Brevet FR2852624A1 — publié le 20040924

DISPOSITIF DE FIXATION D'UN TURBOCOMPRESSEUR SUR UN MOTEUR A COMBUSTION La présente invention concerne un dispositif de fixation d'un turbocompresseur sur un moteur à combustion. Les turbocompresseurs sont généralement fixés sur le collecteur d'échappement du moteur par une bride. Leur masse importante nécessite que cette fixation soit suffisamment rigide pour résister aux sollicitations vibratoires du moteur. D5e façon classique, les collecteurs d'échappement sont des pièces de fonderie. Toutefois, pour limiter les déperditions thermiques ils peuvent également être en tôle. En effet, les nouvelles stratégies de dépollution mises en oeuvre sur les catalyseurs exigent que la température des gaz 15 d'échappement soit la plus élevée possible à l'entrée de ces derniers. Pour limiter la dissipation de chaleur dans le collecteur d'échappement, on adopte aujourd'hui des collecteurs en tôle de faible épaisseur sur de nombreux moteurs. Le passage aux collecteurs d'échappement en tôle se 20 traduit par une perte de raideur, et introduit un risque de casse sous la charge du turbocompresseur. Dans ces conditions, il n'est plus possible de fixer le turbocompresseur par une simple bride plate sur le collecteur d'échappement, mais il faut prévoir des moyens de fixation plus résistants et/ou des moyens de fixation 25 supplémentaires. D5es moyens de fixation supplémentaires permettent en principe de soulager le collecteur d'échappement en répartissant la charge du turbocompresseur entre deux zones d'appui distinctes sur le moteur. Par ailleurs, ils permettent de repousser le niveau vibratoire nécessaire pour atteindre l'excitation propre du turbocompresseur. Toutefois, avec une double fixation, le turbocompresseur devient hyperstatique, 5 c'est à dire qu'il est trop contraint pour pouvoir se déformer naturellement par dilatation, et risque de casser. La présente invention vise à obtenir une liaison suffisamment rigide entre le moteur et le turbocompresseur, tout en laissant à ce dernier la possibilité de se déformer sans 10 risque de casse. Dans ce but, elle propose un dispositif de fixation comportant des premiers moyens de fixation rigide et des seconds moyens de fixation préservant un degré de liberté en rotation du turbocompresseur autour du moteur. Conformément à l'invention, les seconds moyens de fixation comportent un arbre de maintien fixé par ses extrémités sur le carter cylindre. De préférence, l'arbre est fixé sur le carter cylindre par l'intermédiaire de béquilles réglables en position, et il traverse 20 sans jeu au moins un flasque de support du turbocompresseur. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'arbre est monté sans jeu dans des bagues intermédiaires rapportées l'intérieur des flasques du turbocompresseur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente 25 invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: - 3 - la figure 1 illustre un premier mode de réalisation de l'invention, et - les figures 2 et 3 illustrent un second mode de réalisation de l'invention. Sur les figures 1 et 2, on a fait apparaître la culasse 1 d'un moteur à combustion interne et deux parties fixes 2 de son carter cylindre. Le collecteur d'échappement 3 est fixé par plusieurs vis 4 sur la culasse 1. Le turbocompresseur 6 présente un carter turbine 7, un 10 carter central 8 et un carter compresseur 9. Le carter turbine 7 présente deux f lasques 11 traversés par un arbre 12. Conformément à l'invention, le turbocompresseur 6 est fixé sur le moteur, d'une part par une bride plate de f ixation 13 maintenue par des vis 14 sur la culasse 1, et d'autre part par des 15 seconds moyens de fixation comprenant les f lasques 11, l'arbre de maintien 12, des béquilles 16 de montage sur le carter cylindre 2, des vis de fixation 17 de l'arbre 12 sur les béquilles 16 et des vis de fixation 18 des béquilles 16 sur le carter cylindre 2. Conformément à l'invention, le turbocompresseur présente deux zones d'appui sur le moteur. Son dispositif de fixation comporte donc des premiers moyen de fixation rigides constitués de façon non limitative par la bride 13 de fixation sur la culasse 1, et des seconds moyens de fixation incluant l'arbre de maintien 25 12 qui est fixé par ses extrémités sur le carter cylindre l'intermédiaire des béquilles 16 réglables en position. L'arbre 12 traverse sans jeu les deux flasques 11 de manière à établir une - 4 liaison glissante entre l'arbre et le turbocompresseur 6. Selon une disposition non limitative illustrée par les figures, les f lasques font partie intégrante du carter turbine du turbocompresseur, mais on peut aussi prévoir qu'ils soient 5 simplement rapportés sur celui-ci, sans sortir du cadre de l'invention. Selon le mode de réalisation non limitatif illustré par les f igures 2 et 3, l'arbre 12 est monté sans jeu dans des bagues intermédiaires 19 rapportées à l'intérieur des f lasques 11 du 10 turbocompresseur 6. Dans les deux modes de réalisation décrits ci-dessus, de même que tous ceux qui ne font pas l'objet de cette description, la liaison entre l'arbre 12 et son support doit introduire une résistance suffisante pour empêcher la mise en vibration du 15 turbocompresseur en réponse aux sollicitations du moteur, tout en laissant le turbocompresseur tourner autour de l'arbre sous l'effet de sa dilatation de façon à préserver pour celui-ci un degré de liberté en rotation autour de l'arbre 12. En résumé, l'arbre de maintien 12 rigidement fixé au 20 carter cylindre 2 du moteur traverse les flasques 11 du carter turbine 7 du turbocompresseur. Il supporte partiellement le turbocompresseur en établissant une liaison sans jeu entre celuici et le moteur, de manière à ne pas générer de problèmes vibratoires. L'arbre 12 constitue un pivot à glissement contrôlé entre le turbocompresseur 6 et le moteur. Un frettage approprié entre les flasques 6 et l'arbre 12, ou éventuellement entre l'arbre et les bagues 19 ou les bagues et les f lasques 11, permet de contrôler la résistance au glissement de la liaison. En effet, grâce à l'invention, le turbocompresseur se déplace autour de l'arbre sans contraintes mécaniques sous l'effet de sa dilatation 5 ou de sa rétraction, sans toutefois risquer sa mise en vibration autour de la liaison, en réponse aux sollicitations du moteur. Les bagues intermédiaires introduites de façon non limitative dans le second mode de réalisation de l'invention garantissent la pérennité de la liaison et de son bon fonctionnement. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation d'un turbocompresseur (6) sur un moteur à combustion, caractérisé en ce qu'il comporte des 5 premiers moyen de fixation (13, 14) établissant une liaison rigide entre le moteur et le turbocompresseur et des seconds moyens de fixation (12, 16, 19) établissant une liaison glissante entre ces derniers de façon à préserver un degré de liberté en rotation du turbocompresseur autour du moteur. 2. Dispositif de support selon la revendication 1, caractérisé en ce que les seconds moyens de fixation comportent un arbre de maintien (12) fixé par ses extrémités sur le carter cylindre (2) du moteur. 3. Dispositif de support selon la revendication 2, 15 caractérisé en ce que l'arbre (2) est fixé sur le carter cylindre (2) par l'intermédiaire de béquilles (16) réglables en position. 4. Dispositif de support selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'arbre (12) traverse sans jeu au moins un flasque de support (11) du turbocompresseur (6). 5. Dispositif de support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les flasques (11) sont intégrés au carter turbine (7) du turbocompresseur (6). 6. Dispositif de support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre (12) est monté sans 25 jeu dans des bagues intermédiaires (19) rapportées l'intérieur des flasques (11) du turbocompresseur (6). - 7 7. Dispositif de support selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la liaison entre l'arbre (12) et les flasques (11) comporte un frettage introduisant une résistance suffisante pour empêcher la mise en vibration du turbocompresseur (6) en 5 réponse aux sollicitations du moteur, tout en laissant le turbocompresseur tourner autour de l'arbre (12) sous l'effet de sa dilatation. 8. Dispositif de support selon la revendication 6, caractérisé en ce que la liaison entre l'arbre (12) et les bagues 10 (19) comporte un frettage introduisant une résistance suffisante pour empêcher la mise en vibration du turbocompresseur (6) en réponse aux sollicitations du moteur, tout en laissant le turbocompresseur (6) tourner autour de l'arbre (12) sous l'effet de sa dilatation. 9. Dispositif de support selon la revendication 6, caractérisé en ce que la liaison et les bagues (19) et les flasques (11) comporte un frettage introduisant une résistance suffisante pour empêcher la mise en vibration du turbocompresseur (6) en réponse aux sollicitations du moteur, tout en laissant le 20 turbocompresseur (6) tourner autour de l'arbre (12) sous l'effet de sa dilatation. 10. Dispositif de support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premiers moyens de fixation comprennent une bride de fixation (13) du carter 25 turbine (7) du turbocompresseur (6) sur le collecteur d'échappement (3) du moteur.