Brevet FR2690953A1 — publié le 19931112

La présente invention concerne un dispositif de suralimentation d'un moteur à combustion interne. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de suralimentation du type comportant un turbocompresseur dont le compresseur est agencé dans un conduit d'admission du moteur. On connaît de nombreux agencements pour la suralimentation d'un moteur à combustion interne du type comportant un turbocompresseur dont la turbine est alimentée en gaz provenant du collecteur d'échappement du moteur et dont le compresseur est agencé dans un conduit relié au collecteur d'admission du moteur. Afin de pouvoir réguler la valeur de la pression de suralimentation du moteur, il est connu d'agencer une vanne de décharge dans le conduit d'amenée des gaz d'échappement à la turbine. Ces agencements dans lesquels on utilise une valve de décharge, également appelée by-pass, permettent de réguler la pression de suralimentation et notamment de fixer une pression maximale de suralimentation, mais ils ont pour inconvénient de provoquer une dégradation du rendement de la turbine du fait des perturbations qui sont induites dans le flux des gaz d'échappement par la valve de décharge située en amont de la turbine. De plus, la valve de décharge et ses moyens de commande, généralement constitués par un vérin pneumatique, entraînent un accroissement important du coût du dispositif de suralimentation. Enfin, de tels agencements ne permettent pas d'éviter une pression de suralimentation excessive pour les régimes moyens de rotation du moteur, ce qui a pour effet d'entraîner une consommation importante de carburant. Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose un dispositif de suralimentation d'un moteur à combustion interne du type comportant un turbocompresseur dont le compresseur est agencé dans un conduit d'admission du moteur, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs tronçons de sections de passage réduites par rapport à la section normale d'écoulement du fluide dans le conduit d'admission et qui sont agencés en série pour provoquer une perte de charge déterminée lors du passage du fluide dans ces tronçons. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - chaque tronçon est réalisé sous la forme d'un venturi - les venturis présentent des sections rétrécies décroissantes dans le sens de l'écoulement - les tronçons de sections réduites sont agencés en amont, en aval ou en amont et en aval du compresseur - les sections de passage des tronçons sont déterminées de manière à obtenir une pression de suralimentation maximale désirée pour le régime maximal de rotation du moteur - le moteur est du type à allumage commandé ou est un moteur diesel. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue schématique illustrant un dispositif de suralimentation d'un moteur à combustion interne réalisé conformément à l'état de la technique et comportant une valve de décharge - la figure 2 est une vue schématique similaire à celle de la figure 1 illustrant un dispositif de suralimentation réalisé selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 illustrant un second mode de réalisation d'un dispositif de suralimentation selon l'invention ; et - la figure 4 est un graphique illustrant le fonctionnement du dispositif de suralimentation conforme aux enseignements de l'invention. On a schématisé à la figure 1 un dispositif de suralimentation pour un moteur à combustion interne dont on a schématisé un cylindre 12. Le dispositif de suralimentation 10 est pour l'essentiel constitué par un turbocompresseur 14 dont la roue de compresseur 16, qui est entraînée par une roue de turbine 18, est agencée dans un conduit d'admission 19 qui débouche dans le cylindre 12 avec interposition d'une soupape d'admission 22. La roue de turbine 18 est alimentée, par un conduit 20, en gaz d'échappement provenant du cylindre 12 avec interposition d'une soupape d'échappement 24. Une valve de décharge 26 est interposée dans le conduit d'échappement 20, entre le cylindre 12 et la roue de turbine 18. La valve de décharge 26 est commandée par un dispositif pneumatique 28, notamment en fonction de la pression régnant dans le conduit d'admission 19 en aval du compresseur 16, pour provoquer la décharge d'une partie des gaz d'échappement dans un conduit de dérivation 30 qui débouche en aval de la roue de turbine 18. On décrira maintenant le dispositif de suralimentation 10 selon l'invention illustré à la figure 2. Dans ce mode de réalisation, le conduit d'admission 19 comporte, en aval de la roue de compresseur 16 deux venturis agencés successivement dans le sens de l'écoulement du fluide. Chaque venturi, ou tube de Venturi, présente une section réduite de diamètre Di qui est inférieure à la section moyenne de passage S du fluide dans le conduit d'admission 19. Chaque venturi Vi comporte un cône d'entrée de section décroissante et de longueur Ai et un cône de sortie de section croissante de longueur Bi. La détermination des différents paramètres Di, Ai et Bi de chacun des venturis permet de déterminer globalement la perte de charge que subit le fluide d'admission lors de son écoulement à travers la succession des venturis. Il est également possible de faire varier la position relative des différents venturis le long du conduit d'admission 19 pour déterminer la perte de charge globale que subit le fluide. Comme on le constate à la figure 2, le dispositif de suralimentation 10 ne comporte plus de valve de décharge commandée. Il est possible d'augmenter le nombre de venturis, ou de réduire la section de passage de l'un des venturis, afin d'accroire la perte de charge globale et donc de réduire la valeur de la pression de l'air, ou du mélange air/carburant, en aval de la succession des venturis. La perte de charge que provoque un venturi augmente avec la vitesse d'écoulement du fluide dans le conduit d'admission 19, et donc avec le régime de rotation du moteur. Le fonctionnement du dispositif de suralimentation illustré à la figure 2 est représenté à la figure 4. Sur cette figure, on a représenté la pression de suralimentation P en fonction du régime de rotation N du moteur. La première courbe C1 illustre la valeur de la pression de suralimentation P d'un turbocompresseur sans aucun dispositif de régulation et/ou de limitation de la pression de suralimentation. La courbe C2 illustre la modification de la partie finale de la courbe C1 lorsque l'on utilise une valve de décharge commandée 26 telle que celle illustrée à la figure 1. La courbe C3 illustre le fonctionnement du dispositif de suralimentation conformément aux enseignements de l'invention illustré à la figure 2. On note sur la courbe C3 que la pression de suralimentation est plus faible pour des régimes moyens de rotation du moteur, ce qui permet de réaliser une économie importante de carburant par rapport aux dispositifs de suralimentation dont le fonctionnement est illustré par les courbes C1 et C2. On a également représenté à la figure 4 une courbe C4 qui correspond à celle d'un turbocompresseur plus perméable que celui dont la caractéristique est illustrée par la courbe C1. Un tel turbocompresseur, pour fournir à bas régime une même pression de suralimentation que celle du dispositif selon l'invention conduirait à une pression croissant plus vite en fonction du régime et nécessiterait donc également d'avoir recours à une valve de décharge. L'utilisation de venturis est particulièrement avantageuse, par rapport à d'autres dispositifs permettant de créer une perte de charge car - la perte de charge est négligeable pour des faibles valeurs du régime de rotation du moteur ; et - les venturis n'introduisent pas de perturbations dans les lignes de flux de l'écoulement, et ceci quel que soit le régime de rotation du moteur. Dans la variante de réalisation illustrée à la figure 3, les venturis Vi sont agencés dans le conduit d'admission 19 en amont de la roue de compresseur 16. REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) de suralimentation d'un moteur à combustion interne du type comportant un turbocompresseur (14) dont le compresseur (16) est agencé dans un conduit d'admission (19) du moteur (12), caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs tronçons de sections de passage réduites par rapport à la section normale (S) d'écoulement du fluide dans le conduit d'admission (19) et qui sont agencés en série pour provoquer une perte de charge déterminée lors du passage du fluide dans ces tronçons. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tronçon est réalisé sous la forme d'un venturi (Vi), 3. Dispositif de suralimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les venturis (Vi) présentent des sections rétrécies (Di) décroissantes dans le sens de l'écoulement. 4. Dispositif de suralimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les tronçons sont agencés en amont du compresseur (16). 5. Dispositif de suralimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les tronçons sont agencés en aval du compresseur (16). 6. Dispositif de suralimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les tronçons sont agencés en amont et en aval du compresseur (16). 7. Dispositif de suralimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sections de passage rétrécies des tronçons sont déterminées de manière à obtenir une pression de suralimentation maximale désirée pour le régime maximal de rotation du moteur. 8. Dispositif de suralimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur est du type à allumage commandé. 9. Dispositif de suralimentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moteur est un moteur diesel.