FR2503257A1

FR2503257A1 - Turbocharged power unit with by=pass - is disposed between compressor outlet and engine exhaust and contains auxiliary combustion chamber and air flow regulator

Info

Publication number: FR2503257A1
Application number: FR8106652A
Authority: FR
Original assignee: SOKOLOV SERGEI
Current assignee: SOKOLOV SERGEI
Priority date: 1981-04-02
Filing date: 1981-04-02
Publication date: 1982-10-08

Abstract

The power unit comprises an engine (1) with an exhaust-driven turbocharger (2,3,4) a bypass pipe (5) being provided between the compressor outlet and the engine exhaust. An air flow rate emitter (13) is mounted in the compressor inlet. In the bypass pipe is an auxiliary combustion chamber (15) and a regulator (17) for the air flow from the compressor to the turbine. The regulator contains a throttle (18) coupled to an adjusting device (19). A comparator (20) has an output (23) and first (22) and second (21) inputs, the latter connected to the bypass passage between the compressor outlet and the regulator. The first input is connected to the air flow rate emitter, and the output to the adjusting device. The inputs supply the comparator with a signal representing the compressed air pressure at the compressor outlet, and one representing the air flow rate at its inlet.

Description

La présente invention se rapporte au domaine de construction des moteurs et a notamment pour objet un groupe motopropulseur du type comprenant un moteur à combustion interne et un turbocompresseur qui suralimente ce moteur. The present invention relates to the field of engine construction and in particular relates to a powertrain of the type comprising an internal combustion engine and a turbocharger which supercharges this engine.

L'invention s'applique avantageusement, notamment, aux moyens de transport tels que notamment : véhicules automobiles, tracteurs, machines de travaux publics, bateaux, remorqueurs, etc. The invention advantageously applies, in particular, to means of transport such as in particular: motor vehicles, tractors, public works machines, boats, tugs, etc.

Il est connu que le rapport du poids propre des moteurs à combustion interne non suralimentés à la puissance recueillie à leurs vilebrequins est très élevé tout comme le rapport de leur encombrement à ladite puissance. It is known that the ratio of the self-weight of non-supercharged internal combustion engines to the power collected at their crankshafts is very high, as is the ratio of their size to said power.

En effectuant la suralimentation d'un moteur à combustion interne, consistant à élever la pression de l'air arrivant aux cylindres du moteur à combustion interne, on peut augmenter sensiblement sa puissance. By supercharging an internal combustion engine, consisting in raising the pressure of the air arriving at the cylinders of the internal combustion engine, its power can be significantly increased.

La suralimentation du moteur à combustion interne peut être réalisée à l'aide de groupes de-suralimentation assurant la compression de l'air améné au moteur à combustion interne. Le groupe de suralimentation le plus prometteur est le turbocompresseur dont la turbine, qui met en action le compresseur comprimant l'air amené au moteur à combustion interne, n'est pas mécaniquement liée au vilebrequin du moteur à combustion interne. Dans ce qui suit, il s'agira notamment de l'application des groupes de suralimentation de ce type. The internal combustion engine can be supercharged by means of supercharging units ensuring the compression of the air supplied to the internal combustion engine. The most promising supercharging unit is the turbocharger whose turbine, which activates the compressor compressing the air supplied to the internal combustion engine, is not mechanically linked to the crankshaft of the internal combustion engine. In what follows, this will include the application of superchargers of this type.

La combinaison d'un moteur à combustion interne avec un groupe de suralimentation et d'autres éléments de structure nécessaires à la réalisation de la suralimentation, forme un groupe motopropulseur. Un tel groupe permet d'élever sensiblement la puissance du moteur à combustion interne qui fait partie dudit groupe motopropulseur tout en n'augmentant que d'une façon modérée son encombrementt son poids et son cotit par rapport à ceux d'un moteur à combustion interne non suralimenté. The combination of an internal combustion engine with a supercharging unit and other structural elements necessary for achieving supercharging, forms a powertrain. Such a group makes it possible to appreciably increase the power of the internal combustion engine which is part of said powertrain while only increasing in a moderate way its size, its weight and its cost compared to those of an internal combustion engine. not supercharged.

Cependant, l'emploi d'un turbocompresseur dans le groupe motopropulseur peut conduire à une prolongation du temps de passage d'un niveau de puissance bas à un niveau élevé, à une diminution brusque de la valeur maximale du couple moteur à l'arbre du moteur à combustion interne en cas de réduction de la vitesse de rotation dudit arbre, et ainsi de suite. However, the use of a turbocharger in the powertrain can lead to an extension of the transition time from a low power level to a high level, to an abrupt decrease in the maximum value of the engine torque at the drive shaft. internal combustion engine in the event of a reduction in the speed of rotation of said shaft, and so on.

Les inconvénients essentiels d'un groupe motopropulseur équipé d'un moteur à combustion interne hautement suralimenté par le turbocompresseur sont : le rétrécissement de la zone des régimes de fonctionnement admissibles du moteur à combustion interne du fait de la présence de la zone de pompage du compresseur, laquelle zone réduit la gamme des débits dtair du compresseur et, par conséquent, du moteur à combustion interne, et l'élévation de la température des gaz d'échappement aux bas régit de fonctionnement du vilebrequin du moteur à combustion interne, jusqu'à la valeur limite admissible pour les matériaux à partir desquels sont fabriqués les pièces et ensembles du moteur à combustion interne.Le moyen le plus efficace et fiable permettant d'élargir la zone des régimes admissibles de fonctionnement du moteur à combustion interne est l'incorporation, dans le groupe motopropulseur, d'une chambre de combustion supplémentaire disposée dans un conduit de by-pass ou de dérivation reliant la sortie du compresseur à l'entrée de la turbine et par lequel l'air comprimé non consommé par le moteur à combustion interne est amené de la sortie du compresseur à l'entrée de la turbine à travers cette chambre de combustion supplémentaire. The essential drawbacks of a powertrain equipped with an internal combustion engine highly supercharged by the turbocharger are: the narrowing of the zone of the admissible operating speeds of the internal combustion engine due to the presence of the pumping zone of the compressor , which zone reduces the range of air flow rates of the compressor and, therefore, of the internal combustion engine, and the rise in exhaust gas temperature at the bottom governs the operation of the crankshaft of the internal combustion engine, up to the permissible limit value for the materials from which the parts and assemblies of the internal combustion engine are made. The most efficient and reliable means for widening the range of admissible operating modes of the internal combustion engine is incorporation, in the powertrain, an additional combustion chamber arranged in a bypass or bypass duct connecting the outlet of the compressor at the inlet of the turbine and by which the compressed air not consumed by the internal combustion engine is brought from the outlet of the compressor to the inlet of the turbine through this additional combustion chamber.

Cela peut permettre le fonctionnement du compresseur hors de la zone de pompage et rend en outre possible la suppression de la dépendance du débit de l'air injecté par le compresseur relativement à celui consommé par le moteur à combustion interne. This can allow the compressor to operate outside the pumping zone and also makes it possible to remove the dependence on the flow rate of the air injected by the compressor relative to that consumed by the internal combustion engine.

Par ailleurs,la chambre de combustion supplémentaire et le conduit de dérivation peuvent maintenir à la sortie du compresseur un niveau de pression assurant une température admissible des gaz d'échappement à tout régime de fonctionnement du moteur à combustion interne. Furthermore, the additional combustion chamber and the bypass duct can maintain a pressure level at the outlet of the compressor ensuring an admissible temperature of the exhaust gases at any operating speed of the internal combustion engine.

Suivant les données citées dans l'article "Hyperbar system of high supercharging" par Melchior J. et Andre
Talaman T., S.A. F.Paper nO 740723, sept. 9-12, 1974, p. 18, le groupe motopropulseur comportant une chambre de combustion supplémentaire pour le réchauffage de l'air passant par un conduit de by-pass, fonctionne de façon fiable et efficace sous réserve que la courbe caractéristique des régimes de fonctionnement du compresseur se trouve au voisinage immédiat de la limite de pompage et qu'elle se trouve dans la zone des rendements maximaux du compresseur, la température des gaz en amont de la turbine et en aval du moteur à combustion interne ne dépassant pas une certaine valeur prédéterminée, admissible du point de vue de la charge thermique des pièces du moteur à combustion interne.According to the data cited in the article "Hyperbar system of high supercharging" by Melchior J. and Andre
Talaman T., SAFPaper No. 740723, Sept. 9-12, 1974, p. 18, the powertrain comprising an additional combustion chamber for heating the air passing through a by-pass duct, operates reliably and efficiently provided that the characteristic curve of the operating modes of the compressor is in the immediate vicinity of the pumping limit and that it is in the zone of the maximum outputs of the compressor, the temperature of the gases upstream of the turbine and downstream of the internal combustion engine not exceeding a certain predetermined value, admissible from the point of view the thermal load of the internal combustion engine parts.

Il est également connu (voir "Suralimentation des moteurs à combustion interne" par K.Zinner, Leningrad,
Editions "Machinostrorénién, 1978), que la limite de pompage du compresseur est susceptible d'une bonne approximation par la paraole quadratiqZe ci-dessous
Pk ~ P0 = K. Gk (1) où
Pk est la pression de l'air comprimé à la sortie du compresseur ou la pression de l'air arrivant aux cylindres du moteur à combustion interne
P0 est la pression atmosphérique
Gk est le débit de l'air à I1 entrée du compresseur k est un coefficient de proportionnalité qui est fonction de la construction particulière du compresseur et du groupe motopropulseur.It is also known (see "Supercharging of internal combustion engines" by K. Zinner, Leningrad,
Editions "Machinostrorénién, 1978), that the pumping limit of the compressor is susceptible of a good approximation by the quadratic paraole below
Pk ~ P0 = K. Gk (1) where
Pk is the pressure of the compressed air at the outlet of the compressor or the pressure of the air arriving at the cylinders of the internal combustion engine
P0 is atmospheric pressure
Gk is the air flow at I1 compressor inlet k is a proportionality coefficient which is a function of the particular construction of the compressor and the power train.

Il est également bien connu que la zone des rendements maximaux du compresseur se situe près de la limite de pompage. It is also well known that the area of maximum compressor yields is near the pumping limit.

La courbe caractéristique du turbocompresseur représentant la variation de Pk en fonction de Gk pour des températures constantes des gaz à l'entrée de la turbine du turbocompresseur peut être également approximée par les paraboles du type (1), et dans ce cas, le coefficient de proportionnalité k dépend pour l'essentiel, pour la construction donnée du turbocompresseur, de la valeur de ladite température.En choisissant les éléments constitutifs du groupe motopropulseur, on peut chercher à obtenir que ladite courbe caractéristique du turbocompresseur, la température des pièces de la turbine étant constante et ne dépassant pas les limites imposées par les conditions de la charge thermique desdites pièces, passe à proximité de la limite de pompage, ce qui est évident par exemple de la description de l'invention faisant l'objet du brevet URSS ne579933, Cl.Int. F02B 37/00, publié en 1977. The characteristic curve of the turbocharger representing the variation of Pk as a function of Gk for constant temperatures of the gases entering the turbine of the turbocharger can also be approximated by the parables of type (1), and in this case, the coefficient of proportionality k essentially depends, for the given construction of the turbocharger, on the value of said temperature. By choosing the constituent elements of the powertrain, one can seek to obtain that said characteristic curve of the turbocharger, the temperature of the parts of the turbine being constant and not exceeding the limits imposed by the conditions of the thermal load of said parts, passes close to the pumping limit, which is obvious for example from the description of the invention which is the subject of the USSR patent ne579933, Cl.Int. F02B 37/00, published in 1977.

Ainsi, lorsque la courbe caractéristique des régimes de fonctionnement du compresseur, représentant la pression de l'air comprimé à la sortie du compresseur en fonction du débit de l'air passant par ledit compresseur, est déterminée par la relation (1), que le coefficient de proportionnalité k est choisi de sorte que ladite courbe caractéristique des régimes de fonctionnement du compresseur passe à proximité de la limite de son pompage, et que la construction du groupe motopropulseur permet de maintenir la température des gaz à l'entrée de la turbine à un niveau sensiblement constant qui n'est pas supérieur à une valeur limite, le groupe motopropulseur fonctionne d'une manière efficace et fiable. Thus, when the characteristic curve of the operating modes of the compressor, representing the pressure of the compressed air at the outlet of the compressor as a function of the flow of air passing through said compressor, is determined by the relation (1), that the proportionality coefficient k is chosen so that said characteristic curve of the operating modes of the compressor passes close to the limit of its pumping, and that the construction of the powertrain makes it possible to maintain the temperature of the gases at the inlet of the turbine to at a substantially constant level which is not more than a limit value, the powertrain operates efficiently and reliably.

On connatt un groupe motopropulseur (voir le brevet
Etats-Unis d'Amérique nO 3676999, Cl.60-13, publié en 1972) comprenant un moteur à combustion interne et un turbocompresseur qui suralimente ledit moteur à combustion tierneet comporte une turbine et un compresseur dont la sortie communique avec l'entrée du moteur à combustion interne et, à l'aide d'un conduit de by-pass, avec l'entrée de ladite turbine, laquelle entrée communique également avec la sortie du moteur à combustion interne, le conduit de by-pass renfermant un dispositif de fermeture et une chambre de combustion supplémentaire. We know a powertrain (see patent
United States of America No. 3676999, Cl.60-13, published in 1972) comprising an internal combustion engine and a turbocharger which supercharges said third combustion engine and comprises a turbine and a compressor whose output communicates with the input of the internal combustion engine and, by means of a bypass duct, with the inlet of said turbine, which inlet also communicates with the outlet of the internal combustion engine, the bypass duct enclosing a device for closing and an additional combustion chamber.

Ce groupe motopropulseur fonctionne comme suit. This powertrain operates as follows.

Avant de démarrer le moteur d combustion interne, on met en rotation le turbocompresseur. L'air comprimé provenant du compresseur est délivré à travers le conduit de by-pass à la chambre de combustion supplémentaire, s'y mélange avec le carburant pulvérisé et brillé et va à la turbine. Before starting the internal combustion engine, the turbocharger is put into rotation. Compressed air from the compressor is supplied through the bypass line to the additional combustion chamber, mixes with the sprayed and burned fuel and goes to the turbine.

Le démarrage du turbocompresseur est donc réalisé suivant un cycle de groupe turbomoteur fermé. Quand la pression et la température de l'air comprimé à l'entrée de la turbine atteignent des valeurs suffisantes pour allumer le carburant injecté dans les cylindres du moteur à combustion interne, celui-ci démarre. The turbocharger is therefore started according to a closed turbine engine cycle. When the pressure and the temperature of the compressed air at the inlet of the turbine reach sufficient values to ignite the fuel injected into the cylinders of the internal combustion engine, it starts.

Au cours du démarre du moteur à combustion interne et pendant sa marche à vide ou à des régimes voisins de celleci, l'entrée de la turbine reçoit les produits de combustion provenant de la chambre de combustion supplémentaire et les gaz usés du moteur à combustion interne. Après le passage du moteur à combustion interne à la marche en charge, le conduit de by-pass est coupé par le dispositif de fermeture. During the start-up of the internal combustion engine and during its no-load operation or at similar speeds, the turbine inlet receives the combustion products from the additional combustion chamber and the waste gases from the internal combustion engine . After switching from the internal combustion engine to running under load, the bypass pipe is cut by the closing device.

On sait en même temps que les moteurs à combustion interne ayant un taux de compression inférieur à Il ont souvent une mauvaise sécurité de démarrage et un fonctionnement instable sous de faibles charges, tandis que, lorsque le taux de compression est de beaucoup inférieur à 11, le démarrage du moteur à combustion interne devient tout .l fait impossible du fait que la température de l'air comprimé dans les cylindres du moteur à combustion interne est dans ce cas plus basse que celle d'auto-allumage du carburant amené au moteur à combustion interne. At the same time, it is known that internal combustion engines having a compression ratio less than II often have poor starting safety and unstable operation under low loads, while, when the compression ratio is much less than 11, starting the internal combustion engine becomes quite impossible. The fact that the temperature of the compressed air in the cylinders of the internal combustion engine is in this case lower than that of self-ignition of the fuel supplied to the engine. internal combustion.

Or l'utilisation d'un groupe motopropulseur du type mentionné permet, indépendamment du taux de compression du moteur à combustion interne, de créer à son entrée des conditions assurant son démarrage fiable et son bon fonctionnement, même si le couple moteur est faible et quand le moteur à combustion interne marche à vide. Du fait qu'il est possible d'utiliser dans ce groupe motopropulseur un moteur à combustion interne à faible taux de compression, on peut élever sensiblement la pression de l'air arrivant à ses cylindres et, par conséquent, sa puissance, lorsque la vitesse de rotation de son vilebrequin est maximale, le niveau des contraintes mécaniques et thermiques des pièces dudit moteur restant presque invariable. However, the use of a powertrain of the type mentioned makes it possible, independently of the compression ratio of the internal combustion engine, to create at its entry conditions ensuring its reliable starting and its good functioning, even if the engine torque is low and when the internal combustion engine runs idle. Because it is possible to use an internal combustion engine with low compression ratio in this powertrain, the pressure of the air arriving at its cylinders and, consequently, its power, can be significantly increased when the speed rotation of its crankshaft is maximum, the level of mechanical and thermal stresses of the parts of said engine remaining almost invariable.

Cependant, dans un tel groupe motopropulseur, le conduit de by-pass et la chambre de combustion supplémentaire ne s'emploient que pour le réglage de la pression de l'air amené aux cylindres du moteur à combustion interne lors de son démarrage, de sa marche à vide et en régimes de fonc tionnement avec un faible couple moteur à son arbre. En ce qui concerne les autres régimes de fonctionnement, ce groupe motopropulseur a les inconvénients mentionnés, propres au groupe motopropulseur où le moteur à combustion interne est suralimenté par le turbocompresseur sans utiliser un conduit de by-pass et une chambre de combustion supplémentaire. However, in such a powertrain, the bypass duct and the additional combustion chamber are only used for adjusting the pressure of the air supplied to the cylinders of the internal combustion engine during its start-up, its idling and operating modes with low engine torque at its shaft. With regard to the other operating regimes, this powertrain has the drawbacks mentioned, which are specific to the powertrain where the internal combustion engine is supercharged by the turbocharger without using a bypass duct and an additional combustion chamber.

On contait aussi un groupe motopropulseur (voir le brevet suisse n0565940, Cl.Int. F02B 37/00, publié en 1975) comportant un moteur à combustion interne et un turbocompresseur réalisant la suralimentation dudit moteur et ayant une turbine et un compresseur dont la sortie communique avec l'entrée du moteur à combustion interne et, à l'aide d'un conduit de by-pass, avec l'entrée de ladite turbine laquelle entrée communique de plus avec la sortie du moteur à combustion interne, ledit conduit de by-pass renfermant une chambre de combustion supplémentaire.De surcroît, à la différence du groupe motopropulseur précédent, décrit dans le brevet Etats-Unis d'Amérique nO 3676999, le conduit de by-pass renferme ici, au lieu d'un dispositif de fermeture, un moyen de réglage du débit de l'air allant du compresseur à la turbine et non consommé par le moteur à combustion interne. Le moyen de réglage du débit d'air contient un élément d'étranglement relié à une commande destinée à changer sa position. La commande est réalisée sous forme d'une chambre communiquant avec le conduit de by-pass. There is also a powertrain (see Swiss patent n0565940, Cl.Int. F02B 37/00, published in 1975) comprising an internal combustion engine and a turbocharger providing the supercharging of said engine and having a turbine and a compressor whose output communicates with the inlet of the internal combustion engine and, using a bypass duct, with the inlet of said turbine which inlet further communicates with the outlet of the internal combustion engine, said by duct -pass containing an additional combustion chamber. In addition, unlike the previous powertrain, described in United States patent No. 3676999, the bypass duct contains here, instead of a closing device , a means of adjusting the air flow going from the compressor to the turbine and not consumed by the internal combustion engine. The means for adjusting the air flow contains a throttling element connected to a control intended to change its position. The order is made in the form of a room communicating with the bypass duct.

L'une des parois de cette chambre, qui est en contact avec l'élément d'étranglement, est réalisée mobile.One of the walls of this chamber, which is in contact with the throttling element, is made mobile.

Quand la pression dans le conduit de by-pass augmente, la paroi mobile de la commande se déplace en déplaçant l'élément d'étranglement dans le sens de la diminution de la section de passage du conduit de by-pass. L'élément d'étranglement est soumis à l'action d'une force proportionnelle à la différence de pression ou chute de pression sur ledit élément.When the pressure in the bypass duct increases, the movable wall of the control moves by moving the throttle element in the direction of decrease of the cross section of the bypass duct. The throttling element is subjected to the action of a force proportional to the pressure difference or pressure drop on said element.

La présence d'un moyen de réglage du débit d'air dans le conduit de by-pass de ce groupe motopropulseur permet d'utiliser le dit conduit et la chambre de combustion supplémentaire pour régler la pression de l'air comprimé à la sortie du compresseur dans toute la gamme des régimes de fonctionnement du moteur à combustion interne. En d'autres termes, ce groupe motopropulseur permet d'élever la pression de l'air comprimé en aval du compresseur et, par conséquent, le couple moteur recueilli au vilebrequin du moteur à combustion interne, dans toute la gamme de variation de la vitesse de rotation dudit vilebrequin. The presence of a means of adjusting the air flow rate in the bypass duct of this powertrain makes it possible to use said duct and the additional combustion chamber to adjust the pressure of the compressed air at the outlet of the compressor across the range of operating modes of the internal combustion engine. In other words, this powertrain raises the pressure of the compressed air downstream of the compressor and, consequently, the engine torque collected at the crankshaft of the internal combustion engine, throughout the range of speed variation. of rotation of said crankshaft.

Toutefois, la combinaison du moyen de réglage du débit d' air avec la commande permettant le changement de position desonélément d'étranglement se présente sous forme d'un oscillateur soumis à des oscillations autoexitées. D'une part, l'élément d'étranglement subit l'action d'un effort proportionnel à la différence de pression de l'air en amont et en aval de cet élément, et d'autre part, la paroi mobile de la commande est soumise à un effort proportionnel à la pression d'air qui règne dans le conduit de by-pass avant l'élément d'étranglement. However, the combination of the means for adjusting the air flow with the control enabling the position of the throttle element to be changed is in the form of an oscillator subjected to self-excited oscillations. On the one hand, the throttling element undergoes the action of a force proportional to the difference in air pressure upstream and downstream of this element, and on the other hand, the movable wall of the control is subjected to a force proportional to the air pressure prevailing in the by-pass duct before the throttling element.

Les forces qui lui sont appliquées sont des forces pulsées qui ne s'équilibrent pas mutuellement. Ceci a pour conséquence qu'à certains régimes de fonctionnement du moteur à combustion interne, cet oscillateur peut être mis en résonance, ce qui provoque une instabilité du courant aérodynamique dans le conduit de by-pass. Cette instabilité est capable d'engendrer un pompage du compresseur et un fonctionnement instable de la chambre de combustion supplémentaire, un tel fonctionnement pouvant devenir la cause d'un décrochage de la flamme dans ladite chambre, ce qui a pour effet une chute de pression de l'air arrivant aux cylindres du moteur à combustion interne, d'où une surchauffe dudit moteur. Ainsi, la sécurité de fonctionnement du groupe motopropulseur décrit n'est pas assurée.The forces applied to it are pulsed forces which do not balance each other. This has the consequence that at certain operating regimes of the internal combustion engine, this oscillator can be put into resonance, which causes instability of the aerodynamic current in the bypass duct. This instability is capable of causing pumping of the compressor and unstable operation of the additional combustion chamber, such operation being able to become the cause of a release of the flame in said chamber, which has the effect of a pressure drop of the air arriving at the cylinders of the internal combustion engine, from which said engine overheats. Thus, the operational safety of the powertrain described is not guaranteed.

On connaît en outre un groupe motopropulseur (voir le brevet URSS n0579933, Cl. Int. F02B 37/00,publié en 1977) qui peut être considéré comme un prototype de la présente invention. Il comprend un moteur à combustion interne et un turbocompresseur assurant la suralimentation dudit moteur et comportant une turbine et un compresseur dont la sortie communique avec l'entrée du moteur à combustion interne et, par un conduit de by-pass, avec l'entrée de ladite turbine, laquelle entrée communique de plus avec la sortie du moteur à combustion, le conduit de by-pass renfermant un moyen de réglage du débit de l'air acheminé en dérivation de la sortie du compresseur à l'entrée de la turbine, et une chambre de combustion supplémentaire. A powertrain is also known (see USSR patent No. 579933, Cl. Int. F02B 37/00, published in 1977) which can be considered as a prototype of the present invention. It comprises an internal combustion engine and a turbocharger ensuring the supercharging of said engine and comprising a turbine and a compressor, the outlet of which communicates with the inlet of the internal combustion engine and, by a by-pass duct, with the inlet of said turbine, which inlet further communicates with the outlet of the combustion engine, the bypass duct containing a means for adjusting the flow rate of the air supplied bypass from the outlet of the compressor to the inlet of the turbine, and an additional combustion chamber.

Le moyen de réglage du débit d'air comporte un élément d'étranglement réalisé sous forme d'un papillon et solidaire d'un levier. Ledit moyen est muni d'une commande dont la fonction est de déplacer son élément d'étranglement.The means for adjusting the air flow comprises a throttling element produced in the form of a butterfly and secured to a lever. Said means is provided with a command the function of which is to move its throttling element.

Ladite commande se présente sous forme d'un servo-moteur ayant un cylindre dans l'alésage duquel est disposé un piston pourvu d'une tige et articulé au levier de l'élément d'étranglement. Le piston divise l'alésage intérieur du cylindre en deux chambres,dont une première communique avec une pompe destinée à l'alimenter en fluide de travail, tandis que dans la seconde est disposé un ressort de rappel.Said control is in the form of a servo motor having a cylinder in the bore of which is arranged a piston provided with a rod and articulated to the lever of the throttling element. The piston divides the internal bore of the cylinder into two chambers, one of which communicates with a pump intended to supply it with working fluid, while in the second is arranged a return spring.

Le moyen de réglage du débit d'air est équipé d'un bloc comparateur. Ledit bloc comporte un corps constitué par un premier cylindre adjacent à un second cylindre. The air flow adjustment means is equipped with a comparator block. Said block comprises a body constituted by a first cylinder adjacent to a second cylinder.

Dans ledit corps se trouve un organe mobile possédant dez; pistons qui sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'une tige. Le diamètre du piston situé dans le premier cylindre est plus grand que ceiui du piston situé dans le second cylindre. Le piston de diamètre supérieur isole, dans le premier cylindre, une chambre communiquant avec le tronçon du conduit de by-pass qui est disposé en aval(suivant le sens d'écoulement du courant dans ce dernier) de l'élément d'étranglement.In said body is a movable member having dez; pistons which are connected together by means of a rod. The diameter of the piston located in the first cylinder is larger than that of the piston located in the second cylinder. The piston of larger diameter isolates, in the first cylinder, a chamber communicating with the section of the bypass duct which is arranged downstream (in the direction of flow of the current in the latter) from the throttling element.

La chambre du corps dudit bloc comparateur qui est disposée entre le piston de diamètre supérieur et celui de diamètre inférieur, communique avec le tronçon du conduit de by-pass qui est situé entre la sortie du compresseur et l'entrée du moyen de réglage du débit d'air. Ainsi, la pression de l'air comprimé arrivant à la chambre du cylindre qui y est isolée par le piston de diamètre supérieur, est égale à la pression de l'air comprimé dans le conduit de by-pass en aval de l'élément d'étranglement du moyen de réglage du débit d'air, tandis que la pression de l'air comprimé arrivant à la chambre disposée entre le piston de diamètre supérieur et celui de diamètre inférieur est égale à la pression de l'air comprimé dans le conduit de by-pass en amont de l'élément d'étranglement du moyen de réglage du débit d'air.En d'autres termes, l'une des entrées du bloc comparateur est attaquée par un signal représentant la pression de l'air comprimé en aval du moyen de réglage du débit d'air, et son autre entrée,par un signal représentant la pression de l'air comprimé à la sortie du compresseur. The chamber of the body of said comparator block which is disposed between the piston of larger diameter and that of smaller diameter, communicates with the section of the bypass duct which is located between the outlet of the compressor and the inlet of the flow control means of air. Thus, the pressure of the compressed air arriving at the chamber of the cylinder which is isolated there by the piston of larger diameter, is equal to the pressure of the compressed air in the by-pass duct downstream of the element d constriction of the air flow control means, while the pressure of the compressed air arriving at the chamber arranged between the piston of larger diameter and that of smaller diameter is equal to the pressure of the compressed air in the duct bypass upstream of the throttling element of the air flow control means. In other words, one of the inputs of the comparator block is attacked by a signal representing the pressure of the compressed air. downstream of the air flow control means, and its other inlet, by a signal representing the pressure of the compressed air at the outlet of the compressor.

De plus, le second cylindre du bloc comparateur comprend une cloison dans laquelle est réalisé un gicleur muni d'un pointeau mobile solidaire du piston de petit diamètre de l'organe mobile du bloc comparateur. Par le jeu qui se forme lors du déplacement dudit pointeau mobile par rapport au gicleur et qui détermine la section de passage de ce dernier, sreffectue l'écoulement du fluide de travail de la première chambre du cylindre de la commande assurant le changement de position de l'élément d'étranglement. In addition, the second cylinder of the comparator block comprises a partition in which is made a nozzle provided with a movable needle secured to the small diameter piston of the movable member of the comparator block. By the play which is formed during the displacement of said movable needle relative to the nozzle and which determines the passage section of the latter, the flow of the working fluid from the first chamber of the cylinder of the control ensures the change of position of the choke element.

On peut donc dire que le jeu qui se forme entre le pointeau mobile et le gicleur constitue la sortie du bloc comparateur, et que le signal de sortie qui fait déplacer le piston de la commande caractérise la valeur du débit du fluide de travail arrivant à travers la gicleur pour être évacué.We can therefore say that the clearance which forms between the movable needle and the nozzle constitutes the output of the comparator block, and that the output signal which causes the piston of the control to move characterizes the value of the flow rate of the working fluid arriving through the nozzle to be evacuated.

Par ailleurs, l'alésage interieur du second cylindre comporte une chambre dans laquelle se trouve un ressort de rappel agissant sur le piston de diamètre inférieur pour augmenter la section de passage du gicleur, cette chambre étant en communication avec l'atmosphère. Furthermore, the internal bore of the second cylinder has a chamber in which there is a return spring acting on the piston of smaller diameter to increase the passage section of the nozzle, this chamber being in communication with the atmosphere.

Lorsque ce groupe motopropulseur fonctionne en régime établi, il s'établit, au niveau de l'élément d'étranglement du moyen de réglage du débit d'air, une différence de pression de l'air comprimé, ladite différence étant égale soit à celle entre la pression de l'air comprimé en amont de l'élément d'étranglement et la pression de l'air comprimé en aval dudit élément, soit à celle entre la pression de l'air comprimé à la sortie du compresseur et la pression de l'air comprimé à la sortie du moyen de réglage du débit d'air.Le piston de diamètre supérieur de l'organe mobile du bloc comparateur est soumis à l'action d'une force proportionnelle à3a valeur de la différence de pression de l'air comprimé sur l'élément d'étranglement du moyen de réglage du débit d'air, tandis que le piston de diamètre inférieur est soumis,d'un c8té,à l'action d'une force proportionnelle à la valeur de la pression de l'air comprimé en amont de l'élément d'étranglement, et de l'autre cOté, à une force proportionnelle à la valeur de la pression atmosphérique. La résultante de ces deux forces agissant sur l'organe mobile du bloc comparateur est équilibrée par l'effort du ressort de rappel .La position du pointeau par rapport au gicleur détermine dans celui-ci la section de passage qui correspond à la différence de pression de l'air comprimé au niveau de l'élément d'étrangeement. Une partie du fluide de travail de la première chambre du cylindre de la commande est évacuée en passant par le jeu entre le pointeau mobile et le gicleur. La valeur de la pression du fluide de travail actionnant le piston de la commande est ainsi déterminée par ladite différence de pression de l'air comprimé au niveau de l'élément d'étranglement. When this powertrain operates in steady state, a difference in pressure of the compressed air is established at the throttling element of the air flow control means, said difference being equal to that between the pressure of the compressed air upstream of the throttling element and the pressure of the compressed air downstream of said element, i.e. between that of the pressure of the compressed air at the outlet of the compressor and the pressure of the compressed air at the outlet of the air flow adjustment means. The piston of larger diameter of the movable member of the comparator block is subjected to the action of a force proportional to the value of the pressure difference of l compressed air on the throttling element of the air flow control means, while the piston of smaller diameter is subjected, on one side, to the action of a force proportional to the value of the pressure compressed air upstream of the throttle element, and on the other side, at a proportional force the to the value of atmospheric pressure. The result of these two forces acting on the movable member of the comparator block is balanced by the force of the return spring. The position of the needle relative to the nozzle determines in it the passage section which corresponds to the pressure difference compressed air at the strangling element. Part of the working fluid from the first chamber of the control cylinder is discharged through the clearance between the movable needle and the nozzle. The value of the pressure of the working fluid actuating the piston of the control is thus determined by said pressure difference of the compressed air at the level of the throttling element.

Lors d'un changement du régime de service du groupe motopropulseur, par exemple lors d'une augmentation du couple moteur au vilebrequin du moteur à combustion interne, la pression de l'air comprimé à la sortie du compresseur s'élève dans une mesure correspondante. Il se produit également une augmentation de la différence de pression de l'air comprimé au niveau de l'élément d'étranglement. When the powertrain operating speed is changed, for example when the engine torque at the crankshaft of the internal combustion engine is increased, the pressure of the compressed air at the compressor outlet rises correspondingly . There is also an increase in the pressure difference of the compressed air at the throttle element.

Il se produit alors une variation des pressions de l'air fourni à la chambre isolée par le piston de diamètre supérieur et à la chambre située entre le piston de diamètre supérieur et le piston de diamètre inférieur du bloc comparateur. De ce fait, diminue la résultante de la force de pression d'air qui agit sur l'organe mobile du bloc comparateur, la valeur de cette résultante devenant inférieure à l'effort du ressort de rappel de ce bloc.There then occurs a variation in the pressures of the air supplied to the chamber isolated by the piston of greater diameter and to the chamber situated between the piston of greater diameter and the piston of smaller diameter of the comparator block. As a result, the resultant of the air pressure force which acts on the movable member of the comparator block decreases, the value of this resultant becoming less than the force of the return spring of this block.

Il s'ensuit que le ressort de rappel déplace l'organe mobile, conjointement avec le pointeau, pour agrandir la section de passage du gicleur, ce qui augmente le débit du fluide de travail amené à travers le gicleur pour être évacué de la première chambre du cylindre de la commande. De ce fait, il se produit dans cette chambre une baisse de pression du fluide. La force du ressort de rappel situé dans la seconde chambre du cylindre de la commande, dépasse la force proportionnelle à la pression du fluide dans la première chambre du cylindre. Ainsi, le ressort de rappel déplace le piston avec sa tige et, donc, ltélément d'étranglement qui lui est associé par l'intermédiaire d'un levier, et qui, en tournant, fait varier la section de passage du conduit de by-pass.It follows that the return spring moves the movable member, together with the needle, to enlarge the passage section of the nozzle, which increases the flow rate of the working fluid supplied through the nozzle to be discharged from the first chamber. of the control cylinder. As a result, there occurs in this chamber a drop in fluid pressure. The force of the return spring located in the second chamber of the control cylinder exceeds the force proportional to the pressure of the fluid in the first chamber of the cylinder. Thus, the return spring moves the piston with its rod and, therefore, the throttling element which is associated with it by means of a lever, and which, by turning, varies the passage section of the by-pass duct. pass.

Il en résulte une variation de la différence de pression de l'air au niveau de l'élément d'étranglement. Le déplacement de ce dernier continue jusqu'à ce que s'établisse une différence de pression correspondant à une nouvelle valeur de la pression d'air comprimé à la sortie du compresseur.This results in a variation of the difference in air pressure at the level of the throttling element. The movement of the latter continues until a pressure difference is established corresponding to a new value of the compressed air pressure at the outlet of the compressor.

Dans ces conditions, la différence de pression au niveau de l'élément d'étranglement est fonction non pas du débit d'air mis en dérivation à travers le conduit de by-pass, mais uniquement de la valeur de la pression de l'air comprimé à la sortie du compresseur, conformément 7a relation ci-dessous = k aPk + b (2) où
P est la différence de pression au niveau de l'élément d'étranglement
Pk est la pression d'air à la sortie du compresseur
a et b sont des coefficients constants dépendant de la structure du groupe motopropulseur considéré.Under these conditions, the pressure difference at the throttle element does not depend on the air flow diverted through the bypass duct, but only on the value of the air pressure. compressed at the compressor outlet, in accordance with 7a relationship below = k aPk + b (2) where
P is the pressure difference at the throttle element
Pk is the air pressure at the outlet of the compressor
a and b are constant coefficients depending on the structure of the powertrain considered.

Le caractère linéaire de la variation de la différence de pression au niveau de l'élément d'étranglement en fonction de la pression de l'air comprimé à la sortie du compresseur, suivant la relation (2), permet de maintenir la courbe caractéristique des régimes de fonctionnement du compresseur du groupe motopropulseur considéré. The linear nature of the variation in the pressure difference at the throttle element as a function of the pressure of the compressed air at the outlet of the compressor, according to relation (2), makes it possible to maintain the characteristic curve of the operating modes of the powertrain compressor under consideration.

La position de l'élément d'étranglement dans ce groupe motopropulseur ne dépend pas des forces proportionnelles aux pressions de l'air en amont et en aval du moyen de réglage du débit d'air, lesquelles forces agissent directement sur la surface de son élément d'étranglement. La position de l'élément d'étranglement est imposée par la commande en fonction du signal de sortie du bloc comparateur, ce qui améliore la stabilité de l'élément d'étranglement vis-à-vis des variations de la pression et du débit de l'air comprimé qui le traverse. Ceci rend possible, contrairement au groupe motopropulseur décrit dans le brevet Etats-Unis d'Amérique nO 3676999 précité, l'amélioration de la sécurité de fonctionnement du groupe. The position of the throttle element in this powertrain does not depend on the forces proportional to the air pressures upstream and downstream of the air flow control means, which forces act directly on the surface of its element strangulation. The position of the throttle element is imposed by the control according to the output signal of the comparator block, which improves the stability of the throttle element against variations in pressure and flow rate. the compressed air passing through it. This makes it possible, unlike the powertrain described in the aforementioned United States patent No. 3676999, to improve the operational safety of the group.

Cependant, dans le groupe motopropulseur prototype décrit ci-dessus, l'utilisation de signaux d'entrée proportionnels à la pression d'air en amont et en aval de l'élément d'étranglement et produisant dans le bloc comparateur un signal de sortie qui varie en fonction de la différence entre le gradient de pression réel et celui qui est prévu par la relation (2) vis-à-vis de la pression de l'air comprimé à la sortie du compresseur, maintient une caractéristique des régimes de fonctionnement du compresseur qui ne représente en pratique qu'un rapport linéaire entre la pression à la sortie du compresseur et le débit d'air à travers celui-ci.Il en résulte que la ligne caractéristique des régimes de fonctionnement du compresseur n'est pas équidistante de la limite de pompage, mais se trouve soit dans la zone des rendements faibles du compresseur, ce qui compromet les indices économiques et la fiabilité du groupe motopropulseur, soit dans la zone de pompage du compresseur, ce qui conduit à l'apparition de vibrations entrainant des ruptures des pièces, un décrochage de la flamme dans la chambre de combustion supplémentaire et une surchauffe du moteur à combsution interne. However, in the prototype powertrain described above, the use of input signals proportional to the air pressure upstream and downstream of the throttle element and producing in the comparator block an output signal which varies according to the difference between the actual pressure gradient and that predicted by the relation (2) with respect to the pressure of the compressed air at the outlet of the compressor, maintains a characteristic of the operating regimes of the compressor which in practice only represents a linear relationship between the pressure at the outlet of the compressor and the air flow through it. As a result, the characteristic line of the operating modes of the compressor is not equidistant from the pumping limit, but is either in the area of the low efficiency of the compressor, which compromises the economic indices and the reliability of the powertrain, or in the pumping area of the compressor, which leads to the pappearance of vibrations causing ruptures of the parts, release of the flame in the additional combustion chamber and overheating of the internal combustion engine.

Le dispositif correcteur de la forme de la courbe caractéristique des régimes de fonctionnement du compresseur prévu dans l'installation considérée et réalisé sous forme d'un étrangleur, n'assure pas la précision requise du maintien du régime de fonctionnement du compresseur en raison de l'impossibilité d'un aSustage précis de l'étrangleur dans des conditions de pulsation de l'air dans le conduit de by-pass et de variation de la température des gaz d'échappement pendant le fonctionnement du groupe motopropulseur. The device for correcting the shape of the characteristic curve of the operating modes of the compressor provided in the installation in question and produced in the form of a throttle, does not ensure the precision required for maintaining the operating mode of the compressor due to the 'impossibility of a precise aSustage of the throttle under conditions of pulsation of air in the by-pass duct and variation of the temperature of the exhaust gases during the operation of the powertrain.

De plus, la présence dudit dispositif correcteur réduit sensiblement la streté de fonctionnement de l'ensemble du groupe motopropulseur. In addition, the presence of said corrective device significantly reduces the operating integrity of the entire powertrain.

De plus, la valeur variable de la pression en aval de l'élément d'étranglement, valeur qui représente le signal d'entrée du bloc comparateur, est un paramètre dépendant du régime de fonctionnement de la chambre de combustion supplémentaire et du moteur à combustion interne. Ce fait aussi altère considérablement la précision du maintien du régime de fonctionnement voulu du compresseur, ce qui, à son tour, peut entrainer le fonctionnement du compresseur dans la zonedepompab et pvo;zr une surdiffe des ens etibles du groupe motopropulseur. In addition, the variable value of the pressure downstream of the throttle element, a value which represents the input signal of the comparator block, is a parameter dependent on the operating speed of the additional combustion chamber and of the combustion engine. internal. This fact also considerably alters the accuracy of maintaining the desired operating speed of the compressor, which, in turn, can cause the compressor to operate in the zonedepompab and pvo; zr an overdrive of the power train assemblies.

On voit donc que les inconvénients cités rendent le groupe motopropulseur peu fiable et non efficace. It can therefore be seen that the drawbacks cited make the powertrain unreliable and ineffective.

Le but de la présente invention est donc de réaliser un groupe motopropulseur équipé d'un dispositif permettant de délivrer à l'une des entrées du bloc comparateur un signal dont la valeur serait proportionnelle au débit d'air amené au compresseur, en permettant ainsi de maintenir strictement le régime de fonctionnement voulu du compresseur et d'assurer l'amenée d'air par le compresseur indépendamment du débit d'air consommée par le moteur à combustion interne, en permettant donc au compresseur de fonctionner indépendamment du régime de fonctionnement du moteur à combustion interne. The object of the present invention is therefore to produce a powertrain equipped with a device making it possible to deliver to one of the inputs of the comparator block a signal whose value would be proportional to the air flow rate supplied to the compressor, thereby making it possible to strictly maintain the desired operating speed of the compressor and ensure the supply of air by the compressor independently of the air flow rate consumed by the internal combustion engine, thus allowing the compressor to operate independently of the operating speed of the engine internal combustion.

Ce but est atteint du fait que le groupe motopropulseur du type comprenant un moteur à combustion interne et un turbocompresseur suralimentant ledit moteur à combustion interne et possédant au moins une turbine et un compresseur dont la sortie communique avec l'entrée du moteur à combustion interne et, à l'aide d'un conduit de by-pass ou de dérivation, avec l'entrée de ladite turbine, laquelle entrée communique en outre avec la sortie dudit moteur à combustion interne, le conduit de by-pass renfermant une chambre de combustion supplémentaire et un système de réglage du débit d'air amené en dérivation dudit compresseur à ladite turbine, système muni d'un élément d'étranglement relié à un dispositif de commande pour son déplacement, et d'un bloc comparateur ayant une première entrée, une seconde entrée et une sortie qui communique avec le dispositif de commande, ladite première entrée communiquant avec le tronçon du conduit de by-pass qui est disposé entre la sortie du compresseur et le système de réglage du débit d'air, est caractérisé, selon l'invention, en ce qu'il comporte un capteur du débit d'air monté à l'entrée du compresseur et communiquant avec la seconde entrée du bloc comparateur. This object is achieved by the fact that the powertrain of the type comprising an internal combustion engine and a turbocharger supercharging said internal combustion engine and having at least one turbine and one compressor whose output communicates with the input of the internal combustion engine and , by means of a bypass or bypass duct, with the inlet of said turbine, which inlet further communicates with the outlet of said internal combustion engine, the bypass duct enclosing a combustion chamber additional and a system for regulating the air flow supplied in bypass from said compressor to said turbine, system provided with a throttling element connected to a control device for its movement, and with a comparator block having a first inlet, a second inlet and an outlet which communicates with the control device, said first inlet communicating with the section of the bypass duct which is arranged between the outlet of the compressor and the air flow control system, is characterized, according to the invention, in that it comprises an air flow sensor mounted at the inlet of the compressor and communicating with the second inlet of the comparator block.

L'emploi d'un capteur de débit d'air monté à l'entrée du compresseur et relié au bloc comparateur permet de mesurer le débit d'air réel fourni à l'entrée du compresseur. The use of an air flow sensor mounted at the inlet of the compressor and connected to the comparator block makes it possible to measure the actual air flow supplied to the inlet of the compressor.

Un signal d'entrée proportionnel au débit de l'air passant par le compresseur est envoyé par le capteur du débit d'air au bloc comparateur dans lequel ce signal est comparé avec un autre signal qui, lui, est proportionnel à la pression d'air à la sortie du compresseur. A la suite de cette comparaison des signaux d'entrée, le bloc comparateur fournit au dispositif de commande un signal qui détermine la position de l'élément d'étranglement selon le résultat de la comparaison entre la pression de l'air comprimé en amont de l'élément d'étranglement et la valeur du débit d'air à l'entrée du compresseur.An input signal proportional to the air flow rate passing through the compressor is sent by the air flow sensor to the comparator block in which this signal is compared with another signal which is proportional to the pressure of air at the compressor outlet. Following this comparison of the input signals, the comparator block supplies the control device with a signal which determines the position of the throttle element according to the result of the comparison between the pressure of the compressed air upstream of the throttling element and the value of the air flow rate at the compressor inlet.

C'est ainsi, par exemple, que dans le cas d'une variation brusque du débit d'air à l'entrée du compresseur, la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur à combustion interne et la pression d'air à la sortie du compresseur restant invariables, le bloc comparateur fournit un nouveau signal de sortie faisant varier la position de l'élément d'étranglement du système de réglage du débit d'air et, par conséquent, le débit d'air acheminé en dérivation à travers le conduit de by-pass, d'où une variation du débit d'air à l'entrée du compresseur, lequel débit correspond alors de nouveau strictement à la pression issu de l'air comprimé à la sortie du compresseur, la valeur du débit d'air à la sortie du compresseur et celle de la pression d'air répondant à la caractéristique prévue des régimes de fonctionnement du compresseur. On assure ainsi un maintien strict du régime de fonctionnement voulu du compresseur. Thus, for example, in the case of an abrupt variation in the air flow at the inlet of the compressor, the speed of rotation of the crankshaft of the internal combustion engine and the air pressure at the outlet of the compressor remaining invariable, the comparator block provides a new output signal varying the position of the throttle element of the air flow control system and, consequently, the air flow routed in bypass through the duct by-pass, hence a variation in the air flow rate at the inlet of the compressor, which flow then strictly corresponds again to the pressure from the compressed air at the outlet of the compressor, the value of the flow rate air at the outlet of the compressor and that of the air pressure meeting the expected characteristic of the operating modes of the compressor. This ensures strict maintenance of the desired operating speed of the compressor.

Par exemple, dans le cas d'une réduction de la vitesse du vilebrequin du moteur à combustion interne et d'une diminution du couple moteur à ce vilebrequin, la pression de l'air comprimé à la sortie du compresseur baisse, ce qui entraine une réduction du débit d'air consommé par le moteur à combustion interne. Le bloc comparateur envoie alors un signal faisant varier la position de l'élément d'étranglement, ce qui conduit à une variation du débit d'air acheminé en dérivation à travers le conduit de by-pass. For example, in the case of a reduction in the speed of the crankshaft of the internal combustion engine and a reduction in the engine torque at this crankshaft, the pressure of the compressed air at the outlet of the compressor decreases, which causes a reduction of the air flow consumed by the internal combustion engine. The comparator block then sends a signal varying the position of the throttling element, which leads to a variation in the flow rate of air supplied in bypass through the bypass duct.

Il s'ensuit que le débit d'air arrivant au compresseur diminue, cette réduction n'étant pas proportionnelle à celle du débit d'air passant par le moteur à combustion interne. La nouvelle valeur du débit d'air arrivant au compresseur correspond à la nouvelle pression d'air comprimé qui s'établit à la sortie du compresseur, comme le montre l'équation (1). Ainsi est obtenue une non-dépendance des régimes de fonctionnement du compresseur par rapport à ceux du moteur à combustion interne.It follows that the air flow arriving at the compressor decreases, this reduction not being proportional to that of the air flow passing through the internal combustion engine. The new value of the air flow arriving at the compressor corresponds to the new compressed air pressure which is established at the outlet of the compressor, as shown in equation (1). Thus is obtained a non-dependence of the operating regimes of the compressor with respect to those of the internal combustion engine.

Il est avantageux de réaliser ledit capteur du débit d'air sous forme d'un ajutage dont la partie d'entrée du canal se présente sous forme d'un convergent, la paroi dudit ajutage, à l'endroit situé en aval de la partie d'entrée du canal, étant alors percée d'un trou débouchant qui communique avec ladite seconde entrée du bloc comparateur. It is advantageous to produce said air flow sensor in the form of a nozzle, the inlet part of the channel of which is in the form of a convergent, the wall of said nozzle, at the point situated downstream of the part. channel inlet, then being pierced with a through hole which communicates with said second inlet of the comparator block.

Une telle réalisation du capteur du débit d'air se distingue par sa simplicité et par une longue durée de service. Such an embodiment of the air flow sensor is distinguished by its simplicity and by a long service life.

Dans les cas où le moyen de transport muni du groupe motopropulseur conforme à l'invention fonctionne dans les conditions d'une forte pollution de l'air, et où ledit groupe motopropulseur doit satisfaire à des exigences particulières sévères en ce qui concerne le niveau de bruit admissible, il importe que le capteur du débit d'air comprenne un ajustage, deux sooufflets, un ensemble d'amenée d'air aux souflets et un cavalier ou étrier. Le canal de l'ajutage présente une partie d'entrée dans laquelle sont situés un silencieux et un filtre, une partie médiane réalisée sous forme d'un convergent et une partie de sortie. L'ensemble d'amenée d'air est disposé entre les deux soufflets, raccordé à l'ajutage et percé de deux canaux dont chacun communique avec le volume intérieur de l'un des soufflets.Le cavalier enveloppe les soufflets, dont chacun est assemblé, par l'une de ses faces en bout, à l'ensemble d'amenée d'air, et par l'autre, au cavalier. In cases where the means of transport provided with the powertrain according to the invention operates under conditions of high air pollution, and where said powertrain must meet severe specific requirements with regard to the level of allowable noise, it is important that the air flow sensor includes an adjustment, two bellows, a set of air supply to the bellows and a jumper or stirrup. The nozzle channel has an inlet part in which a silencer and a filter are located, a middle part made in the form of a convergent and an outlet part. The air supply assembly is arranged between the two bellows, connected to the nozzle and pierced with two channels, each of which communicates with the interior volume of one of the bellows. The rider envelops the bellows, each of which is assembled , by one of its end faces, to the air intake assembly, and by the other, to the rider.

La paroi de l'ajutage est percé de deux trous, l'un se trouvant en amont de la partie médiane du canal de 1 'ajutage et communiquant avec l'un des canaux de l'ensemble d'amenée d'air, et l'autre disposé en aval de lapartie médiane du canal de l'ajutage et communiquant avec l'autre canal de l'ensemble d'amenée d'air.The wall of the nozzle is pierced with two holes, one located upstream of the middle part of the channel of the nozzle and communicating with one of the channels of the air supply assembly, and l 'other arranged downstream of the middle part of the nozzle channel and communicating with the other channel of the air supply assembly.

Avec une telle réalisation du capteur du débit d'air, le signal envoyé par celui-ci à la seconde entrée du bloccomparateur représente la valeur du déplacement du cavalier embrassant les soufflets, cette valeur étant proportionnelle à la différence entre les pressions régnant dans le canal de l'ajutage en amont et en aval de sa partie médiane, laquelle différence est à son tour proportionnelle au débit d'air à l'entrée du compresseur. With such an embodiment of the air flow sensor, the signal sent by it to the second bloccomparator input represents the value of the displacement of the rider kissing the bellows, this value being proportional to the difference between the pressures prevailing in the channel the nozzle upstream and downstream of its middle part, which difference is in turn proportional to the air flow at the inlet of the compressor.

Au cours de l'exploitation du groupe motopropulseur, les résistances du silencieux et du filtre augmentent alors que le débit d'air à l'entrée du compresseur reste invariable, mais la présence, dans l'ensemble d'amenée d'air, d'un canal reliant la partie d'entrée du canal de l'ajutage au volume intérieur de l'un des soufflets permet de compenser ladite augmentation de ces résistances. Ceci permet de fournir à la seconde entrée du bloc comparateur un signal dont la valeur est strictement déterminée par le débit d'air à l'entrée du compresseur. During powertrain operation, the resistance of the muffler and the filter increases while the air flow at the compressor inlet remains unchanged, but the presence, in the air supply assembly, of 'A channel connecting the inlet part of the channel of the nozzle to the interior volume of one of the bellows makes it possible to compensate for said increase in these resistances. This makes it possible to supply a signal to the second input of the comparator block, the value of which is strictly determined by the air flow rate at the input of the compressor.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente une vue schématique du groupe motopropulseur
- la figure 2 montre une partie du conduit de by-pass dans lequel sont logés le système de réglage du débit d'air avec l'élément d'étranglement, la commande pour le changement de position dudit élément, le capteur du débit d'air et le bloc comparateur;
- la figure 3 montre le capteur du débit d'air réalisé selon un autre mode d'éxécution.The invention will be better understood and other objects, details and advantages thereof will appear better in the light of the explanatory description which will follow of different embodiments given only by way of nonlimiting examples, with references to the drawings. nonlimiting annexed in which
- Figure 1 shows a schematic view of the powertrain
- Figure 2 shows a part of the bypass duct in which are housed the air flow adjustment system with the throttling element, the control for changing the position of said element, the flow sensor air and comparator block;
- Figure 3 shows the air flow sensor produced according to another embodiment.

Le groupe motopropulseur (figure 1) comprend un moteur 1 combustion interne, un turbocompresseur 2 constitué par une turbine 3 et un compresseur 4 qui sont reliés par un arbre commun, et un conduit de by-pass 5 assurant la liaison entre la sortie 6 du turbocompresseur 4 et l'entrée 7 de la turbine 3. The powertrain (Figure 1) includes an internal combustion engine 1, a turbocharger 2 consisting of a turbine 3 and a compressor 4 which are connected by a common shaft, and a bypass duct 5 ensuring the connection between the outlet 6 of the turbocharger 4 and inlet 7 of turbine 3.

Un collecteur d'admission 8 fait communiquer la sortie 6 du compresseur 4 avec l'entrée 9 du moteur 1 à combustion interne par l'intermédiaire du conduit de bypass 5, tandis qu'un collecteur d'échappement 10 relie par le même conduit de by-pass 5 la sortie 11 du moteur 1 à combustion interne à l'entrée 7 de la turbine 3. An intake manifold 8 communicates the outlet 6 of the compressor 4 with the inlet 9 of the internal combustion engine 1 via the bypass duct 5, while an exhaust manifold 10 connects by the same duct bypass 5 the output 11 of the internal combustion engine 1 at the input 7 of the turbine 3.

A l'entrée 12 du compresseur 4 est monté un capteur 13 du débit d'air amené au compresseur 4. At the inlet 12 of the compressor 4 is mounted a sensor 13 of the air flow supplied to the compressor 4.

Un tronçon du conduit de by-pass 5 constitue le corps 14 d'une chambre de combustion supplémentaire 15 comportant un injecteur 16. Dans le conduit de by-pass 5, en amont de l'entrée de la chambre de combustion supplémentaire 15, est situé un système 17 de réglage du débit de l'air acheminé en dérivation du compresseur 4 à la turbine 3 et non consommé par le moteur à combustion interne 1. Le système 17 de réglage du débit d'air est muni d'un élément d'étranglement 18 associé à une commande 19 assurant le changement de sa position à l'intérieur du conduit de bypass 5. A section of the bypass duct 5 constitutes the body 14 of an additional combustion chamber 15 comprising an injector 16. In the bypass duct 5, upstream of the inlet of the additional combustion chamber 15, is located a system 17 for adjusting the air flow supplied bypass from the compressor 4 to the turbine 3 and not consumed by the internal combustion engine 1. The system 17 for adjusting the air flow is provided with an element d constriction 18 associated with a control 19 ensuring the change of its position inside the bypass duct 5.

De plus, le système 17 est relié à un bloc comparateur 20. Ledit bloc 20 a deux entrées 21 et 22 et une sortie 23, l'entrée 21 communiquant avec le capteur 13 du débit d'air par l'intermédiaire d'un circuit 24 de transmission du signal d'entrée, tandis que l'entrée 22 est reliée à la sortie 6 du compresseur 4 par l'intermédiaire du conduit de by-pass 5 à travers un circuit 25 de transmission du signal d'entrée. La sortie 23 du bloc comparateur 20 est reliée à la commande 19 par l'intermédiaire d'un circuit 26 de transmission du signal de sortie pilote ou de commande. In addition, the system 17 is connected to a comparator block 20. Said block 20 has two inputs 21 and 22 and an output 23, the input 21 communicating with the air flow sensor 13 via a circuit 24 for transmitting the input signal, while the input 22 is connected to the output 6 of the compressor 4 via the bypass duct 5 through a circuit 25 for transmitting the input signal. The output 23 of the comparator block 20 is connected to the control 19 by means of a circuit 26 for transmitting the pilot or control output signal.

L'injecteur 16 de la chambre de combustion supplémentaire 15 est relié par une conduite 27 à un dispositif 28 de réglage de la consommation du carburant amené à la chambre de combustion supplémentaire 15. The injector 16 of the additional combustion chamber 15 is connected by a line 27 to a device 28 for adjusting the consumption of the fuel supplied to the additional combustion chamber 15.

La figure 2 montre le système 17 de réglage du dudit d'air, situé dans le conduit de by-pass 5 (celui-ci n'est montré que partiellement), le commande 19, le capteur 13 du débit d'air,monté à l'entrée 12 (non représentée ) du compresseur 4 et le bloc comparateur 20. Le système 17 de réglage du débit d'air comporte l'élément d'étranglement 18,mentionné plus haut, qui est réalisé sous forme d'un papillon auquel est rigidement lié un levier 29. La commande 19 est un servo-moteur comportant un cylindre 30 dont l'alésage intérieur abrite un piston 31 avec une tige 32. Le piston 31 divise ledit alésage intérieur du cylindre 30 en une chambre 33 et une chambre 34. Dans la chambre 34 du cylindre 30 est logé un ressort de rappel 35. Figure 2 shows the system 17 for adjusting said air, located in the bypass duct 5 (this is only shown partially), the control 19, the air flow sensor 13, mounted at the inlet 12 (not shown) of the compressor 4 and the comparator block 20. The system 17 for adjusting the air flow comprises the throttling element 18, mentioned above, which is produced in the form of a butterfly to which a lever 29 is rigidly connected. The control 19 is a servo-motor comprising a cylinder 30, the internal bore of which houses a piston 31 with a rod 32. The piston 31 divides said internal bore of the cylinder 30 into a chamber 33 and a chamber 34. In the chamber 34 of the cylinder 30 is housed a return spring 35.

La tige 32 est articulée au levier 29 du système 17. La paroi du cylindre 30 est percée l'un trou 36 par lequel le fluide de travail est amené à la chambre 33. Le bloc comparateur 20 comprend un corps 37 auquel sont assemblés des couvercles 38 et 39. A l'intérieur du corps 37 se trouve un distributeur à tiroir 40 constitué par une douille 41 et un plongeur 42.The rod 32 is articulated to the lever 29 of the system 17. The wall of the cylinder 30 is pierced with a hole 36 through which the working fluid is brought to the chamber 33. The comparator block 20 comprises a body 37 to which covers are assembled 38 and 39. Inside the body 37 is a slide distributor 40 constituted by a bush 41 and a plunger 42.

Les chiffres de référence 21 et 22 utilisés sur la figure 1 désignent ici les entrées du bloc comparateur 20, lesquelles entrées sont constituées par des orifices pratiqués respectivement dans les couvercles 39 et 38 du corps 37. Le chiffre de référence 23, également utilisé sur la figure 1, désigne ici la sortie du bloc comparateur 20, laquelle sortie est constituéepar un orifice réalisé dans le corps 37. De plus, le corps 37 est percé d'orifices 43 et 44. The reference numerals 21 and 22 used in FIG. 1 designate here the inputs of the comparator block 20, which inputs consist of orifices made respectively in the covers 39 and 38 of the body 37. The reference numeral 23, also used on the FIG. 1 here denotes the output of the comparator block 20, which output is constituted by an orifice produced in the body 37. In addition, the body 37 is pierced with orifices 43 and 44.

L'orifice 43 sert à amener le fluide de travail au bloc comparateur 20, et l'orifice 44, à en évacuer ledit fluide. The orifice 43 is used to bring the working fluid to the comparator block 20, and the orifice 44, to evacuate the said fluid.

Dans la douille 41 sont pratiqués un orifice 45, ainsi que deux orifices 46 et 47. Le plongeur 42 est muni d'un collet 48 et de deux collerettes d'étanchéité 49 et 50, ainsi que d'une queue 51. Le collet 48 présente des surfaces de travail 52 et 53. Le corps 37 abrite des convertisseurs 54 et 55 des signaux d'entrée. Ces convertisseurs 54 et 55 sont réalisés sous forme de soufflets. La face en bout 56 du convertisseur 54 est appliquée contre la douille 41, son autre face en bout 57 étant assemblée d'une manière étancheau coserci 3S.Errtrelafaceenboiit56 du convertisseur 54 et la collerette d'étanchéité 49 du plongeur 42 est logé un ressort de rappel 58.Par sa face en bout 59, le convertisseur 55 bute contre la queue 51 du plongeur 42,et par son autre face en bout 60, est assemblée d'une manière étanche contre le couvercle 39. Un ressort de rappel 61 est monté entre le couvercle 39 et la douille 41. In the bush 41 are formed an orifice 45, as well as two orifices 46 and 47. The plunger 42 is provided with a collar 48 and two sealing collars 49 and 50, as well as a tail 51. The collar 48 has working surfaces 52 and 53. The body 37 houses converters 54 and 55 of the input signals. These converters 54 and 55 are produced in the form of bellows. The end face 56 of the converter 54 is applied against the bush 41, its other end face 57 being assembled in a sealed manner coserci 3S.Errtrelafaceenboiit56 of the converter 54 and the sealing collar 49 of the plunger 42 is housed a spring of 58. By its end face 59, the converter 55 abuts against the tail 51 of the plunger 42, and by its other end face 60, is assembled in a sealed manner against the cover 39. A return spring 61 is mounted between the cover 39 and the socket 41.

Le capteur 13 du débit d'air est un ajutage ayant un canal 62 dont la partie d'entrée 63 est réalisée sous forme d'un convergent. La paroi du capteur 13 est percée, en aval de la partie d'entrée 63, d'un orifice 64. The air flow sensor 13 is a nozzle having a channel 62, the inlet portion 63 of which is produced in the form of a convergent. The wall of the sensor 13 is pierced, downstream of the inlet part 63, with an orifice 64.

Le conduit de by-pass est percé d'un orifice 65. The bypass duct is pierced with an orifice 65.

L'orifice 65 communique, par l'intermédiaire du circuit 25 de transmission du signal d'entrée (voir aussi la figure î), réalisé sous forme d'une conduite, avec l'entrée 22 du bloc comparateur 20. il en résulte que le volume intérieur du convertisseur 54 communique avec la sortie 6 du compresseur 4 par le conduit de by-pass 5. The orifice 65 communicates, via the circuit 25 for transmitting the input signal (see also FIG. 1), produced in the form of a pipe, with the input 22 of the comparator block 20. it follows that the interior volume of the converter 54 communicates with the outlet 6 of the compressor 4 via the bypass pipe 5.

L'orifice 64 du capteur 13 communique par l'intermédiaire du circuit 24 de transmission du signal d'entrée (voir aussi la figure 1), réalisé sous forme d'une conduite, avec l'entrée 21 du bloc comparateur 20. De cette façon, le volume intérieur du convertisseur 55 communique avec le canal 62 du capteur 13. L'orifice 36 pratiqué dans la paroi du cylindre 30 de la commande 19 communique, par 1 'intermédi- aire du circuit 26 de transmission du signal de sortie de commande (voir aussi la figure 1) réalisé sous forme d'une conduite, avec la sortie 23 du bloc comparateur 20. De cette façon, la chambre 33 du cylindre 30 communique avec la sortie 23 du bloc comparateur 20. The orifice 64 of the sensor 13 communicates via the circuit 24 for transmitting the input signal (see also FIG. 1), produced in the form of a pipe, with the input 21 of the comparator block 20. From this In this way, the interior volume of the converter 55 communicates with the channel 62 of the sensor 13. The orifice 36 formed in the wall of the cylinder 30 of the control 19 communicates, by means of the circuit 26 for transmitting the output signal of control (see also FIG. 1) produced in the form of a pipe, with the outlet 23 of the comparator block 20. In this way, the chamber 33 of the cylinder 30 communicates with the outlet 23 of the comparator block 20.

Dans la description qui va suivre,le fonctionnement du groupe motopropulseur va être expliqué en référence aux figures 1 et 2. In the description which follows, the operation of the powertrain will be explained with reference to FIGS. 1 and 2.

Lorsque le groupe motopropulseur fonctionne en régime établi, l'air arrive au compresseur 4 par le capteur 13 du débit d'air et l'entrée 12 dudit compresseur. L'air comprimé quitte le compresseur 4 par la sortie 6, atteint le conduit de by-pass 5 et arrive ensuite, par le collecteur d'admission 8 à l'entrée 9 du moteur 1 à combustion interne, tandis que la partie de l'air comprimé qui n'est pas consommée par le moteur 1 passe par le conduit de by-pass 5 et le système 17 de réglage du débit d'air et arrive dans la chambre de combustion supplémen taireî5. De plus, dans la chambre de combustion supplémentaire 15, le carburant délivré par le dispositif 28 de réglage de la consommation du carburant arrive à travers la conduite 27 à l'injecteur 16 qui pulvérise ledit carburant.Ce carburant pulvérisé brQle dans la chambre de combustion supplémentaire 15, les produits de combustion se mélangeant avec l'air comprimé. Puis le mélange air comprimé-produits de combustion arrive, par la sortie de la chambre de combustion supplémentaire 15, à l'entrée 7 de la turbine 3, après s'être mélangé avec les gaz d'échappement du moteur à combustion interne 1, arrivant dans la conduite de by-pass 5 depuis la sortie Il du moteur la combustion interne et à travers le cnlctur dbatni 10. When the powertrain operates in steady state, the air arrives at the compressor 4 by the sensor 13 of the air flow and the inlet 12 of said compressor. The compressed air leaves the compressor 4 via the outlet 6, reaches the bypass duct 5 and then arrives, via the intake manifold 8 at the inlet 9 of the internal combustion engine 1, while the part of the compressed air which is not consumed by the engine 1 passes through the by-pass duct 5 and the system 17 for adjusting the air flow rate and arrives in the additional combustion chamber 5. In addition, in the additional combustion chamber 15, the fuel delivered by the device 28 for adjusting the fuel consumption arrives through the line 27 at the injector 16 which sprays said fuel. This pulverized fuel burns in the combustion chamber additional 15, the products of combustion mixing with the compressed air. Then the compressed air-combustion products mixture arrives, via the outlet of the additional combustion chamber 15, at the inlet 7 of the turbine 3, after having mixed with the exhaust gases of the internal combustion engine 1, arriving in the by-pass line 5 from the output II of the internal combustion engine and through the dbatni cnlctur 10.

Un signal d'entrée proportionnel au débit dtair amené au compresseur 4 arrive, à partir du capteur 13 et par l'intermédiaire du circuit 24 de transmission du signal, à l'entrée 21 du bloc comparateur 20. Un signal d'entrée proportionnel à la pression d'air à la sortie du compresseur 4 arrive par le circuit de transmission du signal 25 à l'entrée 22 dudit bloc 20. Le signal de sortie pilote ou de commande issu de la sortie 23 du bloc comparateur 20 passe par le circuit 26 de transmission du signal et atteint la commande 19 reliée à l'élément d'étranglement 18 faisant partie du système 17 de réglage du débit d'air. An input signal proportional to the air flow rate supplied to the compressor 4 arrives, from the sensor 13 and via the signal transmission circuit 24, at the input 21 of the comparator block 20. An input signal proportional to the air pressure at the outlet of the compressor 4 arrives via the signal transmission circuit 25 at the inlet 22 of said block 20. The pilot or control output signal from the outlet 23 of the comparator block 20 passes through the circuit 26 for signal transmission and reaches the control 19 connected to the throttling element 18 forming part of the system 17 for adjusting the air flow.

On va maintenant examiner le fonctionnement du système 17 de réglage du débit d'air en combinaison avec la commande 19, le capteur 13 et le bloc 20 montrés sur la figure 2. We will now examine the operation of the system 17 for adjusting the air flow in combination with the control 19, the sensor 13 and the block 20 shown in FIG. 2.

Le fluide de travail provenant d'une pompe (non représentée) passe par l'orifice 43 du corps 37 du bloc comparateur 20 et puis par l'orifice 47 de la douille 41 et arrive dans la cavité se trouvant entre le collet 48 et la collerette d'étanchéité 50. L'air comprimé issu du conduit de by-pass 5 passe par l'orifice 65,le circuit 25 et l'entrée 22 du couvercle 38 du bloc comparateur 20 et arrive dans le volume intérieur du convertisseur 54 faisant partie du bloc comparateur 20. Ainsi, le signal d'entrée fourni au convertisseur 54 représente la pression de l'air comprimé à la sortie 6 du compresseur 4 ou celle régnant en amont (suivant le sens de son écoulement à travers le conduit de by-pass 5) de l'élément d'étranglement 18. The working fluid from a pump (not shown) passes through the orifice 43 of the body 37 of the comparator block 20 and then through the orifice 47 of the sleeve 41 and arrives in the cavity located between the collar 48 and the sealing collar 50. The compressed air coming from the bypass duct 5 passes through the orifice 65, the circuit 25 and the inlet 22 of the cover 38 of the comparator block 20 and arrives in the interior volume of the converter 54 making part of the comparator block 20. Thus, the input signal supplied to the converter 54 represents the pressure of the compressed air at the outlet 6 of the compressor 4 or that prevailing upstream (depending on the direction of its flow through the bypass duct -pass 5) of the throttling element 18.

Le courant d'air passant par la partie d'entrée convergente 63 du canal 62 du capteur 13 reçoit une accélération qui s'accompagne d'une baisse de la pression d'air, par rapport à la pression atmosphérique PO, au fur et à mesure que cet air passe par la partie d'entrée 63 du canal 62. The air current passing through the converging inlet portion 63 of the channel 62 of the sensor 13 receives an acceleration which is accompanied by a drop in the air pressure, relative to the atmospheric pressure PO, as and as this air passes through the inlet portion 63 of the channel 62.

Au niveau de l'orifice 64 pratiqué dans la paroi du capteur 13, la pression d'air Pp est égale à la différence entre la pression atmosphérique PO et la baisse de pressionap. En même temps, cette baisse de pression A p peut être exprimée par la relation ci-dessous
iX p = m. i où
m est un coefficient de proportionnalité,
est le débit d'air fourni au compresseur.At the orifice 64 formed in the wall of the sensor 13, the air pressure Pp is equal to the difference between the atmospheric pressure PO and the pressure drop ap. At the same time, this drop in pressure A p can be expressed by the relation below
iX p = m. where
m is a coefficient of proportionality,
is the air flow rate supplied to the compressor.

Ainsi, l'autre signal d'entrée délivré au convertisseur 55 du bloc comparateur 20 représente la pression d'air Pp dans la zone de sortie du canal 62 du capteur 13, la valeur de ladite pression étant proportionnelle au débit Gk de l'air arrivant au compresseur 4. Thus, the other input signal delivered to the converter 55 of the comparator block 20 represents the air pressure Pp in the outlet zone of the channel 62 of the sensor 13, the value of said pressure being proportional to the flow rate Gk of the air arriving at compressor 4.

On peut déduire des relations (1) et (3) la loi de réglage du débit d'air amené au compresseur 4 Pk - Po = constant
#p
Cette relation détermine la caractéristique des régimes de fonctionnement du compresseur 4 du groupe motopropulseur considéré.We can deduce from relations (1) and (3) the law for adjusting the air flow rate supplied to the compressor 4 Pk - Po = constant
#p
This relationship determines the characteristic of the operating speeds of the compressor 4 of the powertrain considered.

En régime établi de fonctionnement du groupe motopropulseur, à la pression réelle Pk de l'air comprimé à la sortie 6 du compresseur 4 correspond une pression d'air Pp à la sortie du canal 62 du capteur 13 du débit d'air, les valeurs de ces pressions satisfaisant à la relation (4). In established operating mode of the powertrain, the actual pressure Pk of the compressed air at the outlet 6 of the compressor 4 corresponds to an air pressure Pp at the outlet of the channel 62 of the air flow sensor 13, the values of these pressures satisfying relation (4).

Le collet 48 du plongeur 42 ferme alors l'orifice 45 de la douille 41.The collar 48 of the plunger 42 then closes the orifice 45 of the socket 41.

Lors d'un changement du régime de fonctionnement du groupe motopropulseur, par exemple d'une augmentation du couple sur le vilebrequin du moteur à combustion interne, la pression d'air à la sortie 6 du compresseur 4 s'élève et le convertisseur 54 déplace la douille 41 par rapport au plongeur 42 du distributeur à tiroir 40. Du fait de l'accroissement de la pression d'air comprimé à la sortie 6 du compresseur 4, le débit de l'air passant par le capteur 13 du débit d'air et arrivant à l'entrée 12 du compresseur 4 augmente, ce qui, dans le cas considéré, correspond à une baisse de la pression d'air Pp à la sortie du canal 62 du capteur 13 du débit d'air, autrement dit, à une augmentation du signal d'entrée délivré au convertisseur 55 du bloc comparateur 20.Dans le cas d'une baisse de la pression Pp, le convertisseur 55 déplace le plongeur 42 par rapport à la douille 41. Lorsque la douille 41 et le plongeur 42 se déplacent l'un par rapport à l'autre, le collet 48 du plongeur 42 se déplace relativement à l'orifice 45 de la douille 41. Si la vitesse de déplacement de la douille 41 est supérieure à celle du plongeur 42, un jeu déterminant la section de passage du distributeur à tiroir 40 se forme entre la surface de travail 53 du collet 48 et la surface intérieure de l'orifice 45 de la douille 41.Le fluide de travail se trouvant dans l'espace entre le collet 48 et la collerette d'étanchéité 50 passe par ledit jeu dans l'orifice 45 de la douille 41 et puis à la sortie 23, d'où ledit fluide, en passant par le circuit 26 et l'orifice 36 pratiqué dans la paroi du cylindre 30 du dispositif de commande 19, arrive dans la chambre 33 du cylindre 30. Le piston 31 se déplace avec sa tige 32 vers la gauche (figure 2).Le déplacement du piston 31 et de sa tige 32 fait tourner le levier 29 auquel est relié l'élément d'étranglement 18 du système 17, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre > en agrandissant ainsi la section de passage du conduit de by-pass 5, ce qui, en cas d'augmentation du débit d'air arrivant à l'entrée 12 du compresseur 4 à travers le capteur 13, entraxe une augmentation du débit d'air comprimé allant du compresseur 4 à la turbine 3 et non utilisé par le moteur 1. When the powertrain operating speed changes, for example an increase in the torque on the crankshaft of the internal combustion engine, the air pressure at the outlet 6 of the compressor 4 rises and the converter 54 moves the sleeve 41 relative to the plunger 42 of the slide valve distributor 40. Due to the increase in the compressed air pressure at the outlet 6 of the compressor 4, the air flow passing through the sensor 13 of the flow of air and arriving at the inlet 12 of the compressor 4 increases, which, in the case considered, corresponds to a drop in the air pressure Pp at the outlet of the channel 62 of the sensor 13 of the air flow, in other words, to an increase in the input signal delivered to the converter 55 of the comparator block 20. In the case of a drop in the pressure Pp, the converter 55 displaces the plunger 42 relative to the socket 41. When the socket 41 and the plunger 42 move relative to each other, the collar 48 of the plunger 42 moves r relative to the orifice 45 of the sleeve 41. If the speed of movement of the sleeve 41 is greater than that of the plunger 42, a clearance determining the passage cross section of the drawer distributor 40 is formed between the working surface 53 of the collar 48 and the inner surface of the orifice 45 of the sleeve 41. The working fluid located in the space between the collar 48 and the sealing collar 50 passes through said clearance in the orifice 45 of the sleeve 41 and then at the outlet 23, from which the said fluid, passing through the circuit 26 and the orifice 36 formed in the wall of the cylinder 30 of the control device 19, arrives in the chamber 33 of the cylinder 30. The piston 31 moves with its rod 32 to the left (FIG. 2). The displacement of the piston 31 and of its rod 32 rotates the lever 29 to which the throttling element 18 of the system 17 is connected, anticlockwise watch> thus enlarging the passage section of the bypass duct 5, which, in the event of an increase entation of the air flow arriving at the inlet 12 of the compressor 4 through the sensor 13, centers an increase in the compressed air flow going from the compressor 4 to the turbine 3 and not used by the engine 1.

Dans le cas où la vitesse de déplacement du plongeur 42 est supérieure à celle de déplacement de la douille 41, il se forme un jeu entre la surface de travail 52 du collet 48 et la surface intérieure 45 de la douille 41, du fait du déplacement de la douille 41 par rapport au plongeur 42. In the case where the displacement speed of the plunger 42 is greater than that of the displacement of the sleeve 41, a clearance is formed between the working surface 52 of the collar 48 and the internal surface 45 of the sleeve 41, due to the displacement of the socket 41 relative to the plunger 42.

Pour cette raison, le fluide de travail provenant de la chambre 33 du cylindre 30 du dispositif de commande 19 passe par l'orifice 36, le circuit 26, l'entrée 23 du bloc comparateur 20 et ledit jeu, et arrive dans l'espace situé entre la collerette d'étanchéité 49 et le collet 48, d'où il est évacué à travers l'orifice 46 de la douille 41 et l'orifice 44. Le ressort 35 déplace le piston 31 avec sa tige 32 vers la droite (figure 2). De ce fait,le levier 29 qui est relié à la tige 32 tourne avec l'élément d'étranglement 18 dans le sens des aiguilles d'une montre, en réduisant ainsi la section de passage du conduit de by-pass 5, ce qui conduit à une diminution du débit de l'air comprimé allant en dérivation du compresseur 4 à la turbine 3 à travers le système 27.For this reason, the working fluid coming from the chamber 33 of the cylinder 30 of the control device 19 passes through the orifice 36, the circuit 26, the inlet 23 of the comparator block 20 and said clearance, and arrives in space. located between the sealing collar 49 and the collar 48, from where it is discharged through the orifice 46 of the sleeve 41 and the orifice 44. The spring 35 moves the piston 31 with its rod 32 to the right ( figure 2). As a result, the lever 29 which is connected to the rod 32 rotates with the throttling element 18 in a clockwise direction, thereby reducing the passage section of the bypass duct 5, which leads to a reduction in the compressed air flow going from the compressor 4 to the turbine 3 through the system 27.

De cette façon, s'effectue dans ce bloc 20 une comparaison des signaux d'entrée, dont l'un représente la pressinn de l'air comprimé à la sortie 6 du compresseur 4, et l'autre, la pression d'air dans la zone de sortie 63 du canal 62 du capteur 13, la valeur de cette dernière pression étant pro- portionnelle au débit d'air mené au conpresseur 4. La comparaison desdits signax se traduit par un déplacement de la douille 41 et du plongeur 42 l'un par rapport à l'autre, tandis que le signal de sortie passant par le circuit 26 et appliqué au dispositif de commande 19 s'exprime en valeur du débit de fluide de travail à la sortie du bloc comparateur 20. In this way, a comparison is made in this block 20 of the input signals, one of which represents the pressure of the compressed air at the outlet 6 of the compressor 4, and the other, the air pressure in the outlet zone 63 of the channel 62 of the sensor 13, the value of this last pressure being proportional to the air flow rate carried out at the compressor 4. The comparison of said signals results in a displacement of the sleeve 41 and of the plunger 42 l relative to each other, while the output signal passing through the circuit 26 and applied to the control device 19 is expressed in value of the working fluid flow rate at the output of the comparator block 20.

De plus, le bloc 20, même en régime de fonctionnement non établi du groupe motopropulseur, n'admet pas un écart sensible du régime de fonctionnement du conpresseur par rapport à la courbe caractéristique de ses régimes de travail. In addition, the block 20, even in the non-established operating regime of the powertrain, does not admit a significant deviation of the operating regime of the compressor from the characteristic curve of its working regimes.

Comme on le voit sur la figure 3, représentant une autre variante de réalisation du capteur 13 du débit d'air, celuici peut comporter un ajutage 66 dont le canal 67 comprend une zone d'entrée 58, une zone médiane 69 et une zone de sortie 70. La zone d'entrée 68, de forme cylindrique, est munie d'un filtre 71 avec un silencieux 72. La zone médiane 69 du canal 67 est réalisée sous forme d'un convergent, et celle de sortie 70, sous forme d'un cylindre. La paroi de l'ajutage 56 est percée, en aval du filtre 71, avant la zone médiane 69, d'un trou débouchant 73. As can be seen in FIG. 3, representing another alternative embodiment of the air flow sensor 13, this can include a nozzle 66, the channel 67 of which comprises an inlet zone 58, a central zone 69 and a zone of outlet 70. The inlet area 68, of cylindrical shape, is provided with a filter 71 with a silencer 72. The middle area 69 of the channel 67 is produced in the form of a convergent, and that of outlet 70, in the form of a cylinder. The wall of the nozzle 56 is pierced, downstream of the filter 71, before the central zone 69, with a through hole 73.

De plus, ladite paroi est percée d'un trou débouchant 74 qui se trouve en aval de la zone médiane 69 du canal 67. In addition, said wall is pierced with a through hole 74 which is located downstream of the central zone 69 of the channel 67.

Le capteur 13 du débit d'air comporte en outre deux soufflets 75 et 76,un ensemble d'amenée d'au audits soufflets etuncavåliT w étrier 78. L'ensemble d'amené d'air 77 est situé entre les soufflets 75 et76 et est rigidement fixé à l'ajutage 66. Il possède deux canaux 79 et 80. Le cavalier 78 embrassant les soufflets 75 et 76 a deu branches latérales 81 et 82. Le soufflet 75 est assemblé par l'une de ses surfaces en bout à la branche latérale 82 du cavalier 78, et par son autre surface en bout, d'une manière étanche, à l'ensemble 77. Le soufflet 76 est assemblé par l'une de ses surfaces en bout a la branche latérale 81 du cavalier 78, et par son autre surface en bout, d'une manière étanche, à l'ensemble 77.The air flow sensor 13 further comprises two bellows 75 and 76, a supply assembly for the bellows and etuncavåliT w bracket 78. The air supply assembly 77 is located between the bellows 75 and 76 and is rigidly fixed to the nozzle 66. It has two channels 79 and 80. The jumper 78 embracing the bellows 75 and 76 has two lateral branches 81 and 82. The bellows 75 is assembled by one of its end surfaces at the lateral branch 82 of the jumper 78, and by its other end surface, in a sealed manner, to the assembly 77. The bellows 76 is assembled by one of its end surfaces to the lateral branch 81 of the jumper 78, and by its other end surface, in a sealed manner, to the assembly 77.

Le canal 79 de l'ensemble 77 communique avec le volume intérieur du soufflet 75 et avec le trou débouchant 74 de la paroi de l'ajutage 66, de sorte que la zone de sortie 70 du canal 67 communique avec le volume intérieur du soufflet 75. Le canal 80 communique avec le volume intérieur du soufflet 76 et avec le trou débouchant 73 de la paroi de l'ajutage 66, de sorte que la zone d'entrée 68 du canal 67 communique avec le volume intérieur du soufflet 75.The channel 79 of the assembly 77 communicates with the interior volume of the bellows 75 and with the through hole 74 of the wall of the nozzle 66, so that the outlet zone 70 of the channel 67 communicates with the interior volume of the bellows 75 The channel 80 communicates with the internal volume of the bellows 76 and with the through hole 73 of the wall of the nozzle 66, so that the inlet zone 68 of the channel 67 communicates with the internal volume of the bellows 75.

A la branche 81 du cavalier 78 est assemblé un organe de transmission constitué, dans le mode de réalisation considéré du capteur 13 du débit d'air, par le circuit 24 de transmission du signal d'entrée au bloc comparateur 20. L'entrée 22 du bbc20ofconstitué par l'extrémité de la queue 51 du plongeur 42. A branch 81 of the jumper 78 is assembled a transmission member consisting, in the embodiment considered of the sensor 13 of the air flow, by the circuit 24 for transmitting the input signal to the comparator block 20. The input 22 bbc20of constituted by the end of the tail 51 of the plunger 42.

Le fonctionnement du capteur 13 réalisé selon ce mode d'exécution est le suivant. The operation of the sensor 13 produced according to this embodiment is as follows.

L'air aspiré par le compresseur 4 du turbo-compresseur 2 passe par le silencieux 72 et le filtre 71. Lors de son passage par ces derniers, l'air est épuré et le bruit dA à l'aspiration de l'air est amorti. L'air passe ensuite par le canal 67 et arrive à l'entrée (non représentée) du compresseur 4. La pression d'air dans la zone d'entrée 68 du canal 67 est transmise à travers le trou 73 et le canal 80 au volume intérieur du soufflet 76. De plus, la pression d'air provenant de la zone de sortie 70 du canal 67 est transmise à travers le trou 74 et le canal 79 au volume intérieur du soufflet 75.La pression P1 de l'air dans la zone d'entrée 68, au niveau du trou 73, est déterminé d'après la relation
P1 Po P0 ss Pf (5) où
PO est la pression atmosphérique
Pfest la chute de pression de l'air lors de son passage à travers le silencieux et le filtre.The air sucked by the compressor 4 of the turbo-compressor 2 passes through the silencer 72 and the filter 71. During its passage through the latter, the air is purified and the noise dA at the air intake is damped . The air then passes through the channel 67 and arrives at the inlet (not shown) of the compressor 4. The air pressure in the inlet area 68 of the channel 67 is transmitted through the hole 73 and the channel 80 to the internal volume of the bellows 76. In addition, the air pressure coming from the outlet zone 70 of the channel 67 is transmitted through the hole 74 and the channel 79 to the internal volume of the bellows 75. The pressure P1 of the air in the entry area 68, at the hole 73, is determined from the relation
P1 Po P0 ss Pf (5) where
PO is atmospheric pressure
Pf is the drop in air pressure as it passes through the muffler and the filter.

Lors de son passage à travers la zone médiane 69 du canal 67, l'écoulement de l'air s'accélère, ce qui entraîne une chute supplémentaire de la pression d'air. La pression
P2 dans la zone de sortie 70 du canal 67, au niveau du trou 74, est déterminé d'après la relaton : P2 = P1 - (6)
où :
P1 est la pression d'air dans la zone d'entrée du
canal de l'ajutage
bp est la baisse de la pression d'air lorsque celui-ci
a quitté la zone médiane du canal de l'ajutage, cette baisse
étant proportionnelle au débit de l'air à travers le capteur.As it passes through the middle zone 69 of the channel 67, the air flow accelerates, which causes an additional drop in air pressure. Pressure
P2 in the exit zone 70 of channel 67, at the level of hole 74, is determined from the relation: P2 = P1 - (6)
or :
P1 is the air pressure in the inlet area of the
nozzle channel
bp is the drop in air pressure when it
left the middle area of the nozzle channel, this drop
being proportional to the air flow through the sensor.

Ainsi, c'est la pression d'air P1 qui règne dans le volume intérieur du soufflet 76, et ctest la pression d'air
P2 qui règne dans le volume intérieur du soufflet 75. Le déplacement du cavalier 78 est exprimé par la relation
F1 - F2 = C.h (7) où
Fî est une force proportionnelle à la pression d'air régnant dans le volume intérieur du soufflet 77
F2 est une force proportionnelle à la pression d'air régnant dans le volume intérieur du soufflet 76.Thus, it is the air pressure P1 which prevails in the internal volume of the bellows 76, and it is the air pressure
P2 which reigns in the interior volume of the bellows 75. The displacement of the jumper 78 is expressed by the relation
F1 - F2 = Ch (7) where
Fî is a force proportional to the air pressure prevailing in the internal volume of the bellows 77
F2 is a force proportional to the air pressure prevailing in the interior volume of the bellows 76.

C est la rigidité rapportée des deux soufflets
h est le déplacement du cavalier.C is the reported rigidity of the two bellows
h is the displacement of the rider.

A condition que les surfaces efficaces des soufflets 75 et 76 soient égales, le déplacement h s'exprime comme suit t Fî C F2 S(P1 - P2) = z m 2
C - - = C m Gk (8) où S est la surface efficace du soufflet.Provided that the effective surfaces of the bellows 75 and 76 are equal, the displacement h is expressed as follows t Fî C F2 S (P1 - P2) = zm 2
C - - = C m Gk (8) where S is the effective surface of the bellows.

Ainsi, le signal d'entrée du capteur 13, qui représente la valeur h de déplacement du cavalier 78, est proportionnel au débit d'air traversant le capteur 13 et ne dépend ni de la pression atmosphérique PO, ni de la chute de pression EPf, qui, au cours de l'utilisation du groupe motopropul
seur, peut varier dans le sens d'une augmentation.Thus, the input signal from the sensor 13, which represents the value h of displacement of the jumper 78, is proportional to the air flow passing through the sensor 13 and does not depend either on the atmospheric pressure PO, or on the pressure drop EPf , which during the use of the powertrain
may vary in the direction of an increase.

Le signal d'entrée sous forme de déplacement h du cavalieur 78 passe par le circuit de transmission 24 et est
appliqué à l'entrée 22 du bloc 20.The input signal in the form of displacement h of the jumper 78 passes through the transmission circuit 24 and is
applied to input 22 of block 20.

Pour le reste, le fonctionnement de ce groupe motopropulseur est identique à celui decrit ci-dessus. For the rest, the operation of this powertrain is identical to that described above.

L'application d'un tel groupe motopropulseur à des moyens de transport permet d'élever sensiblement leur rendement et leur efficacité, de réduire leur encombrement et leur poids et, par conséquent, d'abaisser le court des moyens de transport et les frais d'utilisation de ces derniers. The application of such a powertrain to means of transport makes it possible to appreciably increase their output and their efficiency, to reduce their size and their weight and, consequently, to reduce the short of the means of transport and the costs of use of these.

De surcroît, le système de réglage du débit d'air et le capteur du débit d'air utilisés dans ce groupe motopropulseur sont bon marché, de construction simple et, par conséquent, fiables en exploitation. Ils peuvent être facilement et rapidement ajustés pour la caractéristique voulue des régimes de fonctionnement du compresseur. De plus > lesdits dispisitifs peuvent être unifiés pour permettre leur emploi dans des groupes motopropulseurs comportant des moteurs à combustion interne à différents nombres de clins dres. Le bloc de comparaison peut être- employé dans des groupes motopropulseurs équipés de moteurs à combustion interne de n'importe quel type. In addition, the air flow control system and the air flow sensor used in this powertrain are inexpensive, simple in construction and therefore reliable in operation. They can be easily and quickly adjusted to the desired characteristic of the compressor operating speeds. In addition> said devices can be unified to allow their use in powertrains comprising internal combustion engines with different numbers of clapboards. The comparison block can be used in powertrains equipped with internal combustion engines of any type.

Il va de soi que l'invention ne se limite nullement aux modes de réalisation préférés qui ont été plus spécialement envisagés dans la présente description, et que différentes modifications sont possibles sans sortir du cadre de 1'invention. C'est ainsi, par exemple, que le bloc comparateur 20 et le capteur 13 peuvent être de type électrique. It goes without saying that the invention is in no way limited to the preferred embodiments which have been more particularly envisaged in the present description, and that various modifications are possible without departing from the scope of the invention. Thus, for example, the comparator block 20 and the sensor 13 can be of the electrical type.

Par conséquent, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représenti aui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. Consequently, the invention is in no way limited to the embodiments described and represented aui have been given only by way of example. In particular, it includes all the means constituting technical equivalents of the means described, as well as their combinations, if these are carried out according to the spirit and implemented in the context of protection as claimed.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

t cor! lbustion internal and a turbocharger supercharging said internal combustion engine and having at least a turbine and a compressor, 1a ie decede of & nEr comarazic the entry of the internal combustion engine and, using a conduit bypass, with the inlet of said turbine, which inlet further communicates with the outlet of the internal combustion engine, the bypass duct containing an additional combustion chamber and a system for regulating the air flow supplied in bypassing said compressor to said turbine, said adjustment system being provided with a throttling element connected to a device for controlling its position and with a comparator block (20) having a first input (21), a second input ( 22) and an outlet (23) placed in communication with the control device (19), said first inlet communicating with the section of the bypass duct (5) which is disposed between the outlet (6) of the compressor (4) and the system (17) for adjusting the flow rate d 'air, characterized in that it is equipped with an air flow sensor (13) mounted at the inlet of the compressor (4) and communicating with said second inlet of said comparator block.

1. Powertrain of the type comprising an engine

2. Powertrain according to claim 1, characterized in that the air flow sensor (13) is produced in the form of a nozzle, the inlet zone (63) of the channel (62) of which is in the form of a 'a convergent, the wall of said nozzle being pierced, downstream of the inlet zone (63) of said channel, a through orifice (64) communicating with said second inlet of said comparator block.

3. Powertrain according to claim 1, characterized in that the air flow sensor (13) comprises a nozzle (66), the channel (67) of which comprises an inlet zone (68) in which a silencer is mounted (72) and a filter (71), a central zone (69) made in the form of a convergent, and an outlet zone (70), said sensor being furthermore equipped with two bellows (75, 76) between which finds an air supply assembly to said bellows, said assembly communicating with said nozzle and comprising two channels (79, 80) each of which communicates with the interior volume of one of said bellows, as well as of a jumper (78) embracing said bellows, each of the latter being assembled by one of its end faces to said air supply assembly, and by its other end face, to said rider, while the wall of said nozzle is pierced with a orifice (73) made upstream of the central zone (69) of the channel (66) of the nozzle and communicating with one of the channels d e the air intake assembly, and another orifice (74) located downstream of the middle zone (69) of the channel (67) of the nozzle (66) and communicates with the other channel of said together.