Brevet FR2285514A1 — publié le 19760416

La présente invention concerne la suralimentation par turbo compresseur sur gaz d'échappement des moteurs à pistons à quatre temps : moteurs d'automobiles,de camions etc.Elle amèliore leur nervosité et supprime les brusques variations de puissance lors des ac célerations. Actuellement,les moteurs suralimentés par turbocompresseurs sur gaz d'échappement présentent à l'accélération ou à la reprise, un temps mort suivi d'une augmentation de puissance trés brutale. ceci est dù au fait que le compresseur ne fournit pas suffisamment d'air au moteur lors des accélérations. En effet,la puissance de la turbine à réaction entratnant le compresseur dépend de la masse de gaz qui la traverse et de la vi tesse de sortie de cette masse;la vitesse de sortie des gaz dépend elle-même de la pression dans la turbine et de la section d'échap pement de celle-ci : plus la vitesse de sortie des taz est élevée ( donc plus la pression dans la turbine est forte ) plus le rende ment de la turbine est élevé,jusqu'à ce que des pertes diverses ( frictions,turbulences etc.) qui s' accroissent rapidement avec la vitesse,viennent limiter cette évolution. e dernier point impose l'utilisation de turbocompresseur ayant une section d'échappement suffisante pour permettre l'écoulement sans freinage,des gaz au régime maximum du moteur; en dessous de ce régime la pression dans les aubages de la turbine à réaction décroît trés vite,son rendement aussi,et,par conséquent, le débit d'air du compresseur qu'elle entraîne : le moteur ne dispose donc plus d'une suralimentation efficace. Lorsque l'on réaccélérera, le régime du moteur augmentera lentement aprés quoi la turbine du turbocompresseur,disposant de son débit de gaz minimum,entrera brutalement en action,permettant au turbocompre sseur d'assurer de nouveau la suralimentation du moteur : ce qui expliqlle le manque de souplesse de ces montages. Lorsque des accélérations rapides et progressives sont nécessai res,on est conduit,soit ~ monter un deuxième compresseur entrainé par l'arbre du moteur,qui fournit l'appoint d'air à l'accélération, ce qui absorbe de la puissance,soit à avancer l'ouverture des sou papes d'échappement du moteur pour donner plus de gaz au turbocom presseur,ce qui entraine une baisse de rendement du moteur. Le dispositif suivant l'invention permet d'obtenir une ner vosité et une souplesse satisfaisantes sur les moteurs suralimenté, sans complication mécanique ou baisse de rendement. I1 maintient la pression dans les aubages de la turbine à réaction du compresseur lorsque le moteur ne fournit qu'un faible débit de gaz. Cette pression élevée permettra au compresseur de réagir rapidement aux ghangements de régime du moteur et donc de favoriser son accélération. Ce résultat est obtenu en disposant dans l'échappement de la turbine à réaction,un tube concentrique à celui-ci ( ayant un joint trés faible avec la turbine ) qui sépare les gaz en deux veines t peu prés égales; ce tube comporte un volet mobile pouvant l'obstruer dont la fermeture est commandée par un ressort et l'ouverture par un piston en communication avec la tubulure d'échappement avant le compresseur. Lorsque la pression dans l'échappement est trop basse pour assurer un bon rendement à la turbine,le piston ne maintient plus le volet ouvert : le ressort le referme ; la section d'échappement de la turbine à réaction se trouve réduite et la pression dans les aubages de celle-ci relevée. Le dessin annexé iliustre à titre d'exemple un mode de réalisation conforme a la présente invention. I1 comporte le tube cQncentriquel a l'échappement de la turbine 9,sa longueur permet la disposition et la manoeuvre du volet 2 et de son cxe 5 .L'axe comporte à une de ses extrémités une manivelle 6,sur laquelle tire le ressort 3 (pour fermer le volet ) et pousse ie piston 4 ( pour l'ouvrir ) relié au ccllecteur d'échappement 8 par le tube 7. La tension du ressort 3, de même que la section du tube 1,dépend des moteurs et des compresseurs utilisés. Le dispositif,objet de l'invention, peut être utilisé sur tout moteur suralimenté par tubocompresseur sur gaz d'échappement lorsque ce moteur doit avoir une souplesse de fonctionnement comparable ' celle d'un moteur a alimentation atmosphrique. Une applicntion- int?éessante peut être faite sur les moteurs d'Gutomobiles dont la suralimentation,malgre' ses avantages :- réduction de consommation et- de cylindrée, ne pouvait être envisagée à cause du flanque de souplesse de ce type de moteur. REVENDICATIONS ; : Dispositif permettant d'amèliorer la souplesse et la nervosité des moteurs a pistons quatre temps suralimentés par turbocompres seur sur gaz d'échappement,coractérisé par le fait qu'il comporte un moyen,dans l'échappement de la turbine à réaction du turbocompre sseur,permettant de faire varier,en marche,la section de cet échappement. 2 : Dispositif selon revendication 1 caractérisé par le fait que ce moyen est un tube concentrique v l'échappement de la turbine à réaction et que ce tube comporte un volet pouvant l'obstruer,dont la fermeture est commandée par un ressort,et l'ouverture par un piston en corroenunication avec le collecteur d'échappement.