FR2662472A1 - Liaison de derivation pour circuit de combustible a haute pression. - Google Patents

Liaison de derivation pour circuit de combustible a haute pression. Download PDF

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Abstract

- L'invention concerne une liaison de dérivation pour circuit de combustible a haute pression. - L'objet de l'invention est une liaison de dérivation pour circuit de combustible à haute pression comportant un passage (2) au travers duquel s'écoule axialement le combustible à haute pression et une pluralité de trous (3a) conformés dans la paroi du passage et comportant des surfaces portantes respectives (3) soumises à une pression, s'évasant radialement vers l'extérieur à partir du passage, la liaison de dérivation comportant un élément de dérivation (5) muni d'un passage (20) communiquant avec le passage de combustible (2), ledit élément de dérivation comportant une partie frontale (6), à une extrémité, engagée contre la surface portante réceptrice (3) avec interposition d'un joint en forme de cuvette (8), en sorte de fixer par vissage l'élément de dérivation sur le circuit de combustible, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (8) comporte un trou central (8'), dont au moins les bords périphériques intérieur et extérieur sont en contact avec une face d'extrémité (6') de la partie frontale (6) et avec la surface portante (3) du trou (3a) de passage du combustible ménagé dans le circuit de combustible, respectivement, et en ce que l'angle entre la paroi du trou central (8') du joint (8) et la surface portante (3) est inférieur à 90degré - Application aux circuits d'injection de combustible dans des moteurs.

Description

LIAISON DE DERIVATION POUR CIRCUIT
DE COXHUSTIBLE A HAUTE PRESSION
La présente invention se rapporte à la fixation d'un élément de dérivation tel qu'une conduite ou un pièce en dérivation sur un circuit de distribution de combustible à haute pression tel qu'une canalisation ou un bloc d'alimentation en combustible à haute pression et, en particulier, se rapporte à une liaison de dérivation destinée à l'injection de combustible dans un moteur à essence et notamment à la délivrance de combustible sous une pression supérieure à 1 000 kg/cm à un moteur diesel.
Une liaison de dérivation conventionnelle est illustrée à titre d'exemple sur les figures 12 et 13. Une canalisation principale 11 comporte un perçage ou passage 12. Une pluralité de surfaces portantes 13 soumises à la pression et de forme conique ou arquée, sont conformées dans la paroi de la canalisation principale 11. Une conduite de dérivation 15 comporte une extrémité ou partie frontale 16 susceptible d'appliquer une pression 16, de forme conique ou arquée, engagée contre la surface portante 13 de la canalisation principale 11. Un joint 14 en forme de cuvette est disposé entre la surface portante 13 et la partie frontale 16. Le joint 14 comporte un trou central plan 14' et une paroi inclinée 14" s'étendant vers l'intérieur à partir du trou central 14'.Lors de la fixation de la dérivation sur la canalisation principale, un espace 17 est défini par la partie inclinée 14" du joint, le bord périphérique de la surface portante 13 et le passage 12.
Dans une telle liaison, cependant, une haute pression supérieure à 1 000 kg/cm est appliquée au joint 14 et se divise en deux composantes Pl et P2. La composante P2 est une force (pression du fluide X sin a ) tendant à séparer le joint de la surface portante 13. Cette force, jointe aux vibrations du moteur, provoque la pénétration du combustible entre le joint 14 et la surface portante 13 et ainsi une fuite de la canalisation principale.
En vue de supprimer ces problèmes rencontrés dans l'art antérieur, la présente invention a pour objet une liaison dans laquelle une composante de la force engendrée par la haute pression est appliquée sur le joint de manière à presser ce dernier contre la surface portante de la canalisation principale, en sorte d'éviter au fluide de pénétrer entre les deux et, par suite, de fuir hors de la canalisation principale, les vibrations n'ayant aucune incidence.
A cet effet, l'invention a trait à une liaison de dérivation pour circuit de combustible à haute pression comportant un passage au travers duquel s'écoule axialement le combustible à haute pression et une pluralité de trous conformés dans la paroi du passage et comportant des surfaces portantes respectives soumises à une pression, s'évasant radialement vers l'extérieur à partir du passage, la liaison de dérivation comportant un élément de dérivation muni d'un passage communiquant avec le passage du combustible et une partie frontale, à une extrémité, engagée contre la surface portante réceptrice avec interposition d'un joint en forme de cuvette, en sorte de fixer par vissage l'élément de dérivation sur le circuit de combustible, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité comporte un trou central, dont au moins les bords périphériques intérieur et extérieur sont en contact avec une face d'extrémité de la partie frontale et avec la surface portante du trou de passage du combustible ménagé dans le circuit de combustible, respectivement, et en ce que l'angle entre la paroi du trou central du joint et la surface portante est inférieur à 900. De plus, l'angle entre la paroi du trou central et ladite face d'extrémité est inférieur à 900.
Le joint est en métal et comporte au moins une surface constituée d'un métal mou tel que l'argent, l'indium, le cuivre, le laiton ou l'aluminium.
Avec un tel agencement, une haute pression supérieure à 1000 kg/cm est appliquée suivant deux composantes. L'une des composantes est utilisée pour presser le joint contre l'extrémité de la partie frontale et en particulier la surface portante pour améliorer l'intégrité du joint. Le ~combustible est ainsi empêché, pendant un laps de temps beaucoup plus important qu'auparavant, de pénétrer entre le joint et la partie frontale ainsi que la surface portante et de s'échapper à l'extérieur.
Afin de bien comprendre l'objet de l'invention, on va se reporter à la description ci-après de modes de réalisation préférés en se référant aux dessins annexés dans lesquels
- Figure 1 est une vue en coupe verticale d'une liaison
de dérivation pour circuit de combustible à haute
pression
- Figure 2 est une vue en coupe d'un joint tel que
celui représenté sur la figure 1 ;
- Figure 3 est une vue en coupe, agrandie, du joint
- Figures 4A et 4B sont des vues illustrant le principe
de la présente invention
- Figures 5 à 8 sont des vues similaires à la figure 3
montrant diverses modifications du joint ;
- Figures 9 et 10 sont des vues en coupe verticale
d'une liaison de dérivation conforme à divers modes
de réalisation de la présente invention ;;
- Figure 11A est une vue en perspective d'une liaison
de dérivation selon un autre mode de réalisation de
la présente invention ;
- Figure 11B est une vue en coupe montrant la partie
principale d'une liaison de dérivation selon la
figure 11A ;
- Figure 12 est une vue en coupe, partielle, d'une
liaison de dérivation conventionnelle ;
- Figure 13 est une vue en coupe d'un joint tel que
celui de la figure 12 et
- Figure 14 est une vue illustrant le type de problèmes
rencontrés dans l'art antérieur.
Sur les Figures 1 à 8 on a représenté une canalisation principale à haute pression constituée d'un acier au carbone, d'un acier d'alliage ou d'un acier inoxydable. La canalisation principale 1 présente un diamètre relativement petit d'environ 20 mm et une épaisseur d'environ 6 mm et comporte un passage 2. Une pluralité de trous de passage coniques 3a sont ménagés dans la paroi de la canalisation principale 1 et comportent des surfaces portantes correspondantes 3. Chaque trou de passage 3a s'évase radialement vers l'extérieur à partir du passage 2 et communique avec ce dernier. Un petit raccord individuel 4 est disposé de manière coaxiale au droit de la surface portante de chaque trou de passage 3a. L'élément de dérivation est constitué par une conduite de dérivation 5 comportant un passage 20.La conduite de dérivation comporte une partie frontale 6 tronconique à l'une de ses extrémités.
La partie frontale tronconique 6 s'étend à l'intérieur du raccord 4 et comporte une face frontale 6a constituant une surface de pression en regard de la surface portante 3 correspondante. Un joint 8 en forme de cuvette est disposé entre la surface de pression frontale 6a et la surface 3 receptrice. Un écrou 7 est engagé autour de la conduite de dérivation 5 avec interposition d'un manchon 28. L'écrou 7 est reçu dans un trou taraudé 16 du raccord 4.
Le joint 8 est constitué d'un métal relativement mou tel que de l'argent, le l'indium, du cuivre, du laiton ou de l'aluminium, ou est revêtu ou chemisé de l'un de ces métaux
Le joint 8 comporte un trou central 8'. Lors du montage de la dérivation sur la canalisation principale, les bords périphériques interne et externe du trou central 8' sont au contact d'une face d'extrémité 6' de la partie frontale 6 et de la surface portante 3 de la canalisation principale 1, respectivement, comme illustré par la figure 3. L'angle a formé entre le trou central 8' et la face d'extrémité 6' de la partie frontale 6 est de préférence inférieur à 900.
Un tel angle est déterminé pour les raisons suivantes illustrées par la figure 4A. Une haute pression P supérieure à 1000 kg/cm est appliquée à angle droit sur la paroi du trou central 8' et se divise en deux composantes P1 et P2. La composante P2 presse le joint 8 contre la surface portante réceptrice 3 sous une pression égale à P X sin a . Une telle force contraint le joint 8 à venir en contact ferme contre la surface portante 3 en sorte d'améliorer l'intégrité du joint.
En l'absence d'étanchéité convenable, du combustible pourrait s'insinuer entre le joint 8 et la surface portante 3 et fuir hors de la canalisation principale.
C'est également le cas avec la face d'extrémité 6' de la partie frontale 6 et le joint 8 illustrés par la figure 4B.
Dans ce cas, la face d'extrémité 6' de la partie-frontale 6 est appliquée contre le joint 8 sous une pression égale à
P x sin B
Dans le mode de réalisation précédent, le trou central 8' comporte une paroi conique plane avec un angle a entre la paroi du trou central 8' et la surface portante 3 et un angle ss entre la paroi du trou central 8' et la face d'extrémité 6' de la partie frontale 6, inférieurs à 900. En variante, la paroi du trou central central 8' peut être délimitée par deux ou trois surfaces formant un angle entre elles comme illustré par la figures 5 ou 6. Dans ces derniers cas, les angles a et ss sont inférieurs à 900.
Suivant une autre variante, le trou central 8' peut comporter une paroi concave comme illustré par la figure 7.
Dans un tel cas, l'angle a formé entre la surface portante 3 et une ligne imaginaire s'étendant depuis le point X entre le bord périphérique interne du joint 8 et la face d'extrémité 6' de la partie frontale 6, jusqu'au point Y entre le bord périphérique externe du joint 8 et la surface portante réceptrice 3, est inférieur à 900. L'angle ss formé entre ladite ligne imaginaire et la face d'extrémité 6' de la partie frontale 6 est également inférieur à 900.
En se reportant à la figure 8, la partie frontale 6 et la surface portante 3 sont incurvées. Dans ce cas, l'angle formé entre la périphérie externe de la partie frontale 6 ou bien la périphérie interne de la surface portante réceptrice 3 et la paroi du trou central 8' est inférieur à 900. Ce mode de réalisation entre également dans le cadre de la présente invention.
La figure 9 est une vue en coupe verticale montrant la partie principale d'un autre mode de réalisation du dispositif selon la présente invention.
Dans ce mode de réalisation, l'élément de dérivation est constitué par une pièce de raccord 5'. La canalisation principale constitue le circuit de combustible. La pièce de raccord est utilisée pour empêcher les interférences avec les autres composants lorsque une conduite de dérivation est courbée selon un angle important. La pièce de raccord peut être sous la forme d'un raccord coudé ou peut comporter une soupape à pression constante, une soupape d'amortissement, une soupape d'alimentation ou une soupape de décharge.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 9, le raccord de dérivation 5' forme un élément de dérivation connecté à la canalisation principale 1.
Le raccord de dérivation 5' comporte une partie frontale tronconique à une extrémité, comme dans les modes de réalisation précédents. Le raccord de dérivation 5' comporte une paroi filetée 25 susceptible de coopérer avec un trou taraudé 16 d'un raccord 4. Le raccord de dérivation 5' est ainsi en contact avec la surface portante 3' de la canalisation principale 1 par l'intermédiaire du joint 8. Un écrou de blocage 24 est vissé sur l'autre extrémité de la pièce de dérivation 5' en entourant un manchon 23.
Avec un tel agencement, un conduit de dérivation 5" peut s'étendre dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de la canalisation principale 1.
La figure 10 est une vue en coupe verticale illustrant la partie principale d'un autre mode de réalisation du dispositif selon la présente invention.
Dans ce mode de réalisation, un écrou de blocage 26 est utilisé pour relier le conduit de dérivation 5 à la canalisation principale 1. L'écrou de blocage 26 comporte un bossage central 27 et un taraudage 26' sur sa périphérie interne. Le raccord 4 comporte un filetage correspondant 16' sur sa périphérie externe. Lorsque le taraudage 26' de l'écrou de blocage est en prise avec le filetage 16' du raccord, le bossage 27 presse vers le bas une partie en saillie annulaire 21a en sorte d'appliquer la surface 6a contre la surface portante 3 par l'intermédiaire du joint 8.
Les figures 11A et llB sont des vues représentant un bloc d'alimentation en combustible, celui-ci constituant le circuit de combustible au lieu de la canalisation principale précédente. Un bloc 30 d'épaisseur substantielle comporte une paire de passage 31 et 32 dans lesquels s'écoulent du combustible à haute pression. Une pluralité de trous de montage 30a à 30d et 34a à 34d sont conformés dans le bloc 30 et communiquent avec les passages 31 et 32 respectivement. Ces trous de montage 33a à 33d et 34a à 34d comportent des surfaces portantes 3 respectives comme dans les modes de réalisation précédents. Les trous de montage 33a à 33d et 34a à 34d comportent également des surfaces périphériques internes taraudées.
Lorsque le bloc 30 est utilisé comme circuit d'alimentation en combustible, un écrou de blocage 7 est vissé sur la surface périphérique interne taraudée de chaque trou de montage pour fixer l'élément de dérivation au bloc.
Ainsi, la face frontale 6' de la partie frontale 6 vient en contact avec la surface portante 3 par l'intermédiaire du joint 8.
Avec la liaison de dérivation selon la présente invention, une haute pression est appliquée au joint et se décompose en deux parties. L'une des composantes sert à presser le joint 8 contre la partie frontale et en particulier la surface portante 3, du fait de la forme du trou central 8' du joint 8 et met en contact les bords périphériques interne et externe du joint 8 avec la partie frontale 6 et la surface portante 3 respectivement. Ceci améliore substantiellement l'intégrité du joint et, ainsi, empêche les fuites de combustible pendant une période de temps accrue, si des vibrations sont engendrées du fait des écoulements répétés de combustible à haute pression.
L'élément de dérivation peut ainsi être relié de manière sure à la canalisation principale ou au bloc de distribution de combustible.

Claims (3)

REVENDICATIONS =:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=
1. Liaison de dérivation pour circuit de combustible à
haute pression comportant un passage (2) au travers duquel
s'écoule axialement le combustible à haute pression et une
pluralité de trous (3a) conformés dans la paroi du passage et
comportant des surfaces portantes respectives (3) soumises à
une pression, s'évasant radialement vers l'extérieur à partir
du passage, la liaison de dérivation comportant un élément de dérivation (5,5') muni d'un passage (20) communiquant avec le
passage de combustible (2), ledit élément de dérivation
comportant une partie frontale (6), à une extrémité, engagée
contre la surface portante réceptrice (3) avec interposition
d'un joint en forme de cuvette (8), en sorte de fixer par
vissage l'élément de dérivation sur le circuit de combustible,
caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (8) comporte un
trou central(8'), dont au moins les bords périphériques
intérieur et extérieur sont en contact avec une face
d'extrémité (6') de la partie frontale (6) et avec la surface
portante (3) du trou (3a) de passage du combustible ménagé
dans le circuit de combustible, respectivement, et en ce que
l'angle entre la paroi du trou central (8') du joint (8) et la
surface portante (3) est inférieur à 90C
2. Liaison de dérivation selon la revendication 1,
caractérisée en ce que l'angle entre la paroi du trou central
(8') et la face d'extrémité (6') est inférieur à 90 .
3. Liaison de dérivation selon la revendication 1,
caractérisée en ce que ledit joint (8) est constitué d'un
métal et comporte au moins une surface formée d'un métal mou
choisi dans le groupe comprenant l'argent, l'indium, le
cuivre, le laiton et l'aluminium.
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