Brevet FR2251710A1 — publié le 19750613

La présente invention concerne des ensembles moteurs du type de ceux comportant un moteur à combustion interne, une pompe d'injection pour l'alimentation en combustible du moteur, un organe de commande placé sur la pompe pour faire varier la quantité de combustible injecté par unité de temps et un compresseur entrainé par le moteur pour envoyer de l'air comprimé au collecteur d'admission du moteur. On connaît deux types de compresseur entraîné par le moteur. Les compresseurs du premier type, appelés plus communément surcompresseurs, sont entraînés directement par une partie rotative du moteur, habituellement le vilebrequin. Ceux du second type , -appelés plus couramment turbocompresseurs, sont entraînés par une turbine elle-mEme entratnée par les gaz d'échappement du moteur à combustion.Les compresseurs du premier type présentent l'inconvénient queAlorsque le moteur tourne à un régime élevé mais à faible puissance, ils gaspillent de l'énergie, tandis que ceux du second type ont le désavantage que lorsqu'on demande au moteur une plus grande puissance et qu'on déplace l'organe de commande de l'alimentation dans le sens d'une augmentation du débit du combustible injecté au moteur, il se produit un retard dans la montée en pression de l'air comburant et, de ce fait, dans l'augmentation de puissance, et il arrive en outre que de la fumée sorte par lléchap- pement du moteur pendant la période de retard. L'invention a donc pour objet de remédier à ces inconvénients. A cet effet, elle prévoit dans un ensemble moteur du type précité un moyen de réglage de la quantité d'air débitée par le compresseur, le dit moyen étant accouplé à l'organe de commande de l'alimentation en combustible de façon que lorsque ce dernier est déplacé dans le sens d'une augmentation du débit du combustible injecté, il se produit une augmentation de la quantité d'air fournie au moteur quelles que soient la vitesse et la charge du moteur. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution d'ensembles moteurs Figure 1 représente de façon fortement schématisée un ensemble moteur selon l'invention, avec un surcompresseur entra- né par un organe rotatif du moteur à combustion interne Figure 2 représente un turbocompresseur pouvant être utilisé pour envoyer de l'air au moteur. L'ensemble moteur représenté à la figure 1, comprend un moteur à combustion interne 10 alimenté en combustible par une pompe à injection 11 dont le fonctionnement relié dans le temps à celui du moteur (calage). La pompe 71 est munie d'un organe réglable de commande de l'alimentation en combustible du moteur désigné par la référence 12. Le réglage de cet organe est commandé par un régulateur 13. Le régulateur peut être du type mécanique et comporter des masselottes soumises à l'action de la force centrifuge, ou du type hydraulique. Il peut être aussi un système électronique. De toute façon, dans chaque cas il y a un élément de commande à l'entrée du régulateur, qui est relié à un organe de commande actionné par l'opérateur, par exemple la pédale d'accélérateur dans le cas d'un moteur monté sur un véhicule. L'ensemble moteur comprend aussi un surcompresseur constitué par un compresseur de type radial 14 qui est entraîné par le vilebrequin du moteur, soit directement, soit, comme cela se pratique habituellement, par l'intermédiaire d'un mécanisme d'engrenages. Le compresseur 14 a un collecteur de sortie annulaire 15 relié par une conduite 16 au collecteur admission 17 du moteur. Cet ensemble moteur est bien connu et il est prévu généralement une soupape de décompression communiquant avec la conduite 16 pour limiter la pression maximale de l'air envoyé dans le collecteur d'admission du moteur. Dans la forme d'exécution représentée à la figure1, cette soupape n'est pas prévue, mais rien ne s'oppose à ce qu'elle le soit, si on le juge nécessaire pour limiter la pression maximale de l'air. La tige de commande 12 de la pompe Il est reliée par une tringle 17 à un papillon 18 monté dans la tubulure d'entre 19 du compresseur. Ce papillon 18 diminue le débit de l'air à l'entrée du compresseur et limite ainsi le volume de l'air circulant à travers le compresseur. Lorsque le moteur tourne à un régime élevé et sous une faible charge, la tige de commande 12 se trouve à mi-chemin entre les positions de débit maximal et de débit minimal de combustible et le papillon 18 diminue la quantité d'air traversant le compresseur. Cette diminution a pour conséquence une réduction de la consommation d'énergie du compresseur.Lorsque la tige 12 est déplacée dans le sens d'une augmentation de la quantité de combustible injecté par la pompe, le papillon 18 s'ouvre et il en résulte une augmentation immédiate de la quantité d'air débité dans le collecteur d'admission du moteur. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 1, un papillon supplémentaire facultatif 21 est monté dans une dérivation 20 de la conduite 16. Ce papillon peut être relié par une tige articulée à la tige de contrôle 12 et agencé de façon à se fermer lorsque la quantité de combustible injecté dans le moteur augmente. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 2, la surcompression du mélange est assurée par un turbocompresseur constitué par la turbine 22 et le compresseur 23. La turbine 22 comporte une chambre d'entrée annulaire 24 reliée par une conduite 25 au collecteur d'échappement du moteur, de sorte que les gaz d'échappement sont, à leur sortie du moteur, dirigés tout d'abord à travers la turbine. Celle-ci est, comme cela se pratique habituellement, munie de tuyères qui dirigent les gaz d'échappement sur l'aubage. Les tuyères sont réglables, par exemple en nombre ou en section de travail, de sorte que pour un débit massique donné des gaz d'échappement, il est possible de régler la vitess+du rotor de la turbine.Le mécanisme pour modifier le réglage des tuyères est relié à la tige de commande 12, de sorte que lorsque celle-ci est déplacée dans le sens d'une augmentation de la quantité de combustible injecté les tuyères sont réglées de manière à provoquer une augmentation immédiate de la vitesse de rotation de la turbine et, de ce fait, du compresseur -23, lequel envoie alors davantage d'air dans le collecteur d'admission du moteur. Il va de soi qu'il y aura toujours dans l'augmentation du débit d'air comburant un léger retard dû à l'inertie des équipages mobiles de la turbine et du compresseur. Toutefois, ce retard est considérablement moins important que celui qui se produit lorsque la vitesse de la turbine est fonction uniquement de la vitesse d'écoulement des gaz d'échappement. Les papillons 18 et 21 et les tuyères ont été décrits comme étant actionnés directement à partir de la tige de commande de l'alimentation en combustible. Il va de soi que la liaison articulée entre la tige de commande et les papillons ou les tuyères peut comporter un servo-mécanisme qui agit sur les organes précités en fonction des déplacements de la tige de commande. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution d'ensembles moteurs qui ont été décrites ci-dessus à titres d'exemples non limitatifs ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICAlIONS l. - Ensemble moteur du type de ceux comportant unWmo- teur à combustion interne, une pompe d'injection pour l'alimentation en combustible du moteur, un organe de commande placé ur la pompe pour faire varier la quantité de combustible injecté par unité de temps et un compresseur entraîné par le moteur pour envoyer de l'air comprimé au collecteur d'admission du moteur caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de réglage de la quantité d'air débitée par le compresseur, moyen accouplé à l'organe de commande de l'alimentation en combustible de façon que lorsque ce dernier se déplace dans le sens d'une augmentation du débit du combustible, il produise une augmentation de la quantité d'air fournie au moteur, quelles que soient la vitesse de rotation et la charge de ce dernier. 2. - Ensemble moteur selon la revendication 1, dans lequel le compresseur est entraîné par un organe rotatif du moteur, caractérisé en ce que le moyen deréglage est constitué par un papillon monté dans la tubulure d'entrée du compresseur et déplacé dans le sens d'une diminution du débitmassiqiie Qe l'air à travers le compresseur lorsque la tige de commande de l'alimentation en combustible se déplace dans le sens d'une diminution du débit de la pompe d'injection. 3. - Ensemble moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un autre papillon permettant à l'air de s'échapper de la conduite de sortie du compresseur, papillon relié à l'organe de commande de l'alimentation en combustible de façon à diminuer l'échappement de l'air lorsque l'organe de commande se déplace dans le sens d'une augmentation du débit de la pompe d'injection. 4. - Ensemble moteur selon la revendication 2 ou la revendication ), caractérisé én ce que l'organe de commande de l'alimentation en combustible moteur est relié au papillon (ou aux papillons) par un système de tiges articulées. 5. - Ensemble moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système comporte un servo-mecanisme. 6. - Ensemble mcteur selon la revendication 1, dans lequel le compresseur fait tartie d'un turbocompresseur comportant une turbine qui entralne en rotation un compresseur, l'entrée de la turbine tant reliée au collecteur dléchappement du moteur "caractFrisé en ce que le moyen de réglage de la quantité d'air débitée par le compresseur est un mécanisme de rêglagedes tuyères qui dirigent les gaz d'échappement sur l'aubage de la turbine, mécanisme qui ,, en réglant les tuyères, règle ainsi la vitesse du rotor de la turbine et celle du compresseur et, de ce fait, la quantité d'air envoyé au moteur.