very above the outlet of the bore in the chamber and influence the pressure drop. The invention also relates to the production of a common rail as defined above, this method being characterized in that a chamber is machined in the outlet passage of each dome, a sleeve traversed by a constriction, the outer diameter of the sleeve being adapted to that of the chamber, a sleeve is installed in each chamber, the sleeve is sealed and the inlet of the dome, and the ramp thus assembled is subjected to a pressure autofrettage to treat the inner surface of the ramp and block the sleeves in the chamber domes.
Comme déjà indiqué ci-dessus, le procédé de réalisation de la rampe est particulière simple tout en offrant l’avantage de pouvoir réaliser des étranglements précis et efficaces pour l’amortissement des ondes de choc (coups de bélier).As already indicated above, the method of producing the ramp is particularly simple while offering the advantage of being able to achieve precise and effective constrictions for the damping of shock waves (water hammers).
Dessinsdrawings
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide d’exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe axiale d’une partie d’une rampe commune d’un système d’injection haute pression, la figure 2 est une vue en coupe axiale d’un manchon à étranglement pour la rampe commune de la figure 1, la figure 3 est une vue schématique en demi-coupe de la réalisation de la rampe de la figure 1, la figure 4 est une vue en coupe axiale d’un autre mode de réalisation d’une rampe de système d’injection selon l’invention, la figure 5 est une coupe axiale du manchon à étranglement pour la rampe commune de la figure 4, la figure 6 est une vue en demi-coupe expliquant le montage du manchon à étranglement dans un dôme de la rampe de la figure 4, la figure 7 est une vue en section d’une rampe connue.The present invention will be described below in more detail with the aid of exemplary embodiments shown in the accompanying drawings in which: FIG. 1 is an axial sectional view of part of a common ramp of a high pressure injection system, Figure 2 is an axial sectional view of a throttling sleeve for the common rail of Figure 1, Figure 3 is a schematic view in half section of the embodiment of the ramp of the FIG. 4 is a view in axial section of another embodiment of an injection system ramp according to the invention, FIG. 5 is an axial section of the throttling sleeve for the common rail of the invention. Figure 4 is a half-sectional view explaining the mounting of the throttling sleeve in a dome of the ramp of Figure 4, Figure 7 is a sectional view of a known ramp.
Description de modes de réalisation de l’inventionDescription of Embodiments of the Invention
Selon la figure 1, l’invention a pour objet une rampe 1 d’une installation d’injection haute pression dans un moteur à combustion interne. Une partie courante de cette rampe est représentée en coupe axiale. Les autres composants de l’installation d’injection ne sont pas représentés.According to FIG. 1, the subject of the invention is a ramp 1 of a high pressure injection installation in an internal combustion engine. A running part of this ramp is shown in axial section. The other components of the injection facility are not shown.
La rampe 1 est un corps cylindrique 11 en acier forgé à paroi épaisse, entourant une chambre haute pression 12 alimentée en carburant haute pression par la pompe haute pression pour distribuer le carburant haute pression aux soupapes d’injection (injecteurs) commandées par l’unité centrale de gestion du moteur.The ramp 1 is a cylindrical body 11 of thick-walled forged steel, surrounding a high-pressure chamber 12 supplied with high-pressure fuel by the high pressure pump to distribute the high-pressure fuel to the injection valves (injectors) controlled by the unit. central engine management.
Le mouvement de fermeture et celui d’ouverture des injecteurs produit des ondes de compression et de dépression (« coups de bélier ») transmises par le liquide haute pression dans la conduite reliant l’injecteur à la rampe 1 et arrivant ainsi dans la rampe.The closing movement and the opening of the injectors produces compression and vacuum waves ("water hammer") transmitted by the high pressure liquid in the pipe connecting the injector to the ramp 1 and thus arriving in the ramp.
Le corps cylindrique 11 comporte des dômes de branchement 13 reliés chacun par un passage 131 à la chambre haute pression 12 et par une conduite haute pression à son injecteur. Extérieurement, le dôme a un filetage 132 pour visser le raccord de la conduite haute pression. L’exemple de la figure 1 se limite à représenter la partie courante de la rampe avec deux dômes 13, l’un vide, l’autre occupé par un manchon d’étranglement 2. La rampe 1 a autant de dômes 13 et de sorties de carburant haute pression qu’il y a d’injecteurs alimentés. Tous ces dômes 13 ont la même structure et la description ci-après se limitera à l’un d’eux.The cylindrical body 11 has branch domes 13 each connected by a passage 131 to the high pressure chamber 12 and a high pressure line to its injector. Externally, the dome has a thread 132 for screwing the connection of the high pressure line. The example of FIG. 1 is limited to representing the current part of the ramp with two domes 13, one empty, the other occupied by a throttling sleeve 2. The ramp 1 has as many domes 13 and outlets of high pressure fuel that there are injectors powered. All these domes 13 have the same structure and the description below will be limited to one of them.
Le dôme 13 à droite de la figure 1 montre son passage 131 sans son manchon à étranglement 2 ; le dôme 13 à gauche est équipé du manchon à étranglement 2.The dome 13 on the right of Figure 1 shows its passage 131 without its throttling sleeve 2; the dome 13 on the left is equipped with the throttle sleeve 2.
Le manchon à étranglement 2 est représenté en coupe séparément à la figure 2.The throttling sleeve 2 is shown in section separately in FIG.
Selon la figure 1, le passage 131 dans un dôme 13 est constitué, selon l’orientation allant vers la chambre haute pression 12, d’un cône d’entrée 1311 suivi d’une chambre cylindrique/alésage 1312 de diamètre supérieur à celui du perçage 1314 en aval pour former une arête d’étanchéité 1313. Le passage 131 reçoit le manchon à étranglement 2.According to FIG. 1, the passage 131 in a dome 13 is constituted, according to the orientation going towards the high pressure chamber 12, of an inlet cone 1311 followed by a cylindrical chamber / bore 1312 of diameter greater than that of the drilling 1314 downstream to form a sealing edge 1313. The passage 131 receives the throttling sleeve 2.
Selon la figure 2, le manchon à étranglement 2 a un corps cylindrique 21 traversé par un perçage étagé 22 formé d’une succession de perçages de diamètres décroissants 222, 224, 226, séparés par des jonctions coniques 223, 225. L’entrée du manchon 2 a une forme conique 221 réalisant un siège d’étanchéité et le débouché du dernier perçage 226 dans la chambre de la rampe a une arête arrondie ou un congé 227.According to FIG. 2, the throttle sleeve 2 has a cylindrical body 21 traversed by a stepped bore 22 formed of a succession of holes of decreasing diameters 222, 224, 226, separated by tapered junctions 223, 225. The inlet of the sleeve 2 has a conical shape 221 providing a sealing seat and the outlet of the last bore 226 in the chamber of the ramp has a rounded edge or leave 227.
Le perçage étagé 22 constitue un étranglement destiné à atténuer les ondes de pression (compression et dépression) induites dans le liquide haute pression par les mouvements de fermeture et d’ouverture de l’injecteur.The stepped bore 22 constitutes a constriction intended to attenuate the pressure waves (compression and depression) induced in the high-pressure liquid by the closing and opening movements of the injector.
Le corps 21 du manchon avec sa surface extérieure 23 du manchon 2 a une partie de grande section 231 rejoignant une partie de petite section 233 par une jonction conique 232 constituant une surface d’appui pour coopérer avec l’arête 1313 du passage 131 du dôme. La surface extérieure 23 de la partie 233 de petite section se termine par un congé 234. Le grand diamètre de la partie 231 du manchon 2 est légèrement inférieur à celui de l’alésage 1312 du dôme 13 et le petit diamètre de la partie 233 est nettement inférieur à celui du perçage 1314 du dôme 13 en aval de l’alésage 1312 de sorte que pour le montage, le manchon 2 muni de l’étranglement s’installe sans effort dans le passage 131 du dôme 13 et la partie 233 de petite section n’est pas en contact avec la paroi du passage 131 et notamment son perçage 1314. Le perçage étagé 1312/1314 bien que non nécessaire à la fonction hydraulique permet de réduire le diamètre du perçage au niveau de son intersection avec la chambre haute pression 12. La longueur de la partie 233 du manchon 2 est inférieure à la longueur du perçage 1314 de sorte que le débouché de l’étranglement 226 est nettement éloigné du débouché 1315 du perçage 1314 de la chambre 12.The body 21 of the sleeve with its outer surface 23 of the sleeve 2 has a portion of large section 231 joining a portion of small section 233 by a conical junction 232 constituting a bearing surface to cooperate with the edge 1313 of the passage 131 of the dome . The outer surface 23 of the portion 233 of small section ends with a leave 234. The large diameter of the portion 231 of the sleeve 2 is slightly smaller than that of the bore 1312 of the dome 13 and the small diameter of the portion 233 is significantly less than that of the hole 1314 of the dome 13 downstream of the bore 1312 so that for mounting, the sleeve 2 provided with the constriction is installed effortlessly in the passage 131 of the dome 13 and the part 233 of small section is not in contact with the wall of the passage 131 and in particular its drilling 1314. The stepped drilling 1312/1314 although not necessary for the hydraulic function reduces the diameter of the bore at its intersection with the high pressure chamber 12. The length of the portion 233 of the sleeve 2 is less than the length of the bore 1314 so that the outlet of the throat 226 is clearly remote from the outlet 1315 of the bore 1314 of the chamber 12.
Cette remarque concernant la longueur d’une partie du manchon et du perçage du dôme s’applique également au second mode de réalisation qui sera décrit ensuite.This remark concerning the length of a portion of the sleeve and the drilling of the dome also applies to the second embodiment which will be described next.
Le blocage du manchon 2 se fait par un autofrettage comme cela est indiqué ci-après.The locking of the sleeve 2 is by autofrettage as indicated below.
Selon la demi-coupe de la figure 3, lorsque la rampe 1 est équipée de tous les manchons à étranglement 2, on la soumet à un autofrettage. Pour cela on applique sur chaque dôme 13 un obturateur non représenté contre le siège conique 221 du manchon 2. On réalise ainsi des appuis. La force de serrage F exercée dans l’axe xx pendant l’autofrettage réalise l’étanchéité du manchon 2 (zone A) et aussi l’étanchéité entre le manchon 2 et le passage 131 dans la zone B, par le contact entre la surface conique 232 du manchon 2 et de l’arête 1313 du dôme 13.According to the half section of FIG. 3, when the ramp 1 is equipped with all the throttling sleeves 2, it is subjected to autofrettage. For this it is applied to each dome 13 a shutter not shown against the conical seat 221 of the sleeve 2. It thus carries supports. The clamping force F exerted in the axis xx during the autofrettage performs the sealing of the sleeve 2 (zone A) and also the seal between the sleeve 2 and the passage 131 in the zone B, by the contact between the surface conical 232 of the sleeve 2 and the edge 1313 of the dome 13.
On délimite ainsi la surface des perçages 131 et des manchons 2 qui sera exposée à la haute pression d’autofrettage du liquide introduit dans la rampe.This delimits the surface of the holes 131 and sleeves 2 which will be exposed to the high pressure autofrettage liquid introduced into the ramp.
Cette surface exposée est la surface de la chambre 12 et du passage 131 des dômes 13 en amont (dans le sens sortant du carbu- rant haute pression) du manchon 2, y compris la surface intérieure du manchon 2 et sa surface extérieure en amont du contact entre son épaulement conique 232 et l’arête 1313 séparant l’alésage 1312 et le perçage 1314 du dôme 13. En d’autres termes, les surfaces en regard du manchon 2 et de l’alésage 1312 ne sont pas exposées au liquide à haute pression d’autofrettage mais subissent les efforts générés par cette haute pression. Ainsi, la très haute pression d’autofrettage plastifie la couche intérieure de la surface exposée de la rampe 1 et le manchon 2 qui est déformé pour être pressé contre l’alésage 1312 du dôme 13. Après l’application de cette très haute pression d’autofrettage, les dômes 13 se rétractent sur chaque manchon 2 qui est ainsi fretté.This exposed surface is the surface of the chamber 12 and the passage 131 of the domes 13 upstream (in the outgoing direction of the high pressure fuel) of the sleeve 2, including the inner surface of the sleeve 2 and its outer surface upstream of the contact between its conical shoulder 232 and the edge 1313 separating the bore 1312 and the hole 1314 of the dome 13. In other words, the facing surfaces of the sleeve 2 and the bore 1312 are not exposed to the liquid. high pressure autofrettage but suffer the efforts generated by this high pressure. Thus, the very high pressure autofrettage plasticizes the inner layer of the exposed surface of the ramp 1 and the sleeve 2 which is deformed to be pressed against the bore 1312 of the dome 13. After the application of this very high pressure d autofrettage, the domes 13 retract on each sleeve 2 which is thus fretted.
La figure 4 montre un autre mode de réalisation d’une rampe la selon l’invention, également limité à la partie courante de la rampe avec deux dômes 13a, l’un vide et l’autre occupé par un manchon à étranglement 2a. Tous les dômes 13a ont la même structure de sorte que leur description se limitera à l’un d’eux.FIG. 4 shows another embodiment of a ramp 1a according to the invention, also limited to the current part of the ramp with two domes 13a, one empty and the other occupied by a throttling sleeve 2a. All domes 13a have the same structure so that their description will be limited to one of them.
Le manchon à étranglement 2a est représenté en coupe, séparément à la figure 5.The throttle sleeve 2a is shown in section, separately in FIG.
Selon la figure 4 et l’orientation allant vers la chambre haute pression 12a, le passage 131a dans le dôme 13a est constitué, d’un cône d’entrée 1311a suivi d’une chambre conique 1312a dont la petite base a un diamètre supérieur à celui du perçage 1314a en aval, pour former une arête 1313a. La chambre conique 1312a forme une chambre d’emmanchement de type « cône morse » ou cône équivalent. Le passage 131a reçoit par emmanchement le manchon à étranglement 2a de forme complémentaire.According to FIG. 4 and the orientation towards the high pressure chamber 12a, the passage 131a in the dome 13a consists of an inlet cone 1311a followed by a conical chamber 1312a whose small base has a diameter greater than that of drilling 1314a downstream, to form a ridge 1313a. The conical chamber 1312a forms a fitting chamber type "Morse taper" or equivalent cone. The passage 131a receives by fitting the throttle sleeve 2a of complementary shape.
Selon la figure 5, le manchon à étranglement 2a a un corps 21a traversé par un perçage étagé 22a formé d’une succession de perçages de diamètres décroissants 222a, 224a, 226a, séparés par des jonctions coniques 223a, 225a. L’entrée 221a du manchon 2a est de forme conique réalisant un siège d’étanchéité et le débouché du dernier perçage 226a dans la chambre 12a de la rampe la a une arête arrondie ou un congé 227a. Le perçage étagé 22a constitue un étranglement destiné à atténuer les ondes de pression induites dans le liquide haute pression.According to FIG. 5, the throttle sleeve 2a has a body 21a traversed by a stepped bore 22a formed of a succession of holes of decreasing diameters 222a, 224a, 226a, separated by tapered junctions 223a, 225a. The inlet 221a of the sleeve 2a is of conical shape providing a sealing seat and the opening of the last bore 226a in the chamber 12a of the ramp has a rounded edge or leave 227a. The stepped bore 22a is a constriction for attenuating the pressure waves induced in the high pressure liquid.
La surface extérieure 23a du manchon 2a a une partie conique 231a de grand diamètre dont la petite base rejoint une partie cylindrique 233a de petit diamètre par une jonction conique 232a. La surface extérieure 23a se termine par un congé 234a. La partie conique 231a a une conicité égale à celle de la chambre conique 1312a du dôme 13 et une section pour être reçue dans la chambre conique 1312a par emmanchement de façon que les surfaces respectives soient bien en contact.The outer surface 23a of the sleeve 2a has a conical portion 231a of large diameter whose small base joins a cylindrical portion 233a of small diameter by a conical junction 232a. The outer surface 23a ends with a leave 234a. The conical portion 231a has a conicity equal to that of the conical chamber 1312a of the dome 13 and a section to be received in the conical chamber 1312a by fitting so that the respective surfaces are in good contact.
La partie cylindrique 233a a une section nettement inférieure à celle du perçage 1314a du dôme 13a.The cylindrical portion 233a has a section much smaller than that of the hole 1314a of the dome 13a.
Selon la demi-coupe de la figure 6, lorsque la rampe la est équipée de tous les manchons à étranglement 2a, on la soumet à un autofrettage comme cela a été décrit pour le premier mode de réalisation représenté aux figures 1-3.According to the half section of FIG. 6, when the ramp is equipped with all the throttling sleeves 2a, it is subjected to autofrettage as has been described for the first embodiment shown in FIGS.
Pour cela on applique sur chaque dôme 13a un obturateur non représenté contre le siège conique 221a du manchon 2a pour réaliser l’étanchéité par rapport à l’extérieur du perçage 22a et l’étanchéité entre les surfaces coniques des parties 1312a et 231a.For this it is applied to each dome 13a a shutter not shown against the conical seat 221a of the sleeve 2a to seal against the outside of the bore 22a and the seal between the conical surfaces of the parts 1312a and 231a.
On exerce pour cela une force de serrage F sur la bille non représentée qui s’appuie et crée une zone de compression C. L’effort est transmis à la zone de contact conique entre la partie conique 231a du manchon 2a et la surface conique de la chambre 1312a du dôme 13a.For this purpose, a clamping force F is exerted on the ball (not shown) which bears and creates a compression zone C. The force is transmitted to the conical contact zone between the conical portion 231a of the sleeve 2a and the conical surface of the chamber 1312a of the dome 13a.
On délimite ainsi la surface des perçages 131a et des manchons 2a qui sera exposée à la haute pression d’autofrettage du liquide introduit dans la rampe.This delimits the surface of the holes 131a and sleeves 2a which will be exposed to the high pressure autofrettage of the liquid introduced into the ramp.
Cette surface exposée est la surface de la chambre 12a et du passage 131a des dômes 13a en amont (dans le sens sortant du carburant haute pression) du manchon 2a, y compris la surface intérieure du manchon 2a et sa surface extérieure en amont du contact entre sa surface conique 231a et la surface de la chambre conique 1312a. La section de la petite base de la partie conique 231a est supérieure à celle de la petite base de la chambre conique 1312a rejoignant la surface conique 1313a formant l’épaulement de façon que le manchon 2a puisse être serré par emmanchement combiné à l’autofrettage sans être en appui contre l’épaulement 1313a, ce qui gênerait ou limiterait l’emmanchement.This exposed surface is the surface of the chamber 12a and the passage 131a of the domes 13a upstream (in the outgoing direction of the high pressure fuel) of the sleeve 2a, including the inner surface of the sleeve 2a and its outer surface upstream of the contact between its conical surface 231a and the surface of the conical chamber 1312a. The section of the small base of the conical portion 231a is greater than that of the small base of the conical chamber 1312a joining the conical surface 1313a forming the shoulder so that the sleeve 2a can be tightened by pressing together with autofrettage without be in support against the shoulder 1313a, which would hinder or limit the fitting.
Il est à remarquer que les surfaces coniques des parties 1312a ou 231a pourraient avoir des rainures renforçant l’étanchéité pendant l’autofrettage et augmentant la force axiale résiduelle entre les deux pièces/surfaces.It should be noted that the conical surfaces of portions 1312a or 231a could have sealing grooves during autofrettage and increasing the residual axial force between the two parts / surfaces.
Les surfaces en contact du manchon 2a et de l’alésage 1312a ne sont pas exposées au liquide à haute pression d’autofrettage mais subissent les efforts générés. La très haute pression d’autofrettage plastifie la couche intérieure de la surface exposée de la rampe la et le manchon 2a qui est déformé pour être pressé contre l’alésage 1312a du dôme 13a. Après l’application de cette très haute pression d’autofrettage, les dômes 13a se rétractent sur chaque manchon 2a qui est ainsi fretté. L’acier forgé des rampes 1, la présente une dureté minimum de l’ordre de 300 HB dépendant de la dureté des têtes de canalisation et des caractéristiques compatibles avec le résultat attendu de l’autofrettage.The surfaces in contact with the sleeve 2a and the bore 1312a are not exposed to the high-pressure autofrettage liquid but undergo the forces generated. The very high autofretting pressure plasticizes the inner layer of the exposed surface of the ramp 1a and the sleeve 2a which is deformed to be pressed against the bore 1312a of the dome 13a. After the application of this very high autofrettage pressure, the domes 13a retract on each sleeve 2a which is thus hooped. The forged steel of the ramps 1 has a minimum hardness of the order of 300 HB depending on the hardness of the pipe heads and characteristics compatible with the expected result of autofrettage.
La matière du manchon 2, 2a a une dureté comprise entre 300 et 450 HV pour avoir une plastification suffisante pendant l’autofrettage tout en conservant suffisamment d’élasticité résiduelle pour avoir une pression résiduelle suffisante entre le manchon 2, 2a et la rampe 1, la.The material of the sleeve 2, 2a has a hardness of between 300 and 450 HV in order to obtain sufficient plasticization during autofrettage while retaining sufficient residual elasticity to have a sufficient residual pressure between the sleeve 2, 2a and the ramp 1, the.
Le procédé de réalisation de la rampe 1, la selon l’invention consiste à : loger le manchon 2, 2a dans le dôme 13, 13a avec du jeu et sans avoir à exercer un effort important, serrer l’assemblage ainsi réalisé pour avoir ensuite une différence de pression entre le diamètre intérieur et le diamètre extérieur du manchon 2, 2a, et produire une déformation plastique du manchon 2, 2a et de la rampe 1, la.The method for producing the ramp 1, according to the invention consists in: housing the sleeve 2, 2a in the dome 13, 13a with play and without having to exert a significant effort, tighten the assembly thus produced to have then a pressure difference between the inside diameter and the outside diameter of the sleeve 2, 2a, and produce a plastic deformation of the sleeve 2, 2a and the ramp 1, la.
La déformation plastique assure le contact résiduel entre le manchon à étranglement 2, 2a et la rampe 1, la.The plastic deformation ensures the residual contact between the throttling sleeve 2, 2a and the ramp 1, the.
Les propriétés de la matière du manchon à étranglement sont choisies pour garantir une force résiduelle suffisante maintenant le manchon 2, 2a en place pendant le fonctionnement de la rampe commune 1, la du système d’injection.The properties of the throttling sleeve material are chosen to ensure sufficient residual force holding the sleeve 2, 2a in place during operation of the common rail 1, 1a of the injection system.
Nomenclature des éléments principaux sans les suffixes « a » sauf exception 1 Rampe 11 Corps 12 Chambre haute pression 13 Dôme 131 Passage 1311 Cône d’entrée 1312 Chambre cylindrique 1312a Chambre conique 1313 Arête d’étanchéité 1314 Perçage 132 Filetage extérieur 2 Manchon à étranglement 21 Corps cylindrique 21a Corps conique 22 Perçage étagé 221 Cône d’entrée 222 Perçage de grand diamètre 223 Jonction conique 224 Perçage de diamètre intermédiaire 225 Jonction conique 226 Perçage de petit diamètre 227 Congé 23 Surface extérieure 231 Partie cylindrique de grand diamètre 231a Partie conique de grand diamètre 232 Jonction conique 233 Partie cylindrique de petit diamètre 234 CongéNomenclature of main elements without the suffixes "a" with exceptions 1 Ramp 11 Body 12 High pressure chamber 13 Dome 131 Passage 1311 Entry cone 1312 Cylindrical chamber 1312a Conical chamber 1313 Sealing edge 1314 Drilling 132 External thread 2 Throttle sleeve 21 Cylindrical body 21a Tapered body 22 Stepped drilling 221 Input cone 222 Large diameter drilling 223 Taper joint 224 Intermediate diameter drilling 225 Taper joint 226 Small diameter drilling 227 Leave 23 Outer surface 231 Large diameter cylindrical part 231a Large conical part diameter 232 Taper Junction 233 Small Diameter Cylindrical Part 234 Leave
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