WO2016166434A1 - Ensemble de raccordement d'un carter-cylindre a un turbocompresseur pour sa lubrification - Google Patents

Ensemble de raccordement d'un carter-cylindre a un turbocompresseur pour sa lubrification Download PDF

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turbocharger
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filter element
crankcase
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Stanislas DESSARTHE
Matthias TURPIN
Joel Vasselet
Christophe FORT
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Peugeot Citroen Automobiles Sa
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/10—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant venting or purifying means, e.g. of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/14—Lubrication of pumps; Safety measures therefor

Definitions

  • the present invention relates to the field of lubrication of thermal engines.
  • the invention more particularly relates to a connection assembly for connecting a crankcase to a heat engine turbocharger for lubricating said turbocharger.
  • Thermal engines such as spark ignition or compression ignition engines equipped with a turbocharger are well known.
  • Recent turbochargers include a rotating shaft mounted on bearings whose lubrication is effected from the engine oil circuit. These lubricated bearings are however sensitive to the lack of cleanliness of the oil.
  • JP06264775 this filter is integrated in a so-called banjo screw which also provides the assembly function of the oil supply circuit on the turbocharger.
  • banjo screw which also provides the assembly function of the oil supply circuit on the turbocharger.
  • this type of assembly is complex because it is difficult to control the mechanical constraints during assembly penalizes the cost of the assembly process.
  • Document KR100535604 discloses a filter integrated into an S-shaped tubular nozzle with a filter in the central part of the S.
  • the insertion of the filter remains complex and can not be dismantled.
  • connection assembly of the crankcase to the simple and economical turbocharger which allows an assembly free of mechanical stresses of the prior art and easy disassembly.
  • a connection assembly for connecting a crankcase to a heat engine turbocharger for the lubrication of said turbocharger comprising a rigid tube and being characterized in that it comprises one of its ends arranged to be assembled by fitting, this end comprising a filter element inserted inside the tube.
  • the technical effect is to have filter side a simpler fixing mode, easily removable for a possible filter change.
  • the filter element comprises a shoulder intended to abut against the end of the tube.
  • the assembly comprises a flange for fixing the end of the tube carrying the filter element fixed without any degree of freedom to the tube.
  • the end of the tube carrying the filter element comprises an O-ring sandwiched between two projecting rings formed by the wall of the tube.
  • the assembly comprises in the central part a fixing lug associated with an elastic sleeve disposed around the tube.
  • the other end of the tube comprises an O-ring sandwiched between two projecting rings formed by the wall of the tube.
  • the other end of the tube comprises a retaining flange of this end of the tube freely fixed around the tube.
  • the invention also relates to a heat engine comprising a crankcase and a turbocharger, characterized in that it comprises a connection assembly according to any one of the previously described variants connecting the crankcase to the turbocharger for compression. lubrication of the latter by oil from the crankcase.
  • the assembly is mounted with the filter element on the side of the crankcase.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a connection assembly for connecting a crankcase to a thermal engine turbocharger, according to a preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a schematic representation of the fitting of the end of the tube in a crankcase.
  • connection assembly 1 for connecting a crankcase to a turbocharger engine.
  • the engine can be a spark ignition or compression ignition engine.
  • the connection assembly 1 comprises a rigid tube 2, for example a metal tube.
  • the tube 2 comprises an end 3 to be assembled on the crankcase, the other end 4 being intended to come on the turbocharger.
  • the tube 2 is completely rigid between its two ends.
  • Figure 2 illustrates in more detail the end 3 of the tube 2 and its assembly by fitting to the crankcase 20 in a bore 21 provided for this purpose.
  • the rigid tube 2 comprises at its end 3 fitted into the crankcase 20 a filter element 4.
  • This filtering element 4 is slidably inserted inside the tube 4, preferably with a slightly tight fit.
  • a shoulder 5 may be provided on the filter element 4 so that it abuts against the end of the tube 2, to avoid too much sink the filter element 4 in the tube 2 and allow easy disassembly.
  • the filter element is designed to retain the particles usually resulting from the manufacture of the crankcase and the bonnet which can not be stopped by the main oil filter of the engine on the first operating times because when last is positioned upstream of the engine Turbocharger oil supply circuit.
  • the degree of filtration of this filter element 4 is of the order of 150 ⁇ .
  • the connection assembly 1 further comprises an O-ring 6.
  • the O-ring 6 is intended to cooperate with the bore 21 to seal. In order to keep the O-ring 6 on the tube 2, it is sandwiched between two protruding rings 7,7 '.
  • the two rings 7, 7 ' are each formed by a fold of the wall of the tube 2, at the end thereof.
  • the flange 8 is fixed on the side of the end 3 of the tube 2 without degree of freedom.
  • the flange 8 can be secured to the tube 2 by crimping and / or welding.
  • the flange 8 may be in the form of a plate, with a hole 9 (visible in Figure 1) for passage of a fixing means, preferably a screw 10 for clamping the flange on the crankcase 20
  • the wafer Before mounting on the tube 2, the wafer may for example have a U-shaped or horseshoe shape so as to be able to put in place the tube 2 and crimp the tube 2 by closing on it the two branches of the U.
  • a welding point between the flange 8 and the tube 2 can also be provided.
  • the tube 2 in its central part, may comprise a fixing lug 1 1 associated with an elastic sleeve 12.
  • the sleeve 12 contributes to the damping of the engine vibrations while the tab 1 1 participates in maintaining the tube 2 and is intended to be connected to a fixed part of the engine such as the turbocharger or the crankcase.
  • the fixing lug 1 1 also comprises a hole 13 for passing a fastening means, preferably a screw (not shown) for clamping the lug 1 1 of attachment to a fixed part of the engine.
  • connection assembly 1 also comprises, on the end 4 of the tube 2, two projecting rings 14, 14 'each formed by a fold of the wall of the tube 2 for holding an O-ring seal (not shown)
  • the turbocharger then comprises a bore suitable for receiving by fitting this end 4 of the tube 2.
  • a flange 16 for holding the end 4 of the tube 2.
  • the presence of this flange 16 prevents the tube 2 from its fitting with the turbocharger forming a stop for the rings 14.
  • this flange 16 is preferably fixed freely around the tube 2, that is to say that the flange 16 remains free in rotation and in translation relative to the tube 2.
  • the flange 16 may be in the form of a plate, with a hole 16 passing a fastening means, preferably a screw for its tightening on the turbocharger.
  • a variant without upper flange is also possible due to the rigidity of the overall course of the circuit.
  • the oil H When the engine is running, the oil H is conveyed in a ramp 22 of the crankcase 20. It then passes through the filter element 4 and leaves in the tube 2 to join the turbocharger. In this configuration, the flow of oil H naturally pushes the filter element 4 against the tube 2, which ensures its place in the tube without other means of maintenance. In this configuration always, the filter element 4 is less stressed in temperature than if it was placed on the side of the turbocharger. We can then provide a plastic filter element. If the filter element is installed on the turbocharger side, the filtering element may preferably be metallic and the fit between the latter and the inside diameter of the tube will have to be tightened to avoid its expulsion under the effect of the oil pressure.
  • the invention presents a solution that simplifies the definition of the lubrication circuit of the turbocharger, so more economical. This solution allows an assembly less subject to mechanical stresses. This solution maintained by fitting flange also has the advantage of remaining easily removable.

Abstract

L'invention concerne un ensemble (1) de raccordement destiné à relier un carter-cylindre à un turbocompresseur de moteur thermique pour la lubrification dudit turbocompresseur, l'ensemble comprenant un tube (2) rigide et étant caractérisé en ce qu'il comprend une de ses extrémités (3) agencée pour être assemblée par emmanchement, cette extrémité (3) comprenant un élément filtrant (4) inséré à l'intérieur du tube (2).

Description

ENSEMBLE DE RACCORDEMENT D'UN CARTER-CYLINDRE A UN
TURBOCOMPRESSEUR POUR SA LUBRIFICATION
La présente invention se rapporte au domaine de la lubrification des moteurs thermiques. L'invention concerne plus particulièrement un ensemble de raccordement destiné à relier un carter-cylindre à un turbocompresseur de moteur thermique pour la lubrification dudit turbocompresseur.
Les moteurs thermiques tels que les moteurs à allumage commandé ou à allumage par compression équipés d'un turbocompresseur sont bien connus.
Les turbocompresseurs récents comportent un arbre rotatif monté sur des paliers dont la lubrification s'effectue à partir du circuit d'huile du moteur. Ces paliers lubrifiés sont cependant sensibles au défaut de propreté de l'huile.
Il est connu par exemple du document JP06264775 d'utiliser un élément filtrant au niveau de l'entrée de huile dans le turbocompresseur pour stopper les particules pouvant être responsable d'une détérioration du palier lubrifié. Ces particules sont habituellement issues de la fabrication du carter-cylindres et du carter chapeau et ne peuvent pas être arrêtés par le filtre à huile principal du moteur sur les premiers temps de fonctionnement car ce dernier est positionné en amont du circuit d'alimentation en huile du turbocompresseur.
Dans le document JP06264775 ce filtre est intégré dans une vis dite banjo qui assure aussi la fonction d'assemblage du circuit d'alimentation en huile sur le turbocompresseur. Cependant ce type de montage est complexe car on maîtrise mal les contraintes mécaniques lors de l'assemblage ce pénalise le coût du procédé d'assemblage.
On connaît encore du document KR100535604 un filtre intégré dans un embout tubulaire en forme de S avec un filtre dans la partie un centrale du S. Cependant, dans un tel agencement l'insertion du filtre reste complexe et son démontage impossible.
L'invention vise à résoudre ces inconvénients en proposant un ensemble de raccordement du carter-cylindres au turbocompresseur simple et économique qui permet un assemblage s'affranchissant des contraintes mécaniques de l'art antérieur et un démontage aisé. Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un ensemble de raccordement destiné à relier un carter-cylindre à un turbocompresseur de moteur thermique pour la lubrification dudit turbocompresseur, l'ensemble comprenant un tube rigide et étant caractérisé en ce qu'il comprend une de ses extrémités agencée pour être assemblée par emmanchement, cette extrémité comprenant un élément filtrant inséré à l'intérieur du tube.
L'effet technique est d'avoir côté filtre un mode de fixation plus simple, aisément démontable pour un éventuel changement de filtre.
Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons :
- l'élément filtrant comprend un épaulement destiné à venir en butée contre l'extrémité du tube.
-l'ensemble comprend une bride de fixation de l'extrémité du tube portant l'élément filtrant fixée sans degré de liberté au tube. - l'extrémité du tube portant l'élément filtrant comprend un joint torique enserré entre deux anneaux en saillie formés par la paroi du tube.
-l'ensemble comprend en partie centrale une patte de fixation associée à un manchon élastique disposé autour du tube.
- l'autre extrémité du tube comprend un joint torique enserré entre deux anneaux en saillie formés par la paroi du tube.
-l'autre extrémité du tube comprend une bride de maintien de cette extrémité du tube fixée librement autour du tube.
L'invention a aussi pour objet un moteur thermique comprenant un carter-cylindres et un turbocompresseur, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de raccordement selon l'une quelconque des variantes précédemment décrites reliant par emmanchement le carter-cylindres au turbocompresseur pour la lubrification de ce dernier par de l'huile provenant du carter-cylindres. Dans une variante de ce moteur thermique, l'ensemble est monté avec l'élément filtrant du côté du carter-cylindres.
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 aux figures dans lesquelles :
- La figure 1 est une représentation schématique d'un ensemble de raccordement destiné à relier un carter-cylindre à un turbocompresseur de moteur thermique, selon un mode préféré de réalisation de l'invention.
- La figure 2 est une représentation schématique de l'emmanchement de l'extrémité du tube dans un carter-cylindres.
La figure 1 présente un mode préféré d'un ensemble 1 de raccordement destiné à relier un carter-cylindre à un turbocompresseur de moteur thermique. Le moteur thermique peut être un moteur à allumage commandé ou à allumage par compression. De tels moteurs thermiques équipent par exemple des véhicules automobiles. Comme représenté sur la figure 1 , l'ensemble 1 de raccordement comprend un tube 2 rigide, par exemple métallique. Le tube 2 comprend une extrémité 3 destinée être assemblée sur le carter-cylindres, l'autre extrémité 4 étant destinée à venir sur le turbocompresseur. Le tube 2 est donc entièrement rigide entre ses deux extrémités. La figure 2 illustre plus en détail l'extrémité 3 du tube 2 et son assemblage par emmanchement au carter-cylindres 20 dans un alésage 21 prévu à cet effet.
Le tube rigide 2 comprend à son extrémité 3 emmanchée dans le carter-cylindres 20 un élément filtrant 4. Cet élément filtrant 4 est inséré par glissement à l'intérieur du tube 4, de préférence avec un ajustement légèrement serrant. Un épaulement 5 peut être prévu sur l'élément filtrant 4 de sorte que celui-ci vienne en butée contre l'extrémité du tube 2, pour éviter de trop enfoncer l'élément filtrant 4 dans le tube 2 et permettre son démontage aisé. L'élément filtrant est prévu pour retenir les particules habituellement issues de la fabrication du carter-cylindres et du carter chapeau ne pouvant pas être arrêtés par le filtre à huile principal du moteur sur les premiers temps de fonctionnement car quand dernier est positionné en amont du circuit d'alimentation en huile du turbocompresseur. Le degré de filtration de cet élément filtrant 4 est de l'ordre de 150μηι. L'ensemble 1 de raccordement comprend encore un joint torique 6. Le joint torique 6 est destiné à coopérer avec l'alésage 21 pour assurer l'étanchéité. Afin de maintenir sur le tube 2 le joint torique 6, celui-ci est enserré entre deux anneaux 7,7' faisant saillie. Les deux anneaux 7, 7' sont formés chacun par un pli de la paroi du tube 2, à l'extrémité de celui-ci.
Le maintien de l'extrémité 3 du tube 2 sur le carter-cylindres 20 est assuré par une bride 8 de fixation. La bride 8 est fixée du côté de l'extrémité 3 du tube 2 sans degré de liberté. La bride 8 peut être assujettie au tube 2 par sertissage et/ ou soudure. La bride 8 peut se présenter sous la forme d'une plaquette, avec un orifice 9 (visible en figure 1 ) de passage d'un moyen de fixation, de préférence une vis 10 pour le serrage de la bride sur le carter- cylindres 20. Avant montage sur le tube 2, la plaquette peut par exemple présenter une forme en U ou en fer à cheval de sorte à pouvoir y mettre en place le tube 2 et sertir le tube 2 en refermant sur lui les deux branches du U. Un point de soudure entre la bride 8 et le tube 2 peut également être prévu.
Afin d'améliorer le comportement vibratoire, comme illustré sur la figure 1 , le tube 2, dans sa partie centrale peut comprendre une patte 1 1 de fixation associée à un manchon 12 élastique. Le manchon 12 participe à l'amortissement des vibrations moteur tandis que la patte 1 1 participe au maintien du tube 2 et est destinée à être reliée à une pièce fixe du moteur tel le turbocompresseur ou le carter-cylindres. La patte 1 1 de fixation comprend également un orifice 13 de passage d'un moyen de fixation, de préférence une vis (non représentée) pour le serrage de la patte 1 1 de fixation sur une pièce fixe du moteur.
Sur l'autre extrémité 4 du tube 2 destinée à être assemblé sur le turbocompresseur, peut également être prévu un assemblage similaire par emmanchement. Dans ce cas, l'ensemble 1 de raccordement comprend également sur l'extrémité 4 du tube 2 deux anneaux 14, 14' faisant saillie formés chacun par un pli de la paroi du tube 2 pour le maintien d'un joint torique d'étanchéité (non représenté). Le turbocompresseur comprend alors un alésage approprié pour recevoir par emmanchement cette extrémité 4 du tube 2.
Sur l'autre extrémité 4 du tube 2 destinée à être assemblé sur le turbocompresseur, peut également être prévu une bride 16 de maintien de cette extrémité 4 du tube 2. La présence de cette bride 16 permet d'éviter que le tube 2 sorte de son emmanchement avec le turbocompresseur en formant une butée pour les anneaux 14. Pour des raisons de comportement vibratoire et de dispersion de fabrication, cette bride 16 est de préférence fixée librement autour du tube 2, c'est-à-dire que la bride 16 reste libre en rotation et en translation par rapport au tube 2. La bride 16 peut se présenter sous la forme d'une plaquette, avec un orifice 16 de passage d'un moyen de fixation, de préférence une vis pour son serrage sur le turbocompresseur. Une variante sans bride supérieure est également possible du fait de la rigidité du parcours global du circuit.
Lorsque le moteur est en fonctionnement, l'huile H est acheminée dans une rampe 22 du carter-cylindres 20. Elle passe ensuite à travers l'élément filtrant 4 et ressort dans le tube 2 pour rejoindre le turbocompresseur. Dans cette configuration, la circulation d'huile H pousse naturellement l'élément filtrant 4 contre le tube 2, ce qui assure son maintien place dans le tube sans autre moyen de maintien. Dans cette configuration toujours, l'élément filtrant 4 est moins sollicité en température que s'il était placé du côté du turbocompresseur. On peut alors prévoir un élément filtrant en plastique. En cas de mise en place de l'élément filtrant côté turbocompresseur, l'élément filtrant pourrait être de préférence métallique et l'ajustement entre ce dernier et le diamètre intérieur du tube devra être davantage serrant pour éviter son expulsion sous l'effet de la pression huile. L'invention présente une solution qui simplifie la définition du circuit de graissage du turbocompresseur, donc plus économique. Cette solution permet un assemblage moins soumis à des contraintes mécaniques. Cette solution par emmanchement maintenu par bride présente également l'avantage de rester aisément démontable.

Claims

Revendications
1 . Ensemble (1 ) de raccordement destiné à relier un carter-cylindre à un turbocompresseur de moteur thermique pour la lubrification dudit turbocompresseur, l'ensemble comprenant un tube (2) rigide et étant caractérisé en ce qu'il comprend une de ses extrémités (3) agencée pour être assemblée par emmanchement, cette extrémité (3) comprenant un élément filtrant (4) inséré à l'intérieur du tube (2).
2. Ensemble selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'élément filtrant (4) comprend un épaulement (5) destiné à venir en butée contre l'extrémité (3) du tube (2).
3. Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une bride (8) de fixation de l'extrémité (3) du tube (2) portant l'élément filtrant
(4) fixée sans degré de liberté au tube (2).
4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que de l'extrémité (3) du tube (2) portant l'élément filtrant (4) comprend un joint torique (6) enserré entre deux anneaux (7,7') en saillie formés par la paroi du tube (2).
5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en partie centrale une patte (1 1 ) de fixation associée à un manchon élastique (12) disposé autour du tube (2).
6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'autre extrémité (4) du tube (2) comprend un joint torique enserré entre deux anneaux (14, 14') en saillie formés par la paroi du tube (2).
7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'autre extrémité (4) du tube (2) comprend une bride (16) de maintien de cette extrémité (4) du tube (2) fixée librement autour du tube (2).
8. Moteur thermique comprenant un carter-cylindres et un turbocompresseur, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble (1 ) de raccordement selon l'une quelconque des revendications précédentes reliant par emmanchement le carter-cylindres (20) au turbocompresseur pour la lubrification de ce dernier par de l'huile provenant du carter-cylindres (20).
9. Moteur thermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'ensemble est monté avec l'élément filtrant (4) du côté du carter-cylindres (20).
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