Brevet FR2496758A4 — publié le 19820625

FR 2496758 A4 19820625 FR 8123088 A 19811210 Dispositif de régulation de la pression d'admission d'un moteur à combustion interne suralimenté par les gaz d'échapment. La présente invention concerne un dispositif de régulation de la pression d'admission d'un moteur à combustion interne suralimenté par les gaz d'échappement du type décrit dans la demande de brevet principal. On connaît par le brevet principal un dispositif de régulation de la pression d'admission d'un moteur à combustion interne suralimenté par les gaz d'échappement, qui est muni d'un compresseur à suralimentation par les gaz d'échappement constitué par un surcompresseur et une turbine à gaz d'échappement, et comprenant une soupape de régulation montée dans la conduite collectrice des gaz d'échappement du moteur à combustion interne et sensible à la pression d'admission du surcompresseur, cette soupape commandant une conduite auxiliaire de gaz d'échappement contournant la turbine à gaz d'échappement et par laquelle les gaz d'échappement qui sont soufflés à l'avant de la turbine à gaz d'échappement sont envoyés à un éjecteur disposé dans la partie de la conduite collectrice des gaz qui est située à l'arrière de la turbine à gaz d'échappement.Dans ce cas, la soupape de régulation est monté contrairement à l'éjecteur dans la partie de la conduite collectrice des gaz qui est située à l'avant de la turbine à gaz d'échappement. L'objet de l'invention est un dispositif du type mentionné dans le préambule et destiné à réguler la pression d'admission d'un moteur à combustion interne suralimenté par les gaz d'échappement, qui soit -de construction plus simple que le dispositif du brevet principal. Cet objet est atteint du fait que la section transversale de passage du courant dans la buse de l'éjecteur qui envoie le jet de propulsion est régulée par lasoupape4e régulation. La partie de la conduite collectrice des gaz d'échappement qui est à l'arrière de la turbine à gaz d'échappement comprend un élément de liaison particulier dans lequel est intégré l'éjecteur et sur lequel est fixée la soupape de régulation. Cet élément de liaison est réalisé sous forme d'une pièce coulée; Selon l'invention, l'élément de liaison comprend une tubulure d'admission pour le courant des gaz d'échappement provenant de la conduite collectrice des gaz d'échappement, cette turbine etant reliée a la partie de la conduite collectrice des gaz d'échappement qui est située l'arribre de la turbine à gaz d'échappement. En variante, cet élément de liaison comprend une tubulure d'admission pour le courant des gaz d'échappement provenant de la conduite collectrice des gaz d'échappement qui est reliée directement à la turbine à gaz d'échappement. Finalement, la section transversale de passage de la buse de l'éjecteur qui émet le jet de propulsion est conmandée par le pointeau de la soupape de régulation, qui comprend une partie conique s'étendant, quand la section de passage transversale est fermée, dans la partie de la conduite collectrice de gaz d'échappement située à l'arrière de la turbine à gaz d'échappement et allant en diminuant à l'aval de la buse émettant le jet de propulsion. L'avantage obtenu grâce à l'invention consiste essentiel lel--ent dans le fait qu'en disposant la soupape de régulation dans la partie de la conduite collectrice des gaz d'échappement située à l'arrière de la turbine à gaz d'échappement, le volume occupé par le dispositif est diminué du fait de la longueur plus faible de la conduite auxiliaire de gaz d'échappement. Ce résultat est également obtenu en particulier par l'intégration de l'éjecteur dans l'élément de liaison, par la fixation de l'élément de liaison directement à la turbine à gaz d'échappement et par la commande par la soupape de régulation de la section de passage transversale de la buse de l'éjecteur émettant le jet de propulsion.La vitesse de sortie élevée des gaz d'échappement par la buse de l'é3ec- teur émettant le jet de propulsion est en -outre favorisée par la constitution favorable au courant de la partie en forme de pointeau de la soupape. L'invention sera maintenant expliquée plus clairement à l'aide de deux exemples de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs et avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente l'ensemble d'un moteur à combustion interne suralimenté par les gaz d'échappement au moyen d'éléments indiqués de façon stylisée et selon un premier exemple d'exécution de l'invention, la figure 2 représente en détail la soupape de régulation et l'éjecteur du dispositif de la figure 1, la figure 3 représente l'ensemble d'un moteur à combustion interne suralimenté par les gaz d'échappement au moyen d'éléments indiqués de façon stylisée et selon un second exemple d'exécution de l'invention, et la figure 4 représente en détail la région de la soupape de régulation et du l'éjecteur du dispositif de la figure 3. Selon le premier exemple de réalisation de l'invention, un moteur. a combustion interne 8 aspire l'air frais par l'intermédiaire d'un filtre à air 1, d'un régulateur de mélange 2 et d'une conduite d'aspiration 3, cet air qui n'est pas comprimé quand le moteur à combustion interne fonctionne par aspiration et qui est comprimé quand le moteur à combustion interne est en charge par le surcompresseur 4 d'un compresseur à suralimentation 5 étant dirigé vers ce moteur par une conduite de pression 6, un carter de papillon des gaz 7 et un distributeur d'air 8. Le courant de gaz d'échappement du moteur à combustion interne 9 est envoyé dans l'atmosphère par une conduite collectrice de gaz d'échappement 21, une turbine à gaz d'échappement 11 du compresseur à suralimentation 5 et un silencieux qui n'est pas représenté.La partie de la conduite collectrice de gaz d'échappement 21 située à l'avant de la turbine à gaz d'échappement 11 est indiquée en 10 et la partie de la conduite collectrice de gaz d'échappement située à l'arrière de la turbine à gaz d'échappement 11 est indiquée en 12. Une soupape de régulation 14 qui est montée dans la partie 12 de la conduite collectrice de gaz d'échappement 21 régule la pression d'admission du surcompresseur 4 > la soupape de régulation s'ouvrant quand il y a surpression d'admission parvenant par la conduite de commande 15 et une partie du courant de gaz d'échappement étant envoyée directement par l'intermédiaire d'une conduite collectrice 16 à un éjecteur 18 monté sur la partie 12 de la conduite collectrice de gaz d'échappement 21, en dérivation de la turbine à gaz d'échappement 11.Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la partie 12 de la conduite collectrice de gaz d'échappement 23 comprend un élément de liaison 22 constitué sous forme d'une pièce moulée et dans lequel est intégré l'éjecteur 18 constitué par une buse à jet de propulsion 33, un parcours de mélange 37 et un diffuseur 38. La section transversale de passage de la buse 33 de l'éjecteur 18 qui émet le jet est régulée par le pcinteau 24 de la soupape de régulation 14 qui est reliée à l'élément de liaison 22 par exemple par vissage. Le pointeau 24 est constitué de manière que lorsque la section transversale de passage de la buse 33 est fermée, une partie conique du pointeau 25 qui va en se réduisant å l'aval de la buse 33 s'étend dans-la partie 12 de la conduite collectrice de gaz d'échappement 21. L'elément de liaison 22 comprend une tubulure d'admission de gaz d'échappement 34 et une tubulure de sortie de gaz d'échappement 35 qui sont reliées par des liaisons amovibles telles que des'liaisons par vissage à la partie 12 de la conduite collectrice de gaz d'échappement 21 qui est située à l'arrière de la turbine à gaz d'échappement 11, ainsi que les tubulures d'admission de gaz d'échappement 36 qui est reliée également par une liaison amovible telle qu'une liaison par vissage à la conduite auxiliaire de gaz d'échappement 16. La soupape de régulation 14 qui est connue en soi comprend des éléments de corps 26 et 27 reliés l'un à l'autre par des liaisons par vissage 28. Dans la partie 26 du corps est disposée une membrane 31 qui est soumise d'une part à la sollicitation d'un ressort de pression 29 et d'autre part à la pression d'admission par l'intermédiaire d'une ouverture de raccordement 30 destinée à la conduite de commande 15, membrane sur laquelle est fixé le pointeau 24 de la soupape. Du côté du ressort de pression, la soupape de régulation 14 est reliée à l'atmosphère par une ouverture 32. Le fonctionnement de cet exemple de réalisation de l'invention est le suivant. Après démarrage du moteur à combustion interne 9, la turbine à gaz 11 et de ce fait le surcompresseur 4 sont entraînés par ces gaz d'échappement. Du fait de la pression d'admission qui est encore relativement faible, la soupape de régulation 14 est fermée et tous les gaz d'échappement sont rejetés dans l'atmosphère par la conduite collectrice de gaz d'échappement 21. Lorsque le papillon des gaz du moteur à combustion interne 9 s'ouvre plus fortement, la pression d'admission du surcompresseur 4 monte.Quand celleci atteint une valeur déterminée, la soupape de régulation 14 ouvre à l'encontre de la force du ressort de pression 29 la conduite auxiliaire de gaz d'échappement 16 et une partie des gaz d'gchappement est envoyée à la partie 12 de la conduite collectrice de gaz d'échappement 21 par l'intermé- diaire de la conduite auxiliaire de gaz d'échappement 16 et par dérivation de la turbine à gaz d'échappement 11 après avoir traversé l'éjecteur 18, les gaz d'échappement étant alors rejetés dans l'atmosphère. Du fait de la forte différence de vitesse entre les gaz d'échappement provenant d'une part de la conduite auxiliaire de gaz d'échappement 16 et des gaz d'échappement provenant d'autre part de la turbine à gaz d'échappement 11, les gaz d'échappement provenant de la turbine à gaz d'échappement sont entrainés par suite d'un échange d'impulsions par les gaz d'échappement provenant de la conduite auxiliaire de gaz d'échappement 16 sortant à plus grande vitesse de la buse 33, le résultat étant une baisse importante de la contrepression des gaz d'echappement à l'arrière de la turbine à gaz d'échapement 11.Pour ne pas nuire à la vitesse de sortie des gaz d'échappement provenant de la buse 33, le pointeau 24 de la soupape est muni sur son côté terminal dans la region de la buse d'une partie conique 25 allant en diminuant à l'aval de la buse 33. L'énergie cinétique de la totalité des gaz d'échappement diminue dans le diffuseur 23 et il se forme une pression statique élevée qui favorise l'expulsion des gaz d'échappement dans l'atmosphère. En ce qui concerne le second mode de réalisation de l'invention, les mêmes références déjà utilisées pour le premier exemple de réalisation sont à nouveau utilisées pour désigner les mêmes parties. Ce second exemple de réalisation se différencie du premier simplement du fait que l'élément de liaison 22 est relié directement à la turbine à gaz d'échappement 11 par sa tubulure d'admission de gaz d'échappement. Ceci entratne seulement la nécessité d'utiliser une autre conduite de commande 39 et une autre conduite auxiliaire de gaz d'échappement 4Q de configuration différente de celle de la conduite de commande 15 et de la conduite auxiliaire de gaz d'échappement 16 du premier exemple de réalisation, sans que le mode de fonctionnement de ce second mode de réalisation soit différent de celui du premier. L'invention n'est pas limitée aux exemples représentés. Il est par exemple possible d'utiliser à la place de la soupape de régulation 14 à commande pneumatique une soupape de régulation commandée hydrauliquement ou par un moteur électrique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de régulation de la pression d'admission d'un moteur à combustion interne suralimenté par les gaz d'échappement, qui est muni d'un compresseur à suralimentation par les gaz d'échappement constitué par un surcompresseur et une turbine à gaz d'échappement, et comprenant une soupape de régulation sensible à la pression d'admission du surcompresseur, cette soupape commandant une conduite auxiliaire de gaz d'échappement montée en dérivation de la conduite collectrice de gaz d'échappement du moteur à combustion interne subdivisée en une partie située à l'avant de la turbine à gaz d'échappement et en une partie située à l'arrière de la turbine à gaz d'échappement, et contournant la turbine à gaz d'échappement, et par laquelle les gaz d'échappement qui sont soufflés à l'avant de la turbine à gaz d'échappement sont renvoyés à la partie de la conduite collectrice de gaz d'échappement située à l'arrière de la turbine à gaz d'échappement, et les gaz d'échappement soufflés à l'avant de la turbine à gaz d'échappement étant envoyés à un éjecteur disposé dans la partie de la conduite collectrice des gaz qui est située à l'arrière de la turbine à gaz d'échappement, selon la demande de brevet principal caractérisé en ce que la section transversale de passage du courant dans la buse 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (12) de la conduite collectrice des gaz d'échappement (21) qui est à l'arrière de la turbine a gaz d'échappement (21) comprend un élément de liaison particulier (22) dans lequel est intégré l'éjecteur (18) et sur lequel est fixée la soupape de régulation (14). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de liaison (22) est réalisé sous forme d'une pièce moule. 4. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'élément de liaison (22) comprend une tubulure d'admission (34) pour le courant des gaz d'échappement provenant de la conduite collectrice des gaz d'échappement (21), qui est reliée à la partie (12) de la conduite collectrice des gaz d'échappement (21) qui est située à l'arrière de la turbine à gaz d'échappement (11). 5. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'élément de liaison (22) comprend une tubulure d'admission (34) pour le courant des gaz d'échappement provenant de la conduite collectrice des gaz d'échappement (21) qui est reliée directement à la turbine à gaz d'échappement (11). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section transversale de passage de la buse (33) de l'éjecteur (18) qui émet le jet de propulsion est commandée par le pointeau (24) de la soupape de régulation (14), qui comprend une partie conique (25) s'étendant, quand la section de passage transversale est fermée, dans la partie (12) de la conduite collectrice de gaz d'échappement (21) située a l'arrière de la turbine à gaz d'échappement (11) et allant en diminuant à l'aval de la buse (33) émettant le jet de propulsion.