FR3027345A1

FR3027345A1 - DEVICE FOR FIXING A SCREEN ABOVE A CARTER

Info

Publication number: FR3027345A1
Application number: FR1460063A
Authority: FR
Inventors: Eric Dumas
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2016-04-22
Anticipated expiration: 2034-10-20
Also published as: FR3027345B1

Abstract

Dispositif (10) de fixation d'un écran (11) à un élément (12) de moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant : -un carter (15) entourant ledit élément de moteur, -une patte de fixation (18) comportant une extrémité supérieure (19) connectée à l'écran, caractérisé en ce que le carter (15) comprend une boursoufflure (24) s'étendant depuis la surface extérieure du carter, ladite boursoufflure comprenant une plateforme (26) destinée à recevoir l'extrémité inférieure (20) opposée de la patte de fixation.Device (10) for fixing a screen (11) to a motor vehicle internal combustion engine element (12) comprising: a housing (15) surrounding said motor element, a fixing lug (18) comprising an upper end (19) connected to the screen, characterized in that the housing (15) comprises a blister (24) extending from the outer surface of the housing, said blower comprising a platform (26) for receiving the lower end (20) opposite the fixing lug.

Description

DISPOSITIF DE FIXATION D'UN ECRAN AU-DESSUS D'UN CARTER Domaine technique de l'invention L'invention concerne les dispositifs de fixation d'une première pièce à un carter de turbine d'un turbocompresseur d'un moteur à combustion interne pour véhicule automobile. Une application particulièrement visée concerne celle où la première pièce est constituée par un élément de protection, notamment un écran de protection thermique fixé au-dessus d'un carter de turbine. Etat de la technique Les moteurs à combustion interne sont associés de façon connue à au moins un turbocompresseur destiné à améliorer l'efficacité dudit moteur. Ledit turbocompresseur présente une masse importante qui nécessite des moyens de maintiens sensiblement rigides pour résister aux différentes sollicitations vibratoires. Il peut être ainsi fixé à un carter du moteur par un système de fixation comportant une ou plusieurs béquilles de maintien en tôle fixé sur un bloc-cylindres, les différentes béquilles sont reliées à un carter de turbine du turbocompresseur via des bossages s'étendant depuis ledit carter de turbine. Le turbocompresseur est également le siège de fortes chaleur dues au passage des gaz chauds issus de la combustion dans la chambre de combustion et dirigés vers la turbine du tu turbocompresseur. Il est donc nécessaire de protéger l'environnement du moteur des hautes températures du turbocompresseur et il est connu de recouvrir ledit turbocompresseur d'un écran thermique. Il existe des systèmes de fixation d'un écran thermique à un carter de turbine comprenant pas exemple un système de bride entourant ledit carter de turbine. Toutefois, lesdits systèmes de bride sont difficiles à mettre en place et à maintenir en position. D'autres systèmes de fixation nécessitent un ou plusieurs bossages s'étendant radialement depuis la surface extérieure du carter de turbine et destinés à accueillir une vis de fixation. Ladite permet de maintenir fixé contre ledit bossage un écran thermique à une distance de la paroi du carter de turbine.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to devices for attaching a first part to a turbine casing of a turbocharger of an internal combustion engine for motor vehicle. A particularly targeted application relates to that where the first part is constituted by a protective element, including a thermal protection screen attached to a turbine casing. State of the art The internal combustion engines are associated in known manner with at least one turbocharger intended to improve the efficiency of said engine. Said turbocharger has a large mass which requires substantially rigid support means to withstand the different vibratory stresses. It can thus be fixed to a motor housing by a fastening system comprising one or more sheet metal support legs fixed on a cylinder block, the different legs are connected to a turbine casing of the turbocharger via bosses extending from said turbine casing. The turbocharger is also the seat of strong heat due to the passage of hot gases from combustion in the combustion chamber and directed to the turbine of the turbocharger. It is therefore necessary to protect the engine environment from the high temperatures of the turbocharger and it is known to cover said turbocharger with a heat shield. There are systems for attaching a heat shield to a turbine casing comprising, for example, a flange system surrounding said turbine casing. However, said flange systems are difficult to set up and maintain in position. Other fastening systems require one or more bosses extending radially from the outer surface of the turbine housing and intended to receive a fastening screw. Said device makes it possible to hold against a boss a heat shield at a distance from the wall of the turbine casing.

Les carters de turbine sont obtenus de façon connue par moulage fonte pour des moteurs diesel ou acier pour des moteurs essence et lesdits bossages entrainent des problèmes lors de leur fabrication du fait de la matière supplémentaire du bossage. Un autre inconvénient est que le bossage n'est pas découplée thermiquement du carter de turbine ce qui entraine des températures sensiblement élevées au niveau de la vis de fixation, lesdites températures pouvant être supérieures aux limites fixées dans un cahier des charges dudit carter de turbine et de la fixation de l'écran thermique. La tenue du cahier des charges impose une raideur importante sur les systèmes de fixation, impliquant de fortes contraintes thermo mécaniques sur les systèmes de fixation et sur les première et deuxième pièces. La publication FR-A1-2995633 divulgue un écran acoustique et thermique fixé au-dessus du carter de turbine du turbocompresseur par tout système de fixation comprenant des vis de fixation. Un inconvénient de cette divulgation est que le gradient de température lors du 15 fonctionnement peut entrainer des valeurs de température au niveau de la fixation de l'écran thermique au-delà des limites permises par le cahier des charges. La publication DE-A1-10323731 divulgue un écran thermique disposé au- dessus d'un turbocompresseur, ledit écran est fixation par des pattes de fixation à des éléments du moteur autres que le carter de turbine. 20 Un inconvénient de cette divulgation est que l'écran ne coopère pas avec le carter notamment dans les vibrations dues au fonctionnement du turbocompresseur, ce qui peut engendrer des contacts en fonctionnement entre ladite turbine et ledit écran et nécessiter une augmentation de l'espace libre entre l'écran et ledit carter de turbine. Bref résumé de l'invention 25 Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients et un objet de l'invention est un système de fixation d'un écran à un carter d'un élément du moteur à combustion interne de véhicule automobile.The turbine casings are obtained in a known manner by cast iron for diesel or steel engines for gasoline engines and said bosses cause problems during their manufacture due to the additional material of the boss. Another disadvantage is that the boss is not thermally decoupled from the turbine casing which causes substantially high temperatures at the fixing screw, said temperatures being higher than the limits set in a specification of said turbine casing and fixing of the heat shield. The maintenance of the specifications imposes a significant stiffness on the fastening systems, involving strong thermo-mechanical constraints on the fastening systems and on the first and second parts. The publication FR-A1-2995633 discloses an acoustic and thermal screen fixed above the turbine casing of the turbocharger by any fastening system comprising fixing screws. A disadvantage of this disclosure is that the temperature gradient during operation may result in temperature values at the heat shield attachment beyond the limits permitted by the specification. The publication DE-A1-10323731 discloses a heat shield disposed above a turbocharger, said screen is fastened by fastening tabs to elements of the engine other than the turbine casing. A disadvantage of this disclosure is that the screen does not cooperate with the crankcase in particular in the vibrations due to the operation of the turbocharger, which can cause contacts in operation between said turbine and said screen and require an increase in the free space between the screen and said turbine casing. BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to overcome these disadvantages and an object of the invention is a system for fixing a screen to a casing of an element of the internal combustion engine of a motor vehicle.

La présente invention propose notamment un dispositif de fixation d'un écran à un élément de moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant : -un carter entourant ledit élément de moteur, -une patte de fixation comportant une extrémité supérieure connectée à l'écran, caractérisé en ce que le carter comprend une boursoufflure s'étendant radialement depuis la surface extérieure du carter, ladite boursoufflure comprenant une plateforme destinée à recevoir l'extrémité inférieure opposée de la patte de fixation. De manière avantageuse, le dispositif de fixation de l'écran comprend une patte de fixation rapportée fixée au carter afin de réduire la masse de matière du dispositif.The present invention notably proposes a device for fixing a screen to a motor vehicle internal combustion engine element comprising: a casing surrounding said motor element, a fixing lug comprising an upper end connected to the screen, characterized in that the housing comprises a blister extending radially from the outer surface of the housing, said blister comprising a platform for receiving the opposite lower end of the bracket. Advantageously, the screen attachment device comprises an attached fastening tab fixed to the housing to reduce the mass of material of the device.

Dans ce but, ledit carter une boursoufflure s'étendant radialement depuis la surface extérieure du carter et destinée à recevoir l'extrémité inférieure de ladite patte de fixation. La fabrication du carter est alors simplifiée et ne risque pas de présenter des problèmes de coulabilité lors du moulage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : -la boursoufflure et la patte de fixation sont liées selon une liaison rigide. De manière avantageuse, la boursoufflure permet une liaison rigide avec la patte de fixation et donc avec l'écran tenu par ladite patte. -la patte de fixation comporte une plaque de fixation à l'extrémité inférieure. De manière avantageuse, la patte de fixation comporte une plaque à son extrémité inférieure tournée vers le carter afin d'améliorer la fixation de ladite patte contre la plateforme de la boursoufflure. En effet, ladite plaque est reçue contre la plateforme pour former un contact sensiblement plan entre les deux pièces. -la plateforme présente une épaisseur inférieure à l'épaisseur de ladite plaque de fixation.For this purpose, said housing a blister extending radially from the outer surface of the housing and intended to receive the lower end of said bracket. The manufacture of the casing is then simplified and does not run the risk of casting problems during molding. According to other features of the invention: the blister and the fixing lug are bonded in a rigid connection. Advantageously, the blister allows a rigid connection with the bracket and therefore with the screen held by said tab. the fixing lug comprises a fixing plate at the lower end. Advantageously, the bracket includes a plate at its lower end facing the housing to improve the attachment of said tab against the platform of the blister. Indeed, said plate is received against the platform to form a substantially plane contact between the two parts. the platform has a thickness less than the thickness of said fixing plate.

De manière avantageuse, les caractéristiques mécaniques, notamment l'épaisseur, de la plateforme et de la plaque de la patte de fixation sont sensiblement égales afin d'améliorer la liaison rigide entre les deux pièces. -l'extrémité inférieure du bras de fixation est fixée contre la plateforme par soudure. De manière avantageuse, la liaison rigide est obtenue par soudure entre la plateforme de la boursoufflure et la plaque de patte de fixation. L'épaisseur sensiblement égale de la plateforme et de la plaque facilite la soudure avec une montée en température semblable entre les deux pièces. Brève description des fiqures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 représente une vue de l'écran disposé au-dessus du carter. -la figure 2 représente une vue de côté du dispositif de fixation. -la figure 3 représente une vue de côté du dispositif de fixation. -la figure 4 représente une vue de la boursoufflure selon l'invention.Advantageously, the mechanical characteristics, in particular the thickness, of the platform and the plate of the fixing lug are substantially equal in order to improve the rigid connection between the two parts. the lower end of the fixing arm is fixed against the platform by welding. Advantageously, the rigid connection is obtained by welding between the platform of the blister and the fixing lug plate. The substantially equal thickness of the platform and the plate facilitates welding with a similar rise in temperature between the two parts. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which: FIG. 1 represents a view of the screen arranged above the crankcase. FIG 2 shows a side view of the fixing device. FIG 3 shows a side view of the fixing device. FIG. 4 represents a view of the blister tube according to the invention.

Description détaillée des fiqures Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. Selon la figure 1, un écran thermique 11 est représenté disposé au-dessus d'un turbocompresseur 12 afin de protéger l'environnement autour dudit turbocompresseur.DETAILED DESCRIPTION OF THE FICKS In the following description, like reference numerals designate like or similar parts. According to Figure 1, a heat shield 11 is shown disposed above a turbocharger 12 to protect the environment around said turbocharger.

En effet, les gaz brulés issus de la combustion dans les cylindres du moteur à combustion interne (non représentés) sont repris dans un collecteur d'échappement (non représenté) et amenés directement vers une turbine 14 du turbocompresseur tout en conservant les caractéristiques desdits gaz afin d'améliorer l'efficacité des dispositifs de dépollution (non représentés) agencés en aval du turbocompresseur selon le sens d'écoulement des gaz. La turbine est donc le siège de très hautes températures au contact avec lesdits gaz de même que le carter 15 de ladite turbine. Il convient donc de protéger l'environnement du turbocompresseur 12 et également ledit compresseur par exemple de projections ou fuites éventuelles d'huile pouvant entrer en contact avec le carter de turbine et donc s'enflammer. L'écran thermique 11 est disposé au-dessus du turbocompresseur et il est fixé par au moins un point de fixation 16 à une paroi 17 du carter 15 de la turbine et au moins un point de fixation 13 à un autre élément du moteur qui peut être le carter du bloc moteur. Comme représenté sur les figures 2 et 3, l'écran thermique 11 est tenu à une distance du carter 15 de turbine 14 par une patte de fixation 18 qui s'étend radialement depuis la paroi 17 du carter 15 de turbine. De manière préférentielle, ladite patte de fixation comprend une extrémité supérieure 19 présentant une courbure 21 et entourant un orifice de fixation 22 destiné à accueillir une vis de fixation 23. L'écran thermique est alors fixé contre l'extrémité supérieure 19 par ladite vis de fixation au point de fixation 16. Ladite patte de fixation est fixée à la paroi 17 du carter 15 de turbine de façon rigide par son extrémité inférieure opposée 20 afin d'éviter des déplacements dudit écran thermique 11 par rapport au turbocompresseur 12. L'extrémité inférieure de la patte de fixation tournée vers le carter comporte une plaque 25 présentant une épaisseur pouvant varier entre 1 et 4mm, de manière préférentielle 3mm. La largeur de ladite plaque est comprise entre 10mm et 25 mm, ici elle est de l'ordre de 16 mm.Indeed, the burnt gases from the combustion in the cylinders of the internal combustion engine (not shown) are taken up in an exhaust manifold (not shown) and supplied directly to a turbine 14 of the turbocharger while retaining the characteristics of said gases. to improve the efficiency of the depollution devices (not shown) arranged downstream of the turbocharger in the direction of gas flow. The turbine is therefore the seat of very high temperatures in contact with said gas as well as the casing 15 of said turbine. It is therefore necessary to protect the environment of the turbocharger 12 and also said compressor for example projections or leakage of oil may come into contact with the turbine casing and therefore ignite. The heat shield 11 is disposed above the turbocharger and is fixed by at least one attachment point 16 to a wall 17 of the casing 15 of the turbine and at least one attachment point 13 to another element of the engine which can be the crankcase of the engine block. As shown in Figures 2 and 3, the heat shield 11 is held at a distance from the turbine casing 15 by a bracket 18 which extends radially from the wall 17 of the turbine casing 15. Preferably, said fixing lug comprises an upper end 19 having a curvature 21 and surrounding a fixing orifice 22 intended to receive a fixing screw 23. The heat shield is then fixed against the upper end 19 by said screw fixation at the point of attachment 16. Said fastening tab is fixed to the wall 17 of the turbine casing 15 rigidly by its opposite lower end 20 to prevent displacements of said heat shield 11 relative to the turbocharger 12. The end bottom of the fixing lug facing the casing comprises a plate 25 having a thickness that can vary between 1 and 4 mm, preferably 3 mm. The width of said plate is between 10 mm and 25 mm, here it is of the order of 16 mm.

Le carter 15 de turbine comprend une boursoufflure 24 s'étendant radialement depuis la paroi 17 dudit carter 15. La boursoufflure présente une plate-forme 26 adaptée à recevoir l'extrémité inférieure 20 de la patte de fixation. Ladite plateforme présente une surface 27 sensiblement plane et rectangulaire et une épaisseur 28 sensiblement égale à l'épaisseur de la plaque 25 de la patte de fixation. De manière préférentielle, la largeur de la plateforme est sensiblement supérieure à la largeur de la plaque et la profondeur de la plateforme est inférieure à 10 mm. Dans un mode de réalisation, ladite profondeur est de 5 mm afin de limiter la masse de la boursoufflure et donc du dispositif. Selon un mode de réalisation, la boursoufflure 24 est d'une seule pièce avec le 30 carter 15 de turbine obtenu par moulage, les dimensions réduites de ladite boursoufflure n'entrainant pas de problème de moulage. La plateforme 26 est ensuite obtenue par usinage par exemple de ladite boursoufflure. La plaque 25 en extrémité inférieure 20 de la patte de fixation est ensuite mise en appui contre la surface plane 27 de la plateforme 26 et maintenue en contact. Les deux pièces 25, 26 sont alors soudées l'une à l'autre. La plateforme 26 comportant une épaisseur sensiblement égale à l'épaisseur de la plaque 25 de la patte de fixation, les deux pièces montent en température sensiblement simultanément, ce qui permet une augmentation de température localisée au niveau de la boursoufflure 24 et qui n'est pas susceptible d'entrainer des déformations du carter 15 de turbine. Selon la figure 3, deux cordons 28 de soudure sont déposés selon l'épaisseur de la plaque 25 de la patte de fixation de part et d'autre de ladite plaque. La patte de fixation 18 n'est alors solidaire thermiquement du carter 15 de turbine que par les cordons de soudure, la chaleur passant par lesdits cordons. La température au niveau du point de fixation 16 en extrémité supérieure de ladite patte peut alors rester en-dessous des limites de température fixées. L'objectif de l'invention est atteint par ce dispositif de fixation qui permet de réduire la masse du dispositif, d'avoir une fixation rigide, d'améliorer le processus d'obtention par moulage du carter de turbine et de contenir la température au niveau de fixation 16 en-deçà de limites fixées.20The turbine housing 15 includes a blister 24 extending radially from the wall 17 of said housing 15. The blister has a platform 26 adapted to receive the lower end 20 of the bracket. Said platform has a substantially flat and rectangular surface 27 and a thickness 28 substantially equal to the thickness of the plate 25 of the bracket. Preferably, the width of the platform is substantially greater than the width of the plate and the depth of the platform is less than 10 mm. In one embodiment, said depth is 5 mm in order to limit the mass of the blister and therefore the device. According to one embodiment, the blister 24 is in one piece with the turbine casing 15 obtained by molding, the reduced dimensions of said blister not causing any molding problem. The platform 26 is then obtained by machining, for example, said blister. The plate 25 at the lower end 20 of the bracket is then pressed against the flat surface 27 of the platform 26 and kept in contact. The two parts 25, 26 are then welded to each other. The platform 26 having a thickness substantially equal to the thickness of the plate 25 of the bracket, the two parts rise in temperature substantially simultaneously, which allows a localized temperature increase at the level of the blister 24 and which is not not likely to cause deformation of the turbine casing 15. According to Figure 3, two weld seams 28 are deposited according to the thickness of the plate 25 of the bracket on either side of said plate. The fastening lug 18 is then thermally secured to the turbine casing 15 only by the welding beads, the heat passing through said cords. The temperature at the attachment point 16 at the upper end of said tab can then remain below the set temperature limits. The object of the invention is achieved by this fixing device which makes it possible to reduce the mass of the device, to have a rigid fixation, to improve the process of obtaining by molding the turbine casing and to contain the temperature at fixing level 16 below set limits.20

Claims

REVENDICATIONS1. Device (10) for fixing a screen (11) to a motor vehicle internal combustion engine element (12) comprising: a housing (15) surrounding said motor element, a fixing lug (18) comprising an upper end (19) connected to the screen, characterized in that the housing (15) comprises a blister (24) extending from the outer surface of the housing, said blower comprising a platform (26) for receiving the lower end (20) opposite the fixing lug.

2. Fixing device according to claim 1, characterized in that the blister (24) and the bracket (18) are bonded to each other in a rigid connection.

3. Fastening device according to claim 1 or 2, characterized in that the fixing lug (18) comprises a fixing plate (25) at the lower end.

4. Fixing arrangement according to claim 3, characterized in that the platform (26) has a thickness less than the thickness of said fixing plate (25).

5. Fixing arrangement according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the lower end (20) of the bracket (18) is fixed against the platform (26) by welding.25.