FR3087851A1 - Circuit d'admission pour moteur a combustion interne comportant un compresseur de suralimentation - Google Patents

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Abstract

L'invention porte sur un circuit d'admission (5) pour moteur à combustion interne (1) comprenant un premier compresseur de suralimentation (2), un deuxième compresseur de suralimentation (3) agencé dans le circuit d'admission (5) en aval du premier compresseur de suralimentation (2), un échangeur thermique (4) apte à refroidir les gaz, le circuit d'admission comprenant, en aval du premier compresseur, un système de canalisations et de vannes (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) dans lequel les vannes sont configurées pour être ouvertes ou fermées afin de mettre sélectivement l'échangeur thermique (4) en aval ou en amont du deuxième compresseur (3).

Description

Circuit d'admission pour moteur à combustion interne comportant un compresseur de suralimentation L'invention porte sur un circuit d'admission pour moteur à combustion interne permettant l'amélioration du fonctionnement du moteur en modifiant la position d'un refroidisseur d'air de suralimentation par rapport à un compresseur de suralimentation dans le circuit d'admission du moteur.
Il est connu d'utiliser un refroidisseur d'air de suralimentation pour refroidir les gaz après un compresseur dans le circuit d'admission d'un moteur thermique.
Ce type de refroidisseur d'air de suralimentation est utilisé en sortie du compresseur d'un turbocompresseur comme en sortie d'un compresseur de suralimentation tel qu'un compresseur de suralimentation électrique ou un compresseur de suralimentation entrainé mécaniquement par le moteur thermique.
Pour améliorer les performances des moteurs thermiques il est connu d'utiliser plusieurs compresseurs en série dans le circuit d'admission des moteurs thermiques.
Par exemple dans le cas de l'utilisation de deux compresseurs en série, il est possible de positionner un refroidisseur d'air de suralimentation en aval du premier compresseur et en amont du second compresseur.
Il est également possible de positionner le refroidisseur d'air de suralimentation en aval du second compresseur.
Ces deux positions pour le refroidisseur d'air de suralimentation présentent des avantages et des inconvénients.
Une position de refroidisseur d'air de suralimentation en aval du second compresseur est intéressante en régime stationnaire car elle permet d'abaisser la température des gaz à l'admission, ce qui améliore les performances du moteur thermique.
Une position de refroidisseur d'air de suralimentation en aval du premier compresseur et en amont du second compresseur de suralimentation est intéressante en régime transitoire car elle permet de réduire la distance entre le second compresseur et l'admission du moteur thermique.
Cette position permet également d'améliorer l'efficacité du second compresseur parce qu'elle permet de réduire la température à l'entrée du second compresseur.
Les avantages et inconvénients de ces deux positions pour le refroidisseur d'air de suralimentation sont mentionnés par Audi lors de la conférence sur la suralimentation de Dresde en 2016 dans un papier dont le titre est « Thermodynamische Potentialanalyse der Ladeluftstrecke für ein teilelektrifiziertes Hochaufladungskonzept am R4-Ottomotor ».
Pour bénéficier des avantages de ces positions de refroidisseur d'air de suralimentation, il est connu d'utiliser deux refroidisseurs d'air de suralimentation.
Un premier refroidisseur d'air de suralimentation est positionné en aval du premier compresseur et en amont du second compresseur.
Le second refroidisseur d'air de suralimentation et positionné en aval du second compresseur.
Cette architecture est présentée dans le papier d'Audi cité précédemment.
2 Elle est également présentée dans la demande de brevet américain US 2018/0016967 Al qui présente un circuit d'admission dans lequel un premier refroidisseur d'air de suralimentation est installé dans le circuit d'admission en aval de la roue de compresseur d'un turbo compresseur et en amont d'un compresseur de suralimentation électrique.
Un second 5 refroidisseur d'air de suralimentation est installé en aval du compresseur de suralimentation électrique.
Des circuits de dérivation équipée de vannes permettent de désactiver chacun de ces deux refroidisseurs d'air de suralimentation.
Ces deux refroidisseurs d'air de suralimentation présentent les inconvénients d'être couteux et encombrants.
10 La présente invention vise à supprimer tout ou partie de ces inconvénients.
L'invention porte sur un circuit d'admission pour moteur à combustion interne comprenant un premier compresseur de suralimentation, un deuxième compresseur de suralimentation agencé dans le circuit d'admission en aval du premier compresseur de suralimentation, un échangeur thermique apte à refroidir les gaz, le circuit d'admission comprenant, en aval du 15 premier compresseur, un système de canalisations et de vannes dans lequel les vannes sont configurées pour être ouvertes ou fermées afin de mettre sélectivement l'échangeur thermique en aval ou en amont du deuxième compresseur.
Ainsi il est possible d'obtenir les avantages précités d'abaissement de la température des gaz à l'admission en régime stationnaire et de rapprochement de l'échangeur thermique et du 20 second compresseur de suralimentation en régime transitoire à l'aide d'un seul échangeur thermique.
Selon une caractéristique supplémentaire, les vannes sont configurées pour déconnecter l'échangeur thermique du reste du circuit d'admission.
Selon un premier mode réalisation : 25 - l'ensemble de vannes comprend un premier dispositif de vannage et un deuxième dispositif de vannage, une première vanne d'arrêt et une deuxième vanne d'arrêt, - le premier compresseur de suralimentation comprend une entrée et une sortie pour les gaz, - le deuxième compresseur de suralimentation comprend une entrée et une sortie pour les gaz, 30 - l'échangeur thermique comprend une première entrée/sortie et une deuxième entrée sortie, le premier dispositif de vannage étant configuré pour : - dans une première position, relier la sortie du premier compresseur de suralimentation à l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation et bloquer l'écoulement du gaz entre 3 la deuxième entrée/sortie de l'échangeur thermique et l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation, - dans une deuxième position, relier la deuxième entrée/sortie de l'échangeur thermique et l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation et bloquer l'écoulement du gaz entre 5 la sortie du premier compresseur de suralimentation et l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation, le deuxième dispositif de vannage étant configuré pour : - dans une première position, relier la sortie du deuxième compresseur de suralimentation à la première entrée/sortie de l'échangeur thermique et bloquer l'écoulement du gaz entre la 10 sortie du deuxième compresseur de suralimentation et l'admission du moteur thermique, - dans une deuxième position, bloquer l'écoulement du gaz entre la sortie du deuxième compresseur de suralimentation à la première entrée/sortie de l'échangeur thermique et relier la sortie du deuxième compresseur de suralimentation et l'admission du moteur thermique, 15 la première vanne d'arrêt étant configurée pour : - dans une première position, bloquer l'écoulement des gaz entre la sortie du premier compresseur de suralimentation et la première entrée/sortie de l'échangeur thermique, - dans une deuxième position, relier la sortie du premier compresseur de suralimentation et la première entrée/sortie de l'échangeur thermique, 20 la deuxième vanne d'arrêt étant configurée pour : - dans une première position, relier la deuxième entrée/sortie de l'échangeur thermique et l'admission du moteur thermique, - dans une deuxième position, bloquer l'écoulement des gaz entre la deuxième entrée/sortie de l'échangeur thermique et l'admission du moteur thermique 25 de manière à ce que lorsque le premier dispositif de vannage est positionné dans sa première position, le deuxième dispositif de vannage est positionné dans sa première position, la première vanne d'arrêt est positionnée dans sa première position, et la deuxième vanne d'arrêt est positionnée dans sa première position, l'échangeur thermique est en aval du deuxième compresseur de suralimentation, et 30 lorsque le premier dispositif de vannage est positionné dans sa deuxième position, le deuxième dispositif de vannage est positionné dans sa deuxième position, la première vanne d'arrêt est positionnée dans sa deuxième position, et la deuxième vanne d'arrêt est positionnée dans sa deuxième position, l'échangeur thermique est en aval du deuxième compresseur de suralimentation.
4 En positionnant le premier dispositif de vannage dans sa première position, le deuxième dispositif de vannage dans sa deuxième position, la première vanne d'arrêt dans sa première position, il est également possible de faire faire en sorte que les gaz ne circulent pas dans l'échangeur thermique.
5 Selon une caractéristique supplémentaire du premier mode réalisation, le premier dispositif de vannage est une première vanne trois voies.
L'utilisation de vannes trois voies permet une simplification du circuit d'admission en réduisant le nombre de vannes et de points de raccordement.
En effet une vanne trois voies permet de remplacer deux vannes deux voies.
Cette simplification est une potentielle source 10 de réduction de l'encombrement et du coût du circuit d'admission.
Selon une caractéristique supplémentaire du premier mode réalisation, le deuxième dispositif de vannage est une deuxième vanne trois voies.
Selon une caractéristique supplémentaire du premier mode de réalisation le circuit d'admission comprend un turbocompresseur auquel appartient le premier compresseur de 15 suralimentation.
Dans un second mode de réalisation : - l'ensemble de vannes comprend une première vanne quatre voies et une deuxième vanne quatre voies, une canalisation de liaison reliant une voie de la première vanne quatre voies à une voie de la deuxième vanne quatre voies, 20 - le premier compresseur de suralimentation comprend une entrée et une sortie pour les gaz, - le deuxième compresseur de suralimentation comprend une entrée et une sortie pour les gaz, - l'échangeur thermique comprend une première entrée/sortie et une deuxième entrée/sortie, 25 la première vanne quatre voies étant configurée pour : - dans une première position, relier la sortie du premier compresseur de suralimentation à l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation et relier la première entrée/sortie de l'échangeur thermique à la canalisation de liaison, - dans une deuxième position, relier la sortie du premier compresseur de suralimentation à la 30 première entrée/sortie de l'échangeur thermique et relier l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation à la canalisation de liaison, la deuxième vanne quatre voies étant configurée pour : 5 - dans une première position, relier la canalisation de liaison à l'admission du moteur thermique, et relier la sortie du deuxième compresseur électrique de suralimentation à la deuxième entrée/sortie de l'échangeur thermique, - dans une deuxième position, relier la canalisation de liaison à la deuxième entrée/sortie de 5 l'échangeur thermique, et relier la sortie du deuxième compresseur électrique de suralimentation l'admission du moteur thermique, de manière à ce que lorsque la première vanne quatre voies est positionnée dans sa première position et la deuxième vanne quatre voies est positionnée dans sa première position, l'échangeur thermique est en aval du deuxième compresseur de suralimentation et, 10 lorsque la première vanne quatre voies est positionnée dans sa deuxième position et la deuxième vanne quatre voies est positionnée dans sa deuxième position, l'échangeur thermique est en amont du deuxième compresseur de suralimentation.
Il est également possible de positionner la première vanne quatre voies dans sa première position et la deuxième vanne quatre voies dans sa deuxième position pour que les gaz ne 15 circulent pas dans l'échangeur thermique.
Cela peut permettre, quand le moteur est froid d'accélérer sa montée en température.
Selon une caractéristique supplémentaire du deuxième mode de réalisation, la première vanne quatre voies et la deuxième vanne quatre voies sont entraînées par un actionneur unique.
20 L'utilisation d'un actionneur unique permet de positionner l'échangeur thermique en amont ou en aval du deuxième compresseur de suralimentation avec un nombre de composants réduits et un encombrement réduit.
Selon une caractéristique supplémentaire du deuxième mode de réalisation, l'actionneur unique comprend un seul moteur électrique.
25 Selon l'un ou l'autre des modes de réalisation précités et selon une caractéristique supplémentaire : - le circuit d'admission comprend un turbocompresseur auquel appartient le premier compresseur de suralimentation, et/ou - le deuxième compresseur de suralimentation est un compresseur de suralimentation 30 électrique.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'exemples non limitatifs de mise en oeuvre de celle-ci et à l'examen du dessin annexé sur lequel : 6 - la figure 1 représente de façon schématique un circuit d'admission selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente de façon schématique le circuit d'admission de la figure 1 dans un premier mode de fonctionnement, 5 - la figure 3 représente de façon schématique le circuit d'admission de la figure 1 dans un second mode de fonctionnement, - la figure 4 représente de façon schématique un circuit d'admission selon un deuxième mode de réalisation, - la figure 5 représente de façon schématique le circuit d'admission de la figure 4 dans un 10 premier mode de fonctionnement, - la figure 6 représente de façon schématique le circuit d'admission de la figure 4 dans un second mode de fonctionnement, - la figure 7 représente de façon schématique un circuit d'admission selon un troisième mode de réalisation, 15 - la figure 8 représente de façon schématique le circuit d'admission de la figure 7 dans un premier mode de fonctionnement, - la figure 9 représente de façon schématique le circuit d'admission de la figure 7 dans un second mode de fonctionnement, - la figure 10 représente de façon schématique une variante du circuit d'admission de la figure 20 7.
Sur toutes les figures, les éléments identiques ou assurant la même fonction portent les mêmes numéros de référence.
Les réalisations suivantes sont des exemples.
Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation ou que les 25 caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation.
De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.
Au sens de la présente demande, les dénominations « amont » et « aval », de même que les dénominations « entrée » et « sortie » seront comprises par rapport au sens de circulation de 30 l'air dans le circuit d'admission en direction du moteur à combustion interne.
Au sens de la présente demande une vanne permet de sélectivement ouvrir ou obturer le passage de l'air entre deux voies de la vanne.
L'ouverture ou l'obturation est réalisée par déplacement d'un organe d'obturation actionné par exemple par de l'énergie électrique.
7 On a représenté sur la figure 1 un premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 présente un circuit d'admission 5 alimentant en gaz un moteur à combustion interne 1, un premier compresseur de suralimentation 2 permettant d'élever la pression des gaz s'écoulant dans le circuit d'admission 5, un deuxième compresseur de suralimentation 3 agencé dans le 5 circuit d'admission 5 en aval du premier compresseur de suralimentation 2.
Le moteur à combustion interne 1 rejette les gaz brulés dans une conduite d'échappement 16 Le premier compresseur de suralimentation 2 comprend une entrée et une sortie.
La sortie du premier compresseur de suralimentation est connectée à un premier point de raccordement 401 vers une branche connectée à une première vanne 8 et une branche 10 connectée à une deuxième vanne 7.
La première vanne 8 est par exemple une vanne à deux voies.
La deuxième vanne 7 est par exemple une vanne à deux voies.
Le deuxième compresseur de suralimentation 3 comprend une entrée et une sortie.
La deuxième vanne 7 est connectée à un troisième point de raccordement 403 vers une branche connectée à l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation 3 et une branche 15 connectée à une troisième vanne 6.
La troisième vanne 6 est par exemple une vanne à deux voies.
La première vanne 8 est connectée à un deuxième point de raccordement 402 vers une branche connectée à une première entrée/sortie d'un échangeur thermique 4 et une branche connectée à une quatrième vanne 9.
La quatrième vanne 9 est par exemple une vanne à deux 20 voies.
L'échangeur thermique 4 comporte une deuxième entrée/sortie.
Le gaz s'écoulant entre l'une des première et deuxième entrées/sorties et l'autre des première et deuxième entrées/sorties est refroidi par échange thermique avec un fluide caloporteur.
Le fluide caloporteur est par exemple de l'air ou un liquide de refroidissement.
La troisième vanne 6 est connectée à un quatrième point de raccordement 405 vers une 25 branche connectée à une deuxième entrée/sortie d'un échangeur thermique 4 et une branche connectée à une sixième vanne 11.
La sixième vanne 11 est par exemple une vanne à deux voies.
La sortie du deuxième compresseur de suralimentation est connectée à un cinquième point de raccordement 404 vers une branche connectée à la quatrième vanne 9 et une branche 30 connectée à une cinquième vanne 10.
La cinquième vanne 10 est par exemple une vanne deux voies.
La cinquième vanne 10 est connectée à un sixième point de raccordement 406 vers une branche connectée à l'admission du moteur thermique 1 et une branche connectée à la sixième vanne 11.
35 Sur la figure 1, le premier compresseur de suralimentation 2 est un compresseur de suralimentation électrique.
Il est possible sans sortir de l'invention d'utiliser d'autres types de 8 compresseur.
Par exemple le premier compresseur de suralimentation 2 peut être le compresseur de suralimentation d'un turbo compresseur ou un compresseur entraîné en rotation par le moteur thermique 1.
Sur la figure 1, le deuxième compresseur de suralimentation 3 est un compresseur de 5 suralimentation électrique.
Il est possible sans sortie de l'invention d'utiliser d'autres types de compresseur.
Par exemple le deuxième compresseur de suralimentation 3 peut être le compresseur de suralimentation d'un turbo compresseur ou un compresseur entraîné en rotation par le moteur thermique 1.
Le premier mode de réalisation permet en fermant certaines vannes et en ouvrant les autres 10 vannes d'obtenir différents modes de fonctionnement.
Il est notamment possible de mettre sélectivement l'échangeur 4 en amont ou en aval du deuxième compresseur de suralimentation 3.
La figure 2 représente un premier mode de fonctionnement du premier mode de réalisation dans lequel l'échangeur est en aval du deuxième compresseur de suralimentation 3.
15 Dans ce mode de fonctionnement, la première vanne 8, la troisième vanne 6 et la cinquième vanne 10 sont fermées.
La deuxième vanne 7, la quatrième vanne 9 et la sixième vanne 11 sont ouvertes.
Ainsi, après avoir traversé le premier compresseur de suralimentation 2, les gaz circulent dans la deuxième vanne 7, les gaz circulent successivement dans le deuxième compresseur de 20 suralimentation 3, dans la quatrième vanne 9, dans l'échangeur thermique 4, dans la sixième vanne 11 jusqu'à l'admission du moteur thermique 1.
La figure 3 représente un deuxième mode de fonctionnement du premier mode de réalisation dans lequel l'échangeur est en amont du deuxième compresseur de suralimentation 3.
25 Dans ce mode de fonctionnement, la première vanne 8, la troisième vanne 6 et la cinquième vanne 10 sont ouvertes.
La deuxième vanne 7, la quatrième vanne 9 et la sixième vanne 11 sont fermées.
Ainsi, après avoir traversé le premier compresseur de suralimentation 2, les gaz circulent dans la première vanne 8, dans l'échangeur thermique 4, dans la troisième vanne 6, dans le 30 deuxième compresseur de suralimentation 3, dans la cinquième vanne 10 jusqu'à l'admission du moteur thermique 1.
Le premier mode de réalisation permet également d'autres modes de fonctionnement non représentés sur des figures.
Dans un mode de fonctionnement du premier mode de réalisation, il est possible de ne pas 35 faire circuler les gaz dans l'échangeur thermique.
Ce mode de fonctionnement peut être 9 intéressant quand le moteur est froid pour rendre plus rapide la montée à la température optimale de fonctionnement du moteur thermique 1.
Dans ce mode de fonctionnement, la deuxième vanne 7 et la cinquième vanne 10 sont ouvertes.
La première vanne 8, la troisième vanne 6, la quatrième vanne 9 et la sixième vanne 11 sont fermées.
5 Dans un autre mode de fonctionnement non représenté du premier mode de réalisation, les gaz ne circulent pas dans le deuxième compresseur de suralimentation 3 mais circulent dans l'échangeur thermique 4.
Ce mode de fonctionnement permet, dans des phases de fonctionnement où l'utilisation du deuxième compresseur de suralimentation 3 n'est pas utile, de refroidir les gaz compressés par le premier compresseur de suralimentation 2 avec 10 l'échangeur thermique 4.
Ce mode de fonctionnement pourra être choisi par exemple dans le cas où le premier compresseur de suralimentation 2 est le compresseur de suralimentation d'un turbocompresseur et le deuxième compresseur de suralimentation 3 est un compresseur de suralimentation électrique.
Dans ce cas, lorsque la vitesse de rotation du moteur thermique 1 est suffisante pour entrainer le turbocompresseur et donc obtenir une pression des gaz à 15 l'admission du moteur thermique suffisante, il n'est pas utile d'utiliser le compresseur de suralimentation électrique.
Ce mode de fonctionnement peut être obtenu par exemple lorsque la deuxième vanne 7 et la quatrième vanne 9 sont fermées et que la première vanne 8 et la sixième vanne 11 sont ouvertes.
La figure 4 représente un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Dans ce mode de 20 réalisation le nombre de vannes et le nombre de points de raccordement ont été réduits par rapport au nombre de vannes et au nombre de points de raccordement du premier mode de réalisation.
Dans le deuxième mode de réalisation la deuxième vanne 7, la troisième vanne 6, le troisième point de raccordement 403 du premier mode de réalisation sont remplacés par une première 25 vanne trois voies 12.
La première vanne trois voies 12 permet de relier sélectivement le premier point de raccordement 401 au deuxième compresseur de suralimentation 3 ou au quatrième point de raccordement 405.
Ainsi dans une première position de la première vanne trois voies 12, le premier point de 30 raccordement 401 est relié à l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation 3 alors que la circulation des gaz entre le premier point de raccordement 401 et le quatrième point de raccordement 405 est interrompue.
Dans une deuxième position de la vanne trois voies 12, le quatrième point de raccordement 405 est relié à l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation 3 alors que la circulation des gaz est interrompue entre le premier point de 35 raccordement 401 et quatrième point de raccordement 405.
Dans le deuxième mode de réalisation, la quatrième vanne 9, la cinquième vanne 10 et le cinquième point de raccordement 404 du premier mode de réalisation sont remplacés par une deuxième vannes trois voies 13.
10 Ainsi dans une première position de la deuxième vanne trois voies 13, la sortie du deuxième compresseur de suralimentation 3 est reliée au deuxième point de raccordement 402 alors que la circulation des gaz est interrompue entre la sortie du deuxième compresseur de suralimentation 3 et le sixième point de raccordement 406.
Dans une deuxième position de la 5 deuxième vanne trois voies 13, la sortie du deuxième compresseur de suralimentation 3 est reliée au sixième point de raccordement 406 alors que la circulation des gaz est interrompue entre la sortie du deuxième compresseur de suralimentation et le deuxième point de raccordement 402.
Dans d'autres modes de réalisation non représentés, il est possible tout en restant dans le 10 cadre de l'invention de n'utiliser qu'une des première et deuxième vannes trois voies.
Par exemple dans un mode de réalisation, seuls la deuxième vanne 7, la troisième vanne 6 et le troisième point de raccordement 403 du premier mode de réalisation sont remplacés par une première vanne trois voies 12.
La quatrième vanne 9, la cinquième vanne 10, et le quatrième point de raccordement du premier mode de réalisation sont conservés.
15 Dans un autre exemple de mode de réalisation, seuls la quatrième vanne 9, la cinquième vanne 10 et le quatrième point de raccordement 404 du premier mode de réalisation sont remplacées par une deuxième vanne trois voies 13.
La deuxième vanne 7, la troisième vanne 6 et le troisième point de raccordement 403 du premier mode de réalisation sont conservés.
L'utilisation de vannes trois voies permet une simplification du circuit d'admission en 20 réduisant le nombre de vannes et de points de raccordement.
Cette simplification est une potentielle source de réduction de l'encombrement et du coût du circuit d'admission.
De manière similaire au premier mode de réalisation, le deuxième mode de réalisation permet différents modes de fonctionnement.
La figure 5 représente un premier mode de fonctionnement du deuxième mode de réalisation 25 dans lequel l'échangeur thermique 4 est en aval du deuxième compresseur de suralimentation 3.
Dans le premier mode de fonctionnement du deuxième mode de réalisation, la première vanne trois voies 12 et la deuxième vanne trois voies 13 sont dans leur première position, la première vanne 8 est fermée et la sixième vanne 11 est ouverte.
30 Ainsi, après avoir traversé le premier compresseur de suralimentation 2, les gaz circulent successivement dans la première vanne trois voies 12, dans le deuxième compresseur de suralimentation 3, dans la deuxième vanne trois voies 13, dans l'échangeur thermique 4, dans la sixième vanne 11 jusqu'à l'admission du moteur thermique 1.
La figure 6 représente un deuxième mode de fonctionnement du deuxième mode de 35 réalisation dans lequel l'échangeur est en amont du deuxième compresseur de suralimentation 3.
11 Dans le deuxième mode de fonctionnement du deuxième mode de réalisation, la première vanne trois voies 12 et la deuxième vanne trois voies 13 sont dans leur deuxième position, la première vanne 8 est ouverte et la sixième vanne 11 est fermée.
Ainsi, après avoir traversé le premier compresseur de suralimentation 2, les gaz circulent 5 successivement dans la première vanne 8, dans l'échangeur thermique 4, dans la première vanne trois voies 12, dans le deuxième compresseur de suralimentation 3, dans la deuxième vanne trois voies 13 jusqu'à l'admission du moteur thermique 1.
Comme le premier mode de réalisation, le deuxième mode de réalisation permet également d'autres modes de fonctionnement non représentés sur des figures.
10 Dans un mode de fonctionnement du deuxième mode de réalisation, il est possible de ne pas faire circuler les gaz dans l'échangeur thermique.
Ce mode de fonctionnement peut être intéressant quand le moteur est froid pour rendre plus rapide la montée à la température optimale de fonctionnement du moteur thermique 1.
Dans ce mode de fonctionnement, la première vanne trois voies 12 est dans sa première position, la deuxième vanne trois voies 13 15 est dans sa deuxième position, la première vanne 8 est fermée.
Un troisième mode de réalisation représenté sur la figure 7 permet de réduire encore le nombre de vannes, de canalisations et de points de raccordement.
En effet le troisième mode de réalisation comprend une première vanne quatre voies 14 et une deuxième vanne quatre voies 15.
Les points de raccordements ne sont plus utiles.
20 La première vanne quatre voies 14 comporte : - une première voie raccordée à la sortie du premier compresseur de suralimentation 2, - une deuxième voie raccordée à une canalisation de liaison 510, - une troisième voie raccordée à la première entrée/sortie de l'échangeur thermique 4, - une quatrième voie raccordée à l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation 3.
25 La première vanne quatre voies 14 est par exemple une vanne rotative à deux positions.
Dans une première position de la première vanne quatre voies 14 : - la première voie de la première vanne quatre voies 14 est reliée à la quatrième voie de la première vanne quatre voies 14, - la deuxième voie de la première vanne quatre voies 14 est reliée à la troisième voie de la 30 première vanne quatre voies 14.
Ainsi dans la première position de la première vanne quatre voies 14, les gaz peuvent circuler entre la sortie du premier compresseur de suralimentation 2 et l'entrée du deuxième 12 compresseur de suralimentation 3.
Les gaz peuvent également circuler entre la canalisation de liaison 510 et la première entrée/sortie de l'échangeur thermique.
Dans une deuxième position de la première vanne quatre voies 14 : - la première voie de la première vanne quatre voies 14 est reliée à la troisième voie de la 5 première vanne quatre voies 14, - la deuxième voie de la première vanne quatre voies 14 est reliée à la quatrième voie de la première vanne quatre voies 14.
Ainsi dans la deuxième position de la première vanne quatre voies 14, les gaz peuvent circuler entre la sortie du premier compresseur de suralimentation 2 et la première entrée/sortie de 10 l'échangeur thermique 4.
Les gaz peuvent également circuler entre la canalisation de liaison 510 et l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation 3.
La deuxième vanne quatre voies 15 comporte : - une première voie raccordée à la canalisation de liaison 510, - une deuxième voie raccordée la sortie du deuxième compresseur de suralimentation 3, 15 - une troisième voie raccordée à la deuxième entrée/sortie de l'échangeur thermique, - une quatrième voie raccordée à l'admission du moteur thermique 1.
La deuxième vanne quatre voies 15 est par exemple une vanne rotative à deux positions.
Dans une première position de la deuxième vanne quatre voies 15 : - la première voie de la deuxième vanne quatre voies 15 est reliée à la quatrième voie de la 20 deuxième vanne quatre voies 15, - la deuxième voie de la deuxième vanne quatre voies 15 est reliée à la troisième voie de la deuxième vanne quatre voies 15.
Ainsi dans la première position de la deuxième vanne quatre voies 15, les gaz peuvent circuler entre la canalisation de liaison 510 et la deuxième entrée/sortie de l'échangeur thermique 4.
25 Les gaz peuvent également circuler entre la sortie du deuxième compresseur de suralimentation 3 et l'admission du moteur thermique 1.
Dans une deuxième position de la deuxième vanne quatre voies 15 : - la première voie de la deuxième vanne quatre voies 15 est reliée à la troisième voie de la deuxième vanne quatre voies 15, 30 - la deuxième voie de la deuxième vanne quatre voies 15 est reliée à la quatrième voie de la deuxième vanne quatre voies 15.
13 De manière similaire aux premier et deuxième modes de réalisation, le troisième mode de réalisation permet différents modes de fonctionnement.
La figure 8 représente un premier mode de fonctionnement du troisième mode de réalisation dans lequel l'échangeur thermique 4 est en aval du deuxième compresseur de suralimentation 5 3.
Dans le premier mode de fonctionnement la première vanne quatre voies 14 est dans sa première position et la deuxième vanne quatre voies 15 est dans sa première position.
Ainsi, après avoir traversé le premier compresseur de suralimentation 2, les gaz circulent successivement dans la première vanne quatre voies 14, dans le deuxième compresseur de 10 suralimentation 3, dans la deuxième vanne quatre voies 15, dans l'échangeur thermique 4, dans la première vanne 4 voies 14, dans la canalisation de liaison 510, dans la deuxième vanne quatre voies 15 jusqu'à l'admission du moteur thermique 1.
La figure 9 représente un deuxième mode de fonctionnement du troisième mode de réalisation dans lequel l'échangeur thermique 4 est en amont du deuxième compresseur de 15 suralimentation 3.
Dans le deuxième mode de fonctionnement la première vanne quatre voies 14 est dans sa deuxième position et la deuxième vanne quatre voies 15 est dans sa deuxième position.
Ainsi, après avoir traversé le premier compresseur de suralimentation 2, les gaz circulent successivement dans la première vanne quatre voie 14, dans l'échangeur thermique 4, dans 20 la deuxième vanne quatre voie 15, dans la canalisation de liaison 510, dans la première vanne quatre voies 14, dans le deuxième compresseur de suralimentation 3, dans la deuxième vanne quatre voies 15 jusqu'à l'admission du moteur thermique 1.
Dans un troisième mode de fonctionnement non représenté, la première vanne quatre voies 14 est dans sa première position et la deuxième vanne quatre voies 15 est dans sa deuxième 25 position.
Ainsi, après avoir traversé le premier compresseur de suralimentation 2, les gaz circulent successivement dans la première vanne quatre voies 14, dans le deuxième compresseur de suralimentation 3, dans la deuxième vanne quatre voies 15 jusqu'à l'admission du moteur thermique 1.
Dans ce troisième mode de fonctionnement, les gaz ne circulent pas dans 30 l'échangeur thermique 4.
Ce mode de fonctionnement peut être intéressant quand le moteur est froid pour rendre plus la rapide la montée à la température optimale de fonctionnement du moteur thermique 1.
La première vanne quatre voies 14 est par exemple une vanne rotative entrainée par un moteur électrique.
14 De même, la deuxième vanne quatre voies 15 est par exemple une vanne rotative entrainée par un moteur électrique.
La première vanne quatre voies 14 peut également être une vanne à tiroir de type 4/2.
De même, la deuxième vanne quatre voies 15 peut être également une vanne à tiroir de type 5 4/2.
Si seuls les premier et deuxième modes de fonctionnement sont souhaités, la première vanne quatre voies 14 et la deuxième vanne quatre voies 15 peuvent être entrainées de manière synchrone par un unique actionneur.
L'unique actionneur comprend un seul moteur électrique.
Cette solution permet une simplification et une réduction du coût du circuit 10 d'admission grâce à une réduction du nombre de pièces.
Le contrôle du circuit d'admission est aussi simplifié puisqu'un seul moteur électrique d'entraînement de vannes n'est à contrôler pour l'ensemble des première et deuxième vannes quatre voies (14, 15).
La figure 10 représente une variante du troisième mode de réalisation de l'invention.
Dans cette variante, le premier compresseur de suralimentation 2 est le compresseur de 15 suralimentation d'un turbocompresseur.
Le turbocompresseur comprend de manière connue une turbine 17.
Le premier compresseur de suralimentation 2 comprend une roue de compresseur.
La turbine 17 comprend une roue de turbine entrainée par les gaz brulés circulant dans la conduite d'échappement 16.
Dans les différents modes de réalisation décrits précédemment les premier et deuxième 20 compresseurs de suralimentation peuvent être des compresseurs de suralimentation électriques, des compresseurs de turbocompresseur, des compresseurs de suralimentation à entrainement mécanique, par exemple à entrainement par le moteur thermique 1, ou à tout autre type d'entrainement.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Circuit d'admission (5) pour moteur à combustion interne (1) comprenant un premier compresseur de suralimentation (2), un deuxième compresseur de suralimentation (3) agencé dans le circuit d'admission (5) en aval du premier compresseur de suralimentation (2), un échangeur thermique (4) apte à refroidir les gaz, le circuit d'admission comprenant, en aval du premier compresseur, un système de canalisations et de vannes (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) dans lequel les vannes sont configurées pour être ouvertes ou fermées afin de mettre sélectivement l'échangeur thermique (4) en aval ou en amont du deuxième compresseur (3).
  2. 2. Circuit d'admission (5) selon la revendication 1 dans lequel les vannes (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) sont configurées pour déconnecter l'échangeur thermique (4) du reste du circuit d'admission (5).
  3. 3. Circuit d'admission (5) selon l'une des revendications 1 et 2 dans lequel : - l'ensemble de vannes comprend un premier dispositif de vannage (6, 7, 12) et un deuxième dispositif de vannage (9, 10, 13), une première vanne d'arrêt (8) et une deuxième vanne d'arrêt (11), - le premier compresseur de suralimentation (2) comprend une entrée et une sortie pour les gaz, - le deuxième compresseur de suralimentation (3) comprend une entrée et une sortie pour les 20 gaz, - l'échangeur thermique (4) comprend une première entrée/sortie et une deuxième entrée/sortie, le premier dispositif de vannage (6, 7, 12) étant configuré pour : - dans une première position, relier la sortie du premier compresseur de suralimentation (2) 25 à l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation (3) et bloquer l'écoulement du gaz entre la deuxième entrée/sortie de l'échangeur thermique (4) et l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation (3), - dans une deuxième position, relier la deuxième entrée/sortie de l'échangeur thermique (4) et l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation (3) et bloquer l'écoulement du gaz 30 entre la sortie du premier compresseur de suralimentation (2) et l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation (3), le deuxième dispositif de vannage (9, 10, 13) étant configuré pour : 16 - dans une première position, relier la sortie du deuxième compresseur de suralimentation (3) à la première entrée/sortie de l'échangeur thermique (4) et bloquer l'écoulement du gaz entre la sortie du deuxième compresseur de suralimentation (3) et l'admission du moteur thermique (1), 5 - dans une deuxième position, bloquer l'écoulement du gaz entre la sortie du deuxième compresseur de suralimentation (3) à la première entrée/sortie de l'échangeur thermique (4) et relier la sortie du deuxième compresseur de suralimentation (3) et l'admission du moteur thermique (1), la première vanne d'arrêt (8) étant configurée pour : 10 - dans une première position, bloquer l'écoulement des gaz entre la sortie du premier compresseur de suralimentation (2) et la première entrée/sortie de l'échangeur thermique (4), - dans une deuxième position, relier la sortie du premier compresseur de suralimentation (2) et la première entrée/sortie de l'échangeur thermique (4), 15 la deuxième vanne d'arrêt (11) étant configurée pour : - dans une première position, relier la deuxième entrée/sortie de l'échangeur thermique (4) et l'admission du moteur thermique (1), - dans une deuxième position, bloquer l'écoulement des gaz entre la deuxième entrée/sortie de l'échangeur thermique (4) et l'admission du moteur thermique (1) de manière à ce que lorsque le premier dispositif de vannage (6, 7, 12) est positionné dans sa première position, le deuxième dispositif de vannage (9, 10, 13) est positionné dans sa première position, la première vanne d'arrêt (8) est positionnée dans sa première position, et la deuxième vanne d'arrêt (11) est positionnée dans sa première position, l'échangeur thermique (4) est en aval du deuxième compresseur de suralimentation, et lorsque le premier dispositif de vannage (6, 7, 12) est positionné dans sa deuxième position, le deuxième dispositif de vannage (9, 10, 13) est positionné dans sa deuxième position, la première vanne d'arrêt (8) est positionnée dans sa deuxième position, et la deuxième vanne d'arrêt (11) est positionnée dans sa deuxième position, l'échangeur thermique (4) est en amont du deuxième compresseur de suralimentation.
  4. 4. Circuit d'admission (5) selon la revendication 3 dans lequel le premier dispositif de vannage est une première vanne trois voies (12).
  5. 5. Circuit d'admission (5) selon l'une des revendications 3 et 4 dans lequel le deuxième dispositif de vannage est une deuxième vanne trois voies (13).
  6. 6. Circuit d'admission (5) selon l'une des revendications 1 et 2 dans lequel : 17 - l'ensemble de vannes comprend une première vanne quatre voies (14) et une deuxième vanne quatre voies (15), une canalisation de liaison (510) reliant une voie de la première vanne quatre voies (14) à une voie de la deuxième vanne quatre voies (15), - le premier compresseur de suralimentation (2) comprend une entrée et une sortie pour les 5 gaz, - le deuxième compresseur de suralimentation (3) comprend une entrée et une sortie pour les gaz, - l'échangeur thermique (4) comprend une première entrée/sortie et une deuxième entrée sortie, 10 la première vanne quatre voies (14) étant configurée pour : - dans une première position, relier la sortie du premier compresseur de suralimentation (2) à l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation (3) et relier la première entrée/sortie de l'échangeur thermique (4) à la canalisation de liaison (510), - dans une deuxième position, relier la sortie du premier compresseur de suralimentation (2) 15 à la première entrée/sortie de l'échangeur thermique (4) et relier l'entrée du deuxième compresseur de suralimentation (3) à la canalisation de liaison, la deuxième vanne quatre voies (15) étant configurée pour : - dans une première position, relier la canalisation de liaison (510) à l'admission du moteur thermique (1), et relier la sortie du deuxième compresseur électrique de suralimentation (3) 20 à la deuxième entrée/sortie de l'échangeur thermique (4), - dans une deuxième position, relier la canalisation de liaison (510) à la deuxième entrée/sortie de l'échangeur thermique (4), et relier la sortie du deuxième compresseur électrique de suralimentation (3) l'admission du moteur thermique (1), de manière à ce que lorsque la première vanne quatre voies (14) est positionnée dans sa 25 première position et la deuxième vanne quatre voies (15) est positionnée dans sa première position, l'échangeur thermique (4) est en aval du deuxième compresseur de suralimentation et, lorsque la première vanne quatre voies (14) est positionnée dans sa deuxième position et la deuxième vanne quatre voies (15) est positionnée dans sa deuxième position, l'échangeur 30 thermique (4) est en amont du deuxième compresseur de suralimentation.
  7. 7. Circuit d'admission (5) selon la revendication 6 dans lequel la première vanne quatre voies (14) et la deuxième vanne quatre voies (15) sont entraînées par un actionneur unique. 18
  8. 8. Circuit d'admission (5) selon la revendication 7 dans lequel l'actionneur unique comprend un seul moteur électrique.
  9. 9. Circuit d'admission (5) selon l'une des revendications précédentes comprenant un turbocompresseur auquel appartient le premier compresseur de suralimentation (2). 5
  10. 10. Circuit d'admission (5) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le deuxième compresseur de suralimentation (3) est un compresseur de suralimentation électrique.
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