WO2011144833A1 - Moteur thermique equipe d'un turbocompresseur de suralimentation - Google Patents

Moteur thermique equipe d'un turbocompresseur de suralimentation Download PDF

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WO2011144833A1
WO2011144833A1 PCT/FR2011/050866 FR2011050866W WO2011144833A1 WO 2011144833 A1 WO2011144833 A1 WO 2011144833A1 FR 2011050866 W FR2011050866 W FR 2011050866W WO 2011144833 A1 WO2011144833 A1 WO 2011144833A1
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compressor
engine
inlet
duct
diameter
Prior art date
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PCT/FR2011/050866
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Inventor
Cyril Peronnet
Olivier Tanneau
Léon Gavric
Thierry Martin
Manuel Tancrez
Bertrand Dreyer
Virginie Seigeot
Patrick Bey
Jean Filipe
Guillaume Lefranc
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Peugeot Citroën Automobiles SA
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a heat engine equipped with a turbocharger, the turbocharger comprising a compressor for compressing a gaseous mixture to be admitted to the engine inlet and a turbine mechanically driving the compressor and located at the output of the engine to relax the exhaust gases. exhaust from the engine.
  • This engine can also be equipped with a recirculation circuit for recovering engine exhaust gas for reinjection into engine input.
  • the gas mixture admitted to the compressor is thus a mixture of fresh air and recirculated exhaust gas.
  • a supercharged diesel engine is supplied on the one hand with air through an intake duct and on the other hand with gas by a recirculation circuit for these gases.
  • fresh air is conveyed through a filter. Its temperature and its mass flow rate are measured respectively by a temperature sensor and a flow sensor (flow meter), prior to the introduction into the compressor of this air.
  • the compressed air from the compressor is either cooled by the cooler and then fed to a metering device or conveyed directly to the metering unit by means of a bypass line, which bypasses the chiller.
  • the air at the outlet of the metering device flows to a mixing junction located upstream of the engine intake.
  • a circuit is arranged to withdraw the exhaust gas directly to the output of the engine to which these gases have a high pressure and temperature, and routes to the mixing junction. For these reasons, this circuit constitutes a so-called high-pressure, high-temperature recirculation circuit. It includes a control valve, called EGR valve (acronym for Exhaust Gas Recirculation which means recirculation of exhaust gas), and a heat exchanger.
  • EGR valve an Exhaust Gas Recirculation which means recirculation of exhaust gas
  • Such a phenomenon can be understood in the following manner: the triggering of the pumping (stall of the blades, depending on the angle of incidence of the air on the fins of the compressor wheel), is sensitive on the one hand the dynamics of the turbo (energy turbine, consequence of the state of the gas loop and control command), and secondly to the flow of air in the compressor.
  • the invention aims to overcome the disadvantages mentioned above by remedying the pumping phenomenon, in particular by not maintaining this pumping.
  • the invention relates to a heat engine equipped with a turbocharger, the turbocharger comprising a compressor for compressing a gas mixture to be admitted to the engine inlet and a turbine mechanically driving the compressor and located at the output of the engine to relax the gases.
  • RAS charge air cooler
  • such a dimensioning of the duct downstream of the compressor and more specifically of the duct portion at the inlet of the RAS limits the pumping phenomenon.
  • Greitzer's principle is based on the analysis of a simple system, representing a compressor coupled to a Helmhoitz resonator (conduit leading to a plenum).
  • This formulation of the parameter B is not without recall by analogy the factor ⁇ of exponential decay of a sinusoidal wave (envelope curve of the spring system mass response).
  • the instability will be all the better contained that ⁇ will be weak and it is the same for B.
  • the weakening of B thus allows to contain the instability of the system around its operating point.
  • the invention relates to a heat engine equipped with a turbocharger, the turbocharger comprising a compressor for compressing a gas mixture to be admitted to the engine inlet and a turbine mechanically driving the compressor and located at the output of the engine to relax the exhaust gases.
  • a charge air cooler RAS
  • the duct attached to the inlet of the charge air cooler has a diameter less than or equal to 38 mm.
  • the minimum diameter of this same duct is defined greater than or equal to 15 mm, so as to allow the necessary supply of air from the engine.
  • the invention also relates to the method of manufacturing such a heat engine.
  • Figure 1 shows a schematic view of a conventional air line downstream of the compressor
  • Figure 2 shows a schematic view of an air line downstream of the compressor according to the invention
  • Figure 3 shows a graph illustrating the parameter B as a function of the diameter of the connection between the compressor and the charge air cooler and the length of this connection.
  • the output of the compressor 3 a conduit 1 allows the connection to the charge air cooler RAS 4.
  • the duct 1 has a diameter D1 and a length L1, these
  • the attached illustration (FIG. 3) comprises numerical values of B which have been calculated for a diesel type engine equipped with a turbo compressor, represented as a function of the length L1 as abscissa and the diameter D1 as the ordinate.
  • This highlights a threshold value of the parameter B corresponding to the slope inversion threshold of the iso lines B.
  • this threshold value of B further defines a threshold value of the diameter of the duct, diameter below which we will have a parameter B favorable to the attenuation of the pumping.
  • the diameter D1 should be reduced as much as possible, at least below the critical diameter
  • Adaptation tips are mounted at the ends of the duct 1 to allow it to be connected to the RAS 4 and the output connector of the compressor 3, having conventional diameter connectors.
  • the diameter of the duct 1 to the inlet of the RAS 4 is in general lower than the rest of the diameter of the line between the compressor 3 and the RAS 4.

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Abstract

L'invention concerne un moteur thermique équipé d'un turbocompresseur, ce turbocompresseur comprenant un compresseur pour comprimer un mélange gazeux à admettre en entrée du moteur et une turbine entraînant mécaniquement ce compresseur et située en sortie du moteur pour détendre les gaz d'échappement issus du moteur, un refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) étant positionné entre le compresseur et le collecteur d'admission du moteur. L'invention consiste en ce que le conduit monté à l'entrée du refroidisseur d'air de suralimentation présente une longueur L1 et un diamètre D1 choisis de sorte qu'un paramètre B unique et adimensionné représentant la sensibilité du pompage à l'acoustique infra-sonore de la ligne en aval du compresseur, et déterminé en se basant sur l'analyse d'un système simple représenté par le compresseur couplé à un résonateur de Helmholtz (conduit débouchant sur un plénum), dont la formulation B = U / 2 ϖ0 L0 traduit le couplage entre : l'énergie de la roue compresseur (numérateur U : vitesse aube), les modes propres de la ligne d'air (dénominateur ω0 = pulsation propre du Helmoltz) la masse de la colonne d'air (dénominateur L = longueur du conduit) soit au moins inférieur à une valeur seuil de B, en dessous de laquelle l'instabilité est contenue autour du point de fonctionnement.

Description

MOTEUR THERMIQUE EQUIPE D'UN TURBOCOMPRESSEUR DE
SURALIMENTATION
[0001 ] La présente invention revendique la priorité de la demande française 1053907 déposée le 20 mai 2010 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
[ooo2] L'invention concerne un moteur thermique équipé d'un turbocompresseur, ce turbocompresseur comprenant un compresseur pour comprimer un mélange gazeux à admettre en entrée du moteur et une turbine entraînant mécaniquement ce compresseur et située en sortie du moteur pour détendre les gaz d'échappement issus du moteur. Ce moteur peut en outre être équipé d'un circuit de recirculation pour récupérer des gaz d'échappement du moteur afin de les réinjecter en entrée du moteur. Le mélange gazeux admis dans le compresseur est ainsi un mélange d'air frais et de gaz d'échappement recirculés.
[ooo3] L'intérêt de reconduire à l'admission les gaz d'échappement du moteur est de diminuer l'émission de substances polluantes telles que les oxydes d'azote dits NOx.
[ooo4] En effet, ces NOx sont formés par la combinaison à haute température de l'oxygène et de l'azote contenus dans l'air frais alimentant le moteur. Ainsi, le fait de remplacer lors de certaines phases de fonctionnement du moteur, une partie de cet air par des gaz pauvres en oxygène, diminue la quantité d'oxygène disponible et ainsi la formation de NOx.
[ooo5] Ainsi, un moteur diesel suralimenté est alimenté d'une part en air par un conduit d'admission et d'autre part en gaz par un circuit de recirculation de ces gaz. Dans le conduit d'admission, l'air frais est véhiculé au travers d'un filtre. Sa température et son débit massique sont mesurés respectivement par un capteur de température et un capteur de débit (débitmètre), préalablement à l'introduction au sein du compresseur de cet air. L'air compressé issu du compresseur est soit refroidi par le refroidisseur puis acheminé vers un doseur soit directement véhiculé jusqu'à ce doseur au moyen d'une conduite de dérivation, qui court-circuite le refroidisseur. L'air en sortie du doseur circule jusqu'à une jonction de mélange située en amont de l'admission du moteur. [0006] Un circuit est agencé pour prélever les gaz d'échappement directement à la sortie du moteur à laquelle ces gaz présentent une pression et une température élevées, et les achemine vers la jonction de mélange. Pour ces raisons ce circuit constitue un circuit de recirculation dit haute pression, haute température. Il comprend une vanne de régulation, dite vanne EGR (acronyme de l'expression anglaise Exhaust Gaz Recirculation qui signifie recirculation des gaz d'échappement), ainsi qu'un échangeur de chaleur.
[ooo7] Les gaz issus du moteur qui ne sont pas recirculés sont acheminés vers la turbine du turbocompresseur, au moyen de laquelle ces gaz sont détendus. Ces gaz dits basse pression BP sont épurés par l'intermédiaire d'un catalyseur et filtrés par un filtre à particule, préalablement à leur évacuation au niveau de l'échappement du véhicule.
[ooo8] Au cours du développement de certains moteurs, s'est révélé un problème de pompage compresseur du fait de l'angle d'incidence de l'air sur les aubes qui aboutit à leur « décrochage », ceci induisant, entre autres risques, un défaut acoustique de type bruit de souffle dans les phases de lâcher de pied (décélération brutale, changement de rapport).
[ooo9] L'angle d'incidence critique (issu de la composition vectorielle entre vitesse axiale (débit) et vitesse tangentielle (compression)) est généralement atteint lorsque le débit est insuffisant pour une compression donnée, ce qui matérialise pour un turbocompresseur la limite de pompage (ou « surge line »).
[ooi o] Le pompage du compresseur est ainsi initié par une variation de l'écoulement au niveau des aubes du compresseur (angle d'incidence) aboutissant ainsi au décollement de la couche limite, à une restriction de la section de passage entre deux aubes puis dans l'étage du compresseur, à une réduction voire inversion brutale des débits (l'effort communiqué au fluide ne compensant plus le gradient de pression), à une oscillation du débit d'air en amont et en aval ce qui génère le bruit caractéristique.
[ooi i] Les causes d'un tel pompage sont notamment liées à une aérodynamique de la roue mal dimensionnée, à une modification de l'angle d'incidence sur l'aube. [0012] Le pompage engendre alors des impacts sur la prestation et la qualité tels qu'une dégradation acoustique par l'apparition « d'aboiements », un endommagement du système palier pouvant conduire au départ sur l'huile (si le système palier est insuffisamment renforcé).
[ooi 3] Ce phénomène de pompage peut ainsi se manifester par une succession de décrochages qui se traduisent par autant de bouffées sonores.
[0014] Un tel phénomène peut se comprendre de la manière suivante : le déclenchement du pompage (décrochage des aubes, dépendant de l'angle d'incidence de l'air sur les ailettes de la roue compresseur), est sensible d'une part à la dynamique du turbo (énergie à la turbine, conséquence de l'état de la boucle gaz et du contrôle commande), et d'autre part à l'écoulement d'air dans le compresseur.
[0015] L'entretien (succession de décrochages mentionnée plus haut) et l'intensité du pompage découlent du couplage entre l'écoulement en sortie compresseur et l'acoustique infrasonore de la ligne d'air. Le phénomène est donc sensible aux caractéristiques géométriques de la ligne d'admission.
[ooi 6] De plus, le phénomène de pompage induit à chaque décrochage une onde de pression acoustique qui se propage dans la ligne amont compresseur. Il en résulte :
- un rayonnement acoustique à la bouche du col d'entrée d'air, d'où une sensibilité certaine au TL de la ligne amont compresseur (TL = Transmission Loss = Facteur d'Atténuation Acoustique)
- un rayonnement des composants de la ligne amont, d'où l'importance de leur transparence.
[0017] L'invention vise à pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus en remédiant au phénomène de pompage, en particulier en n'entretenant pas ce pompage.
A cet effet, l'invention concerne un moteur thermique équipé d'un turbocompresseur, ce turbocompresseur comprenant un compresseur pour comprimer un mélange gazeux à admettre en entrée du moteur et une turbine entraînant mécaniquement ce compresseur et située en sortie du moteur pour détendre les gaz d'échappement issus du moteur, un refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) étant positionné entre le compresseur et le collecteur d'admission du moteur, caractérisé en ce que le conduit situé à l'entrée du refroidisseur d'air de suralimentation présente une longueur L1 et un diamètre D1 choisis de sorte qu'un paramètre B unique et adimensionné représentant la sensibilité du pompage à l'acoustique infra-sonore de la ligne en aval du compresseur, et déterminé en se basant sur l'analyse d'un système simple représenté par le compresseur couplé à un résonateur de Helmhoitz (conduit débouchant sur un plénum) selon le principe de Greitzer, dont la formulation B = U / 2 U5o l_o traduit le couplage entre : l'énergie de la roue compresseur (numérateur U : vitesse aube), les modes propres de la ligne d'air (dénominateur CÛO = pulsation propre du Helmoltz) la masse de la colonne d'air (dénominateur L = longueur du conduit), soit au moins inférieur à une valeur seuil de B, en dessous de laquelle l'instabilité est contenue autour du point de fonctionnement.
[0018] De manière avantageuse, un tel dimensionnement du conduit en aval du compresseur et plus précisément de la partie de conduit à l'entrée du RAS permet de limiter le phénomène de pompage.
[0019] De manière avantageuse, en se basant sur la théorie de Greitzer, on propose de définir un paramètre B unique et adimensionné correspondant à la sensibilité du pompage à l'acoustique infra-sonore de la ligne en aval du compresseur. Plus on tend vers un B le plus petit possible, plus on limite le pompage et ceci est atteint en dimensionnant les conduits en aval du compresseur
[0020] Le principe de Greitzer repose à la base sur l'analyse d'un système simple, représentant un compresseur couplé à un résonateur de Helmhoitz (conduit débouchant sur un plénum).
[0021 ] Il est classique en mécanique de faire pour un tel résonateur de Helmhoitz l'analogie avec un système masse ressort. A un régime donné, le compresseur exerce sur le résonateur une force (ΔΡ) dépendant du débit. On démontre que la stabilité d'un tel système est garantie si ΔΡ évolue de façon inversement proportionnelle au débit (ou par analogie, l'effort évolue inversement au déplacement, ce qui tend à ramener le système à sa position initiale). [0022] Dans le cas contraire (ΔΡ augmente avec débit), le système devient instable (au-delà de la limite de pompage pour un champ compresseur), ce qui illustre une situation d'amortissement négatif.
[0023] La théorie de Greitzer met en évidence que cette instabilité peut être hiérarchisée selon le paramètre B, dont la formulation B = U / 2 G50 traduit le couplage entre : l'énergie de la roue compresseur (numérateur U : vitesse aube), les modes propres de la ligne d'air (dénominateur coo = pulsation propre du Helmoitz) la masse de la colonne d'air (dénominateur L0 = longueur du conduit).
[0024] Cette formulation du paramètre B n'est pas sans rappeler par analogie le facteur β de décroissance exponentielle d'une onde sinusoïdale (courbe enveloppe de la réponse du système masse ressort).
[0025] Dans les cas courants (amortissement positif), l'atténuation de la réponse impulsionnelle est d'autant plus rapide que β est élevé.
[0026] Dans la présente invention (amortissement négatif), l'instabilité sera d'autant mieux contenue que β sera faible et il en est de même pour B. L'affaiblissement de B permet donc de contenir l'instabilité du système autour de son point de fonctionnement.
[0027] L'écriture du paramètre de Greitzer sous la forme Β≡ βΐ κΰ (analogie masse-ressort) illustre que cette optimisation passe par la mise au point des paramètres K et M, soit le volume du plénum et la masse de la colonne d'air.
[0028] L'adaptation de ce principe à une ligne d'air automobile nécessite de ne plus considérer seulement un Helmoitz mais bien un système à plusieurs degrés de liberté, soit par analogie une succession de systèmes masse ressort.
[0029] La formulation dynamique d'un tel système restant basée sur des matrices de Masse M et Raideur K, et des pulsations <%, le principe de Greitzer peut être décliné pour chaque mode (pour chaque valeur propre de la matrice [K-Mco2] diagonalisée).
[0030] Ainsi, dans la présente invention, on calcule le B correspondant au 1 er mode propre de la ligne (valeur propre la plus faible).
[0031 ] La recherche d'affaiblissement du B réalisée par PLEX (plan d'expériences) numérique, permet de dégager une loi de dimensionnement de la ligne aval compresseur, décrite par un choix adéquat des section/longueur du conduit entre compresseur et RAS.
[0032] On choisira ensuite la longueur et la section du conduit en fonction des paramètres environnementaux tels que l'encombrement du groupe motopropulseur.
[0033] L'invention concerne un moteur thermique équipé d'un turbocompresseur, ce turbocompresseur comprenant un compresseur pour comprimer un mélange gazeux à admettre en entrée du moteur et une turbine entraînant mécaniquement ce compresseur et située en sortie du moteur pour détendre les gaz d'échappement issus du moteur, un refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) étant positionné entre le compresseur et le collecteur d'admission du moteur, caractérisé en ce que le conduit fixé à l'entrée du refroidisseur d'air de suralimentation présente un diamètre inférieur ou égal à 38 mm.
[0034] En effet, on a pu s'apercevoir qu'avec une telle valeur de dimensionnement du conduit en aval du compresseur permet de limiter le phénomène de pompage. Le diamètre minimal de ce même conduit est défini supérieur ou égal à 15 mm, de sorte à permettre l'alimentation nécessaire en air du moteur.
[0035] L'invention concerne également le procédé de fabrication d'un tel moteur thermique.
[0036] On décrira maintenant l'invention plus en détails en référence au dessin dans lequel :
[0037] La figure 1 représente une vue schématique d'une ligne d'air classique en aval du compresseur ;
[0038] La figure 2 représente une vue schématique d'une ligne d'air en aval du compresseur selon l'invention ;
[0039] La figure 3 représente un graphique illustrant le paramètre B en fonction du diamètre du raccord entre le compresseur et le refroidisseur d'air de suralimentation et de la longueur de ce raccord.
[0040] Comme on peut le voir sur la figure 1 , en sortie du compresseur 3 un conduit 1 permet le raccord vers le refroidisseur d'air de suralimentation RAS 4. [0041 ] Comme on peut le voir le conduit 1 présente un diamètre D1 et une longueur L1 , ces
[0042] L'illustration jointe (figure 3) comporte des valeurs numériques de B qui ont été calculées pour un moteur de type Diesel équipé d'un turbo compresseur, représentées en fonction de la longueur L1 en abscisse et du diamètre D1 en ordonnée. Ceci met en évidence une valeur seuil du paramètre B correspondant au seuil d'inversion de pente des lignes d'iso B. Comme on peut le voir sur cette figure, cette valeur seuil de B définit en outre une valeur seuil du diamètre du conduit, diamètre en dessous duquel on aura un paramètre B favorable à l'atténuation du pompage.
[0043] Ainsi :
- En règle générale pour réduire B, il faut réduire autant que possible le diamètre D1 , au moins sous le diamètre critique
- Si on sait réduire D1 en dessous de ce diamètre critique, il deviendra favorable d'augmenter la longueur L1
- En cas d'impossibilité à passer sous ce diamètre, il sera par contre indispensable de réduire la longueur L1 à son minimum
[0044] Pour le cas d'un moteur du type cité, avec une longueur L1 imposée d'environ 420mm, il est préconisé une diminution forte du diamètre, qui est ainsi réduit de 45-50mm à 35mm, réduisant le B d'environ 0,62 à environ 0, 57.
[0045] Le plan d'expérimentation sur moteur a démontré le potentiel de cette solution (maquette de principe = diamètre 35 du compresseur au RAS), induisant une réduction du nombre d'oscillations de près de 20% sur le champ de fonctionnement moteur.
[0046] On positionne ainsi en aval du compresseur et plus précisément en entrée du RAS 4, un conduit 1 de diamètre D1 permettant le raccord au RAS en aval du compresseur 3, D1 étant fortement réduit (figure 2) en comparaison du diamètre initial (figure 1 ).
[0047] Des embouts d'adaptation sont montés aux extrémités du conduit 1 pour lui permettre d'être connecté sur le RAS 4 et sur le raccord de sortie du compresseur 3, présentant des raccords de diamètre classique. Ainsi, le diamètre du conduit 1 à l'entrée du RAS 4 est en général inférieur au reste du diamètre de la ligne entre le compresseur 3 et le RAS 4.

Claims

REVENDICATIONS
1. Moteur thermique équipé d'un turbocompresseur, ce turbocompresseur comprenant un compresseur pour comprimer un mélange gazeux à admettre en entrée du moteur et une turbine entraînant mécaniquement ce compresseur (3) et située en sortie du moteur pour détendre les gaz d'échappement issus du moteur, un refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) (4) étant positionné entre le compresseur (3) et le collecteur d'admission du moteur, caractérisé en ce que le conduit (1 ) monté à l'entrée du refroidisseur d'air de suralimentation (4) présente une longueur L1 et un diamètre D1 choisis de sorte qu'un paramètre B unique et adimensionné représentant la sensibilité du pompage à l'acoustique infra-sonore de la ligne en aval du compresseur, et déterminé en se basant sur l'analyse d'un système simple représenté par le compresseur couplé à un résonateur de Helmholtz (conduit débouchant sur un plénum), dont la formulation B = U / 2 G50 traduit le couplage entre : l'énergie de la roue compresseur (numérateur U : vitesse aube), les modes propres de la ligne d'air (dénominateur coo = pulsation propre du Helmoltz) la masse de la colonne d'air (dénominateur L = longueur du conduit) soit au moins inférieur à une valeur seuil de B, en dessous de laquelle l'instabilité est contenue autour du point de fonctionnement.
2. Moteur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le diamètre du conduit (1 ) à l'entrée du RAS (4) est inférieur au reste du diamètre de la ligne entre le compresseur (3) et le RAS (4).
3. Moteur thermique équipé d'un turbocompresseur, ce turbocompresseur comprenant un compresseur pour comprimer un mélange gazeux à admettre en entrée du moteur et une turbine entraînant mécaniquement ce compresseur et située en sortie du moteur pour détendre les gaz d'échappement issus du moteur, un refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) étant positionné entre le compresseur et le collecteur d'admission du moteur, caractérisé en ce que le conduit monté à l'entrée du refroidisseur d'air de suralimentation présente un diamètre inférieur ou égal à 38 mm.
4. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit monté à l'entrée du refroidisseur d'air de suralimentation présente un diamètre supérieur ou égal à 15 mm.
5. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit monté à l'entrée du refroidisseur d'air de suralimentation présente un diamètre égal à 35 mm.
6. Procédé de fabrication d'un moteur thermique équipé d'un turbocompresseur, ce turbocompresseur comprenant un compresseur (3) pour comprimer un mélange gazeux à admettre en entrée du moteur et une turbine entraînant mécaniquement ce compresseur (3) et située en sortie du moteur pour détendre les gaz d'échappement issus du moteur, un refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) (4) étant positionné entre le compresseur (3) et le collecteur d'admission du moteur, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape dans laquelle le conduit (1 ) monté à l'entrée du refroidisseur d'air de suralimentation (4) est défini pour présenter une longueur L1 et un diamètre D1 tels qu'un paramètre B unique et adimensionné représentant la sensibilité du pompage à l'acoustique infra-sonore de la ligne en aval du compresseur (3), et déterminé en se basant sur l'analyse d'un système simple représenté par le compresseur couplé à un résonateur de Helmholtz (conduit débouchant sur un plénum) selon le principe de Greitzer, dont la formulation B = U / 2 G50 traduit le couplage entre : l'énergie de la roue compresseur (numérateur U : vitesse aube), les modes propres de la ligne d'air (dénominateur coo = pulsation propre du Helmoltz) la masse de la colonne d'air (dénominateur L = longueur du conduit), soit au moins inférieur à une valeur seuil de B, en dessous de laquelle l'instabilité est contenue autour du point de fonctionnement.
7. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on calcule le B correspondant au 1 er mode propre de la ligne, c'est-à-dire la valeur propre la plus faible.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2979950A1 (fr) * 2011-09-13 2013-03-15 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur a combustion interne equipe d'un turbocompresseur

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1053907A (fr) 1951-07-24 1954-02-05 Pari Mutuel Soc D Expl Du Outil perforateur
DE19606698A1 (de) * 1995-02-24 1996-08-29 Volvo Ab Geräuschunterdrücker für Verdrängungskompressoren
DE19960427C1 (de) * 1999-12-15 2001-02-08 Muendener Gummiwerk Gmbh Ladeluftschlauch und Verfahren zur Herstellung eines Ladeluftschlauchs
JP2003336554A (ja) * 2002-05-20 2003-11-28 Yanmar Co Ltd エンジンの吸気構造
WO2006115461A1 (fr) * 2005-04-27 2006-11-02 Scania Cv Ab (Publ) Dispositif permettant d'attenuer le son dans un tuyau
FR2889256A1 (fr) * 2005-07-29 2007-02-02 Renault Sas Ligne d'admission d'air d'un moteur a combustion interne a geometrie variable
DE102006054268A1 (de) * 2006-11-17 2008-05-21 Veritas Ag Rohrförmiges Formteil

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1053907A (fr) 1951-07-24 1954-02-05 Pari Mutuel Soc D Expl Du Outil perforateur
DE19606698A1 (de) * 1995-02-24 1996-08-29 Volvo Ab Geräuschunterdrücker für Verdrängungskompressoren
DE19960427C1 (de) * 1999-12-15 2001-02-08 Muendener Gummiwerk Gmbh Ladeluftschlauch und Verfahren zur Herstellung eines Ladeluftschlauchs
JP2003336554A (ja) * 2002-05-20 2003-11-28 Yanmar Co Ltd エンジンの吸気構造
WO2006115461A1 (fr) * 2005-04-27 2006-11-02 Scania Cv Ab (Publ) Dispositif permettant d'attenuer le son dans un tuyau
FR2889256A1 (fr) * 2005-07-29 2007-02-02 Renault Sas Ligne d'admission d'air d'un moteur a combustion interne a geometrie variable
DE102006054268A1 (de) * 2006-11-17 2008-05-21 Veritas Ag Rohrförmiges Formteil

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2979950A1 (fr) * 2011-09-13 2013-03-15 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur a combustion interne equipe d'un turbocompresseur

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