Brevet FR2880078A1 — publié le 20060630

La présente invention se rapporte à un dispositif permettant d'améliorer les conditions aérodynamiques de fonctionnement d'un turbocompresseur d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. En effet, ainsi qu'il est couramment connu dans l'état de la technique, un tel turbocompresseur utilise l'énergie fournie par les gaz issus de la combustion interne du moteur pour entraîner une turbine, la turbine entraînant à son tour un compresseur qui comprime les gaz d'admission du moteur, ce, afin d'en améliorer le couple et la puissance. II apparaît immédiatement que, du fait même de ses conditions de fonctionnement, un tel turbocompresseur est en permanence soumis à des fluctuations de débit de gaz, liées aux fluctuations de débit des gaz issus de ladite combustion. De plus, lors de phases particulières de fonctionnement dudit moteur (à bas régime, par exemple), l'énergie reçue par ledit turbocompresseur est faible, et le compresseur doit alors pouvoir fonctionner avec un haut rapport de compression afin que les performances attendues soient atteintes et maintenues. Ces conditions de fonctionnement particulières peuvent, dans certains cas, induire des conditions locales d'écoulement des gaz telles que des décollements du flux de gaz qui peuvent, localement, se produire au voisinage de la roue du compresseur, perturbant alors les conditions de fonctionnement de l'ensemble et conduisant à une dégradation des performances, voire, à terme, à une dégradation du système proprement dit. La présente invention a pour but de proposer un système permettant d'ajuster les conditions d'écoulement à l'admission de la roue du compresseur. L'invention atteint son but grâce à un conduit d'admission à la roue du compresseur d'un turbocompresseur d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, ledit turbocompresseur comportant par ailleurs également une turbine alimentée par les gaz issus de la combustion interne dudit moteur, et qui entraîne la roue du compresseur, ledit conduit d'admission présentant un axe longitudinal selon la direction générale duquel les gaz d'admission sont acheminés jusqu'à la roue du compresseur, ledit conduit d'admission étant relié audit compresseur au moyen d'une bride appropriée, ledit conduit d'admission comportant, sur sa surface intérieure, un ensemble d'aubes sensiblement placées radialement à l'intérieur dudit conduit d'admission et destinées à modifier l'écoulement desdits gaz au voisinage de la roue, les aubes étant de deux types différents. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les aubes du premier type ont une forme sensiblement plane, et les aubes du deuxième type ont une forme appropriée pour la mise en pré rotation du flux de gaz à l'entrée de la roue dudit compresseur. Avantageusement, au moins six aubes de chacun des deux types peuvent être placées sur la surface intérieure dudit conduit d'admission. Avantageusement, les aubes du deuxième peuvent avoir une longueur supérieure aux aubes du premier type. Au moins six aubes du premier type et six aubes du deuxième type peuvent être placées à l'intérieur dudit conduit d'admission. Pour un observateur regardant sensiblement selon l'axe du conduit d'admission, sensiblement dans la direction de la roue du compresseur, les aubes apparaissent alternativement réparties sur la surface intérieure du conduit d'admission. L'invention concerne également un turbocompresseur du moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, du type comportant au moins une turbine alimentée par l'énergie des gaz issus de ladite combustion interne, ladite turbine étant reliée à la roue d'un compresseur, et comportant un conduit d'admission tel que décrit précédemment. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, en référence à la figure 1 annexée qui présente une vue en perspective de l'intérieur du conduit d'admission au compresseur d'un turbocompresseur selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Ainsi qu'il est présenté sur la figure 1, le conduit d'admission 1 du compresseur d'un turbocompresseur d'un moteur à combustion interne est relié, au moyen d'une bride appropriée 3, audit compresseur, le flux de gaz d'admission étant sensiblement dirigé selon l'axe X dudit conduit 1. Le dispositif selon l'invention propose de mettre en place, sur la surface intérieure dudit conduit 1, un ensemble d'aubes 4 de deux types différents, soit 4a pour le premier type et 4b pour le deuxième type, de manière, d'une part, à permettre de guider le flux d'air à l'entrée de la roue 2 du compresseur, et, d'autre part, à configurer l'écoulement dudit flux d'air de manière à limiter au maximum la formation éventuelle de décollements au voisinage de la roue 2 du compresseur. Afin de limiter au maximum les pertes de charge liées à leur présence, les dimensions des aubes de type 4a et 4b sont telles qu'elles laissent, au voisinage de l'axe X dudit conduit 1, un espace libre 5. De manière à pouvoir, à la fois, permettre un guidage du flux de gaz, et configurer ledit flux ainsi qu'indiqué précédemment, les aubes 4a et 4b sont de deux types différents. Préférentiellement, elles ont des formes différentes. Afin de guider et redresser le flux d'air à l'intérieur dudit conduit 1, les aubes 4a du premier type ont une forme sensiblement plane et s'étendent sensiblement radialement à l'intérieur dudit conduit d'admission 1. D'autre part, afin de permettre la configuration de l'écoulement des gaz d'admission à l'entrée de la roue du compresseur, les aubes 4b du deuxième type ont une forme appropriée permettant une mise en pré rotation du flux, et s'étendent également sensiblement radialement à l'intérieur dudit conduit d'admission 1. A titre d'exemple et de manière non limitative, la forme des aubes 4b du deuxième type peut être avantageusement incurvée de manière à provoquer cette pré- rotation. Le rayon de courbure de ces aubes du deuxième type et le nombre d'aubes du type 4a et 4b sont définis en fonction des dimensions intérieures dudit conduit 1 et des paramètres de fonctionnement la roue 2: typiquement mais de manière non exclusive, un nombre minimum de six aubes de chacun des types respectifs 4a et 4b sera installé à l'intérieur dudit conduit 1. Les aubes 4a du deuxième type peuvent avoir une longueur supérieure à celles du premier type 4b. Cette configuration permet de redresser le flux d'air dans un premier temps, puis de provoquer la mise en pré rotation de ce flux de sorte à faciliter les écoulements en entré de la roue 2 du compresseur. Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, lesdites aubes du premier type 4a et du deuxième type 4b peuvent être alternativement réparties sur la circonférence intérieure dudit conduit 1, sensiblement à la même distance du compresseur 2, selon ledit axe X du conduit 1. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les aubes du premier type 4a et les aubes du deuxième type 4b peuvent être respectivement placées à des distances différentes selon ledit axe X dudit conduit 1. Les ensembles d'aubes 4a et 4b peuvent être positionnés de telle sorte que, pour un observateur regardant sensiblement selon l'axe X dudit conduit 1 sensiblement dans la direction de l'admission dudit compresseur 2, lesdites ailettes 4a et 4b apparaissent alternativement réparties sur la surface intérieure dudit conduit 1. Dans un mode de réalisation d'un turbocompresseur comportant un tel conduit 1, ce conduit 1, la bride 3 reliant le conduit 1 au compresseur, et le carter du compresseur peuvent être réalisé en une seule pièce, par exemple par moulage. Cette configuration diminue le nombre de pièce ainsi que le temps de montage d'un tel turbocompresseur. Revendications 1) Conduit d'admission (1) à la roue (2) du compresseur d'un turbocompresseur d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, ledit turbocompresseur comportant par ailleurs une turbine alimentée par les gaz issus de la combustion interne dudit moteur, et qui entraîne la roue du compresseur, ledit conduit d'admission (1) présentant un axe longitudinal (X) selon la direction générale duquel les gaz d'admission sont acheminés jusqu'à la roue (2) du compresseur, ledit conduit d'admission (1) étant relié audit compresseur au moyen d'une bride appropriée (3), ledit conduit d'admission (1) comportant, sur sa surface intérieure, un ensemble d'aubes (4) sensiblement placées radialement à l'intérieur dudit conduit d'admission (1) et destinées à modifier l'écoulement desdits gaz au voisinage de la roue (2), caractérisé en ce que lesdites aubes (4) sont de deux types différents (4a) et (4b). 2) Conduit d'admission (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites aubes (4a) du premier type ont une forme sensiblement plane. 3) Conduit d'admission (1) selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites aubes (4b) du deuxième type ont une forme appropriée à la mise en pré rotation dudit flux de gaz à l'entrée de la roue (2) du compresseur. 4) Conduit d'admission (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les aubes (4b) du deuxième type ont une longueur supérieure aux aubes (4a) du premier type. 5) Conduit d'admission (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins six aubes (4a) du premier type et six aubes (4b) du deuxième type sont placées à l'intérieur dudit conduit d'admission (1). 6) Conduit d'admission (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pour un observateur regardant sensiblement selon ledit axe (X) dudit conduit d'admission (1), sensiblement dans la direction de la roue (2) du compresseur, les aubes (4a) et (4b) apparaissent alternativement réparties sur ladite surface intérieure dudit conduit d'admission (1). 7) Turbocompresseur d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, du type comportant au moins une turbine alimentée par l'énergie des gaz issus de ladite combustion interne, ladite turbine étant reliée à la roue (2) d'un compresseur, caractérisé en ce qu'il comporte un conduit d'admission selon l'une quelconque des revendication 1 à 6.