Brevet FR2909322A1 — publié le 20080606

Agencement d'un compartiment moteur à turbocompresseur et système de connexion pour turbocompresseur de suralimentation La présente invention concerne le domaine des moteurs thermiques, notamment de véhicules automobiles, et propose en particulier un agencement d'un compartiment moteur à turbocompresseur et un système de connexion pour turbocompresseur de suralimentation. De nos jours, de nombreux véhicules automobiles à moteur thermique comportent, en sortie du moteur, un turbocompresseur. De façon connue, le turbocompresseur est un système qui récupère une partie de l'énergie des io gaz d'échappement d'un moteur à explosion afin de comprimer l'air alimentant le moteur, améliorant ainsi son rendement. L'écoulement des gaz d'échappement permet d'entraîner une turbine servant à faire tourner une seconde turbine comprimant du gaz d'alimentation. Le turbocompresseur est raccordé à une sortie du collecteur 15 échappement du moteur. Plus précisément, la sortie de la chambre de circulation des gaz d'échappement du turbocompresseur est reliée à la ligne d'échappement alors que son entrée est raccordée à la sortie du collecteur d'échappement. Ce collecteur comporte couramment plusieurs tubes convergents chacun associé à une sortie d'un cylindre et une enveloppe 20 extérieure dans laquelle sont contenus les différents tubes internes. Pour le guidage des gaz d'échappement, la liaison entre le collecteur d'échappement et l'entrée du turbocompresseur est généralement réalisée par deux brides, l'une prévue en entrée du turbocompresseur, et l'autre en sortie du collecteur. Ces deux brides sont liées l'une à l'autre par un dispositif 25 de liaison notamment par des boulons. Le turbocompresseur est placé généralement dans la largeur et la hauteur du compartiment moteur d'un véhicule, à un endroit où, en cas de choc, il ne cause pas de dommage aux passagers avant. Un inconvénient de ce type de solution est que l'espace dans le compartiment moteur n'est 30 souvent pas suffisant pour respecter les préconisations optimales de tracé 2909322 2 des conduits d'échappement pour une moindre perte de charge et perte thermique. Par ailleurs, il n'est pas permis de déplacer facilement le turbocompresseur en raison des contraintes de compacité du compartiment 5 moteur et à cause des contraintes de trajectoire du turbo lors d'un choc. La présente invention a pour but de pallier un ou plusieurs inconvénients de l'art antérieur en proposant un agencement d'un compartiment moteur à turbocompresseur qui permet de mieux positionner le turbocompresseur dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile. io Ce but est atteint par un agencement d'un compartiment moteur à turbocompresseur pour véhicule automobile, comprenant un espacement déterminé entre une paroi du côté habitacle du véhicule et un moteur (M), caractérisé en ce qu'il comprend : - un élément de butée solidaire de la paroi du côté habitacle ; 15 - un turbocompresseur logé dans ledit espacement, comprenant un carter muni d'une corne en saillie placée en vis-à-vis de l'élément de butée et séparée de ce dernier d'une première distance déterminée ; - un raccordement entre la corne et le carter du turbocompresseur permettant de séparer la corne du carter en cas de choc latéral sur cette 20 dernière ; et - à l'opposé de la corne, des moyens de fixation du turbocompresseur à une sortie d'échappement du moteur (M), comprenant une zone fragile affaiblie dans sa structure permettant cle séparer le turbocompresseur de la sortie d'échappement du moteur en cas de choc. 25 Ainsi, grâce à l'agencement selon l'invention, il est très avantageusement permis de désolidariser rapidement le turbocompresseur du moteur en cas de choc frontal déplaçant le moteur. On peut ainsi intercaler le turbocompresseur entre la zone habitacle et le moteur tout en limitant les risques de pénétration du turbo dans l'habitacle. 2909322 3 Selon une autre particularité, la corne et les moyens de fixation du turbocompresseur à la sortie d'échappement du moteur sont placés latéralement sur un même côté, lesdits moyens de fixation maintenant le turbocompresseur écarté d'une paroi du moteur. s Selon une autre particularité, l'élément de butée forme une saillie par rapport à ladite paroi du côté habitacle, l'élément de butée étant localisé pour ne recevoir qu'un contact de la corne, la partie du carter adjacente à la corne étant éloignée par rapport à des obstacles d'une distance supérieure à ladite première distance. to Selon une autre particularité, lesdits moyens de fixation raccordent le turbocompresseur à l'arrière du moteur, le turbocompresseur étant solidaire en translation vers l'arrière du moteur sur une distance réduite correspondant à ladite première distance, ladite zone fragile des moyens de fixation cédant en cas d'impact de la corne sur l'élément de butée. 15 Selon une autre particularité, le raccordement de la corne au carter du turbocompresseur est réalisé par une zone fusible où la section est réduite. Selon une autre particularité, ladite zone fragile des moyens de fixation est réalisée par un rétrécissement de section interposé entre un socle de liaison avec le moteur et un système de liaison à bride. 20 Selon une autre particularité, la corne et lesdits moyens de fixation sont agencés pour réduire l'amplitude de translation du carter du compresseur et provoquer en cas de translation arrière du moteur une rotation de ce carter initiée latéralement par la corne, ledit carter pouvant se rapprocher de la paroi du moteur par la rupture de la zone fragile des 25 moyens de fixation. Selon une autre particularité, le turbocompresseur forme avec ladite corne et un conduit d'entrée des gaz d'échappement un U, les branches du U étant orientées dans une direction sensiblement verticale (non parallèle à un plan médian séparant le moteur et la paroi du côté habitacle du véhicule). 30 Un objet supplémentaire de la présente invention est de proposer un système de connexion simple de conception permettant d'adopter un meilleur positionnement du turbocompresseur dans le compartiment. 2909322 4 A cet effet, l'invention concerne un système de connexion pour turbocompresseur de suralimentation favorisant un positionnement du turbocompresseur entre un moteur et une zone habitacle d'un véhicule automobile, comprenant un premier raccordement entre un carter du 5 turbocompresseur et une corne pour envoyer de l'air compressé vers des cylindres d'un moteur et un second raccordement pour raccorder une sortie d'échappement du moteur à un conduit du turbocompresseur d'entrée des gaz d'échappement, caractérisé en ce qu'il comporte : - une zone fusible au niveau du premier raccordement pour libérer la ro corne du carter en cas de choc ; et - une zone fragile affaiblie dans sa structure au niveau du second raccordement, permettant de séparer le turbocompresseur de la sortie d'échappement du moteur en cas de choc. Ainsi, le système selon l'invention permet de positionner le 15 turbocompresseur à l'arrière d'un moteur d'un véhicule automobile conventionnel, tout en limitant la pénétration du turbo vers l'habitacle en cas de choc frontal malgré le recul du moteur. La zone affaiblie est dimensionnée pour casser au moment où l'avant du turbocompresseur subit un impact, par exemple via la corne en saillie. 20 Selon une autre particularité, ladite zone fragile des moyens de fixation est réalisée par un rétrécissement de section interposé entre un socle de liaison avec le moteur et un système de liaison à bride. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en 25 référence aux dessins annexés, dans lesquels : - les figures 1 et 2 montrent chacune par une vue de côté un agencement selon l'invention, respectivement avant et après un choc frontal du véhicule ; - la figure 3 illustre un exemple de connexion avec un 3o turbocompresseur. 2909322 5 En référence à la figure 1, il est prévu dans le compartiment moteur un élément de butée (3) du côté habitacle. Cet élément (3) peut être en saillie par rapport à la paroi (P1) du côté de la zone habitacle (2). Le turbocompresseur (1) comprend un carter et une corne (11) placée en vis-à- s vis de l'élément de butée (3). Cette corne (11), formant une saillie par rapport au carter, est tournée vers une direction quasiment parallèle à la paroi (P1). Un raccordement (12) permet de séparer la corne (11) du carter en cas de choc latéral sur cette dernière. Le turbocompresseur (1) est également doté de moyens de fixation à une sortie d'échappement du moteur (M). Ces io moyens de fixation comprennent une zone fragile (F) permettant de séparer le turbocompresseur (1) de la sortie d'échappement du moteur (M) en cas de choc. Le turbocompresseur (1) est logé dans un espacement (e) compris entre la paroi (P1) du côté habitacle (2) et le moteur (M). En cas de choc 15 frontal illustré par la flèche (C) sur la figure 2, le moteur (M) est repoussé vers l'arrière. Un problème de sécurité de l'habitacle se pose lorsque le turbo (1) solidaire du moteur (M) est interposé dans l'espacement (e) avant l'habitacle. La figure 2 permet d'illustrer le comportement du turbocompresseur (1) placé derrière un moteur (M) en cas de choc frontal. 20 On comprend que ce type d'agencement peut se généraliser à un compartiment moteur situé à l'arrière du véhicule ou à tout autre emplacement adéquat. Dans le cas d'un moteur (M) situé à l'arrière, il faut de la même façon éviter qu'un choc ne provoque la pénétration du turbocompresseur interposé dans l'habitacle (2). 25 Les moyens de fixation du turbocompresseur (1) sont placés l'opposé de la corne (11). Dans l'exemple des figures 1 et 2, la corne (11) et les moyens de fixation du turbocompresseur (1) à la sortie d'échappement du moteur (M) sont placés latéralement sur un même côté. Les moyens de fixation maintiennent le turbocompresseur (1) écarté d'une paroi (P2) du 30 moteur (M). La corne (11) est séparée de l'élément de butée (3) d'une première distance déterminée (d1). L'écart entre le turbocompresseur (1) et le moteur 2909322 6 (M) peut correspondre à une seconde distance déterminée (d2) comparable à la première distance (dl). En cas de choc l'espacement (e) se réduit en raison de la translation du moteur (M). Le nouvel espacement (e') lors du choc peut être inférieur à l'espacement (e) initial d'un écart supérieur à la 5 première distance (dl). Dans ce cas, la corne (11) vient heurter l'élément de butée (3). Ce dernier peut avoir un bord ou une pointe agressive (bord contendant par exemple). Cet élément (3) est conçu dans un matériau rigide et résistant aux impacts. Le contact avec l'élément de butée (3) permet de fissurer et de préférence séparer complètement la corne (11) par rapport au io carter du turbo (1). L'élément de butée (3) forme une saillie par rapport à ladite paroi (P1) du côté habitacle et peut être localisé de façon à ne recevoir qu'un contact de la corne (11). La partie du carter adjacente à la corne (11) est de préférence éloignée d'une distance supérieure à ladite première distance 15 (dl) par rapport à des obstacles tels que l'élément de butée (3). Dans un mode de réalisation de l'invention, le raccordement (12) de la corne (11) au carter du turbocompresseur (1) est réalisé par une zone fusible. La section correspondant au raccordement (12) peut être réduite. L'épaisseur peut être moindre/réduite sur un périmètre de raccordement de 20 la corne (11) du turbo. Comme l'appréciera l'homme du métier, il doit être compris que la cassure peut se situer à l'extrémité de la corne ou peut diviser la corne (11) en deux parties : la partie de base de la corne restant avec le carter peut alors être considérée comme une partie du carter. Dans le cadre des normes sur la sécurité passive des véhicules, le 25 système de connexion du turbocompresseur (1) illustré dans les figures 1-2 permet de diminuer le dommage occasionné aux personnes situées à l'avant de l'habitacle par l'intrusion du turbocompresseur (1) lors d'un choc frontal reçu par le véhicule. La rupture au niveau de la corne (11) entraîne une casse au niveau des moyens de fixation à la sortie d'échappement du moteur 30 (M). En effet, la zone fragile (F) des moyens de fixation cède en cas d'impact de la corne (11) sur l'élément de butée (3). Comme illustrée dans les figures 1 et 2, cette zone fragile (F) peut être réalisée par un rétrécissement de 2909322 7 section interposé entre un socle (S) de liaison avec le moiteur (M) et un système de liaison à bride (B). La corne (11) et les moyens de fixation à la sortie d'échappement du moteur (M) sont agencés pour réduire l'amplitude de translation du carter du 5 compresseur (1) lors d'un choc frontal. Ces composants, quasiment symétriques l'un par rapport à l'autre, provoquent en cas de translation arrière du moteur (M) une rotation de ce carter. Cette rotation est initiée latéralement par la corne (11). Le carter qui n'est plus maintenu écarté du moteur (M) en raison de la rupture de la zone fragile (F) peut alors se lo rapprocher de la paroi (P2) du moteur (M). Le centre de cette rotation est alors le point de rupture de la zone fragile (F). Le turbocompresseur (1) forme avec ladite corne (11;1 et le conduit d'entrée des gaz d'échappement un U. Dans l'exemple des figures 1 et 2, les branches du U sont orientées dans une direction sensiblement verticale. 15 En référence à la figure 3, le moteur (M) à combustion interne est alimenté en aval par un collecteur d'admission (4) du moteur. Un collecteur d'échappement (5) permet d'évacuer les gaz sortant du moteur (M). Un conduit de recirculation (30) de gaz brûlés peut être prévu pour les réinjecter dans le collecteur d'admission (4). Un refroidisseur d'air de suralimentation 20 (RAS) peut permettre de refroidir en amont du collecteur d'admission (4) un mélange formé de gaz brûlés et d'air issu du compresseur de suralimentation. Le turbocompresseur (1) comporte, comme connu en soi, une première chambre traversée par les gaz d'échappement et une seconde 25 chambre traversée par l'air alimentant le moteur (M). Dans chaque chambre est disposée une roue de turbine. Ces deux roues sont accouplées en rotation, de sorte que l'air introduit clans le moteur (M) est comprimé sous l'action de la roue de turbine entraînée par l'autre roue de turbine qui est mue par la circulation des gaz d'échappement. 30 Dans le mode de réalisation de la figure 3, le premier raccordement (12) du turbocompresseur (1) s'effectue entre le carter et la corne (11) qui permet d'envoyer de l'air compressé vers des cylindres du moteur (M). Le 2909322 8 second raccordement où est prévu la zone (F) de fragilité permet de connecter une sortie du collecteur d'échappement (5) à un conduit du turbocompresseur (1) d'admission des gaz d'échappement. Un des avantages de l'invention est que la casse du 5 turbocompresseur (1) intervient avant qu'il puisse pénétrer dans l'habitacle car il casse lorsqu'il impacte une autre structure interposée devant la zone d'habitacle. Il doit être évident pour les personnes du métier que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres io formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. REVENDICATIONS , 1. Agencement d'un compartiment moteur à turbocompresseur pour véhicule automobile, comprenant un espacement déterminé (e) entre une paroi (P1) du côté habitacle (2) du véhicule et un moteur (M), caractérisé en 5 ce qu'il comprend : un élément de butée (3) solidaire de la paroi du côté habitacle ; un turbocompresseur (1) logé dans ledit espacement (e), comprenant un carter muni d'une corne en saillie (11) placée en vis-à-vis de l'élément de butée (3) et séparée de ce dernier d'une première distance io déterminée (dl) ; - un raccordement (12) entre la corne (11) et le carter du turbocompresseur (1) permettant de séparer la corne (11) du carter en cas de choc latéral sur cette dernière ; et à l'opposé de la corne (11), des moyens de fixation du 15 turbocompresseur (1) à une sortie d'échappement du moteur (M), comprenant une zone fragile (F) affaiblie dans sa structure permettant de séparer le turbocompresseur (1) de la sortie d'échappement du moteur (M) en cas de choc. 2. Agencement selon la revendication 2, dans lequel la corne (11) et 20 les moyens de fixation du turbocompresseur (1) à la sortie d'échappement du moteur (M) sont placés latéralement sur un même côté, lesdits moyens de fixation maintenant le turbocompresseur (1) écarté d'une paroi (P2) du moteur (M). 3. Agencement selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'élément de 25 butée (3) forme une saillie par rapport à ladite paroi (P1) du côté habitacle, l'élément de butée étant localisé pour ne recevoir qu'un contact de la corne (11), la partie du carter adjacente à la corne (11) étant éloignée par rapport à des obstacles d'une distance supérieure à ladite première distance (dl). 2909322 10 4. Agencement selon une des revendications 1 à 3, dans lequel lesdits moyens de fixation raccordent le turbocompresseur (1) à l'arrière du moteur (M), le turbocompresseur étant solidaire en translation vers l'arrière du moteur (M) sur une distance réduite correspondant à ladite première distance (dl), ladite zone fragile (F) des moyens de fixation cédant en cas d'impact de la corne (11) sur l'élément de butée (3). 5. Agencement selon une des revendications 1 à 4, clans lequel le raccordement (12) de la corne (11) au carter du turbocompresseur (1) est réalisé par une zone fusible où la section est réduite. io 6. Agencement selon une des revendications 1 à 5, dans lequel ladite zone fragile (F) des moyens de fixation est réalisée par un rétrécissement de section interposé entre un socle (S) de liaison avec le moteur (M) et un système de liaison à bride (B). 7. Agencement selon une des revendications 1 à 6, clans lequel la 15 corne (11) et lesdits moyens de fixation sont agencés pour réduire l'amplitude de translation du carter du compresseur (1) et provoquer en cas de translation arrière du moteur (M) une rotation de ce carter initiée latéralement par la corne, ledit carter pouvant se rapprocher de la paroi (P2) du moteur (M) par la rupture de la zone fragile (F) des moyens de fixation. 20 8. Agencement selon une des revendications 1 à 7, dans lequel le turbocompresseur (1) forme avec ladite corne (11) et un conduit d'entrée des gaz d'échappement un U, les branches du U étant orientées dans une direction sensiblement verticale. 9. Système de connexion pour turbocompresseur de suralimentation 25 favorisant un positionnement du turbocompresseur (1) entre un moteur (M) et une zone habitacle d'un véhicule automobile, comprenant un premier raccordement (12) entre un carter du turbocompresseur (1) et une corne (11) pour envoyer de l'air compressé vers des cylindres d'un moteur (M) et un second raccordement pour raccorder une sortie d'échappement du moteur 2909322 Il (M) à un conduit du turbocompresseur (1) d'entrée des gaz d"échappement, caractérisé en ce qu'il comporte : - une zone fusible au niveau du premier raccordement (12) pour libérer la corne (11) du carter en cas de choc ; et 5 - une zone fragile (F) affaiblie dans sa structure au niveau du second raccordement, permettant de séparer le turbocompresseur (1) de la sortie d'échappement du moteur (M) en cas de choc. 10. Système selon la revendication 9, dans lequel ladite zone fragile (F) des moyens de fixation est réalisée par un rétrécissement de section io interposé entre un socle (S) de liaison avec le moteur (M) et un système de liaison à bride (B).