BE359223A - - Google Patents

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BE359223A
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Procédé de suralimentation par soufflante de moteurs à combustion interne à quatre temps. 



   Dans les moteurs à quatre temps à   suralimentation,dont   la-. soufflante est actionnée par l'énergie des gaz d'échappement,il .s'agit généralement   d'une   soufflante centrifuge accouplée direc- tement à une turbine à gaz   d'échappement.Un   tel dispositif est indiqué par exemple dansles brevets français No. 352980 et   524114 .   Il est évident que la soufflante aussi bien que la turbine à gaz d'échappement sont calculés et. construits de façon que leurs rendements soient aussi grands que possible.

   Bans cette hypothèse les conditions de pression nécessaires pour un fonctionnement régulier sont données immédiatement de telle sorte que la prussien de suralimentation est plus grande que la pression d'échappement.comme il s'agit presque exclusivement de moteurs à plusieurs cylindres dont les gaz d'échappement doivent être conduits àla turbine par des collecteurs d'échappement partant des soupapes d'échappement des divers cylindres dé   travail,il   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 est nécessaire d'obtenir une pression d'échappement moyenne qui soit autant que possible un peu clus basse que la pression de suralimentation. 



   Il est de règle générale en particulier pour les moteurs à grande vitesse,de faire en sorte que les soupapes d'échappement se ferment à la fin de la course d'échappement un peu   *prés   le point mort et que les soupapes d'admission par   centre,9'ou-   vrent   déj   un peu avant ce point mort. on obtient ainsi une meilleure vidange et un meilleur remplissage du cylindre de tra- vail ,mais on obtient surtout une expulsion des restes de.gaz d'échappement par lebalayage de la chambre decombustion. 



   Une pression d'échappement aussi basse cave possible par rapport à la pression de suralimentation est aussi nécessaire pour cette raison qu'on risque,lorsque la conduite d'échappement est commune, que le cylindre moteur dont l'échappement vient de commencer exerce une pression sur les soupapes d'échappement fer- mées des autres cylindres et qu'il puisse même refouler des gaz d'échappement dans ces cylindres si la pressionde surelaimentation était   inférieureà   la pression d'échappement. 



   Dans le dispositif en   questicn,c'est   à dire par   exe@@le  aussi dans les brevets français cités,on obtient sans difficulté une pression de suralimentation supérieure à la pression d'échappement   moyenne.Théoriquement   c'est   à   dire avec un rendement de 100 % pour la turbine et le ventilateur,le rapport de pression détermi- né par le calcul est   d'environ 2 :   1 (surpression) ,mais même si le rendement n'était que de 75 % pour la turbine et   peur   la soufflante,on pourrait encore obtenir une surpression suffisante pour   l'airde   suralimentation. 



   On conçoit immédiatement que dans ces conditions de pression le balayage connu par exemple dans   les   moteurs! gaz soit directement applicable. pans ce cas général,lorsqu'il faut tenir compte   dune   chute de pression très élevée, pourles gaz d'échappement, c'est à dire d'une pression d'échappement très basse,il faut généralement que      l'énergie des gaz d'échappement soit utilisée presque complètement 
1. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 dans la. turbine, Si on désire utiliser ailleurs une partie de la chaleur des gaz d'échappement,il peut etre toutefois néces- saire de maintenir la pression des gaz d'échappement .un peu plus haute. Dans ce cas il n'est plus possible d'obtenir,par les moyens connus;un rapport rationnel entre la pression de charge ei la pression d'échappement. 



   La présente invention concerne des installations de moteurs à combustion interne à quatre temps dans lesquelles l'air desti- né à le suralimentation est produit par une ou plusieurs soufflai tes entrainéss en partie par au moins une turbine à gaz d'échap- pement et en partie par une force motrice supplémentaire. L'in- vention consiste en ce que la turbine à gaz d'échappement a des dimensions telles ou est réglée de façon telle qu'elle donne à el la seule une pression de charge moyenne inférieure à la pression d'échappement moyenne et que l'action de le force motrice   supplé   mentaire augmente la pression de-charge   jusqu'à,   ce qu'elle attei gne une val eur supérieure à la pression d'échappement moyenne en avant de la turbine. 



   Le réglage de la force motrice supplémentaire en vue de 1'augmentation de la pression de suralimentation peut avoir lieu par   exemple   entre la demi-charge et la surcharge ou entre la pleine charge et la surcharge. Il peut y avoir deux ou plus de deux soufflantes dont une partie est actionnée par les   gaz   d'échappement seuls ou par la force motrice supplémentaire seule et fonctionnent en série ,avec les autres ventilateurs. Il peut   toutefois    y   avoir aussi deux ou plus de deux soufflantes action- nées simultanément par des turbines à gaz d'échappement et une force motrice supplémentaire, et fonctionnant en parallèle ou en série.

   Enfin il peut n'y avoir qu'une seule soufflanteactionnée par une turbine à gaz d'échappement et comportant un dispositif d'éntrainement par une force motrice supplémentaire. 



   Le procédé est représenté. dans la fig. l à l'aide du dia- gramme d'indicateur. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



   La fig. 2 est un schéma d'une installation de machine servant à la réalisation du procédé. 



   Les fig. 3 et 4 sont des variantes de la fig. 2. 



   La ligne a indiquée en traits pleins dans la fig. 1 est la 
 EMI4.1 
 courbe du diagramme de l'indicateur lorsque 1 comprecsjon 1ré alable del'air de charge est produite par la turbine seuls; la pression de chergemoyenne pe étant plus petite que la pression d'échappement moyenne pa. La ligne en traits   interrompus   b est 
 EMI4.2 
 la courbe du diagramme de l'indicateur, .lorsque la cLmr6ssion préalable est obtenue simultanément au moyen des turbines ' gaz d'échappement et d'une force motrice   supplémentaire.     D@ns   ce cas la pression de charge moyenne pe1 a été augmentée   jusque.   une valeur supérieure à la pression   d'échappement   moyenne pai 
La fig.

   2 montre un moteur à combustion   interne  1 à cinq cylindres dans lequel les gaz d'échappement ou une partie de ces 
 EMI4.3 
 gaz sortant des cylindres 2 entrant dans 1 conduite d'échappement S et sont amenés à la turbine à gaz   d'échanpement   4. Celle-ci 
 EMI4.4 
 est accoup-lée une soufflante 5 qui refoule e de l'air frais de charge par le conduit 6 dans les cylinc1re8 2 du ::.oteur È. combus- tion interne. la turbine 4 comporte, par exemple des pubages cc,rres. pondant à une petite chute de pression,de façon que la pression de l'air de charge refoul é danses cylindres par 1ventilateur 
 EMI4.5 
 5 actionné par cette turbine soit inférieure a la Dressiun d'é- chappement. pour augmenter la pression de ch a.rge jusque cl qu'elle e >ttei- gne une va' eur supérienre à la, pression d'écha.::

  'peme!1t moyenne en avant de la turbine,on utilise une autre soufflante f actionnée par une force motrice supplément8ire,par exemple un moteur élec- trique 8. La soufflante 7 est montée en avant du ventilateur 5, mais il peut être aussi monté en   parallèle   avec deventilateur 5, comme le montre la fig. 5. 



   Enfin la   fig..4   montre un mode de   réalisation   dans lequel la compression de l'air de charge n'a lieu que dens un seul ventila- 
 EMI4.6 
 t eur g dont laeommande est assurée par une turbine . gazdlécbeppe- ment   10   et un moteur électrique 11. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 



   La   fcrce   motrice supplémentaire peut provenir   d'une   génératri- ce actionnée par le moteur 1 ou   d'un   groupe auxiliaire particulier Le groupe auxiliaire peut être constitué par une génératrice ac- tionnée par un moteur à combustion interne ou une machine à vapeur. La soufflante actionnée par une force motrice   supplémen-   teire peut aussi être entrainée directement par un moteur   auxi¯   liaire par   exemple    '.'.ne   turbine à vapeur.

Claims (1)

  1. RESUME.
    -------------- Procédé de suralimentation de moteurs à combustion interne à quatre temps par soufflantes actionnées simultanément en partie par au moins une turbine gaz d'échappement et en partie par une force motrice supplémentaire caractérisé en ce que la turbine à gaz d'échappement a des dimensions telles ou est réglée de façon telle qu'elle donne à elle seule une pression de charge moyenne infe ie re à le pression d'échappement moyenne et que l'action de la force motrice supplémentaire augmente la pression de charge jusqu'à ce qu'elle atteigne une valeur supérieure à la pression d'échappement moyenne en avant de la turbine.
    Ce procédé peut être caractérisé en outre par les points suivents ,ensemble ou séparément : a) Le réglage de la force motrice' supplémentaire en vue de l'augmentation de la pression de l'air a lieu entre la demi-charge et la surcharge ou entre la pleine charge et la surcharge. b) L'installation comporte deux ou plus de deux soufflantes dont une partie est actionnée par les gaz d'échappement seuls ou par une force motrice supplémentaire seuls et fonctionnent en série avec les autres soufflantes. c) Les soufflantes sont actionnées simultanément par des turbines à gaz d'échappement et par une force motrice supplémentaire et ils fonctionnent en parallèle ou en série. d) Unesoufflante unique est actionnée par une turbine'à gaz d'échappement et comporte une commande par uneforce motrice supplémentaire.
    <Desc/Clms Page number 6>
    Résumé succinct.
    La ou les turbines à gaz d'échappement qui actionnent en partie les soufflantes ont des,dimensions telles et sont réglées de telle façon qu'elles donnentà elles seules une pression de charge moyenne inférieure à la pression d'échappement moyenne, tandis que l'action de la force motrice suppl émentaire qui con- court simultanément à la commande des soufflantes augmente la pression de charge jusqu'à ce qu'ellatteigne une valeur supé- rieure la pression d'échappement moyenne en Avant de la turbine.
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