FR2806126A1 - Turbo compresseur entraine par les gaz d'echappement, pour un moteur a combustion interne - Google Patents

Turbo compresseur entraine par les gaz d'echappement, pour un moteur a combustion interne Download PDF

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Abstract

Un turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement, pour un moteur à combustion interne, présente une turbine à gaz d'échappement montée dans le système de gaz d'échappement et un compresseur monté dans le collecteur d'admission, la turbine à gaz d'échappement et le compresseur étant reliés par l'intermédiaire d'un arbre, qui est soutenu dans un carter du turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement, par l'intermédiaire d'au moins un palier.Pour améliorer le rendement, le palier est de type sans contact, par le fait que, lorsque le turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement est en fonctionnement, l'arbre est maintenu à distance de et à peu près sans frottement par rapport à un logement de palier fixe par rapport au carter.

Description

<U>Turbo compresseur entraîné par les gaz d'échappement, pour</U> <U>un moteur à combustion interne</U> L'invention concerne un turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne, avec une turbine à gaz d'échappement, montée dans le systeme de gaz d'échappement, et un compresseur, monté dans le collecteur d'aspiration, la turbine à gaz d'échappement et compresseur étant reliés par l'intermédiaire d'un arbre qui est soutenu dans un carter du turbocompresseur entrainé par les gaz d'échappement, par l'intermédiaire d'au moins un palier.
turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement de ce type est décrit dans le document DE 36 28 687 A1. Le turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement comprend une turbine à gaz d'échappement, disposée dans le système de gaz d'échappement et entraînée par pression des gaz d'échappement du moteur à combustion interne, ainsi qu'un compresseur monté dans le collecteur d'aspiration, qui entraîné, par l'intermédiaire d'un arbre, par la turbine à gaz d'échappement et comprime l'air neuf aspiré pour porter à une pression de suralimentation supérieure. L'arbre du compresseur entraîné les gaz d'échappement est soutenu dans le carter de compresseur, par l'intermédiaire de deux paliers à roulement. Pour obtenir un tourillonnement dont les vibrations sont amorties est chaque fois prévu au moins un palier à roulement, incluant une enceinte d'amortissement en forme d'interstice faisant office de coussin hydraulique et/ou un soutien effectué par le carter compresseur, incluant un corps élastique à effet radial. Ce type de montage en palier de tourillonnement constitue système ressort -amortisseur, par l'intermédiaire duquel peut être évité que la vitesse de rotation critique de l'arbre puisse s'établir dans la plage proche de la vitesse de rotation maximale du turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement. . De tels montages sur palier de rotor, contiennent en principe, eu égard au frottement intervenant au point de tourillonnnement entre l'arbre et le logement palier, un potentiel d'amélioration du point de vue du rendement du turbocompresseur de suralimentation. En particulier, dans plage des faibles vitesses de rotation du turbocompresseur de suralimentation, un pourcentage notable la puissance de la turbine est perdu sous forme de puissance perdue aux paliers, de sorte que, dans la plage charges partielles du moteur à combustion interne, ne peut s'établir qu'une pression de suralimentation de valeur réduite, ce qui. se traduit par un ralentissement du comportement en réaction du moteur à combustion interne pendant la phase d'accélération.
Un autre problème réside dans le fait les paliers doivent être alimentés en huile de lubrification, ce qui suppose une pompe à huile et une conduite d' imentation en huile menant aux paliers, l'amenée d'huile se faisant usuellement par le circuit d'huile du moteur à combustion interne. Pour des raisons de construction on ne peut exclure quen tant du côté turbinen qu'également du côté compresseur, des fuites se produisent dans le turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement, par 1 intermédiaire desquels de l'huile de lubrification sort du côté gaz d'échappement ou du côté air du moteur. En plus de polluer l'air et les gaz d'échappement par l'huile de lubrification, un encrassement par l'huile ces divers composants du moteur à combustion interne également à redouter, par exemple d'un refroidisseur d'air de suralimentation et de recirculation de gaz d'échappement ou bien d'un filtre à suies.
L'invasion indésirable d'huile de lubrification dans l'air et les gaz d'échappement, respectivement l'encrassement de divers composants par l'huile, signifie également une perte d'huile de lubrification doit être régulièrement compensée. Les hautes températures rencontrées du côté gaz d'échappement dans zone de la turbine endommagent en outre l'huile, la durée de vie de cette huile est réduite.
L'invention a comme base le problème d'améliorer le rendement d'un turbocompresseur alimenté les gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne. De manière appropriée, la facilité d'entretien moteur à combustion interne et la durée de vie du turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement doivent faire l'objet également d'une amélioration.
Ce problème est résolu, selon l'invention le fait que le palier est de type sans contact, de manière que l'arbre, lorsque le turbocompresseur entraîne les gaz d'échappement est en fonctionnement, soit maintenu à distance et pratiquement sans frottement par rapport à un logement de palier, fixe dans le rotor.
Selon l'invention, 1e palier de l'arbre rotor du turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement, monté dans le carter, est de type sans contact par fait que, au moins en fonctionnement pendant que le turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement est en .fonctionnement, l'arbre maintenu à une certaine distance logement de palier fixe par rapport au carter - en laissant subsister un intervalle d'air. De ce fait, on peut avoir un montage en palier à peu près exempt de frottement, l'arbre dans le carter, faisant que le rendement du turbocompresseur d'alimentation est amélioré notablement, .en particulier pour les faibles vitesses de rotation, du fait qu'il n'y a pratiquement plus de pertes aux paliers. Le comportement en réaction moteur à combustion interne est amélioré parce que, déjà dans la plage des basses vitesses rotation du moteur à combustion interne et d'une faible valeur, correspondante, de la contrepression des gaz. 'échappement, on peut genérer une puissance de turbinage notable, qui est transmise par l'arbre au compresseur, qui ainsi provoque, déjà dans la plage des basses vitesses de rotation, une augmentation de la pression de suralimentation et, de ce
Figure img00040001
fait, <SEP> ainsi <SEP> une <SEP> augmentation <SEP> de <SEP> la <SEP> puissance <SEP> du <SEP> moteur <SEP> à
<tb> combustion <SEP> interne.
<tb> Le <SEP> montage <SEP> sur <SEP> palier <SEP> sans <SEP> frottement <SEP> a. <SEP> outre <SEP> comme
<tb> conséquence <SEP> que <SEP> l'on <SEP> peut <SEP> renoncer <SEP> à <SEP> utiliser <SEP> l'huile <SEP> de
<tb> lubrification <SEP> faisant <SEP> que, <SEP> d'une <SEP> part <SEP> la <SEP> construction <SEP> du
<tb> turbocompresseur <SEP> entraîné <SEP> par <SEP> les <SEP> gaz <SEP> d'échappement <SEP> est
<tb> notablement <SEP> simplifiée, <SEP> parce <SEP> que <SEP> les <SEP> dispositifs
<tb> d'alimentation <SEP> en <SEP> huile <SEP> au <SEP> compresseur <SEP> de <SEP> suralimentation
<tb> ne <SEP> sont <SEP> plus <SEP> nécessaires <SEP> et <SEP> faisant <SEP> que, <SEP> d'autre <SEP> part, <SEP> les
<tb> problèmes <SEP> de <SEP> la <SEP> souillure <SEP> intempestive <SEP> par <SEP> 'huile <SEP> dans
<tb> l'air <SEP> d'aspiration, <SEP> les <SEP> gaz <SEP> d'échappement <SEP> ou <SEP> divers <SEP> groupes
<tb> du <SEP> moteur <SEP> à <SEP> combustion <SEP> interne, <SEP> sont <SEP> évités. <SEP> outre, <SEP> il
<tb> n'y <SEP> a <SEP> pas <SEP> à <SEP> redouter <SEP> de <SEP> dégradation <SEP> de <SEP> la <SEP> qualité <SEP> de
<tb> l'huile <SEP> moteur <SEP> qui <SEP> puisse <SEP> être <SEP> imputable <SEP> à <SEP> un <SEP> chauffage
<tb> fort, <SEP> indésirable, <SEP> de <SEP> l'huile, <SEP> de <SEP> plus <SEP> il.n <SEP> y <SEP> a <SEP> pas <SEP> non
<tb> plus <SEP> de <SEP> perte <SEP> d'huile <SEP> supplémentaire.
<tb> Selon <SEP> un <SEP> premier <SEP> perfectionnement <SEP> avantageux, <SEP> le
<tb> palier <SEP> est <SEP> réalisé <SEP> sous <SEP> la <SEP> forme <SEP> de <SEP> palier <SEP> pneumatique <SEP> pour
<tb> lequel <SEP> un <SEP> intervalle <SEP> d'air <SEP> est <SEP> réalisé, <SEP> entre <SEP> 'arbre <SEP> et <SEP> le
<tb> logement <SEP> de <SEP> palier <SEP> fixe <SEP> par <SEP> rapport <SEP> au <SEP> carter. <SEP> Dans
<tb> l'intervalle <SEP> d'air <SEP> s'écoule <SEP> de <SEP> l'air <SEP> de <SEP> manière
<tb> appropriée, <SEP> peut <SEP> être <SEP> amené <SEP> par <SEP> l'intermédiaire <SEP> d'un
<tb> dispositif <SEP> d'amenée <SEP> d'air, <SEP> le <SEP> palier <SEP> pneumatique <SEP> étant
<tb> réalisé <SEP> avantageusement <SEP> sous <SEP> la <SEP> forme <SEP> 'un <SEP> palier
<tb> aérodynamique, <SEP> pour <SEP> lequel <SEP> l'air <SEP> amené <SEP> s'écoule <SEP> à <SEP> travers
<tb> l'interstice <SEP> d'air, <SEP> faisant <SEP> qu'est <SEP> généré <SEP> un <SEP> coussin <SEP> d'I<B>#;</B>à <SEP> fonction <SEP> porteuse. <SEP> Par <SEP> suite <SEP> de <SEP> la <SEP> compressibilité <SEP> de
<tb> l'air, <SEP> il <SEP> se <SEP> forme <SEP> lors <SEP> de <SEP> la <SEP> rotation <SEP> de <SEP> l'arbre <SEP> une <SEP> zone
<tb> surpression <SEP> et <SEP> une <SEP> zone <SEP> de <SEP> dépression, <SEP> la <SEP> différence <SEP> de
<tb> pression <SEP> veillant <SEP> à <SEP> assurer <SEP> un <SEP> ajustement <SEP> ou <SEP> un <SEP> centrage <SEP> de
<tb> 'arbre <SEP> dans <SEP> le <SEP> logement <SEP> de <SEP> palier.
<tb> En <SEP> variante <SEP> d'un <SEP> palier <SEP> aérodynamique, <SEP> on <SEP> peut
<tb> également <SEP> utiliser <SEP> un <SEP> palier <SEP> aérostatique, <SEP> pour <SEP> lequel <SEP> est
<tb> introduit <SEP> sous <SEP> pression <SEP> depuis <SEP> l'extérieur <SEP> par <SEP> l'intervalle
<tb> palier. <SEP> En <SEP> chargeant <SEP> le <SEP> palier, <SEP> il <SEP> se <SEP> forme <SEP> dans
<tb> l'intervalle <SEP> de <SEP> palier <SEP> rétréci <SEP> une <SEP> pression <SEP> supérieure <SEP> à
<tb> celle <SEP> existant <SEP> dans <SEP> l'intervalle <SEP> de <SEP> palier <SEP> lorsqu'il <SEP> est élargi; cette différence de pression crée la portance. Les paliers aérostatiques sont utilisés de manière appropriée pour des arbres pour lesquels on s'attend à une plus grande charge.
Selon un deuxième mode de réalisation avantageux, qui peut être utilisé tant en variante qu'également en complément du palier pneumatique, le palier est réalisé sous la forme de palier magnétique et constitue en particulier une partie d'un moteur électrique pour laquelle l'arbre du turbocompresseur entraîné .par les gaz d'échappement, ou un composant relié à l'arbre et mis en rotation, est identique au moteur ou au rotor du -moteur électrique. Le mode de réalisation en tant que moteur électrique offre l'avantage selon lequel, en plus du montage en palier sans contact et sans frottement de l'arbre, on a un entraînement supplémentaire de l'arbre qui, en particulier, peut être mis en oeuvre dans la plage des faibles contrepressions de gaz d'échappement pour obtenir une augmentation de la pression de suralimentation. Dans les plages dans lesquelles la contrepression des gaz d'échappement est plus élevée, par contre le moteur électrique peut fonctionner en générateur électrique.
Selon un perfectionnement préféré, il est prévu en plus un palier à contact supplémentaire, en particulier un palier à roulement qui, dans des états de fonctionnement dans lesquels la force de portance du palier sans contact ne suffit pas, est rajouté pour assurer la fonction de support. Le palier à contact offre en particulier en cas d'utilisation d'un palier pneumatique, l'avantage selon lequel lors le frottement à sec ou mixte, qui se produit au démarrage d'un palier pneumatique aérodynamique, qui mène à une augmentation du couple au démarrage et à de l'usure, peut être compensé ou réduit l'usage du palier à contact.
D'autres avantages et formes réalisation appropriée sont indiqués dans la description des figures et dans les dessins et sont caractérisés par le fait que - le palier pneumatique est réalisé sous la forme de palier aérodynamique, pour lequel l'air s'écoule à travers l'intervalle d'air, du côté compresseur, est prévu un palier réalisé sous la forme de palier radial, un palier axial-radial combiné est prévu entre la turbine à gaz et le compresseur, sont prévus tant un palier pneumatique, 'également un palier électromagnétique.
le palier à roulement est dispose axialement asymétriquement dans le turbocompresseur entraîné par des gaz d'échappement et est prévu en plus du palier de type sans contact.
Dans le dessin la figure 1 est une représentation schématique d'un moteur à combustion interne suralimenté disposant d'un accumulateur d'air pour 'alimentation des paliers pneumatiques du turbocompresseur entraîné par des gaz d'échappement, figure 2 représente une coupe d'un turbocompresseur entraîné par des gaz d'échappement, dont l'arbre est maintenu sans contact dans le carter de turbocompresseur de suralimentation, figure 3 représente une coupe d'un turbocompresseur entraîné par des gaz d'échappement, selon un autre mode de réalisation qui présente un palier travaillant avec contact, en plus du palier travaillant sans contact: Des composants identiques vont être dotés dans les figures décrites ci-après de numéros référence identiques.
Au moteur à combustion interne 1 représenté sur la figure 1 est associé un turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement 2, qui comprend un compresseur 4, monté dans le collecteur d'admission 3, et une turbine 5, montée dans système de gaz d'échappement 6. turbine à gaz d'échappement 5 est entraînée par les d'échappement sous pression venant du moteur à combustion interne. Le mouvement rotatif de la turbine à gaz d'échappement 5 est transmis par l'intermédiaire d'un arbre 5 au compresseur 4, qui aspire l'air de combustion à la pression ambiante p",, et comprime à une pression de suralimentation p2 supérieure.
turbine 5 est équipée de manière appropriée d'un dispositif à géométrie de turbine 8 à caractéristique variable, permettant de régler de façon variable l'aire de la section transversale d'entrée efficace à la turbine, en fonction de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne. On peut de ce fait obtenir, tant lorsqu'on est en mode fonctionnement à entraînement le moteur, qu'également en fonctionnement en frein moteur, une augmentation de la puissance d'entraînement ou de la puissance de freinage. La géométrie de turbine variable peut etre réalisée sous la forme de grille directrice mobile de grille directrice avec des aubes tournantes, ou bien également sous forme de varioturbine par exemple, est réalisée sous forme de turbine à clapet avec un injecteur tourné vers la roue de turbine, qui peut être obture par un clapet.
Dans le collecteur d'admission 3 du moteur à combustion interne, est prévu un filtre à neuf dans lequel l'air de combustion aspiré à la pression ambiante p"R, est filtré. Après filtration, l'air de combustion épuré est amené à la pression p1 au compresseur 4. Immédiatement en aval du compresseur 1, l'air de combustion comprimé est à la pression de suralimentation p2. L' ' de combustion comprimé est d'abord refroidi par passage dans un réfrigérant d'air de suralimentation 10 est ensuite amené à l'admission au cylindre du moteur, sous la pression de suralimentation p, plus, est prévu un système de recircûlation des gaz d'échappement 11 qui est constitué d' soupape de recirculation 12 à caractéristique réglable, montée dans une conduite de recirculation 13, en un point situé entre le système de gaz d'échappement 6 et collecteur d'admission 3, ainsi qu'un réfrigérant de recirculation des gaz d'échappement 14, installé en aval de soupape 12 dans la conduite de recirculation 13.
En aval de la turbine 5 sont disposés dans 1e système de gaz d'échappement 6 un silencieux et un catalyseur 15. Les gaz d'échappement entrent dans le système de gaz d'échappement 6 sous une contrepression de gaz d'échappement p3 dans la turbine 5, en aval la turbine 5 les d'échappement sont à la pression de sortie p4 détendue, à laquelle les gaz d'échappement sont amenés au silencieux ou au catalyseur 15. Après passage de l'écoulement par le silencieux ou le catalyseur, les gaz d'échappement épurés sont échappés à l'atmosphère à la pression ambiante pum.
turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement 2 présente avantageusement un palier pneumatique par l'intermédiaire duquel l'arbre 7 du turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement 2 est maintenu sans contact et sans frottement dans un logement de palier du carter de turbocompresseur de suralimentation. Pour assister la fonction de palier pneumatique et l'entretenir, il est prévu un dispositif d'alimentation en air par lequel de l'air peut être amené en cas de besoin ou de façon permanente, au palier pneumatique monté dans le turbocompresseur entraîné les gaz d'échappement 2, le cas échéant de l'air placé sous une surpression. Le dispositif d'alimentation en air 16 comprend un accumulateur d'air 17 qui communique, par des conduites d'amenée 18a, 18b, 18c, avec divers paliers pneumatiques prévus dans le turbocompresseur entraîné par les d'échappement 2, une soupape d'alimentation en air 19 réglable placée dans la conduite d'alimentation 18a, ainsi qu'un filtre à air 20 placé en aval la soupape d'alimentation en air 19. En plus est prévue pompe 21 qui est entraînée par le moteur et alimente en l'accumulateur d'air 21.
Le cas échéant, un dispositif en air 16 peut également être alimenté directement par la pompe à air 21. Dans cas, on peut renoncer à prévoir un accumulateur d'air.
Le turbocompresseur entraîné par les gaz d'echappement 2 présentent un premier palier pneumatique réalisé sous la forme de palier radial 22, ainsi qu deuxième palier pneumatique, réalisé sous la forme de palier radial/axial 23, le premier palier radial 22 étant disposé dans la zone du compresseur 4 et le deuxième palier radial/axial 23 étant disposé symétriquement dans le turbocompresseur de suralimentation, entre le compresseur et la turbine 5. la conduite d'alimentation en air débouche axialement dans le palier radial 22, la conduite d'alimentation en air 18c débouche radialement dans palier radial/axial 23.
En plus, est associée au moteur à combustion 1 une unité de régulation et de commande 24 par l'intermédiaire de laquelle les divers groupes du moteur à combustion interne, ainsi que le moteur à combustion lui-même, peuvent être- commandés ou régulés. L'unité de régulation et de commande 24 communique avec des organes de réglage appartenant à des soupapes de frein 25 montées dans le moteur à combustion interne, avec des dispositifs d'' ection du moteur à combustion interne, avec des dispositifs d'alimentation en air pour le moteur à combustion interne, avec le système de recirculation des d'échappement 11, avec l'organe de réglage du dispositif à géométrie variable ou de turbine 8 de la turbine à gaz d'échappement 5, avec la soupape 'alimentation en air 19 du dispositif d'alimentation en air 16, ainsi qu'avec la pompe 21 qui est associée au dispositif d'alimentation 16.
On a représenté en coupe sur la figure 2 un turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement 2, monté sur palier travaillant sans contact et sans frottement. Le turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement 2, avec le compresseur 4 et, la turbine 5, monté dans un carter de turbocompresseur 6, présente les deux paliers 22 et 23 qui sont réalisés, dans l'exemple de réalisation, sous la forme de paliers pneumatiques et qui sont soutenus par rapport au carter de turbocompresseur 26, et par l'intermédiaire desquels l'arbre 7 du turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement 2 est soutenu par rapport au carter de palier 26. Le palier 22 est réalisé sous la forme de palier radial, il se trouve du côté compresseur 4 dans le carter de compresseur 28 qui constitue une partie du carter de turbocompresseur 26. Le palier radial 22 s'étend axialement dans canal d'admission d'air 29 du compresseur 4. Le palier radial 22 est constitué, du côté arbre, d'une douille palier intérieur 30 reliée à l'arbre 7 du turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement 2 et, du côte carter, 'un élément de tourillonnement 31 extérieur, à peu près cylindrique et creux, entourant radialement douille intérieure de palier 30, l'élément 31 , étant relié rigidement au carter de compresseur 28, en particulier à 'aide de nervures support 32 qui s'étendent radialement entre la paroi intérieure du canal d'admission 'air 29 et 'élément de tourillonnement extérieur 31. La douille de palier intérieur 30 est reliée de façon désolidarisable à 'arbre 7.
Pour augmenter la capacité d'amortissement système palier, l'épaisseur de paroi de la douille palier intérieur 30 est maintenue à une valeur très mince faisant 'on peut avoir une déformation géométrique qui provoque un amortissement par le matériau. On obtient un amortissement supplémentaire par le biais de. la fixation de l'élément de tourillonnement 31 extérieur sur nervures support 32 s'étendant radialement.
Le palier radial 22 est réalisé avantageusement sous la forme d'un palier pneumatique, en particulier d'un palier pneumatique aérodynamique. Entre le côte extérieur
Figure img00110001
de <SEP> la <SEP> douille <SEP> de <SEP> palier <SEP> intérieur <SEP> tournant, <SEP> lorsque
<tb> turbocompresseur <SEP> de <SEP> suralimentation <SEP> est <SEP> en <SEP> fonctionnement
<tb> et <SEP> le <SEP> côté <SEP> intérieur <SEP> de <SEP> l'élément <SEP> de <SEP> tourillonnement <SEP> 3
<tb> extérieur, <SEP> maintenu <SEP> fixe <SEP> par <SEP> rapport <SEP> au <SEP> carter, <SEP> est
<tb> constitué <SEP> un <SEP> intervalle <SEP> d'air <SEP> 33 <SEP> à <SEP> forme <SEP> d'anneau, <SEP> qui <SEP> est
<tb> traversé <SEP> par <SEP> un <SEP> écoulement <SEP> d'air <SEP> lorsque
<tb> turbocompresseur <SEP> d'alimentation <SEP> est <SEP> en <SEP> fonctionnement
<tb> faisant <SEP> qu'est <SEP> constitué <SEP> un <SEP> coussin <SEP> d'air <SEP> porteur <SEP> entre
<tb> douille <SEP> de <SEP> palier <SEP> rotatif <SEP> 30 <SEP> et <SEP> l'élément
<tb> tourillonnement <SEP> fixe.
<tb> L'intervalle <SEP> d'air <SEP> 3-3 <SEP> en <SEP> forme <SEP> d'anneau
<tb> avantageusement <SEP> traversé <SEP> par <SEP> un <SEP> écoulement <SEP> axial. <SEP> L'élément
<tb> de <SEP> tourillonnement <SEP> extérieur <SEP> 31 <SEP> présente, <SEP> sur <SEP> le <SEP> côté
<tb> tourné <SEP> vers <SEP> l'entrée <SEP> du <SEP> canal <SEP> d'entrée <SEP> d'air <SEP> 29,
<tb> élément <SEP> 34 <SEP> en <SEP> forme <SEP> de <SEP> coupole, <SEP> qui <SEP> est <SEP> muni. <SEP> dune <SEP> ouverture
<tb> d'entrée <SEP> d'air <SEP> reliée <SEP> à <SEP> la <SEP> conduite <SEP> d'alimentation
<tb> air <SEP> 18b. <SEP> Par <SEP> l'intermédiaire <SEP> de <SEP> la <SEP> conduite <SEP> d'alimentation
<tb> en <SEP> air <SEP> 18b, <SEP> de <SEP> l'air, <SEP> le <SEP> cas <SEP> échéant <SEP> sous <SEP> pression
<tb> positive, <SEP> est <SEP> insufflé <SEP> dans <SEP> l'espace <SEP> intérieur <SEP> de <SEP> l'élément
<tb> de <SEP> tourillonnement <SEP> extérieur <SEP> 31. <SEP> L'air <SEP> insufflé <SEP> s'écoule
<tb> dans <SEP> 'intervalle <SEP> d'air <SEP> 33 <SEP> en <SEP> forme <SEP> d'anneau, <SEP> entre <SEP> le
<tb> douille <SEP> de <SEP> palier <SEP> 30 <SEP> et <SEP> l'élément <SEP> de <SEP> tourillonnement <SEP> 31, <SEP> et
<tb> son <SEP> écoulement <SEP> traverse <SEP> cet <SEP> intervalle <SEP> d'air <SEP> 33 <SEP> dans <SEP> la
<tb> direction <SEP> axiale, <SEP> faisant <SEP> que <SEP> le <SEP> coussin <SEP> d'air <SEP> porteur <SEP> est
<tb> constitué. <SEP> Sur <SEP> la <SEP> face <SEP> frontale <SEP> opposée <SEP> à <SEP> l'entrée <SEP> d'air
<tb> se <SEP> trouve, <SEP> entre <SEP> la <SEP> douille <SEP> de <SEP> palier <SEP> intérieur
<tb> l'élément <SEP> de <SEP> tourillonnement <SEP> 31, <SEP> une <SEP> .ouverture <SEP> de
<tb> déversement <SEP> 35, <SEP> par <SEP> laquelle <SEP> l'air, <SEP> dont <SEP> l'écoulement <SEP> est
<tb> passé <SEP> axialement <SEP> dans <SEP> l'intervalle <SEP> d'air <SEP> 33, <SEP> retourne <SEP> dans
<tb> le <SEP> canal <SEP> d'admission <SEP> d'air <SEP> 29 <SEP> du <SEP> compresseur <SEP> 4.
<tb> variante, <SEP> ou <SEP> en <SEP> plus <SEP> de <SEP> l'entrée <SEP> axiale <SEP> d'air <SEP> dont
<tb> l'écoulement <SEP> s'introduit <SEP> dans <SEP> l'intervalle <SEP> d'air <SEP> 33, <SEP> il
<tb> peut <SEP> également <SEP> s'avérer <SEP> approprié <SEP> d'introduire <SEP> l'
<tb> radialement <SEP> dans <SEP> l'intervalle <SEP> d'air <SEP> 33 <SEP> en <SEP> forme <SEP> d'anneau.
<tb> La <SEP> douille <SEP> de <SEP> palier <SEP> intérieur <SEP> 30 <SEP> est <SEP> constituée <SEP> d'
<tb> paroi <SEP> intérieure <SEP> 36 <SEP> et <SEP> d'une <SEP> paroi <SEP> extérieure <SEP> 37, <SEP> sachant
<tb> qu'entre <SEP> les <SEP> parois <SEP> intérieure <SEP> et <SEP> extérieure <SEP> 36 <SEP> et <SEP> 37 <SEP> est constitué un espace annulaire intérieur 38. L'espace annulaire intérieur 38 est ouvert sur une face frontale axiale, de l'air peut s'introduire par cette ouverture dans l'espace annulaire intérieur 38, l'air pouvant de nouveau sortir de manière appropriée dans les ouvertures radiales ménagées dans la paroi extérieure 37, pour pénétrer dans l'intervalle d'air 33 en forme d'anneau.
A peu près centralement dans le turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement 2, se trouve un autre palier 23 qui est réalisé sous la forme de palier radial/axial et est également de manière appropriée un palier pneumatique. Le palier 23 a tant une fonction de palier radial, qu'également une fonction de palier axial. Côté arbre, le palier 23 est constitué d une douille de palier intérieur 40 relié rigidement à. l'arbre 7, ainsi qu'un disque de palier 39 monté radialement-sur 1a douille de palier intérieur 40, disque qui est relié rigidement à la douille palier 40. Le disque de palier 39 est guidé dans un espace annulaire qui est limité des deux côtés axiaux et rapport au côté radialement extérieur par un élément annulaire 41 fixé au carter. L'espace annulaire qu'on a dans l'élément annulaire 41 fixé au carter. L'espace annulaire qu'on a dans l'élément annulaire 41 est dimensionne manière que, entre le disque de palier 39 et les parois intérieures de l'espace annulaire, soit constitué axialement et radialement un intervalle d'air dans lequel peut être réalisé un coussin d'air porteur. Du côté péripherique de l'élément annulaire , sont prévues des ouvertures d'entrée d'air qui sont reliées à des conduites amenée 18c par lesquelles de 'air peut être amené à l'espace annulaire. L'air insufflé radialement dans l'espace annulaire peut ressortir par intervalles d'étanchéité 42 et 43, sachant que les intervalles d'étanchéité 42 et 43 sont situés du côté intérieur de l'élément annulaire 41 fixe par rapport au carter et s'étendent sur des côtés axialement opposés par rapport au disque de palier 39. L'intervalle d'étanchéité 42 est situé sur le côté tourné vers le compresseur 4, de l'air peut être introduit par l'intervalle d'étanchéité 42 depuis l'espace annulaire dans le canal d'écoulement 'air au moyen du compresseur 4. L'intervalle d'étanchéité 43 axialement opposé est tourné vers la turbine 5, manière correspondante, l'air issu de l'espace annulaire peut être passé par l'intervalle d'étanchéité 43 dans l'échappement de gaz de la turbine 5.
Selon un autre mode de réalisation approprie il peut être prevu qu'au moins l'un des paliers travaillant sans contact et sans frottement, en particulier palier radial/axial 23, soit réalisé sous la forme palier magnétique et constitue de manière appropriée une partie du moteur electrique. Dans ce mode de réalisation, disque de palier 31 fixé à l'arbre est réalisé sous 1a forme de disque partie mobile ou de rotor du moteur électrique. De maniere correspondante, l'élément annulâire 41 fixé au carter constitue le stator du moteur électrique. Ce mode de réalisation, outre le montage en palier sans contact, offre l'avantage supplémentaire selon lequel l'arbre 7 peut être entraîne par moteur électrique, ce qui en particulier peut être utilisé pour obtenir une augmentation de la puissance du moteur à combustion interne, pour les plages de fonctionnement de moteur dans lesquelles on a qu'une faible contrepression de gaz d'échappement disponible pour l'entraînement à la turbine.
La représentation en coupe de la figure 3 représente un exemple de réalisation analogue à celui de la figure 2, cependant avec un montage sur palier' à roulement supplémentaire qui fournit son apport porteur, dans les étapes fonctionnement dans lesquelles la force support du palier pneumatique ne suffit pas. Selon l'exemple de réalisation de la figure 3, le palier radial 22 est muni dans le compresseur 4 d'un palier à roulement 45. Le palier à roulement 45 se trouve entre l'arbre 7 du turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement 2 et la douille palier intérieur 30 qui est montée radialement sur l'arbre 7 et qui, dans l'exemple de realisation représenté, peut effecteur une rotation relative par rapport à l'arbre 7, à l'aide du palier à roulement 45. Dans le cas, par exemple au démarrage du turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement, où la force support du palier pneumatique ne suffit pas pour stabiliser l'arbre centralement, du fait d'un déplacement excentré de l'arbre 7, la douille de palier 30 reliée à l'arbre peut venir en contact avec la paroi intérieure de l'elérnent de tourillonnement 31 fixé au carter. Du fait du frottement se produisant entre l'élément de palier 31 et la douille de palier 30, la douille de palier 30 subit 'un retardement dans le sens de la rotation qui cependant, fait du montage sur palier à roulement 45, n'est pas transmis ou n'est transmis seulement qu'en partie à l'arbre de sorte que l'arbre 7, malgré une éventuelle position excentrée, peut tourner pratiquement sans entrave et sans frottement.
Dès qu'un coussin d'air porteur a été'constitué dans 'intervalle 33 à forme annulaire, qu'on trouve entre la douille de palier 30 et l'élément de tourillonnement, 'arbre 7 va stabiliser sa position centrée et va pouvoir tourner tout à fait sans contact.
Un montage sur palier à roulement correspondant, ou bien sur des paliers à contact comparables,' peut également etre prévu pour le palier radial/axial 23.
Le montage sur palier à roulement ou palier à contact comparable peut être combiné tant à des paliers pneumatiques, qu'également à des paliers magnétiques.
En cas d'utilisation de paliers pneumatiques, on peut utiliser tant des paliers de nature aérodynamique, qu'également de nature aérostatique.

Claims (11)

REVENDICATIONS
1. Turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne, avec une turbine à gaz d'échappement (5), montée dans le système de gaz d'échappement (6), et un compresseur (4), monté dans le collecteur d'aspiration (3), la turbine à gaz d'échappement (5) et le compresseur (4) étant reliés par 'intermédiaire d'un arbre (7) qui est soutenu dans un carter (26) du turbocompresseur entraîné par les gaz 'échappement (2), par l'intermédiaire d'au moins un palier (22, 23), caractérisé en ce que le palier (22, 23) est de type sans contact, de manière que l'arbre (7), lorsque le turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement ) est en fonctionnement, soit maintenu à distance et pratiquement sans frottement par rapport à un logement palier, fixe dans le rotor.
2. Turbocompresseur entraîné les gaz 'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palier (22) est réalisé sous la forme de palier pneumatique, présentant un intervalle air (33) entre 'arbre (7) et un logement de palier fixe rapport au carter.
3. Turbocompresseur entraîné les gaz d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que de l'air peut être amené à l'intervalle d'air (33), par l'intermédiaire d'un dispositif d'alimentation en air (16).
4. Turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le palier pneumatique (22) est réalisé sous la forme de palier aérodynamique, pour lequel l'air s'ecoule à travers l'intervalle d'air (33).
5. Turbocompresseur entraîné par gaz d'échappement, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que, du côté compresseur, est prévu un palier réalisé sous la forme de palier radial (22).
6. Turbocompresseur entraîné par gaz d'échappement, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu' un palier axial-radial combiné (23) est prévu entre la turbine à gaz et le compresseur (4).
7. Turbocompresseur entraîné par gaz d'échappement, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le palier est réalisé sous la forme palier magnétique et, en particulier, constitue une partie d'un moteur électrique, l'arbre (7) de turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement (2) étant le rotor moteur électrique.
8. Turbocompresseur entraîné par gaz d'échappement, selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que sont prévus tant un palier pneumatique, qu'egalement un palier électromagnétique.
9. Turbocompresseur entraîné par gaz d'échappement, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que, en plus du palier de type sans contact, est prévu un palier de type à contact.
10. Turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement selon la revendication 9, caracterisé en ce que le palier à contact est un palier à roulement (45).
11. Turbocompresseur entraîné par gaz d'échappement selon la revendication 10, caracterisé en ce que le palier à roulement (45) est disposé axialement asymétriquement dans le turbocompresseur entraîne par des gaz d'échappement (2) et est prévu en plus du palier (22, 23) de type sans contact.
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