FR2932847A1 - Turbocharged internal combustion engine for motor vehicle, has intake duct extending inside housing from inlet orifice connected to compressor of supercharger, where duct supplies charge air to air intake splitter - Google Patents

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Abstract

The engine has a cylinder head (10) fixed on a cylinder housing (20). An air intake splitter (14a) is connected to the housing, and an intake duct (15a) extends inside the housing from an inlet orifice (16a) connected to a compressor (32) of a turbocharger (30). The duct supplies charge air to the intake splitter, and the intake duct is connected to the splitter inside the cylinder head. The duct emerges outside of the cylinder head by an outlet orifice connected to an intake of a charge air cooler.

Description

MOTEUR A COMBUSTION INTERNE EQUIPE D'UN TURBOCOMPRESSEUR DE SURALIMENTATION INTERNAL COMBUSTION ENGINE EQUIPPED WITH A TURBOCHARGER

[000i ~ La présente invention concerne un moteur à combustion interne équipé d'au moins un turbocompresseur de suralimentation. The present invention relates to an internal combustion engine equipped with at least one turbocharger supercharger.

[0002] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des véhicules automobiles à moteur turbocompressé, notamment en ce qui concerne le montage des turbocompresseurs sur le moteur. The invention finds a particularly advantageous application in the field of motor vehicles with turbocharged engine, particularly with respect to the mounting of turbochargers on the engine.

[0003] D'une manière générale, les moteurs à combustion interne comprennent un carter cylindre et une culasse fixée sur le carter cylindre. La culasse communique à l'avant du moteur avec un répartiteur d'admission, extérieur à la culasse, chargé de distribuer à travers les soupapes d'admission l'air nécessaire à la combustion du carburant dans les différentes chambres de combustion du moteur. A l'inverse, un collecteur d'échappement, également extérieur à la culasse et disposé à l'arrière du moteur, est chargé de recueillir à travers les soupapes d'échappement les gaz sortant des chambres de combustion pour les évacuer à l'extérieur du véhicule en passant éventuellement par un catalyseur de post- traitement anti-pollution. [0004] Lorsque le moteur est équipé d'un turbocompresseur, ce dernier est le plus souvent monté à l'arrière du moteur, un conduit d'échappement amenant les gaz provenant du collecteur d'échappement à la turbine du turbocompresseur. L'air comprimé sortant du compresseur du turbocompresseur rejoint le circuit d'admission vers l'avant du moteur au moyen d'un conduit d'admission contournant la culasse par l'extérieur. Si un refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) est présent sur la ligne d'admission en amont du répartiteur d'admission, le conduit d'admission transportant l'air comprimé est relié à l'entrée du refroidisseur, la sortie du refroidisseur étant raccordée à l'entrée du répartiteur d'admission. En l'absence de refroidisseur d'air de suralimentation, le conduit d'admission est directement relié à l'entrée du répartiteur d'admission. In general, the internal combustion engines comprise a cylinder block and a cylinder head fixed to the cylinder block. The cylinder head communicates at the front of the engine with an intake distributor, outside the cylinder head, responsible for distributing through the intake valves the air necessary for the combustion of the fuel in the various combustion chambers of the engine. Conversely, an exhaust manifold, also outside the cylinder head and arranged at the rear of the engine, is responsible for collecting through the exhaust valves the gases leaving the combustion chambers to evacuate them outside. of the vehicle possibly passing through a post-treatment anti-pollution catalyst. When the engine is equipped with a turbocharger, the latter is usually mounted at the rear of the engine, an exhaust duct bringing the gas from the exhaust manifold to the turbine of the turbocharger. The compressed air exiting the turbocharger compressor rejoins the intake circuit to the front of the engine by means of an intake duct bypassing the cylinder head from the outside. If a charge air cooler (RAS) is present on the inlet line upstream of the intake manifold, the inlet duct carrying the compressed air is connected to the inlet of the cooler, the outlet of the cooler being connected to the inlet manifold inlet. In the absence of a charge air cooler, the intake duct is directly connected to the input of the intake manifold.

[0005] Cependant, cette solution connue pour le montage du turbocompresseur sur la culasse du moteur présente l'inconvénient de nécessiter la mise en place d'un conduit d'admission extérieur à la culasse entre le compresseur du turbocompresseur et le répartiteur d'admission, éventuellement via le refroidisseur de suralimentation. On peut alors facilement constater qu'une telle architecture entraîne une augmentation sensible de l'encombrement hors tout du moteur [0006 ] Aussi, un but de l'invention est de proposer une solution de montage d'un turbocompresseur sur la culasse d'un moteur à combustion interne qui permettrait d'éviter une telle augmentation des dimensions du moteur. However, this known solution for mounting the turbocharger on the cylinder head of the engine has the disadvantage of requiring the establishment of an intake duct outside the cylinder head between the compressor of the turbocharger and the intake manifold , possibly via the charge cooler. It can then easily be seen that such an architecture leads to a significant increase in the overall bulk of the engine. [0006] It is also an object of the invention to propose a solution for mounting a turbocharger on the cylinder head of a internal combustion engine that would prevent such an increase in the dimensions of the engine.

[0007 Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce à un moteur à combustion interne équipé d'au moins un turbocompresseur de suralimentation, io comprenant un carter cylindre et une culasse fixée sur ledit carter cylindre, remarquable en ce que ledit moteur comprend un répartiteur d'admission intégré à ladite culasse et un conduit d'admission s'étendant à l'intérieur de la culasse à partir d'un orifice d'entrée d'admission raccordé au compresseur du turbocompresseur, ledit conduit d'admission étant destiné à alimenter ledit répartiteur d'admission en air de is suralimentation. This object is achieved, in accordance with the invention, by means of an internal combustion engine equipped with at least one turbocharger, comprising a cylinder block and a cylinder head fixed to said cylinder block, which is remarkable in that said engine comprises an intake manifold integrated with said cylinder head and an intake duct extending inside the cylinder head from an intake inlet port connected to the turbocharger compressor, said intake duct being for supplying said air intake distributor with supercharging air.

[0008 Ainsi, on comprend qu'en faisant passer le conduit d'admission à l'intérieur de la culasse et en intégrant à cette dernière le répartiteur d'admission, on réalise un gain important en encombrement auquel s'ajoute une réduction de la masse moteur et du nombre de pièces et d'interfaces. Il en résulte une amélioration de la qualité, au 20 niveau de l'étanchéité en particulier et une réduction des coûts. [0008] Thus, it is understood that by passing the intake duct inside the cylinder head and integrating the latter the intake distributor, it achieves a significant gain in space plus a reduction of the mass and the number of parts and interfaces. This results in improved quality, especially in terms of tightness and reduced costs.

[0009 ] On notera également que cette disposition intégrée à la culasse des principaux composants du circuit d'admission conduit à une réduction des volumes de gaz entre le moteur et le turbocompresseur du côté admission, entraînant une réduction des temps de réponse du turbocompresseur et l'amélioration des 25 transitoires. Note also that this arrangement integrated in the cylinder head of the main components of the intake circuit leads to a reduction of gas volumes between the engine and the turbocharger on the intake side, resulting in a reduction of the turbocharger response times and the improvement of the 25 transients.

[0010 ] En l'absence de refroidisseur d'air de suralimentation (RAS), l'invention prévoit que ledit conduit d'admission est raccordé au répartiteur d'admission à l'intérieur de la culasse. [0011 ] Dans le cas contraire, ledit conduit d'admission débouche hors de la culasse par un orifice de sortie raccordé à une entrée d'un refroidisseur d'air de suralimentation, le moteur comprenant en outre un conduit d'admission d'air de suralimentation refroidi s'étendant, à l'intérieur de la culasse, entre un orifice d'entrée d'air de suralimentation refroidi raccordé à une sortie dudit refroidisseur d'air de suralimentation et le répartiteur d'admission. In the absence of charge air cooler (RAS), the invention provides that said intake duct is connected to the intake manifold inside the cylinder head. In the opposite case, said intake duct opens out of the cylinder head via an outlet port connected to an inlet of a charge air cooler, the engine further comprising an air intake duct. a cooled supercharger extending inside the cylinder head between a cooled charge air inlet port connected to an outlet of said charge air cooler and the intake manifold.

[0012] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le compresseur dudit turbocompresseur est raccordé à la culasse au moyen d'une première bride de fixation disposée à une extrémité d'une tubulure de sortie dudit compresseur, ladite Io première bride de fixation étant appliquée contre une première interface aménagée sur la culasse autour dudit orifice d'entrée d'admission. According to a particular embodiment of the invention, the compressor of said turbocharger is connected to the cylinder head by means of a first fixing flange disposed at one end of an outlet pipe of said compressor, said first Io flange of fixing being applied against a first interface arranged on the cylinder head around said inlet inlet port.

[0013] Cette première interface peut être simplement une zone plane réalisée à cet effet à l'arrière de la culasse. L'encombrement du moteur se trouve ainsi encore réduit puisque le compresseur peut alors être fixé directement sur l'interface de la is culasse par la bride de fixation de sa tubulure de sortie. This first interface may be simply a flat area made for this purpose at the rear of the cylinder head. The overall size of the engine is thus further reduced since the compressor can then be fixed directly to the interface of the cylinder head by the flange for fixing its outlet manifold.

[0014] De manière à diminuer l'encombrement du moteur du côté échappement, il est prévu par l'invention que ledit moteur comprend un collecteur d'échappement intégré à ladite culasse et un conduit d'échappement s'étendant à l'intérieur de la culasse entre ledit collecteur d'échappement et un orifice de sortie d'échappement 20 raccordé à la turbine du turbocompresseur. En particulier, la turbine dudit turbocompresseur est raccordée à la culasse au moyen d'une deuxième bride de fixation disposée à une extrémité d'une tubulure d'entrée de ladite turbine, ladite deuxième bride de fixation étant appliquée contre une deuxième interface aménagée sur la culasse autour dudit orifice de sortie d'échappement. In order to reduce the size of the engine on the exhaust side, it is provided by the invention that said engine comprises an exhaust manifold integrated with said cylinder head and an exhaust duct extending inside of the yoke between said exhaust manifold and an exhaust outlet port 20 connected to the turbine of the turbocharger. In particular, the turbine of said turbocharger is connected to the cylinder head by means of a second fixing flange disposed at one end of an inlet pipe of said turbine, said second fixing flange being applied against a second interface arranged on the cylinder head about said exhaust outlet port.

25 [0015] Cette deuxième interface peut également être une zone plane réalisée à l'arrière de la culasse. De préférence, elle est choisie coplanaire à la première interface d'appui prévue pour la bride de fixation de la tubulure de sortie du compresseur du turbocompresseur. This second interface may also be a flat area formed at the rear of the cylinder head. Preferably, it is chosen coplanar with the first support interface provided for the fastening flange of the exhaust nozzle of the compressor of the turbocompressor.

[0016] L'intégration du collecteur d'échappement à la culasse procure des avantages 30 équivalents à celle des composants d'admission, notamment le répartiteur et le conduit d'admission, concernant l'encombrement, la masse, le nombre de pièces, la qualité, le coût et le temps de réponse, auxquels vient s'ajouter un autre avantage, à savoir celui d'augmenter l'efficacité du catalyseur de post-traitement situé sur la sortie des gaz d'échappement de la turbine du turbocompresseur. En effet, la réduction de la masse et celle du nombre de pièces contribuent à diminuer l'inertie thermique et les pertes par conduction entre les soupapes et le catalyseur, ce qui améliore le temps de mise en température de ce dernier et donc son efficacité. The integration of the exhaust manifold with the cylinder head provides advantages equivalent to that of the intake components, in particular the distributor and the intake duct, concerning the space requirement, the mass, the number of parts, the quality, the cost and the response time, to which is added another advantage, namely that of increasing the efficiency of the aftertreatment catalyst located on the exhaust outlet of the turbocharger turbine. Indeed, the reduction of the mass and that of the number of parts contribute to reducing the thermal inertia and the losses by conduction between the valves and the catalyst, which improves the time of heating of the latter and therefore its effectiveness.

[0017] On notera que la rigidité ainsi obtenue pour la fixation du turbocompresseur au moteur présente un grand intérêt en termes de niveau acoustique et de tenue aux vibrations. It will be noted that the rigidity thus obtained for fixing the turbocharger to the engine is of great interest in terms of acoustic level and vibration resistance.

[0018] D'autres aspects concernant le fonctionnement du turbocompresseur peuvent être pris en compte par l'invention dans un même souci de simplification des connexions au moteur, de réduction de l'encombrement, de la masse, du nombre de pièces et du coût, et d'amélioration de la qualité notamment au niveau de l'étanchéité. [0019] C'est le cas en particulier du circuit de lubrification des divers paliers du turbocompresseur. Other aspects relating to the operation of the turbocharger can be taken into account by the invention for the same purpose of simplifying connections to the motor, reducing the size, mass, number of parts and cost , and quality improvement especially in terms of sealing. This is particularly the case of the lubrication circuit of the various bearings of the turbocharger.

[0020] A cet égard, l'invention propose que le turbocompresseur comporte une tubulure d'entrée d'huile de lubrification communiquant à travers une troisième interface aménagée sur la culasse avec un orifice de sortie d'huile de lubrification provenant d'une rampe d'alimentation en huile de paliers d'un arbre à cames situé dans la culasse. In this regard, the invention proposes that the turbocharger comprises a lubricating oil inlet tubing communicating through a third interface arranged on the cylinder head with a lubricating oil outlet port from a ramp. supplying oil to bearings of a camshaft located in the cylinder head.

[0021] Cette troisième interface peut être également coplanaire avec les deux premières relatives à la sortie du compresseur et l'entrée de la turbine. This third interface may also be coplanar with the first two relating to the output of the compressor and the inlet of the turbine.

[0022] S'agissant de la sortie du circuit de lubrification, plusieurs solutions sont possibles. Regarding the output of the lubrication circuit, several solutions are possible.

[0023] Selon une première solution, le turbocompresseur comporte une tubulure de sortie d'huile de lubrification communiquant à travers ladite troisième interface avec un orifice d'entrée d'huile de lubrification dans la culasse. [0024] Selon une deuxième solution, ladite deuxième bride de fixation étant également appliquée contre une interface aménagée sur le carter cylindre, le turbocompresseur comporte une tubulure de sortie d'huile de lubrification communiquant à travers ladite deuxième bride de fixation avec un orifice d'entrée d'huile de lubrification dans ledit carter cylindre. According to a first solution, the turbocharger comprises a lubricating oil outlet pipe communicating through said third interface with a lubricating oil inlet port in the cylinder head. According to a second solution, said second fastening flange being also applied against an interface arranged on the cylinder block, the turbocharger comprises a lubricating oil outlet pipe communicating through said second fastening flange with an orifice of lubricating oil inlet into said cylinder block.

[0025] Enfin, selon une troisième solution, le turbocompresseur comporte une tubulure de sortie d'huile de lubrification reliée par un conduit extérieur à un bac à huile du carter cylindre du moteur. Finally, according to a third solution, the turbocharger comprises a lubricating oil outlet pipe connected by an outer conduit to an oil tank of the engine cylinder block.

[0026] Concernant maintenant le refroidissement du turbocompresseur, l'invention Io prévoit que ladite deuxième bride de fixation étant également appliquée contre une interface aménagée sur le carter cylindre, le turbocompresseur comporte une tubulure d'entrée de fluide de refroidissement communiquant à travers ladite deuxième bride de fixation avec un orifice de sortie de fluide de refroidissement provenant dudit carter cylindre. Concerning now the cooling of the turbocharger, the invention Io provides that said second fastening flange is also applied against an interface arranged on the cylinder block, the turbocharger comprises a cooling fluid inlet pipe communicating through said second fixing flange with a coolant outlet from said cylinder block.

15 [0027] Deux alternatives peuvent être envisagées pour la sortie du fluide de refroidissement. Two alternatives can be envisaged for the output of the cooling fluid.

[0028] Selon une première alternative, le turbocompresseur comporte une tubulure de sortie de fluide de refroidissement communiquant à travers ladite première interface avec un orifice d'entrée de fluide de refroidissement dans la culasse. According to a first alternative, the turbocharger comprises a cooling fluid outlet pipe communicating through said first interface with a cooling fluid inlet orifice in the cylinder head.

20 [0029] Selon une deuxième alternative, le turbocompresseur comporte une tubulure de sortie de fluide de refroidissement reliée par un conduit extérieur au circuit de refroidissement du moteur. According to a second alternative, the turbocharger comprises a cooling fluid outlet pipe connected by an external duct to the engine cooling circuit.

[0030] Un autre solution pour la circulation du fluide de refroidissement consiste en ce que le turbocompresseur comporte une tubulure d'entrée de fluide de 25 refroidissement reliée par un conduit extérieur au circuit de refroidissement du moteur, et une tubulure de sortie de fluide de refroidissement communiquant à travers ladite première interface avec un orifice d'entrée de fluide de refroidissement dans la culasse. [0031 ] Par ailleurs, le moteur est avantageusement conçu de manière telle qu'il existe des zones métalliques de contact entre le moteur (par exemple au niveau de la culasse ou du carter cylindre) et le turbocompresseurs, zones qui vont permettre de drainer des calories du turbocompresseur chaud vers des zones du moteur, qui bénéficient pour leur part d'un système de refroidissement. Ainsi, on évite des problèmes de cokéfaction d'huile de lubrification, en particulier au niveau des paliers de l'axe des roues compresseur /turbine du turbo . Another solution for the circulation of the cooling fluid is that the turbocharger comprises a cooling fluid inlet pipe connected by an external duct to the engine cooling circuit, and a fluid outlet pipe of cooling communicating through said first interface with a cooling fluid inlet in the cylinder head. Furthermore, the engine is advantageously designed in such a way that there are metal contact zones between the engine (for example at the cylinder head or the cylinder block) and the turbocompressors, areas which will allow the draining of calories from the hot turbocharger to engine areas, which benefit from a cooling system. Thus, problems of lubricating oil coking are avoided, in particular at the bearings of the turbo compressor / turbine wheel axle.

[0032 ] [0032]

[0033 ] La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre Io d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. The following description with reference to the accompanying drawings, given by way of non-limiting examples, will make it clear in what the invention is and how it can be achieved.

La figure 1 est un schéma en vue de dessus d'un moteur à combustion interne équipé d'un turbocompresseur.   Figure 1 is a diagram in top view of an internal combustion engine equipped with a turbocharger.

La figure 2 est un schéma en vue de côté du moteur à combustion interne de la ls figure 1.   Figure 2 is a schematic side view of the internal combustion engine of Figure 1.

La figure 3 est un schéma en vue de côté d'une variante du moteur des figures 1 et 2 incluant un refroidisseur d'air de suralimentation.   Figure 3 is a schematic side view of a variant of the engine of Figures 1 and 2 including a charge air cooler.

La figure 4 un schéma en vue de côté du moteur à combustion interne des figures 1 et 2 comportant un circuit de circulation d'huile de lubrification.   Figure 4 is a schematic side view of the internal combustion engine of Figures 1 and 2 having a lubricating oil circulation circuit.

20 La figure 5 un schéma en vue de côté du moteur à combustion interne des figures 1 et 2 comportant une variante du circuit de circulation d'huile de lubrification de la figure 4. FIG. 5 is a schematic side view of the internal combustion engine of FIGS. 1 and 2 including a variant of the lubricating oil circulation circuit of FIG. 4.

[0034 ] La figure 6 un schéma en vue de côté du moteur à combustion interne des figures 1 et 2 comportant un circuit de circulation de liquide de refroidissement. Figure 6 a schematic side view of the internal combustion engine of Figures 1 and 2 having a coolant circulation circuit.

25 [0035] Le moteur à combustion interne représenté sur les schémas des figures 1 et 2 comporte une culasse 10 et un carter cylindre 20. Dans l'exemple proposé sur ces figures, le carter cylindre comprend deux cylindres 21a, 21b communiquant respectivement avec deux chambres de combustion 11 a, 11 b de la culasse 10. L'air d'admission est introduit dans les chambres de combustion au moyen de soupapes 12a, 12b d'admission et les gaz produits dans ces chambres sont évacués par les soupapes 13a, 13b d'échappement. The internal combustion engine shown in the diagrams of FIGS. 1 and 2 comprises a cylinder head 10 and a cylinder block 20. In the example proposed in these figures, the cylinder block comprises two cylinders 21a, 21b communicating respectively with two combustion chambers 11a, 11b of the cylinder head 10. The intake air is introduced into the combustion chambers by means of admission valves 12a, 12b and the gases produced in these chambers are evacuated by the valves 13a, 13b exhaust.

[0036 ] Le moteur montré aux figures 1 et 2 comporte en outre un turbocompresseur 30 de suralimentation comprenant une turbine 31 mise en rotation par le flux des gaz provenant des chambres 11 a, 11 b de combustion à travers les soupapes 12a, 12b d'échappement et pénétrant dans la turbine 31 par une tubulure 311 d'entrée. Les Io gaz d'échappement sont ensuite évacués vers l'extérieur par une tubulure 312 de sortie en traversant éventuellement un catalyseur de post-traitement, non représenté sur les figures. The engine shown in Figures 1 and 2 further comprises a turbocharger 30 supercharging comprising a turbine 31 rotated by the flow of gases from combustion chambers 11a, 11b through the valves 12a, 12b of exhaust and penetrating into the turbine 31 by an inlet pipe 311. The exhaust gases are then discharged to the outside via an outlet pipe 312 possibly passing through a post-treatment catalyst, not shown in the figures.

[0037] La turbine 31 entraîne à son tour un compresseur 32 qui aspire de l'air atmosphérique par une tubulure 321 d'entrée, le comprime et l'introduit dans le circuit is d'admission du moteur par une tubulure 322 de sortie. The turbine 31 in turn drives a compressor 32 which sucks in atmospheric air through an inlet pipe 321, compresses it and introduces it into the intake circuit of the engine via an outlet pipe 322.

[0038 ] Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, le circuit d'admission du moteur comprend un répartiteur 14a d'admission intégré à la culasse 10, alimenté en air de suralimentation par un conduit 15a d'admission qui s'étend à l'intérieur de la culasse 10 à partir d'un orifice 16a d'entrée raccordé à la tubulure 322 de sortie du 20 compresseur 32 du turbocompresseur 30. As can be seen in Figures 1 and 2, the engine intake circuit comprises an intake manifold 14a integrated with the cylinder head 10, supplied with charge air by a duct 15a intake which s' extends inside the cylinder head 10 from an inlet port 16a connected to the outlet pipe 322 of the compressor 32 of the turbocompressor 30.

[0039 ] Dans l'exemple de réalisation montré aux figures 1 et 2, le conduit 15a d'admission est raccordé au répartiteur 14a d'admission à l'intérieur de la culasse 10. En d'autres termes, le circuit d'admission en air de suralimentation est entièrement intégré à la culasse 10. In the embodiment shown in Figures 1 and 2, the intake duct 15a is connected to the inlet manifold 14a inside the cylinder head 10. In other words, the intake circuit In charge air is fully integrated with the cylinder head 10.

25 [0040 ] La figure 3 illustre une variante de réalisation dans laquelle le conduit 15a d'admission débouche hors de la culasse 10 par un orifice 17a de sortie raccordé à une entrée d'un refroidisseur 40 d'air de suralimentation (RAS). Un conduit 18 d'admission d'air de suralimentation refroidi s'étend à l'intérieur de la culasse 10 depuis un orifice 17b d'entrée raccordé à une sortie du refroidisseur 40 jusqu'au 30 répartiteur 14a d'admission. [0041 ] Comme le montre l'ensemble des figures, le compresseur 32 du turbocompresseur 30 est raccordé à la culasse 10 au moyen d'une première bride 323 de fixation disposée à l'extrémité de la tubulure 322 de sortie du compresseur. La bride 323 de fixation est directement appliquée contre une interface 19a plane aménagée sur la culasse autour de l'orifice 16a d'entrée d'admission. FIG. 3 illustrates an alternative embodiment in which the intake duct 15a opens out of the cylinder head 10 via an outlet orifice 17a connected to an inlet of a charge air cooler 40 (RAS). A cooled charge air intake duct 18 extends into the cylinder head 10 from an inlet port 17b connected to an outlet of the cooler 40 to the intake manifold 14a. As shown in all the figures, the compressor 32 of the turbocharger 30 is connected to the cylinder head 10 by means of a first fastening flange 323 disposed at the end of the outlet pipe 322 of the compressor. The fixing flange 323 is directly applied against a flat interface 19a arranged on the cylinder head around the intake inlet port 16a.

[0042] On peut voir également sur les figures que le moteur comprend un collecteur 14b d'échappement intégré à la culasse 10 et un conduit 15b d'échappement qui s'étend à l'intérieur de la culasse entre le collecteur 14b et un orifice 16b de sortie d'échappement raccordé à la tubulure 311 d'entrée de la turbine 31 du Io turbocompresseur 30. It can also be seen in the figures that the engine comprises an exhaust manifold 14b integrated with the cylinder head 10 and an exhaust duct 15b which extends inside the cylinder head between the manifold 14b and an orifice 16b of exhaust outlet connected to the inlet manifold 311 of the turbine 31 of the Io turbocharger 30.

[0043] Plus précisément, la turbine 31 est raccordée à la culasse au moyen d'une deuxième bride 313 de fixation disposée à l'extrémité de la tubulure 311 d'entrée de la turbine. La bride 313 de fixation est directement appliquée contre une deuxième interface 19b plane aménagée sur la culasse 10 autour de l'orifice 16b de sortie is d'échappement. More specifically, the turbine 31 is connected to the cylinder head by means of a second flange 313 fixing disposed at the end of the inlet pipe 311 of the turbine. The fastening flange 313 is directly applied against a second flat interface 19b arranged on the cylinder head 10 around the outlet orifice 16b is exhaust.

[0044] De manière à pouvoir faciliter le montage du turbocompresseur 30 directement sur la culasse 10 par les brides 313, 313 de fixation, les première 19a et deuxième 19b interfaces planes sont de préférence situés dans des plans parallèles, voire confondus comme cela apparaît sur les figures. In order to facilitate the assembly of the turbocharger 30 directly on the cylinder head 10 by the flanges 313, 313 of attachment, the first 19a and second 19b planar interfaces are preferably located in parallel planes, or even merged as it appears on the figures.

20 [0045] On vient de décrire en détail un certain nombre de dispositions visant à une intégration aussi complète que possible de la fonction de turbocompression à l'intérieur même de la culasse du moteur, ceci dans le but de réduire l'encombrement et la masse du moteur ainsi que le nombre de pièces à utiliser et le nombre d'interfaces à réaliser. Ces dispositions concernent essentiellement les circuits 25 d'admission et d'échappement par l'implantation dans la culasse, d'une part, du répartiteur d'admission et du conduit d'admission, et, d'autre part, du collecteur d'échappement. [0004] A number of provisions have been described in detail with a view to integrating as fully as possible the turbocompression function within the engine cylinder head itself, with the aim of reducing the bulk and motor mass as well as the number of parts to be used and the number of interfaces to be made. These provisions essentially concern the intake and exhaust circuits 25 by the installation in the cylinder head, on the one hand, of the intake distributor and the intake duct, and, on the other hand, of the intake manifold. exhaust.

[0046] Cette intégration peut également s'étendre à d'autres fonctions liées au fonctionnement du turbocompresseur, comme les fonctions de lubrification des 30 paliers et de refroidissement. [0047 ] Concernant la lubrification des paliers du turbocompresseur 30, la figure 4 montre un montage dans lequel une tubulure 331 d'entrée d'huile de lubrification communique à travers une troisième interface 19c aménagée sur la culasse 10 avec un orifice 16c de sortie d'huile provenant d'une rampe 50 d'alimentation en huile pour la lubrification des paliers d'un arbre à cames, non représenté, destiné à commander les soupapes 12a, 12b d'admission et 13a, 13b d'échappement. A noter qu'il serait également possible de faire communiquer la tubulure 331 à tout autre zone de la culasse contenant de l'huile sous pression. This integration can also be extended to other functions related to the operation of the turbocharger, such as the bearing lubrication and cooling functions. Regarding the lubrication of the bearings of the turbocharger 30, Figure 4 shows a mounting in which a tubing 331 of lubricating oil inlet communicates through a third interface 19c arranged on the cylinder head 10 with a 16c outlet port d oil from an oil supply ramp 50 for lubricating the bearings of a camshaft, not shown, for controlling the exhaust valves 12a, 12b and 13a, 13b. Note that it would also be possible to communicate the tubing 331 to any other area of the cylinder head containing pressurized oil.

[0048] Comme l'indique la figure 4, la sortie de l'huile de lubrification du Io turbocompresseur 30 est obtenue par une tubulure 332 de sortie communiquant à travers la troisième interface 19c avec un orifice 16d d'entrée d'huile dans la culasse 10, à proximité d'un puits de descente d'huile vers le carter cylindre 20. As indicated in Figure 4, the output of the lubricating oil of the turbocharger 30 is obtained by an outlet pipe 332 communicating through the third interface 19c with an oil inlet port 16d in the cylinder head 10, near a downcomer well to the cylinder block 20.

[0049] Une autre solution pour le retour d'huile, représentée sur la figure 5, consiste à faire communiquer la tubulure 332 de sortie d'huile de lubrification avec un orifice 15 26a d'entrée d'huile dans le carter cylindre 20, relié à un puits de descente d'huile existant dans le carter. L'extrémité de la tubulure 332 de sortie peut être raccordée à la deuxième bride 313 de fixation, laquelle s'applique alors également sur une interface 29 du carter cylindre 20 prolongeant la deuxième interface 19b de la culasse 10. Another solution for the oil return, shown in FIG. 5, is to make the lubricating oil outlet pipe 332 communicate with an oil inlet orifice 26a in the cylinder block 20, connected to an oil downhole existing in the crankcase. The end of the outlet pipe 332 can be connected to the second fixing flange 313, which then also applies to an interface 29 of the cylinder block 20 extending the second interface 19b of the cylinder head 10.

20 [0050] Selon une troisième solution, non représentée, la tubulure 332 de sortie d'huile de lubrification est reliée par un conduit extérieur à un bac à huile située en bas du carter cylindre 20. According to a third solution, not shown, the lubricating oil outlet pipe 332 is connected by an external pipe to an oil tank located at the bottom of the cylinder block 20.

[0051] Indépendamment ou en combinaison avec le circuit de circulation d'huile, il peut être prévu un circuit de circulation de liquide de refroidissement du 25 turbocompresseur 20 comprenant, dans l'exemple de la figure 6, une tubulure 341 d'entrée de fluide de refroidissement communiquant à travers la deuxième bride 313 de fixation avec un orifice 26b de sortie de fluide de refroidissement provenant d'un noyau de liquide du carter cylindre 20. Comme dans le cas de la figure 5, l'extrémité de la tubulure 341 d'entrée peut être raccordée à la deuxième bride 313 de fixation, 30 laquelle s'applique alors également sur l'interface 29 du carter cylindre 20 prolongeant la deuxième interface 19b de la culasse 10. Independently or in combination with the oil circulation circuit, there can be provided a coolant circulation circuit of the turbocharger 20 comprising, in the example of FIG. 6, a connection pipe 341 of the cooling fluid communicating through the second flange 313 for fixing with a coolant outlet orifice 26b from a liquid core of the cylinder block 20. As in the case of Figure 5, the end of the tubing 341 The inlet can be connected to the second fixing flange 313, which then also applies to the interface 29 of the cylinder block 20 extending the second interface 19b of the cylinder head 10.

Io [0052] Conformément à la figure 6, le retour de liquide de refroidissement peut être effectué au moyen d'une tubulure 342 de sortie communiquant à travers la première interface 19a et la bride 323 de fixation avec un orifice 16e d'entrée de fluide de refroidissement dans la culasse 10. In accordance with Fig. 6, the coolant return can be effected by means of an outlet manifold 342 communicating through the first interface 19a and the attachment flange 323 with a fluid inlet port 16e. cooling in the cylinder head 10.

s [0053] On peut également envisager que la tubulure 342 de sortie de liquide de refroidissement soit reliée par un conduit extérieur, non représenté, au circuit de refroidissement du moteur, à l'entrée du boîtier de sortie d'eau (BSE) ou en point quelconque du circuit côté culasse. [0053] It is also conceivable for the coolant outlet pipe 342 to be connected by an external duct, not shown, to the engine cooling circuit, to the inlet of the water outlet housing (BSE) or in any point of the cylinder-side circuit.

[0054] Inversement, l'entrée du fluide de refroidissement peut être réalisée au Io moyen d'une tubulure reliée au circuit de refroidissement, la tubulure 342 de sortie étant disposée conformément à la figure 6. 15 Inversely, the inlet of the cooling fluid can be produced by means of a pipe connected to the cooling circuit, the outlet pipe 342 being arranged in accordance with FIG.

Claims (15)

REVENDICATIONS1. Moteur à combustion interne équipé d'au moins un turbocompresseur (30) de suralimentation, comprenant un carter cylindre (20) et une culasse (10) fixée sur ledit carter cylindre, caractérisé en ce que ledit moteur comprend un répartiteur (14a) d'admission intégré à ladite culasse (10) et un conduit (15a) d'admission s'étendant à l'intérieur de la culasse à partir d'un orifice (16a) d'entrée d'admission raccordé au compresseur (32) du turbocompresseur (30), ledit conduit (15a) d'admission étant destiné à alimenter ledit répartiteur (14a) d'admission en air de suralimentation. Io REVENDICATIONS1. Internal combustion engine equipped with at least one turbocharger (30) supercharging, comprising a cylinder block (20) and a cylinder head (10) fixed on said cylinder block, characterized in that said engine comprises a distributor (14a) of integrated intake to said cylinder head (10) and an intake duct (15a) extending into the cylinder head from an inlet inlet port (16a) connected to the turbocharger compressor (32) (30), said intake duct (15a) being intended to supply said charge air intake distributor (14a). io 2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, dans lequel ledit conduit (15a) d'admission est raccordé au répartiteur (14a) d'admission à l'intérieur de la culasse (10). An internal combustion engine according to claim 1, wherein said intake duct (15a) is connected to the intake manifold (14a) within the cylinder head (10). 3. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, dans lequel ledit conduit (15a) d'admission débouche hors de la culasse (10) par un orifice (17a) de sortie is raccordé à une entrée d'un refroidisseur (40) d'air de suralimentation, le moteur comprenant en outre un conduit (18) d'admission d'air de suralimentation refroidi s'étendant, à l'intérieur de la culasse (10), entre un orifice (17b) d'entrée d'air de suralimentation refroidi raccordé à une sortie dudit refroidisseur (40) d'air de suralimentation et le répartiteur (14a) d'admission. 20 An internal combustion engine according to claim 1, wherein said intake duct (15a) opens out of the cylinder head (10) through an outlet port (17a) connected to an inlet of a cooler (40). supercharging air, the engine further comprising a cooled charge air intake duct (18) extending, within the cylinder head (10), between an inlet port (17b) of cooled supercharging air connected to an outlet of said charge air cooler (40) and the intake manifold (14a). 20 4. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le compresseur (32) dudit turbocompresseur (30) est raccordé à la culasse (10) au moyen d'une première bride (323) de fixation disposée à une extrémité d'une tubulure (322) de sortie dudit compresseur, ladite première bride de fixation étant appliquée contre une première interface (19a) aménagée sur la culasse 25 (10) autour dudit orifice (16a) d'entrée d'admission. 4. Internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the compressor (32) of said turbocharger (30) is connected to the cylinder head (10) by means of a first fixing flange (323) arranged at one end of an outlet pipe (322) of said compressor, said first attachment flange being applied against a first interface (19a) provided on the cylinder head (10) around said intake inlet port (16a). 5. Moteur à combustion interne selon la revendication 4, dans lequel ledit moteur comprend un collecteur (14b) d'échappement intégré à ladite culasse (10) et un conduit (15b) d'échappement s'étendant à l'intérieur de la culasse entre ledit collecteur d'échappement et un orifice (16b) de sortie d'échappement raccordé à la 30 turbine (31) du turbocompresseur (30). An internal combustion engine according to claim 4, wherein said engine comprises an exhaust manifold (14b) integral with said cylinder head (10) and an exhaust duct (15b) extending into the cylinder head between said exhaust manifold and an exhaust outlet port (16b) connected to the turbine (31) of the turbocharger (30). 6. Moteur à combustion interne selon la revendication 5, dans lequel la turbine (31) dudit turbocompresseur (30) est raccordée à la culasse (10) au moyen d'une deuxième bride (313) de fixation disposée à une extrémité d'une tubulure (311) d'entrée de ladite turbine, ladite deuxième bride de fixation étant appliquée contre une deuxième interface (19b) aménagée sur la culasse (10) autour dudit orifice (16b) de sortie d'échappement. 6. Internal combustion engine according to claim 5, wherein the turbine (31) of said turbocharger (30) is connected to the cylinder head (10) by means of a second flange (313) for fixing arranged at one end of a tubing (311) inlet of said turbine, said second attachment flange being applied against a second interface (19b) arranged on the cylinder head (10) around said orifice (16b) exhaust outlet. 7. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel le turbocompresseur (30) comporte une tubulure (331) d'entrée d'huile de lubrification communiquant à travers une troisième interface (19c) aménagée sur la culasse (10) avec un orifice (16c) de sortie d'huile de lubrification provenant d'une zone de la culasse contenant de l'huile sous pression. An internal combustion engine according to any one of claims 4 to 6, wherein the turbocharger (30) comprises a lubricating oil inlet manifold (331) communicating through a third interface (19c) provided on the cylinder head (10) with a lubricating oil outlet port (16c) from an area of the cylinder head containing pressurized oil. 8. Moteur à combustion interne selon la revendication 7, dans lequel le turbocompresseur (30) comporte une tubulure (332) de sortie d'huile de lubrification communiquant à travers ladite troisième interface (19c) avec un orifice (16d) d'entrée d'huile de lubrification dans la culasse (10). The internal combustion engine according to claim 7, wherein the turbocharger (30) has a lubricating oil outlet fitting (332) communicating through said third interface (19c) with an inlet port (16d). lubricating oil in the cylinder head (10). 9. Moteur à combustion interne selon la revendication 7 dépendante de la revendication 6, dans lequel, ladite deuxième bride (313) de fixation étant également appliquée contre une interface (29) aménagée sur le carter cylindre (20), le turbocompresseur (30) comporte une tubulure (322) de sortie d'huile de lubrification communiquant à travers ladite deuxième bride de fixation avec un orifice (26a) d'entrée d'huile de lubrification dans ledit carter cylindre (20). An internal combustion engine according to claim 7 dependent on claim 6, wherein said second fastening flange (313) is also applied against an interface (29) provided on the cylinder block (20), the turbocharger (30). comprises a lubricating oil outlet tubing (322) communicating through said second attachment flange with a lubricating oil inlet port (26a) in said cylinder block (20). 10. Moteur à combustion interne selon la revendication 7, dans lequel le turbocompresseur comporte une tubulure de sortie d'huile de lubrification reliée par un conduit extérieur à un bac à huile du carter cylindre du moteur. 10. Internal combustion engine according to claim 7, wherein the turbocharger comprises a lubricating oil outlet pipe connected by an external duct to an oil tank of the engine cylinder block. 11. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dépendantes de la revendication 6, dans lequel ladite deuxième bride (313) de fixation étant également appliquée contre une interface (29) aménagée sur le carter cylindre (20), le turbocompresseur (30) comporte une tubulure (341) d'entrée de fluide de refroidissement communiquant à travers ladite deuxième bride de fixation avec un orifice (26b) de sortie de fluide de refroidissement provenant dudit carter cylindre (20). 11. Internal combustion engine according to any one of claims 7 to 10, dependent on claim 6, wherein said second flange (313) of attachment being also applied against an interface (29) arranged on the cylinder block (20). the turbocharger (30) has a coolant inlet manifold (341) communicating through said second attachment flange with a coolant outlet port (26b) from said cylinder housing (20). 12. Moteur à combustion interne selon la revendication 11, dans lequel le turbocompresseur (30) comporte une tubulure (342) de sortie de fluide de refroidissement communiquant à travers ladite première interface (19a) avec un orifice (16e) d'entrée de fluide de refroidissement dans la culasse (10). The internal combustion engine of claim 11, wherein the turbocharger (30) includes a coolant outlet manifold (342) communicating through said first interface (19a) with a fluid inlet port (16e). cooling in the cylinder head (10). 13. Moteur à combustion interne selon la revendication 11, dans lequel le turbocompresseur comporte une tubulure de sortie de fluide de refroidissement reliée par un conduit extérieur au circuit de refroidissement du moteur. 13. Internal combustion engine according to claim 11, wherein the turbocharger comprises a cooling fluid outlet pipe connected by an external duct to the cooling circuit of the engine. 14. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel le turbocompresseur comporte une tubulure d'entrée de fluide de Io refroidissement reliée par un conduit extérieur au circuit de refroidissement du moteur, et une tubulure (342) de sortie de fluide de refroidissement communiquant à travers ladite première interface (19a) avec un orifice (16e) d'entrée de fluide de refroidissement dans la culasse (10). An internal combustion engine as claimed in any one of claims 4 to 10, wherein the turbocharger comprises a cooling fluid inlet manifold connected by a conduit external to the engine cooling circuit, and a manifold (342). cooling fluid outlet communicating through said first interface (19a) with a cooling fluid inlet (16e) in the cylinder head (10). 15. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, is dans lequel sont ménagées des zones métalliques de contact entre une partie refroidie du moteur (culasse ou bloc moteur) et le turbocompresseur. 20 15. Internal combustion engine according to any one of claims 4 to 11, in which are formed metal contact areas between a cooled part of the engine (cylinder head or engine block) and the turbocharger. 20
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