Brevet FR2746849A1 — publié le 19971003

La présente invention concerne un turbo- compresseur à suralimentation. On décrit un turbocompresseur à suralimentation classique, par exemple, dans la publication N 59(1984)-39734 mise à la disposition du public de la demande de modèle d'utilité japonais. Ce turbocompresseur comporte un rotor de turbine et un rotor de compresseur qui est connecté au rotor de turbine par un arbre. L'arbre est supporté en rotation sur un logement par l'intermédiaire d'un roulement radial et d'un roulement de butée. Des douilles sont montées sur l'arbre entre le roulement radial et le rotor du compresseur. Les douilles sont mises en rotation avec l'arbre dans un même corps. Une plaque d'étanchéité comportant une partie à paroi qui est opposée au rotor du compresseur avec un jeu donné est fixée au logement à sa partie extérieure. La plaque d'étanchéité comporte une partie cylindrique intérieure dans laquelle la douille est montée avec jeu. Une bague d'étanchéité est disposée entre la surface circonférentielle extérieure de la douille et la surface circonférentielle intérieure de la partie cylindrique intérieure de la plaque d'étanchéité. Un déflecteur est disposé entre la plaque d'étanchéité et le roulement de butée de manière à intercepter l'huile jaillissant dans la direction de la plaque d'étanchéité. Dans le turbocompresseur à suralimentation de la technique antérieure qu'on mentionne ci-dessus, l'huile qui jaillit sous l'effet de la rotation de la douille est empêchée par le déflecteur d'aller directement vers la plaque d'étanchéité. Cependant, l'huile qui tombe le long du déflecteur est à même d'envahir la partie séparant la surface circonférentielle extérieure de la douille et la surface circonférentielle intérieure de la partie cylindrique intérieure de la plaque d'étanchéité. Par conséquent, il y a le risque d'une fuite d'huile vers le rotor du compresseur. En conséquence, un objet de la présente invention est de fournir un turbocompresseur à suralimentation perfectionné qui surmonte l'inconvénient exposé ci-dessus. Un autre objet de la présente invention est de fournir un turbocompresseur à suralimentation perfectionné qui permet d'éviter que l'huile ne fuit dans la direction du rotor du compresseur. Pour atteindre les objets précédents, on fournit un turbocompresseur à suralimentation perfectionné qui comprend un rotor de turbine, un rotor de compresseur connecté au rotor de turbine par un arbre, un logement supportant en rotation l'arbre par l'intermédiaire d'un roulement radial, un roulement de butée et une douille cylindrique qui est montée sur l'arbre entre le roulement de butée et le rotor du compresseur, une plaque d'étanchéité fixée au logement tout en maintenant un jeu prédéterminé entre le rotor du compresseur et sa partie à paroi et ayant une partie intérieure cylindrique qui s'étend vers le roulement de butée et dans laquelle la douille est montée et une partie extérieure en saillie qui est formée sur l'extrémité de la partie cylindrique et qui s'étend vers l'extérieur dans le sens diamétral de manière à former une rainure circulaire avec la partie à paroi et une bague d'étanchéité disposée entre la partie intérieure cylindrique de la plaque d'étanchéité et une partie circonférentielle extérieure de la douille. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un turbocompresseur à suralimentation selon la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe d'un second mode de réalisation d'un turbocompresseur à suralimentation selon la présente invention; La figure 3 est une vue en partie agrandie de la figure 2; La figure 4 est une vue de côté d'un déflecteur de la figure 2; et La figure 5 est une vue en coupe prise le long de la ligne A-A de la figure 4. On décrira un turbocompresseur à suralimentation selon les modes de réalisation préférés de la présente invention en liaison avec les dessins annexes. La figure 1 représente un premier mode de réalisation de la présente invention. En figure 1, un logement en fonte 10 comporte une paire de trous axiaux lOa. Un arbre 30 est supporté en rotation dans les trous axiaux lOa par l'intermédiaire de roulements radiaux 15 et 16. Les roulements radiaux 15 et 16 sont montés en rotation dans les trous axiaux 10a et sont empêchés de se déplacer axialement dans des directions opposées par des circlips fixés dans les trous axiaux 10a, respectivement. Le roulement radial 16 ne peut se déplacer vers le côté droit de la figure 1 grâce au contact avec une partie à grand diamètre qui est formée sur l'arbre 30. Au côté gauche d'une partie de l'arbre 30 sur laquelle le roulement radial 15 est monté en rotation, une partie à petit diamètre est formée sur le dessus. Une douille cylindrique 17 ayant une partie à rebord à son extrémité du côté droit est montée sur la partie à petit diamètre de l'arbre 30 de façon que la partie à rebord puisse être en contact avec une surface d'extrémité du côté gauche du roulement radial 15 ou avec une partie à gradin de l'arbre 30. Au côté gauche de la partie à petit diamètre de l'arbre 20, une douille cylindrique 19 est montée sur le dessus de manière à être contiguë à la douille 17. La douille 19 a une partie débordant 19a qui est formée sur son extr6mité du côté droit de manière à s'étendre extérieurement dans la direction diamétrale et qui est en contact avec l'extrémité du côté gauche de la douille 19. Le diamètre de la surface du côté gauche de la partie 19a est plus grand que celui de la surface du côté gauche de la partie 19a et une surface conique est formée sur la portion circonférentielle extérieure de la partie 19a. Une rainure circulaire est formée sur- une partie circonférentielle extérieure d'une portion cylindrique de la douille 19 et un joint d'huile (bague d'étanchéité) 20 est monté dans la rainure circulaire. Au côté gauche des trous axiaux lOa du logement 10, un trou à grand diamètre lod est formé sur le dessus et une plaque d'étanchéité 21 comportant une partie cylindrique intérieure dans laquelle la douille 19 est montée de manière étanche aux fluides par l'intermédiaire d'un joint d'huile 20 est pressée dans le trou à grand diamètre l0d. Sur la partie à petit diamètre de l'arbre 30 qui se trouve au côté gauche par rapport à la douille 19, un rotor de compresseur 13 est monté sur le dessus et un écrou est serré sur l'extrémité de la partie à petit diamètre de l'arbre 30 de manière à comprimer le rotor 13 vers la douille 19. Ainsi, la douille 17 et la douille 19 sont serrées entre la surface du côté droit du rotor 13 et une partie à gradin entre la partie à petit diamètre et la partie centrale de l'arbre 30 et se trouvent dans un état dans lequel elles ne peuvent tourner avec l'arbre 30 et le rotor 13 du compresseur dans un corps. Maintenant, un jeu donné est maintenu entre la surface du côté droit du rotor 13a du compresseur et une partie à paroi de la plaque d'étanchéité 21 qui est formée sur l'extrémité du côté gauche. Un roulement de butée 18 qui est fixé dans le trou à grand diamètre lOd du logement 10 est inséré entre la partie à rebord de la douille 17 et la partie débordant 19a de la douille 19 qui sont opposées l'une à l'autre. Le logement 10 comporte des passages d'huile lOb pour fournir de l'huile aux roulements radiaux 15 et 16. Le roulement de butée 18 comporte un trou 18a d'alimentation en huile qui communique avec les passages d'huile lOb du logement 10 de manière à fournir de l'huile aux parties soumises à une friction entre le roulement de butée 18 et la partie à rebord de la douille 17 et entre le roulement de butée 18 et la partie débordant 19a de la douille 19. Un logement de compresseur 11 dans lequel le rotor 13 du compresseur est disposé est fixé d'une manière étanche à l'air au logement 10 et comporte une entrée d'air et une sortie d'air. L'entrée d'air communique avec une conduite d'admission d'air (non représentée) et la sortie d'air communique avec le collecteur d'admission d'un moteur (non représenté). A l'extrémité, côté droit, de l'arbre 30, un rotor de turbine 14 qui est disposé dans le logement de turbine 12 y est fixé. Le logement 12 est fixé de manière étanche à l'air au logement 10 et comporte une entrée de gaz d'échappement et une sortie de gaz d'échappement. L'entrée de gaz d'échappement est connectée de manière étanche à l'air au collecteur d'échappement du moteur (non représenté) et la sortie du gaz d'échappement est connectée de manière étanche à l'air à la conduite de sortie du gaz d'échappement (non représentée). Ainsi, lorsque le moteur (non représenté) démarre, le gaz d'échappement pénètre dans l'entrée pour gaz d'échappement, provoquant la rotation du rotor 14 de la turbine. Le rotor 13 du compresseur tourne alors par l'intermédiaire de l'arbre 30 de sorte que l'air est suralimenté. Dans ce mode de réalisation, une partie extérieure en saillie 21a est formée sur l'extrémité, côté droit, de la partie intérieure cylindrique de la plaque d'étanchéité 21 qui est opposée à la partie débordant 19a de la douille 19. La partie 21a s'étend vers l'extérieur dans le sens diamétral de manière à former une rainure circulaire avec la partie à paroi de la plaque d'étanchéité 21 et présente une forme conique 6 2746849 qui correspond à une partie conique formée sur une partie de raccordement entre la partie cylindrique et la partie débordant l9a de la douille 19. Une extrémité supérieure de la partie extérieure en saillie 21a est opposée à la partie débordant 19a avec un petit jeu prédéterminé. Selon ce mode de réalisation, lorsque le turbocompresseur à suralimentation fonctionne, l'huile est fournie aux parties soumises à une friction situées entre le roulement de butée 18 et la partie à rebord de la douille 17 et entre le roulement de butée 18 et la partie débordant 19a de la douille 19 par l'intermédiaire du trou 18a d'alimentation en huile. L'huile jaillit vers l'extérieur dans le sens diamétral sous l'effet de la force centrifuge et jaillit obliquement et vers l'extérieur dans le sens diamétral le long de la surface conique de la partie circonférentielle extérieure de la partie 19a sous l'effet de la force centrifuge. L'huile qui jaillit frappe la surface circonférentielle intérieure de la plaque d'étanchéité 21 et tombe le long de la surface circonférentielle intérieure de la plaque d'étanchéité 21. Alors, l'huile est entraînée dans un trou de drainage lOc ménagé sur le logement 10. En outre, l'huile tombe le long de la partie à paroi de la plaque d'étanchéité 21 et de la rainure circulaire entre la partie à paroi et la partie extérieure en saillie 21a et est alors acheminée jusqu'au trou de drainage lOc. Ainsi, on est sûr d'éviter que l'huile ne fasse une invasion dans la direction du joint d'huile 20 à partir du jeu séparant l'extrémité supérieure de la partie extérieure en saillie 21a et la partie débordant 19a. Les figures 2 à 5 représentent un second mode de réalisation de la présente invention. En figures 2 à 5, les mêmes parties qu'en figure 1 sont représentées par les mêmes numéros de référence. Dans ce second mode de réalisation, comme représenté en figure 3, la longueur axiale de la partie extérieure en saillie 7 2746849 21a de la plaque d'étanchéité 21 est plus petite que dans le premier mode de réalisation. L'extrémité supérieure de la partie 21a est opposée à une partie circonférentielle intérieure d'une partie centrale plate 22b d'un déflecteur 22 qui est disposé parallèlement à la partie débordant 19a de la douille - 19 tout en maintenant un petit jeu prédéterminé. Comme représenté en figure 4 et en figure 5, le déflecteur 22 comprend la partie centrale plate 22b qui est opposée à la partie débordant 19a et qui présente un trou central pour le montage de la douille 19, une partie conique 22a qui s'étend à partir de l'extrémité extérieure de la partie centrale plate 22b dans la direction du rotor 13 du compresseur tout en ayant un diamètre qui diminue, une partie à paroi qui s'étend verticalement à partir d'une extrémité de la partie conique 22a vers l'extérieur dans le sens diamétral et qui est fixée à un trou intérieur 21b de la plaque d'étanchéité 21 à son extrémité extérieure 22d, une partie ouverte 22f qui est pratiquée sur une partie des portions inférieures de la partie à paroi et de la partie conique 22a, respectivement, et qui débouche sur une rainure circulaire 22c formée entre la partie à paroi et la partie conique 22a vers l'extérieur dans la direction diamétrale et une portion de guidage 22e qui s'étend à partir d'une portion de la partie centrale plate 22b obliquement et vers l'extérieur tout en passant dans la partie ouverte 22f. Dans ce mode de réalisation, l'huile jaillissant depuis la partie débordant 19a frappe la partie à paroi du déflecteur 22 et tombe le long de cette partie. Une partie de l'huile passe dans la rainure circulaire 22c et est acheminée jusqu'au trou de drainage lOc par l'intermédiaire de la partie ouverte 22f et de la partie de guidage 22e. Par conséquent, on a l'assurance que l'huile ne fait pas une invasion dans la direction du joint d'huile 20 à partir du jeu séparant la partie centrale plate 22b et la partie débordant 19a. En outre, même si par hasard l'huile fait une invasion dans la direction du joint d'huile 20 à partir du jeu séparant la partie centrale plate 22b et la partie débordant 19a, l'huile est projetée par la force centrifuge et l'huile ainsi projetée tombe dans la rainure circulaire formée entre la partie à paroi de la plaque d'étanchéité 21 et la partie extérieure en saillie 21a. Par conséquent, l'huile est empêchée de fuir vers le joint d'huile 20. Comme on l'a expliqué ci-dessus, selon la présente invention, étant donné que l'huile projetée par la force centrifuge tombe le long de la partie à paroi et dans la rainure circulaire de la plaque d'étanchéité, elle ne peut fuir dans la direction du rotor du compresseur. En outre, selon la présente invention, on peut disposer le déflecteur ayant la partie centrale plate, la partie conique, la partie à paroi, la partie ouverte et la partie de guidage dans la plaque d'étanchéité. Dans ce cas, étant donné que l'huile projetée par la force centrifuge tombe le long de la partie à paroi, de la rainure circulaire formée entre la partie centrale plate et la partie à paroi, on a l'assurance que l'huile ne peut fuir dans la direction du rotor du compresseur. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Turbocompresseur à suralimentation, caractérisé en ce qu'il comprend: - un rotor de turbine (14), - un rotor de compresseur (13)- connecté au rotor de turbine par un arbre (30), - un logement (10) supportant en rotation l'arbre par l'intermédiaire d'un roulement radial (15), d'un roulement de butée (18) et d'une douille cylindrique (19) qui est montée sur l'arbre entre le roulement de butée et le rotor du compresseur, - une plaque d'étanchéité (21) fixée au logement tout en maintenant un jeu prédéterminé entre le rotor du compresseur et sa partie à paroi et ayant une partie intérieure cylindrique qui s'étend vers le roulement de butée et dans laquelle la douille est montée et une partie extérieure en saillie qui est formée sur l'extrémité de la partie cylindrique et qui s'étend vers l'extérieur dans le sens diamétral de manière à former une rainure circulaire avec la partie à paroi, et - une bague d'étanchéité (20) disposée entre la partie intérieure cylindrique de la plaque d'étanchéité et une partie extérieure circonférentielle de la douille. 2 - Turbocompresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille comporte une partie (19a) qui déborde vers l'extérieur dans le sens diamétral et qui est en contact avec le roulement de butée. 3 Turbocompresseur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un déflecteur (22) est disposé dans la plaque d'étanchéité et comporte une partie centrale plate opposée à la partie qui déborde et qui présente un trou central pour le montage de la douille, et une partie conique qui s'étend à partir de l'extrémité extérieure de la partie centrale plate dans la direction du rotor du compresseur tout en ayant un diamètre qui diminue, une partie à paroi qui s'étend verticalement à partir d'une extrémité de la partie conique vers l'extérieur dans le sens diamétral et qui est fixée à la plaque d'étanchéité à son extrémité extérieure, une partie ouverte qui est formée sur une partie des portions inférieures de la partie à paroi et de la partie conique, respectivement, et qui débouche sur une rainure circulaire formée entre la partie à paroi et la partie conique vers l'extérieur dans le sens diamétral et une partie de guidage qui s'étend depuis une portion de la partie centrale plate obliquement et vers l'extérieur tout en passant- dans la partie ouverte.