FR3075265A1 - Ensemble moteur comprenant un alternateur relie a un turbocompresseur - Google Patents

Ensemble moteur comprenant un alternateur relie a un turbocompresseur Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un ensemble moteur (1) comprenant un alternateur (9) comportant un rotor (10), in turbocompresseur (5) comportant une partie compresseur équipée d'une roue de compresseur (6), une partie turbine équipée d'une roue de turbine (7), la roue de turbine (6) et la roue de compresseur (6) étant reliées par un arbre de rotation (8) commun, caractérisé en ce que l'arbre de rotation (8) se prolonge du turbocompresseur (5) et le rotor (10) de l'alternateur (9) est relié à ce prolongement.

Description

La présente invention se rapporte au domaine des moteurs thermiques équipés de turbocompresseur. L’invention concerne plus particulièrement un ensemble moteur comprenant un alternateur relié à un turbocompresseur.
Les nouvelles motorisations doivent répondre à une problématique de plus en plus contraignante, notamment à des limites réglementaires d’émissions de polluants et des émissions de CO2 de plus en plus sévères.
Ces contraintes nous poussent à optimiser le moteur thermique dans son fonctionnement, et ce, pour toutes ses phases de vie.
On connaît du document US2008/0121218 A1 un turbocompresseur comprenant un générateur électrique avec un rotor disposé sur l’arbre de rotation du turbocompresseur, entre la turbine et le compresseur. Une telle architecture nécessite une profonde modification du turbocompresseur, à un endroit plutôt dédié à la lubrification de l’arbre de rotation du turbocompresseur.
Un but de la présente invention est de proposer une solution qui évite de modifier la conception de la zone comprise entre la turbine et le compresseur.
Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un ensemble moteur comprenant : -un alternateur comportant un rotor,
-un turbocompresseur comportant une partie compresseur équipée d’une roue de compresseur, une partie turbine équipée d’une roue de turbine, la roue de turbine et la roue de compresseur étant reliées par un arbre de rotation commun,
De plus, l”arbre de rotation se prolonge du turbocompresseur et le rotor de l’alternateur est relié à ce prolongement.
L’effet technique est un agencement simple entre le turbocompresseur et l’alternateur qui ne nécessite pas de modification de conception du turbocompresseur dans l’espace compris entre la partie turbine et la partie compresseur.
Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons :
Dans une variante, l’arbre de rotation se prolonge de la partie compresseur.
Dans une autre variante, l’arbre de rotation se prolonge de la partie turbine.
Selon une réalisation, le rotor de l’alternateur est relié au prolongement de l’arbre de rotation par l’intermédiaire de moyens de réduction de régime de rotation.
Selon une réalisation, l’ensemble moteur comprend un moteur thermique équipé d’un vilebrequin comportant une poulie, cette poulie étant reliée par des moyens de transmission de mouvement à une poulie équipant le rotor de l’alternateur, et en ce qu’il comprend encore des moyens de débrayage en rotation de la poulie équipant le rotor par rapport à ce rotor.
Selon une réalisation, l’ensemble moteur comprend des moyens de commande des moyens de débrayage configurés pour embrayer la poulie avec le rotor dans le cas où, le moteur étant en fonctionnement, celui-ci est à son régime de ralenti ou qu’aucune demande de couple moteur autre que celle permettant de maintenir le moteur à son régime de ralenti est en cours et pour débrayer la poulie du rotor lorsqu’une demande de couple moteur autre que celle permettant de maintenir le moteur à son régime de ralenti, est en cours.
Selon une réalisation, l’ensemble moteur comprend des moyens de débrayage en rotation de l’arbre de rotation par rapport au rotor.
Selon une réalisation, les moyens de commande sont configurés pour embrayer l’arbre de rotation avec le rotor lorsque la poulie est débrayée du rotor.
L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un ensemble moteur selon l’une quelconque des variantes précédemment décrites.
D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence à la figure 1 qui est une représentation schématique d’un ensemble moteur de l’invention.
La figure 1 présente un ensemble moteur 1 comprenant un moteur thermique 2. Le moteur thermique peut être un moteur à allumage commandé ou un moteur à allumage par compression.
Le moteur thermique 2 est relié à une ligne 3 d’admission d’air et une ligne 4 d’échappement des gaz brûlés.
Un turbocompresseur 5 équipe ce moteur thermique 2. Ce turbocompresseur 5 comprend une partie compresseur équipée d’une roue de compresseur 6, une partie turbine équipée d’une roue de turbine 7, la roue de turbine 6 et la roue de compresseur 6 étant reliées par un arbre de rotation 8 commun. La partie compresseur est disposée sur la ligne 3 d’admission d’air tandis que la partir turbine est disposée sur la ligne 4 d’échappement.
L’ensemble moteur comprend encore un alternateur 9 pour produire du courant, cet alternateur comprenant un rotor 10.
Conformément à l’invention, l’arbre de rotation 8 se prolonge du turbocompresseur 5 et le rotor 10 de l’alternateur 9 est relié à ce prolongement. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, l’arbre de rotation 8 se prolonge de la partie turbine, mais en variante, en fonction des contraintes d’agencement de l’alternateur 10 par rapport au turbocompresseur 5, l’arbre de rotation 8 peut se prolonger de la partie compresseur. Une telle architecture requiert une simple modification du carter de turbocompresseur pour y aménager un passage pour le prolongement de l’arbre 8 de rotation.
L’ensemble moteur 1 peut comprendre encore des moyens 11 de réduction de régime de rotation disposés entre l’arbre de rotation 8 et le rotor 10 de l’alternateur 9, pour adapter le régime de rotation de l’alternateur 9 à celui du turbocompresseur 5.
Comme illustré sur la figure 1, le moteur thermique 2 est équipé d’un vilebrequin 15. Ce vilebrequin comporte à son extrémité une poulie 16.
Cette poulie est reliée par des moyens 17 souples de transmission de mouvement, par exemple une courroie ou une chaîne, à une poulie 18 équipant le rotor 10 de l’alternateur
9. Il est encore prévu de disposer des moyens 19 de débrayage en rotation de la poulie 18 équipant le rotor 10 par rapport à ce rotor 10.
Ces moyens 19 de débrayage sont pilotés par des moyens 20 de commande, ces moyens de commande étant ici configurés pour embrayer la poulie 18 avec le rotor 10 dans le cas où, le moteur étant en fonctionnement, celui-ci est à son régime de ralenti ou qu’aucune demande de couple moteur autre que celle permettant de maintenir le moteur à son régime de ralenti, est en cours et pour débrayer la poulie 18 du rotor 10 lorsqu’une demande de couple moteur autre que celle permettant de maintenir le moteur à son régime de ralenti, est en cours. Ainsi lorsque la poulie 18 est débrayée l’alternateur est utilisé pour produire de l’énergie électrique à partir de la rotation de la turbine du turbocompresseur, sans prélever de l’énergie au niveau du vilebrequin.
L’ensemble moteur peut encore comprendre des moyens 21 de débrayage en rotation de l’arbre 8 par rapport au rotor 10. On peut ainsi prévoir de piloter ces moyens 21 de débrayage par les moyens 20 de commande de sorte à embrayer l’arbre 8 de rotation avec le rotor 10 lorsque la poulie 18 est débrayée du rotor 10 et donc de débrayer l’arbre 8 de rotation avec le rotor 10 lorsque la poulie 18 est embrayée avec le rotor 10.
Un tel ensemble moteur peut équiper un véhicule automobile, pour en augmenter son rendement global de fonctionnement.
L’invention permet de récupérer sous forme d’énergie électrique, l’énergie dissipée dans la ligne 4 d’échappement, ce que permet de réduire la consommation de carburant et les émissions polluantes.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Ensemble moteur (1 ) comprenant :
    -un alternateur (9) comportant un rotor (10),
    -un turbocompresseur (5) comportant une partie compresseur équipée d’une roue de compresseur (6), une partie turbine équipée d’une roue de turbine (7), la roue de turbine (6) et la roue de compresseur (6) étant reliées par un arbre de rotation (8) commun, caractérisé en ce que l’arbre de rotation (8) se prolonge du turbocompresseur (5) et le rotor (10) de l’alternateur (9) est relié à ce prolongement.
  2. 2. Ensemble moteur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’arbre de rotation (8) se prolonge de la partie compresseur.
  3. 3. Ensemble moteur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’arbre de rotation (8) se prolonge de la partie turbine.
  4. 4. Ensemble moteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rotor (10) de l’alternateur (9) est relié au prolongement de l’arbre de rotation (8) par l’intermédiaire de moyens (11) de réduction de régime de rotation.
  5. 5. Ensemble moteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un moteur thermique (2) équipé d’un vilebrequin (15) comportant une poulie (16), cette poulie étant reliée par des moyens (17) de transmission de mouvement à une poulie (18) équipant le rotor (10) de l’alternateur (9), et en ce qu’il comprend encore des moyens (19) de débrayage en rotation de la poulie (18) équipant le rotor (10) par rapport à ce rotor (10).
  6. 6. Ensemble moteur (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens (20) de commande (19) des moyens de débrayage configurés pour embrayer la poulie (18) avec le rotor (10) dans le cas où, le moteur (1) étant en fonctionnement, celui-ci est à son régime de ralenti ou qu’aucune demande de couple moteur autre que celle permettant de maintenir le moteur à son régime de ralenti est en cours et pour débrayer la poulie (18) du rotor (10) lorsqu’une demande de couple moteur autre que celle permettant de maintenir le moteur à son régime de ralenti, est en cours.
  7. 7. Ensemble moteur (1) selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens (21) de débrayage en rotation de l’arbre (8) de rotation par rapport au rotor (10).
  8. 8. Ensemble moteur (1) selon la revendication 7 et la revendication 6, caractérisé en 5 ce que les moyens (20) de commande sont configurés pour embrayer l’arbre (8) de rotation avec le rotor (10) lorsque la poulie (18) est débrayée du rotor (10).
  9. 9. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble moteur selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes.
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