Brevet FR2873759A1 — publié le 20060203

"Agencement pour l'alimentation en gaz d'échappement recyclés d'un moteur thermique turbocompressé" L'invention concerne un agencement pour l'alimentation en gaz d'échappement recyclés d'un moteur thermique turbo- compressé d'un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un agencement pour l'alimentation en gaz d'échappement recyclés d'un moteur thermique turbocompressé d'un véhicule automobile, du type qui comporte au moins un collecteur d'échappement relié au moteur io et une turbine d'un turbocompresseur reliée audit collecteur d'échappement, du type dans lequel un carter de la turbine du turbocompresseur comporte, d'amont en aval, une première semelle tubulaire pour son raccordement au collecteur d'échappement, un conduit intermédiaire, et une volute dans laquelle est montée tournante un rotor d'entraînement d'un compresseur du turbocompresseur, et du type qui comporte un conduit de prélèvement qui communique avec le carter de la turbine du turbocompresseur et dont une seconde semelle tubulaire est raccordée à un conduit d'alimentation en gaz d'échappement recyclés du moteur. On connaît de nombreux exemples d'agencement de ce type. Dans le cas particulier d'un moteur dit en "Vé" équipé d'un seul turbocompresseur commun aux deux bancs de cylindres, le prélèvement des gaz d'échappement est conventionnellement réalisé au niveau d'un élément de jonction et de mélange tubulaire, présentant sensiblement la forme d'un "Y", qui collecte les gaz d'échappement issus de chacun des bancs de cylindres, et qui forme un support pour la première semelle du turbocompresseur. Cet élément de jonction et de mélange tubulaire comporte donc quatre conduits, c'est à dire deux conduits qui sont reliés aux collecteurs d'échappement, le conduit de prélèvement, et un conduit qui est relié à première semelle du turbocompresseur. Cet agencement présente l'inconvénient, du fait de la présence de quatre conduits, de fragiliser considérablement l'élément de jonction et de mélange tubulaire qui est par ailleurs soumis aux vibrations transmises par les collecteurs d'échappement et par le turbocompresseur. Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé dans le document WO01/65104 d'agencer le conduit de prélèvement au niveau de la turbine du turbocompresseur, et plus précisément sur la volute dudit turbocompresseur. io Cet agencement permet de remédier aux problèmes de fragilisation de l'élément de jonction et de mélange tubulaire. En revanche, le prélèvement des gaz est réalisé dans une zone du turbocompresseur dans laquelle les gaz sont d'une part soumis à de fortes turbulences, et d'autre part dans laquelle lesdits gaz ne sont pas soumis à une pression maximum, puisqu'une partie de leur énergie cinétique a déjà été en partie dissipée pour assurer l'entraînement de la turbine du turbocompresseur. Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose un agencement du type décrit précédemment, dans lequel le prélèvement des gaz d'échappement est réalisé en amont de la volute du turbocompresseur. Dans ce but, l'invention, propose un agencement du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le conduit de prélèvement est raccordé au conduit intermédiaire en amont de la volute, pour permettre l'alimentation du moteur en gaz d'échappement recyclés à pression élevée sans perturber le fonctionnement de la turbine. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - l'axe du conduit de prélèvement forme un angle obtu avec l'axe du conduit intermédiaire, pour favoriser l'écoulement des gaz d'échappement recyclés au sein dudit conduit de prélèvement, - le conduit de prélèvement est raccordé au conduit intermédiaire au niveau de la première semelle tubulaire, - le moteur thermique est un moteur en "Vé" comportant deux collecteurs d'échappements qui sont raccordés à la première semelle intermédiaire du turbocompresseur par l'intermédiaire d'un élément de jonction et de mélange tubulaire qui présente la forme d'un "Y" dont les deux branches distinctes sont chacune raccordées à un des collecteurs d'échappement et dont la branche commune est raccordée à la première semelle, io - la géométrie des branches distinctes et de la branche commune est adaptée à permettre le brassage des gaz issus des deux collecteurs en amont de la première semelle et sans que l'écoulement des gaz issus d'un des collecteurs d'échappement ne perturbe l'autre, - l'élément de jonction forme support pour le turbo- compresseur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un agencement selon un état antérieur de la technique - la figure 2 est une première vue en perspective d'un agencement réalisé conformément à l'invention; - la figure 3 est une seconde vue en perspective de l'agencement de la figure 2. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 l'ensemble d'un agencement 10 conventionnel pour l'alimentation en gaz d'échappement recyclés d'un moteur thermique turbocompressé d'un véhicule automobile. L'agencement 10 est adapté à un moteur dit en "Vé" comportant deux collecteurs d'échappement (non représentés). Chacun de ces collecteurs d'échappement est relié d'une part à une culasse du moteur du véhicule, et d'autre part, aux extrémités 11 et 13 d'un élément 12 de jonction et de mélange tubulaire qui est relié lui- même à une turbine 14 d'un turbocompresseur 16. La turbine 14 comporte un rotor d'entraînement d'un compresseur 18 du turbocompresseur 16 qui est susceptible io d'expulser un mélange gazeux comprimé à sa sortie 20. Un carter de la turbine 14 du turbocompresseur comporte, d'amont en aval, une première semelle tubulaire 22 pour son raccordement au collecteur d'échappement par l'intermédiaire de l'élément de jonction et de mélange tubulaire 12, un conduit intermédiaire 24, et une volute 26 dans laquelle est montée tournante le rotor d'entraînement. Selon cette conception connue, l'élément 12 de jonction et de mélange tubulaire comporte un conduit 28 de prélèvement dont une seconde semelle tubulaire 30 est raccordée à un conduit d'alimentation en gaz d'échappement recyclés du moteur. Cette conception fragilise grandement l'élément 12 de jonction et de mélange tubulaire. Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé selon une deuxième conception connue (non représentée), un agencement analogue à celui décrit précédemment, à cette différence près que le conduit 28 de prélèvement ne fait pas partie de l'élément 12 de jonction et de mélange tubulaire, mais est agencé sur la volute 26 de la turbine 14 du turbocompresseur 16. Dans ce cas, le conduit 28 de prélèvement communique 30 avec le carter de la turbine 14 du turbocompresseur au niveau de la volute 26. Cette conception permet de remédier aux problèmes de fragilité de l'élément 12 de jonction et de mélange tubulaire, mais les gaz qui sont prélevés au niveau de la volute 26 du turbo-compresseur ne présentent pas des caractéristiques optimales. En effet, ces gaz sont d'une part soumis à d'importantes turbulences, et d'autre part ils sont soumis à une pression insuffisante, puisqu'une partie de l'énergie cinétique des gaz a déjà été dissipée pour l'entraînement du rotor de la turbine 14. Enfin, le prélèvement des gaz sur la volute 26 perturbe le fonctionnement de la turbine 14. Pour remédier à cet inconvénient, comme l'illustrent les io figures 2 et 3, l'invention propose un agencement 10 du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le conduit 28 de prélèvement est raccordé au conduit intermédiaire 24 en amont de la volute 26. Cette configuration permet l'alimentation du moteur en gaz 15 d'échappement recyclés soumis à une pression élevée sans perturber le fonctionnement de la turbine 14. Comme l'illustre la figure 2, cette configuration est particulièrement adaptée à un moteur thermique dit "en Vé" comportant deux collecteurs d'échappements qui sont raccordés à la première semelle 22 du turbocompresseur par l'intermédiaire d'un élément 12 de jonction et de mélange tubulaire. Cet élément 12 présente la forme d'un "Y" dont les deux branches distinctes 30 et 32 sont chacune raccordées à un des collecteurs d'échappement et dont la branche commune 34 est raccordée à la première semelle. L'invention permet de bénéficier d'un tel élément 12 de jonction et de mélange tubulaire qui ne comporte que trois conduits, et est donc plus à même de résister aux vibrations transmises par les collecteurs d'échappement et par le turbocompresseur 16. L'élément 12 de jonction peut ainsi former support pour le turbocompresseur 16. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, comme l'illustre la figure 3, l'axe "B" du conduit 28 de prélèvement forme un angle obtu avec l'axe "A" du conduit intermédiaire 24, pour favoriser l'écoulement des gaz d'échappement recyclés au sein dudit conduit 28 de prélèvement. Le conduit 28 de prélèvement peut être agencé en tout point du conduit 24 intermédiaire, du moment que le raccordement dudit conduit 28 et dudit conduit 24 intervient avant la volute 26 du turbocompresseur 16. Le conduit de prélèvement peut ensuite être raccordé à un circuit de recirculation des gaz d'échappement par l'intermédiaire io d'une seconde semelle 36. Toutefois, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, pour garantir une rigidité élevée du carter du turbo-compresseur 16, le conduit 28 de prélèvement est raccordé au conduit intermédiaire 24 au niveau de la première semelle 22 tubulaire. De préférence, la géométrie des branches distinctes 30, 32 et de la branche 34 commune de l'élément 12 de jonction est destinée à permettre le brassage des gaz issus des deux collecteurs en amont de la première semelle 22 du turbocompresseur 16 sans que l'écoulement des gaz issus d'un des collecteurs d'échappement ne perturbe l'autre. Les gaz circulant dans une des branches distinctes 30, 32 de l'élément 12 de jonction en forme de "Y" sont en effet aspirés directement dans la branche commune 34 dudit élément 12 de jonction par la turbine 14 du turbocompresseur 16 sans pénétrer dans l'autre branche distincte 30, 32. Il sera donc compris que l'angle relatif des branches 30, 32, 34 de l'élément 12 de jonction est à cet effet un facteur déterminant. L'invention permet donc d'assurer un prélèvement optimal des gaz d'échappement qui sont destinés à un circuit de recirculation de gaz d'échappement au niveau de la turbine 14 d'un turbocompresseur 16 associé à un moteur dit en "Vé", sans compromettre la rigidité de l'élément d'un élément de jonction et de mélange des collecteurs d'échappement, et sans perturber l'écoulement des gaz dans la volute 26 de la turbine 14. REVENDICATIONS 1. Agencement (10) pour l'alimentation en gaz d'échappement recyclés d'un moteur thermique turbocompressé d'un véhicule automobile, du type qui comporte au moins un collecteur d'échappement relié au moteur et une turbine (14) d'un turbocompresseur (16) reliée audit collecteur d'échappement, du type dans lequel un carter de la turbine (14) du turbocompresseur (16) comporte, d'amont en aval, une première semelle (22) tubulaire pour son raccordement au collecteur d'échappement, un io conduit intermédiaire (24), et une volute (26) dans laquelle est montée tournante un rotor d'entraînement d'un compresseur (18) du turbocompresseur (16), et du type qui comporte un conduit (28) de prélèvement qui communique avec le carter de la turbine (14) du turbocompresseur et dont une seconde semelle (30) tubulaire est raccordée à un conduit d'alimentation en gaz d'échappement recyclés du moteur, caractérisé en ce que le conduit (28) de prélèvement est raccordé au conduit intermédiaire (24) en amont de la volute (26), pour permettre l'alimentation du moteur en gaz d'échappement recyclés à pression élevée sans perturber le fonctionnement de la turbine (14). 2. Agencement (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'axe (B) du conduit (28) de prélèvement forme un angle obtu avec l'axe (A) du conduit intermédiaire (24), pour favoriser l'écoulement des gaz d'échappement recyclés au sein dudit conduit (24) de prélèvement. 3. Agencement (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le conduit (28) de prélèvement est raccordé au conduit intermédiaire (24) au niveau de la première (22) 30 semelle tubulaire. 4. Agencement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur thermique est un moteur en "Vé" comportant deux collecteurs d'échappements qui sont raccordés à la première semelle (22) intermédiaire du turbocompresseur (16) par l'intermédiaire d'un élément (12) de jonction et de mélange tubulaire qui présente la forme d'un "Y" dont les deux branches distinctes (30, 32) sont chacune raccordées à un des collecteurs d'échappement et dont la branche commune (34) est raccordée à la première semelle (22). 5. Agencement (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la géométrie des branches distinctes (30, 32) et de la branche commune (34) est adaptée à permettre le io brassage des gaz issus des deux collecteurs en amont de la première semelle (22) et sans que l'écoulement des gaz issus d'un des collecteurs d'échappement ne perturbe l'autre, les gaz circulant dans une des branches distinctes (30, 32) de l'élément (12) de jonction en forme de "Y" étant aspirés directement dans la branche commune (34) dudit élément (12) de jonction par la turbine (14) du turbocompresseur (16) sans pénétrer dans l'autre branche distincte (30, 32). 6. Agencement (10) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'élément (12) de jonction forme support 20 pour le turbocompresseur (16).