FR3068086B1 - Compresseur electrique avec trou d'event - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un compresseur électrique (1) comportant un arbre (13) entrainé en rotation par un moteur (11) électrique par l'intermédiaire de roulements (16), l'arbre entrainant en rotation une roue de compresseur (14), le compresseur comportant une plaque (141) arrière de roue (14) disposée entre la roue (14) et le moteur (11) électrique, Et comportant un trou d'évent (31) disposé à une distance d mesurée entre la surface de la plaque (141) arrière et la surface du trou d'évent (31) comprise entre 0.5 et 5 mm.

Description

COMPRESSEUR ELECTRIQUE AVEC TROU D'EVENT
La présente invention concerne le domaine des compresseurs électriques, et plus particulièrement un compresseur électrique de suralimentation avec un trou d'évent.
Dans le cadre de l'invention, un compresseur électrique est un dispositif, utilisé pour suralimenter un moteur thermique, fonctionnant avec un moteur électrique.
Le compresseur électrique est placé sur la ligne d'admission d'air d'un moteur à combustion interne, en complément par exemple d'un turbocompresseur. Le compresseur électrique joue le même rôle que le turbocompresseur, à savoir augmenter la pression d'admission des gaz frais dans le moteur, mais est utilisé notamment lors des phases transitoires pour palier aux problèmes de temps de réponse du turbocompresseur.
Afin de protéger le moteur électrique et ses roulements d'un air pouvant contenir différents polluants (huile, gaz de recirculation...), un système d'étanchéité dynamique est mis en place entre la roue du compresseur et le moteur électrique. Ce système est composé de deux segments. Un trou d'évent, connu de la demande de brevet UK1312334.4, est ajouté entre les deux segments, afin d'éviter l'accumulation des éventuels polluants qui auraient traversé le premier segment. Pour plus d'efficacité, le trou d'évent est relié à l'entrée du turbocompresseur par l'intermédiaire d'une durite ce qui permet de créer une légère dépression afin de purger le trou d'évent.
Une des problèmes des trous d'évent aujourd'hui provient du fait qu'ils sont dimensionnés sans prendre ne compte les éléments les entourant. Ils ne sont donc pas optimiser et sont encombrants.
La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en proposant un compresseur électrique avec trou d'évent dont l'encombrement est optimiser.
Pour cela la présente invention propose un compresseur électrique comportant un arbre entraîné en rotation par un moteur électrique par l'intermédiaire de roulements, l'arbre entraînant en rotation une roue de compresseur, le compresseur comportant une plaque arrière de roue disposée entre la roue et le moteur électrique, comportant un trou d'évent disposé à une distance d mesurée entre la surface de la plaque arrière et la surface du trou d'évent comprise entre 0.5 et 5 mm.
Selon un mode de réalisation, une face arrière de la roue de compresseur à une forme plane et la plaque arrière à une forme plane.
Selon un mode de réalisation, la distance d est mesurée en tout point entre la surface de la plaque arrière et le trou d'évent.
Selon un mode de réalisation, une face arrière de la roue de compresseur à une forme convexe et la plaque arrière à une forme convexe.
Selon un mode de réalisation, la distance d est mesurée entre l'extrémité extérieure de la plaque arrière et le trou d'évent.
Selon un mode de réalisation, une face arrière de la roue de compresseur à une forme concave et la plaque arrière à une forme concave.
Selon un mode de réalisation, la distance d est mesurée entre la surface la plus bombée de la plaque arrière et le trou d'évent.
Selon un mode de réalisation, le compresseur est un compresseur électrique de suralimentation de moteur thermique ou pile à combustible.
Selon un mode de réalisation, le moteur électrique étant un moteur à réluctance ou à aimant permanent. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique montrant un système moteur intégrant un compresseur selon l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un compresseur selon l'invention, - la figure 3 est une représentation schématique d'une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un compresseur selon l'invention, - la figure 4 est une représentation schématique d'une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation d'un compresseur selon l'invention.
La présente invention concerne un compresseur électrique comportant un trou d'évent.
Dans le cadre de l'invention, on entend par compresseur électrique, un compresseur d'air, volumétrique ou non et par exemple centrifuge ou radial, entraîné par un moteur électrique, dans le but de suralimenter un moteur thermique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur asynchrone à courant continue ou alternatif, ou tout type de moteur électrique du même type.
Plus précisément, selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à réluctance variable (également appelée machine SRM pour Switched Réluctance Motor selon la terminologie anglaise).
Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à aimants permanents. L'ensemble 100 moteur concerné, illustré sur la figure 1 comprend au moins un moteur 1 thermique à combustion interne de véhicule automobile et un compresseur électrique 9.
Ce moteur 1 comporte une chambre de combustion comportant une pluralité de cylindres, par exemple compris entre deux et huit, destinée à recevoir un mélange de comburant et de carburant, et par exemple l'essence ou le diesel comme carburant et de l'air pur ou un mélange air/gaz de recirculation comme comburant.
La combustion dans les cylindres génère le travail du moteur 1. Le fonctionnement du moteur 1 est classique : les gaz sont admis dans la chambre de combustion, y sont comprimés, brûlés puis expulsés sous forme de gaz d'échappement.
Plus précisément, la figure 1 illustre un système pour moteur à combustion interne avec trois cylindres 1 associé à un dispositif 3 pour l'alimentation en gaz d'admission conformément à une réalisation de l'invention.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'alimentation 3 (marquée par une ligne pointiliée) comprend un turbocompresseur 5.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'alimentation 3 comprend une vanne de recirculation des gaz d'échappement 6.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'alimentation 3 comprend un refroidisseur d'air de suralimentation 7.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'alimentation 3 comprend un compresseur électrique 9 et une vanne 10 de dérivation du compresseur.
Le turbocompresseur 5 est alimenté par les gaz d'échappement du moteur 1 et par de l'air arrivant par une entrée d'air 8. Une partie des gaz d'échappement est recyclé à l'entrée du moteur 1 par l'intermédiaire d'une vanne 6 de recirculation des gaz d'échappement.
Les gaz issus du compresseur du turbocompresseur 5 sont ensuite refroidis par le refroidisseur 7 puis alimentent le compresseur électrique 9.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention non illustrée, le refroidisseur est disposé en aval du compresseur électrique 9. Le compresseur électrique 9 compresse les gaz issus du turbocompresseur 5 et alimente le moteur 1.
Le compresseur électrique 9, illustré figure 2 à 4, comprend un moteur électrique 11, et des roulements 16. Le moteur 11 électrique permet la mise en rotation d'un arbre 13 du compresseur électrique via les roulements 16. L'arbre 13 entraîne ainsi en rotation la roue 14 du compresseur 9. Plus précisément une extrémité de l'arbre 13 est entraînée en rotation par le moteur 11 électrique, et une autre extrémité de l'arbre 13 entraîne en rotation la roue 14 du compresseur. La partie intermédiaire de l'arbre 13 est protégé par le corps 17 de compresseur.
Selon un mode de réalisation, cette partie intermédiaire de l'arbre comporte un organe d'étanchéité dynamique. Cet organe est formé d'un premier segment d'étanchéité 29a positionné du coté de la roue du compresseur et d'un deuxième segment d'étanchéité 29b positionné du coté des roulements 16. Ces segments ont pour rôle de protéger les roulements de la pollution pouvant provenir de la roue du compresseur.
Dans le cadre de l'invention, le compresseur comporte un trou d'évent 31. Le trou d'évent 31 est formé par évidemment du corps du compresseur 9.
Selon un mode de réalisation, le trou d'évent 31 est positionné par une extrémité 37 entre les deux segments afin d'éviter l'accumulation des éventuels polluants qui auraient traversé le premier segment 29a. Selon un mode de réalisation de l'invention, pour plus d'efficacité, le trou d'évent 31 est relié à l'entrée du turbocompresseur. Selon un mode de réalisation, le trou d'évent 31 est rélié au turbocompresseur par exemple par l'intermédiaire d'une durite ce qui permet de créer une légère dépression afin de purger le trou d'évent. Le trou d'évent 31 traverse ainsi une partie du compresseur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le trou d'évent 31, plus précisément le circuit du trou d'évent, se prolonge en dehors du compresseur.
Le trou d'évent 31 permet ainsi d'éviter la pollution des roulements 16 en permettant l'évacuation des polluants.
Le compresseur 9 comporte une plaque 141 arrière de roue (également appelée front plate selon la terminologie anglaise). Cette plaque 141 est disposée entre la roue 14 et le moteur 11 électrique. Plus précisément, cette plaque 141 est disposée entre la face 142 arrière de la roue 14 du compresseur 9 et le moteur électrique ou le roulement 16.
Dans le cadre de l'invention, la plaque 141 arrière est disposée contre la roue 14 du compresseur 9. La plaque 141 arrière a ainsi une forme complémentaire de celle de la face 142 arrière de la roue 14 du compresseur 9.
Selon une première variante de l'invention illustrée figure 2, la face 142 arrière de la roue 14 de compresseur 9 à une forme plane. Dans ce cas, la plaque 141 arrière à également une forme 144 plane.
Selon une première variante de l'invention illustrée figure 3, la face 142 arrière de la roue 14 de compresseur 9 à une forme convexe. Dans ce cas, la plaque 141 arrière à également une forme 145 convexe.
Selon une première variante de l'invention illustrée figure 4, la face 142 arrière de la roue 14 de compresseur 9 à une forme concave. Dans ce cas, la plaque 141 arrière à également une forme 146 concave.
Dans le cadre de l'invention, les termes plane, convexe et concave sont définis par rapport à l'axe X de l'arbre 13 du compresseur 9. Plus précisément, la surface plane est une surface perpendiculaire à l'axe X, la surface convexe est une surface convexe par rapport à l'axe X, et la surface concave est la surface concave par rapport à l'axe X.
Afin d'optimiser la compacité du compresseur 9, l'invention prévoit que le trou d'évent 31 du compresseur selon l'invention, soit disposé de façon à respecter une distance d prédéterminée par rapport à la surface de la plaque 141 arrière orientée vers le trou d'évent 31. La distance d est mesurée entre la surface de la plaque 141 arrière et la surface du trou d'évent 31.
Dans le cadre de l'invention cette distance d est comprise entre 0.5 et 5 mm.
Cette distance d est définie de façon à maintenir une épaisseur de matière du corps suffisante pour ne pas avoir de fuite du trou d'évent 31.
Selon la première variante de l'invention, le trou d'évent 31 est parallèle à la plaque 141 arrière. La distance d est ainsi mesurée en tout point entre la surface de la plaque 141 arrière.
Selon un mode de réalisation de cette variante, Le trou d'évent 31 est parallèle à la plaque 141 de la roue du compresseur. Plus précisément, le trou d'évent 31 est orienté de façon à ce que l'angle Al, mesuré entre la plaque (141) arrière et le trou d'évent (31), entre l'axe T du trou d'évent et l'axe X de l'arbre (13) forme un angle Al égale à 90 degrés.
Selon la deuxième variante de l'invention, la distance d est mesurée entre l'extrémité extérieure de la plaque 141 arrière et le trou d'évent 31.
Selon un mode de réalisation de cette variante, le trou d'event est orienté vers la roue compresseur. Plus précisément le trou d'évent 31 est orienté de façon à ce que l'angle A2, mesuré entre la plaque 141 arrière et le trou d'évent 31, entre l'axe T du trou d'évent et l'axe X de l'arbre (13) forme un angle A2 est inférieur à 90 degrés.
Selon la troisième variante de l'invention, la distance d est mesurée entre la surface la plus bombée de la plaque 141 arrière et le trou d'évent 31.
Selon un mode de réalisation de cette variante, le trou d'évent 31 est orienté vers la roue compresseur. Plus précisément le trou d'évent 31 est orienté de façon à ce que l'angle A3, mesuré entre la plaque 141 arrière et le trou d'évent 31, entre l'axe T du trou d'évent et l'axe X de l'arbre 13 forme un angle A3 est supérieur à 90 degrés. D'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Notamment, d'autres formes de roues sont envisageables. Dans tout les cas la plaque arrière suit la forme de la roue sans avoir une forme totalement complémentaire.
Le compresseur selon l'invention, est ainsi disposé de façon à protéger les roulements, et également le moteur électrique, contre des polluants tels que de l'huile, des gaz de recirculation ou tous autres polluants tout en minimisant la taille du compresseur.
La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Compresseur électrique (1) comportant un arbre (13) entraîné en rotation par un moteur (11) électrique par l'intermédiaire de roulements (16), l'arbre entraînant en rotation une roue de compresseur (14), le compresseur comportant une plaque (141) arrière de roue (14) disposée entre la roue (14) et le moteur (11) électrique, caractérisé en ce qu'il comporte un trou d'évent (31) disposé à une distance d mesurée entre la surface de la plaque (141) arrière et la surface du trou d'évent (31) comprise entre 0.5 et 5 mm.
  2. 2. Compresseur (1) selon une la revendication 1, dans lequel une face (142) arrière de la roue (14) de compresseur (9) à une forme plane et la plaque (141) arrière à une forme (144) plane.
  3. 3. Compresseur (1) selon la revendication 2, dans lequel la distance d est mesurée en tout point entre la surface de la plaque 141 arrière et le trou d'évent (31).
  4. 4. Compresseur (1) selon la revendication 1, dans lequel une face (142) arrière de la roue (14) de compresseur (9) à une forme convexe et la plaque (141) arrière à une forme (144)convexe.
  5. 5. Compresseur (1) selon la revendication 4, dans lequel la distance d est mesurée entre l'extrémité extérieure de la plaque (141) arrière et le trou d'évent (31).
  6. 6. Compresseur (1) selon la revendication 1, dans lequel une face (142) arrière de la roue (14) de compresseur (9) à une forme concave et la plaque (141) arrière à une forme (144)concave.
  7. 7. Compresseur (1) selon la revendication 6, dans lequel la distance d est mesurée entre la surface la plus bombée de la plaque (141) arrière et le trou d'évent (31).
  8. 8. Compresseur (1) selon une des revendications 1 à 7, dans lequel le compresseur est un compresseur électrique de suralimentation de moteur thermique ou pile à combustible.
  9. 9. Compresseur (1) selon une des revendications 1 à 8, le moteur (10) électrique étant un moteur à réluctance ou à aimant permanent.
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