CH616988A5 - - Google Patents

Description

L'invention concerne un groupe de suralimentation pour moteur à combustion interne, et a plus particulièrement pour but de concevoir un tel groupe suivant des dimensions telles que son encombrement soit réduit au.minimum.

Un groupe de suralimentation est à l'heure actuelle un auxiliaire courant notamment pour les moteurs Diesel. Un groupe de suralimentation classique se compose par exemple d'un compresseur à deux étages montés en série, à savoir un compresseur basse pression en série avec un compresseur haute pression et entraînés par les gaz d'échappement du moteur par l'intermédiaire de deux turbines basse pression et haute pression respectivement.

Suivant un premier type de montage connu, les axes des compresseurs basse pression et haute pression sont parallèles, mais cette solution n'est pas idéale pour les problèmes d'encombrement. Afin de réduire celui-ci, on a déjà proposé un autre type de montage suivant lequel les axes des deux turbo-com-presseurs sont mutuellement perpendiculaires, avec l'axe du compresseur basse pression (premier étage) commun avec l'axe de la turbine haute pression (premier étage), et l'axe du compresseur haute pression (deuxième étage) commun avec l'axe de la turbine basse pression (deuxième étage).

Pour améliorer encore l'encombrement d'un groupe de suralimentation, on a en plus cherché à reduire l'encombrement des carters, et notamment en utilisant un carter unique pour la sortie des gaz de la turbine halite pression et l'entrée des gaz de la turbine basse pression. Cependant, cette solution n'a été appliquée que pour des turbo-compresseurs à gaz d'échappement à axes parallèles ou confondus. Cette solution a notamment pour avantage d'éviter l'utilisation d'un soufflet de dilatation entre la turbine haute pression et la turbine basse pression.

Il est également connu, qu'au lieu que l'axe du compresseur basse pression (premier étage) soit commun avec l'axe de la turbine haute pression (premier étage), il soit commun avec l'axe de la turbine basse pression (deuxième étage), et par conséquent l'axe du compresseur haute pression (deuxième étage) devient commun avec l'axe de la turbine haute pression (premier étage).

A l'enseignement de ces divers montages, l'invention permet de réduire au minimum un groupe de suralimentation à deux étages, à axes perpendiculaires, en combinant le mode de montage précédent, et l'utilisation d'un carter unique pour la sortie des gaz de la turbine haute pression et l'entrée des gaz de la turbine basse pression.

L'invention a donc pour objet un groupe de suralimentation pour moteur à combustion interne, à deux étages constitués chacun par un turbo-compresseur à gaz d'échappement, les axes des deux turbo-compresseurs étant mutuellement perpendicu-5 laires; ce groupe est caractérisé par une turbine à haute pression dont l'entrée est directement reliée au collecteur d'échappement, mécaniquement accouplée au compresseur à haute pression, alors que la turbine à basse pression dont l'entrée est reliée en série â la sortie de la turbine â haute pression est mécanique-io ment accouplée au compresseur à basse pression dont l'orifice de refoulement est relié en série à l'orifice d'aspiration du compresseur à haute pression, et par un carter unique pour la sortie des gaz de la turbine haute pression et l'entrée des gaz de la turbine basse pression.

15 Les avantages, caractéristiques et détails apparaîtront plus clairement à l'aide de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels:

— la figure 1 est une vue en perspective d'un moteur Diesel 2o équipé d'un groupe de suralimentation conforme à l'invention,

et;

- la figure 2 est une vue de dessus partielle schématique en coupe de la figure 1 pour illustrer des détails de la construction du groupe de suralimentation.

25 En se référant aux figures, soit un groupe de suralimentation 1 pour un moteur à combustion interne 2. Le groupe de suralimentation 1 se compose de deux étages constitués respectivement de deux turbo-compresseurs 3,4 à gaz d'échappement montés en serie.

30 La turbine haute pression 5 (premier étage) dont l'entrée est directement reliée au collecteur d'échappement 6, est mécaniquement accouplée au compresseur haute pression 7 (deuxième étage). En d'autres termes, l'arbre 8 de la roue mobile 9 de la turbine 5 est commun avec l'arbre qui entraîne la couronne 35 mobile 10 du compresseur 7. La turbine lia basse pression (deuxième étage) a son entrée reliée en série à la sortie de la turbine à haute pression 5, et est mécaniquement accouplée au compresseur à basse pression 12 (premier étage) dont l'orifice de refoulement est relié en série à l'orifice d'aspiration du 40 compresseur à haute pression 7 par une tubulure de raccordement 13. Autrement dit, l'arbre 14 de la roue mobile 15 de la turbine 11 est commun avec l'arbre qui supporte la couronne mobile 16 du compresseur basse pression 12. La sortie de la turbine basse pression 11 débouche vers l'atmosphère, l'entrée 45 du compresseur basse pression 12 communique avec l'atmosphère, alors que la sortie du compresseur haute pression 7 communique directement avec le collecteur d'aspiration 17. Les axes des arbres 8 et 14 des deux turbo-compresseurs sont perpendiculaires.

50 Un carter unique 18 est prévu pour la sortie des gaz de la turbine haute pression 5 et l'entrée des gaz d'échappement de la turbine basse pression 11.

Il est à noter également, que dans la tubulure de raccordement entre le compresseur basse pression 12 et le compresseur 55 haute pression 7, est prévu un premier système de refroidissement 19 de l'air préalablement comprimé par le premier étage du groupe de suralimentation. On prévoit également un second dispositif de refroidissement 20 qui est monté au niveau du collecteur d'admission 17 après la compression de l'air par le 60 deuxième étage et avant l'entrée dans les cylindres du moteur.

En se reportant à la figure 1, le groupe de suralimentation 1 conforme à l'invention est monté vers une extrémité du moteur, seul le second système de refroidissement ou refroidissement 65 final 20 est monté à l'autre extrémité du moteur.

Le fonctionnement d'un tel groupe de suralimentation est le suivant. Les gaz d'échappement du collecteur d'échappement 6 entraînent la roue mobile 9 de la turbine haute pression 5, qui

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par l'arbre 8 qui la supporte, entraîne la couronne mobile 10 du compresseur haute pression 7. En sortie de la turbine haute pression 5, les gaz d'échappement entraînent la roue 15 de la turbine basse pression 11, qui à son tour entraîne par son arbre 14 la couronne mobile 16 du compresseur basse pression 12. Les gaz d'échappement en sortie de la turbine basse pression 11 communiquent avec l'atmosphère par un orifice de sortie 21. Simultanément, du fait de l'entraînement de la couronne mobile 16 du compresseur basse pression 12 par la turbine basse pression 11, de l'air est aspiré par l'orifice d'entrée 22, est comprimé et envoyé par la tubulure de raccordement 13 jusqu'au compresseur haute pression 7. Celui-ci déjà entraîné par la turbine haute pression 5, va comprimer à nouveau les gaz aspirés pour les envoyer directement dans le collecteur d'admission 7, puis dans les cylindres du moteur après avoir été refroidis par l'étage de refroidissement final 20.

Si le fonctionnement d'un tel groupe de suralimentation est connu en soi, l'originalité du dispositif réside dans le fait qu'il permet d'obtenir un encombrement minimum obtenu par le montage des turbo-compresseurs suivant deux axes perpendiculaires, avec l'axe de la turbine haute pression commun avec l'axe du compresseur haute pression, l'axe de la turbine basse pres-5 sion commun avec l'axe du compresseur basse pression, et avec un carter unique pour la sortie des gaz de la turbine haute pression et l'entrée des gaz de la turbine basse pression. Cette combinaison vise à résoudre un problème particulier qui jusqu'à maintenant n'avait été que partiellement résolu.

io II est à noter que dans le groupe de suralimentation à deux étages à axes perpendiculaires décrit ci-dessus, on a choisi la solution d'avoir l'axe du compresseur haute pression commun avec l'axe de la turbine haute pression plutôt qu'avec l'axe de la turbine basse pression. Ce choix vient du fait qu'étant donné i5 que le compresseur haute pression demande le plus de puissance, on a intérêt â l'accoupler avec la turbine haute pression et par suite d'accoupler le compresseur basse pression avec la turbine basse pression.

C

1 feuille dessins

Claims (2)

616 988 2 REVENDICATIONS

1. Groupe de suralimentation pour moteur à combustion interne, à deux étages constitués chacun par un turbocompresseur (3,4) à gaz d'échappement, les axes des deux turbocompresseurs étant mutuellement perpendiculaires, groupe caractérisé par une turbine à haute pression (5) dont l'entrée est directement reliée au collecteur d'échappement (6), mécaniquement accouplée au compresseur à haute pression (7), alors que la turbine à basse pression (11) dont l'entrée est reliée en série à la sortie de la turbine à haute pression (5) est mécaniquement accouplée au compresseur à basse pression (12) dont l'orifice de refoulement est rélié en série à l'orifice d'aspiration du compresseur à haute pression (7), et par un carter unique (18) pour la sortie des gaz de la turbine haute pression (5) et l'entrée des gaz de la turbine basse pression (11).

2. Groupe de suralimentation pour moteur à combustion interne selon la revendication 1, à refroidissement de l'air comprimé de suralimentation, caractérisé par un réfrigérant intermédiaire (19) monté en série entre les deux compresseurs (7,12), et par un réfrigérant final (20) monté dans le collecteur d'admission (17) en aval du compresseur haute pression.