EP2898200A1 - Attenuateur acoustique formant ecran thermique pour moteur thermique suralimente - Google Patents

Attenuateur acoustique formant ecran thermique pour moteur thermique suralimente

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EP2898200A1
EP2898200A1 EP13767045.1A EP13767045A EP2898200A1 EP 2898200 A1 EP2898200 A1 EP 2898200A1 EP 13767045 A EP13767045 A EP 13767045A EP 2898200 A1 EP2898200 A1 EP 2898200A1
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EP
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attenuation device
acoustic
turbocharger
acoustic attenuation
heat shield
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EP13767045.1A
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Martial Dore
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Peugeot Citroen Automobiles SA
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N13/14Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having thermal insulation
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B77/11Thermal or acoustic insulation
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F01N2260/00Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/20Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for heat or sound protection, e.g. using a shield or specially shaped outer surface of exhaust device

Definitions

  • the invention relates to an acoustic attenuator forming a heat shield for supercharged engine and a power unit including such attenuator.
  • the invention also relates to a motor vehicle incorporating such a powertrain.
  • FIGS 1 and 2 show a known powertrain.
  • the powertrain 10 comprises a motor 12 supercharged by means of a turbocharger 14.
  • the turbocharger 14 comprises a compressor stage 16, a turbine stage 18 and a bearing 20 for guiding the rotation of the wheel or wheels of the compression turbine.
  • the compressor stage 16 comprises first a low pressure air inlet 22 in fluid communication with an air filter 24 adapted to purify the intake air.
  • the compressor stage 16 also comprises a compressor casing 26 and a high pressure supply air outlet 28.
  • the compressed air at the outlet of the compressor casing 26 is then directed towards a heat exchanger 29 air / air heat to be cooled before admission to the engine 12.
  • the turbine stage 18 comprises a turbine casing 30 between an inlet 32 and an outlet 34 of the exhaust gas produced by the engine 12 and collected by means of an exhaust manifold 36. At the outlet of the turbine casing 30, the exhaust gas is directed through a catalyst and a particulate filter 38 to be cleaned.
  • the temperature in the vicinity of the turbine housing 30 of the turbocharger 14 is high. It is known to isolate the walls of this turbine casing from the environment near, using a heat shield 40.
  • the heat shield 40 is generally attached to the turbine housing 30 or on neighboring parts.
  • the invention therefore proposes an acoustic attenuation device for supercharged air circuit of a turbocharged internal combustion engine characterized in that it comprises a portion adapted to form a heat shield around at least a portion of the Turbocharger of the turbocharged engine.
  • the acoustic attenuation device comprises an acoustic attenuator, integral, preferably one-piece, with the thermal shielding part.
  • the acoustic attenuator is of one of a type of resonator, an airborne noise reflector, an airborne noise absorber and a hole absorber. According to one variant, the acoustic attenuator is of the Helmoltz resonator type.
  • the heat shield portion is made of metal, in particular made of stainless steel sheet.
  • the invention also relates to a power train comprising a turbocharged internal combustion engine and a supercharged air acoustic attenuation device as described above in all its combinations.
  • the acoustic attenuation device is adapted to attenuate the noise of the exhaust gas downstream of the turbine of the turbocharger. According to a variant, the acoustic attenuation device is fixed on the casing of the turbine of the turbocharger.
  • the heat shield portion surrounds at least a portion of the turbine housing of the turbocharger.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising a powertrain as described above in all its combinations.
  • Figure 5 a schematic view of a detail of Figure 4.
  • the powertrain 100 of Figures 3 and 4 differs from the powertrain 10 of Figures 1 and 2 in that it comprises a device 102 for acoustic attenuation for supercharged air circuit of a turbocharged internal combustion engine having a portion 104 adapted to form screen thermal circuit around at least a portion of turbocharger 14 of the turbocharged engine 12.
  • the portion 104 form heat shield around a portion of the turbine housing 30 of the turbocharger 14, surrounding this portion of the turbine housing 30.
  • the acoustic attenuation device 102 is in this case fixed on the turbine housing 30 of the power unit 100, this using any suitable fastening means, such as screws for example.
  • the acoustic attenuation device 102 could also be attached to other components of the powertrain 100, according to the architecture of the latter.
  • the acoustic attenuation device 102 comprises an acoustic attenuator 106, integral, preferably one-piece, with the heat shield portion 104.
  • the acoustic attenuator 106 may be of any known type. It may include a resonator, an airborne reflector, an airborne sound absorber and a hole absorber. In particular, the acoustic attenuator 106 may be Helmoltz resonator.
  • the acoustic attenuation device 102, and more particularly the acoustic attenuator 106, is adapted to attenuate the noise of the exhaust gas downstream of the turbine of the turbocharger 14.
  • the heat shield portion 104 may in particular be made of metal, such as stainless steel sheet, for example.
  • the metal embodiment ensures that the portion 104 performs its function as a heat shield around the turbine casing 30, or at least a portion of the turbine casing 30.
  • the powertrain 100 is adapted to be implemented in a motor vehicle.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'atténuation acoustique (102) pour circuit d'air suralimenté d'un moteur à combustion interne turbocompressé (12) comportant une partie (104) adaptée à former écran thermique autour d'une portion au moins du turbocompresseur (14) du moteur turbocompressé (12).

Description

ATTENUATEUR ACOUSTIQUE FORMANT ECRAN THERMIQUE
POUR MOTEUR THERMIQUE SURALIMENTE
[0001 ] La présente invention revendique la priorité de la demande française 1258753 déposée le 18 septembre 2012 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
[ooo2] L'invention concerne un atténuateur acoustique formant écran thermique pour moteur thermique suralimenté et un groupe motopropulseur incluant un tel atténuateur. L'invention vise également un véhicule automobile intégrant un tel groupe motopropulseur.
[ooo3] Les figures 1 et 2 représentent un groupe motopropulseur 10 connu. Le groupe motopropulseur 10 comporte un moteur 12 suralimenté au moyen d'un turbocompresseur 14. Le turbocompresseur 14 comporte un étage compresseur 16, un étage turbine 18 et un palier 20 de guidage en rotation de la roue ou des roues de la turbine de compression.
[ooo4] L'étage compresseur 16 comprend tout d'abord une entrée d'air basse pression 22 en communication de fluide avec un filtre à air 24 adapté à épurer l'air d'admission. L'étage compresseur 16 comprend également un carter de compresseur 26 et une sortie d'air d'alimentation haute pression 28. L'air comprimé en sortie du carter de compresseur 26 est ensuite diriger vers un échangeur 29 thermique air/air pour être refroidi avant admission dans le moteur 12.
[ooo5] L'étage turbine 18 comprend un carter turbine 30 entre une entrée 32 et une sortie 34 des gaz d'échappement produit par le moteur 12 et collectés au moyen d'un collecteur d'échappement 36. A la sortie du carter turbine 30, les gaz d'échappement sont dirigés au travers d'un catalyseur et d'un filtre à particules 38 pour être dépollués.
[ooo6] La température au voisinage du carter turbine 30 du turbocompresseur 14 est élevée. Il est connu d'isoler les parois de ce carter turbine de l'environnement proche, à l'aide d'un écran thermique 40. L'écran thermique 40 est généralement fixé sur le carter turbine 30 ou sur des pièces avoisinantes.
[ooo7] Cependant, dans cette zone au voisinage du carter turbine 30, se trouve généralement un atténuateur acoustique d'air suralimenté 42. La fonction de cet atténuateur acoustique d'air suralimenté 42 est d'atténuer les « bruits de bouche » (c'est-à-dire les bruits d'aspiration) du turbocompresseur 14. Il est connu de réaliser cet atténuateur acoustique d'air suralimenté 42 en plastique. Dans ce cas, l'atténuateur acoustique d'air suralimenté 42 doit être maintenu à distance de la zone chaude du turbocompresseur pour éviter d'être détérioré par la chaleur se dégageant du turbocompresseur 14. Il s'ensuit un encombrement local important, qui nuit à la compacité - notamment en hauteur - du groupe motopropulseur et qui impose une limitation de la forme du capot avant du véhicule automobile sur lequel est monté le groupe motopropulseur. Les deux lignes 44, 46 de la figure 2 illustrent le souhait de limiter en hauteur le groupe motopropulseur, ceci afin de proposer de nouveaux profils du capot avant, notamment.
[ooo8] Bien entendu, le turbocompresseur 14 pourrait être monté plus bas sur le moteur. Cependant, cette solution aurait un coût très important, car il conviendrait de redéfinir toute l'architecture du groupe motopropulseur 1 0, et du moteur 12, en particulier. [ooo9] L'invention propose donc un dispositif d'atténuation acoustique pour circuit d'air suralimenté d'un moteur à combustion interne turbocompressé caractérisé en ce qu'il comporte une partie adaptée à former écran thermique autour d'une portion au moins du turbocompresseur du moteur turbocompressé.
[ooi o] Selon une variante, le dispositif d'atténuation acoustique comprend un atténuateur acoustique, solidaire, de préférence monobloc, avec la partie formant écran thermique.
[ooi i] Selon une variante, l'atténuateur acoustique est d'un type parmi un résonateur, un réflecteur de bruit aérien, un absorbeur de bruit aérien et un absorbeur à trou. [0012] Selon une variante, l'atténuateur acoustique est du type résonateur de Helmoltz.
[0013] Selon une variante, la partie formant écran thermique est en métal, notamment en tôle d'acier inoxydable. [0014] L'invention se rapporte également à un groupe motopropulseur comprenant un moteur à combustion interne turbocompressé et un dispositif d'atténuation acoustique d'air suralimenté tel que décrit ci-avant dans toutes ses combinaisons.
[ooi 5] Selon une variante, le dispositif d'atténuation acoustique est adapté à atténuer le bruit des gaz d'échappement en aval de la turbine du turbocompresseur. [0016] Selon une variante, le dispositif d'atténuation acoustique est fixé sur le carter de la turbine du turbocompresseur.
[0017] Selon une variante, la partie formant écran thermique entoure au moins une portion du carter de la turbine du turbocompresseur.
[0018] L'invention vise aussi un véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur tel que décrit ci-avant dans toutes ses combinaisons.
[ooi 9] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins qui montrent :
- figures 1 et 2, des vues schématiques d'un groupe motopropulseur connu ; - figures 3 et 4, des vues schématiques d'un groupe motopropulseur ; et
- figure 5 une vue schématique d'un détail de la figure 4.
[0020] Sur les figures 3 et 4, les éléments identiques aux éléments des figures 1 et 2 portent le même signe de référence. Ces éléments ne sont pas décrits de nouveau, à fin de concision de la présente description. [0021 ] Le groupe motopropulseur 100 des figures 3 et 4 se distingue du groupe motopropulseur 10 des figures 1 et 2 en ce qu'il comporte un dispositif 102 d'atténuation acoustique pour circuit d'air suralimenté d'un moteur à combustion interne turbocompressé comportant une partie 104 adaptée à former écran thermique autour d'une portion au moins du turbocompresseur 14 du moteur turbocompressé 12. En l'espèce, la partie 104 forme écran thermique autour d'une portion du carter turbine 30 du turbocompresseur 14, en entourant cette portion du carter turbine 30. [0022] Il est ainsi possible de réduire, de façon notoire, la proximité des différentes pièces les unes par rapport aux autres et, ainsi, de respecter la limite de conception 46 restreignant la hauteur disponible sous le capot avant du véhicule automobile.
[0023] Le dispositif d'atténuation acoustique 102 est en l'espèce fixé sur le carter turbine 30 du groupe motopropulseur 100, ceci à l'aide de tout moyen de fixation adéquat, comme des vis par exemple. Bien entendu, le dispositif d'atténuation acoustique 102 pourrait également être fixé à d'autres composants du groupe motopropulseur 100, suivant l'architecture de ce dernier.
[0024] En l'espèce, le dispositif d'atténuation acoustique 102 comprend un atténuateur acoustique 106, solidaire, de préférence monobloc, avec la partie formant écran thermique 104.
[0025] L'atténuateur acoustique 106 peut être de tout type connu. Il peut notamment s'agir d'un résonateur, un réflecteur de bruit aérien, un absorbeur de bruit aérien et un absorbeur à trou. En particulier, l'atténuateur acoustique 106 peut être du résonateur de Helmoltz. [0026] Le dispositif d'atténuation acoustique 102, et plus particulièrement l'atténuateur acoustique 106, est adapté à atténuer le bruit des gaz d'échappement en aval de la turbine du turbocompresseur 14.
[0027] La partie formant écran thermique 104 peut notamment être réalisée en métal, comme en tôle d'acier inoxydable, par exemple. La réalisation en métal assure que la partie 104 remplit sa fonction d'écran thermique autour du carter turbine 30, ou tout du moins d'une portion de ce carter turbine 30.
[0028] Bien entendu, le groupe motopropulseur 100 est adapté à être mis en œuvre dans un véhicule automobile.
[0029] L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits mais est susceptible de nombreuses modifications accessibles à l'homme de l'art.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'atténuation acoustique (102) pour circuit d'air suralimenté d'un moteur à combustion interne turbocompressé (12) caractérisé en ce qu'il comporte une partie (104) adaptée à former écran thermique autour d'une portion au moins du turbocompresseur (14) du moteur turbocompressé (12).
2. Dispositif d'atténuation acoustique selon la revendication 1 , comprenant un atténuateur acoustique (106), solidaire, de préférence monobloc, avec la partie formant écran thermique (104).
3. Dispositif d'atténuation acoustique selon la revendication 2, dans lequel l'atténuateur acoustique (106) est d'un type parmi un résonateur, un réflecteur de bruit aérien, un absorbeur de bruit aérien et un absorbeur à trou.
4. Dispositif d'atténuation acoustique selon la revendication 2, dans lequel l'atténuateur acoustique (106) est du type résonateur de Helmoltz.
5. Dispositif d'atténuation acoustique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la partie formant écran thermique (104) est en métal, notamment en tôle d'acier inoxydable.
6. Groupe motopropulseur (100) comprenant un moteur à combustion interne turbocompressé (12) et un dispositif d'atténuation acoustique d'air suralimenté (102) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
7. Groupe motopropulseur selon la revendication 6, dans lequel le dispositif d'atténuation acoustique (102) est adapté à atténuer le bruit des gaz d'échappement en aval de la turbine du turbocompresseur (14).
8. Groupe motopropulseur selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le dispositif d'atténuation acoustique (102) est fixé sur le carter de la turbine (30) du turbocompresseur (14).
9. Groupe motopropulseur selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel la partie formant écran thermique (104) entoure au moins une portion du carter de la turbine (30) du turbocompresseur (14).
10. Véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur (100) selon l'une quelconque des revendications 6 à 9.
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