Brevet FR2910590A1 — publié le 20080627

Système de lubrification d'un turbocompresseur. L'invention concerne un système de lubrification d'un turbocompresseur pour un moteur thermique, et en particulier pour la séparation de gaz et de lubrifiant sur le retour du lubrifiant. Un turbocompresseur comporte des paliers hydrodynamiques dans lesquels un arbre reliant les roues du compresseur et de la turbine est monté rotatif. Ces paliers sont alimentés par un lubrifiant tel que de l'huile. Le lubrifiant est collecté dans le boîtier du turbocompresseur est amené par une conduite de retour à un réservoir tel qu'un carter d'huile du moteur. De l'air ou des gaz en surpression par rapport au boîtier passent à travers les paliers et se mélange au lubrifiant en retour vers le réservoir. De plus, du fait des températures élevées du turbocompresseur, il est possible qu'une partie du lubrifiant soit vaporisé au niveau des paliers. Ainsi, les gaz qui arrivent dans le réservoir contiennent de fines gouttelettes de lubrifiant. L'excès de gaz est en général évacué du réservoir par une conduite, éventuellement indirectement, vers une conduite d'air d'admission en amont du compresseur. On dispose en général la conduite de retour selon des règles de telle sorte que les gouttelettes contenues dans les gaz soient agglomérées au lubrifiant. On connaît par exemple par le document US 2,639,779 un dispositif de séparation pour évacuer 2910590 2 l'air contenu dans de l'huile en retour d'un turbocompresseur. Le dispositif, connecté sur la conduite de retour, comporte une chambre dans laquelle l'huile est déversée de manière à ce que 5 l'air surnageant se sépare de l'huile. L'air séparé est évacué dans l'atmosphère en passant par un filtre. Les normes actuelles ne permettent pas d'évacuer l'air dans l'atmosphère comme le propose 10 ledit dispositif. Par ailleurs, les règles de conception sans dispositif de séparation sont contraignantes. Si elles ne sont pas respectées, une quantité de lubrifiant est évacuée avec les gaz du réservoir et la consommation de lubrifiant devient 15 inacceptable. L'invention vise à fournir un système de lubrification d'un turbocompresseur qui évite une consommation de lubrifiant importante sans rejeter de gaz dans l'atmosphère. 20 Avec cet objectif en vue, l'invention a pour objet un système de lubrification d'un turbocompresseur pour un moteur thermique suralimenté, le système comportant un réservoir, des moyens de circulation pour faire circuler un 25 lubrifiant sous forme liquide du réservoir vers le turbocompresseur, et du turbocompresseur vers le réservoir par une conduite de retour, et un dispositif de séparation sur la conduite de retour, le dispositif de séparation comportant des moyens de séparation pour séparer des gaz mélangés au lubrifiant et le lubrifiant. Le dispositif de séparation comporte en outre des moyens d'égouttage 2910590 3 pour réaliser une pluie de lubrifiant dans au moins une première zone de pluie et des moyens de déflexion pour orienter les gaz à travers la pluie dans la première zone de pluie. 5 La traversée du flux de gaz dans une pluie du lubrifiant permet de faire se rencontrer plus sûrement les fines gouttelettes de lubrifiant en suspension dans les gaz avec le lubrifiant formant la pluie. Ainsi, les gaz sont déchargés du lubrifiant 10 suspendu en leur sein. Dès lors, les gaz peuvent être orientés vers une conduite d'admission par exemple, sans observer de consommation excessive de lubrifiant. De manière particulière, les moyens de 15 séparation sont une chambre en amont des moyens d'égouttage et de section supérieure à la conduite de retour. L'augmentation de section permet de ralentir le flux de lubrifiant et de gaz, et ainsi d'obtenir une ségrégation entre les deux composants. Le 20 lubrifiant est alors orienté vers les moyens d'égouttage. Selon une disposition particulière, les moyens d'égouttage sont une première grille perforée placée de manière sensiblement horizontale. Le flux de 25 lubrifiant est orienté sur la première grille et traverse celle-ci avant de s'égoutter en pluie. Selon un perfectionnement, les moyens d'égouttage comporte une deuxième grille perforée placée au-dessous de la première grille pour réaliser 30 une pluie de lubrifiant dans une deuxième zone de pluie. La deuxième grille reprend le flux de 2910590 4 lubrifiant en pluie après le passage dans la première grille. On ajoute ainsi une deuxième zone de pluie en doublant le traitement des gaz dans le dispositif. Selon d'autres caractéristiques, 5 les moyens de déflexion comportent un premier passage reliant les moyens de séparation et la première zone de pluie en contournant les moyens d'égouttage. lorsque le dispositif comporte une deuxième 10 grille, les moyens de déflexion comportent en outre un deuxième passage reliant la première zone de pluie à la deuxième zone de pluie. le premier et le deuxième passage sont disposés de manière diamétralement opposée par rapport à la 15 première zone de pluie. Ainsi, les gaz passant du premier passage vers le deuxième passage traversent obligatoirement d'un côté à l'autre la première zone de pluie. L'invention sera mieux comprise et d'autres 20 particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : la figure lest une vue schématique d'un système de 25 lubrification conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue de face d'un dispositif de séparation mis en oeuvre dans le système de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 30 III-III de la figure 4 ; 2910590 5 - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2. Un système de lubrification pour un moteur 1 thermique suralimenté par un turbocompresseur 2 est 5 montré de manière schématique sur la figure 1. Le système comporte un réservoir 10, par exemple un carter du moteur 1, dans lequel des moyens de circulation tels qu'une pompe 3 aspirent du lubrifiant pour le mettre en circulation. Le 10 lubrifiant est amené dans un boîtier 20 du turbocompresseur 2 et alimente ainsi des paliers 21 du turbocompresseur 2. Une conduite de retour 4 est connectée au boîtier 20 et permet de collecter le lubrifiant pour le retourner au réservoir 10. La 15 conduite de retour 4 comporte un dispositif de séparation 5. Le dispositif de séparation 5 est montré en détail sur les figures 2 à 4. Le dispositif de séparation 5 est monté en position verticale et 20 comporte un orifice d'entrée 50 en partie supérieure et un orifice de sortie 51 en partie inférieure. Il comporte un corps 52 creux sensiblement cylindrique et de section supérieure à celle des orifices 50, 51. L'orifice d'entrée 50 est connecté au boîtier 20 du 25 turbocompresseur 2 par la conduite de retour 4, et l'orifice de sortie 51 est connecté par la suite de la conduite de retour 4 au réservoir 10. A l'intérieur de la partie cylindrique, le dispositif de séparation 5 comporte des moyens 30 d'égouttage comprenant deux grilles superposées et s'étendant à l'horizontale, une première 53 des grilles étant placée au-dessus de la deuxième 54. La 2910590 6 première grille 53 délimite au-dessus d'elle une chambre 55 et au-dessous d'elle une première zone de pluie 56. La deuxième grille 54 délimite au-dessus d'elle la première zone de pluie 56 et au-dessous 5 d'elle une deuxième zone de pluie 57. Les bords périphériques 530, 540 des grilles 53, 54 sont relevés vers le haut et sont fixés sur la paroi du corps 52. Les grilles 53, 54 ont ainsi une forme de cuvette apte à contenir le lubrifiant liquide. Les 10 grilles 53, 54 sont réalisées par des tôles perforées, mais d'autres techniques de fabrication de grilles peuvent être utilisées. Le corps 52 comporte des moyens de déflexion, formés par deux bossages qui créent respectivement un 15 premier passage 58 entre la chambre 55 et la première zone de pluie 56, en passant le long du bord relevé 530 de la première grille 53, et un deuxième passage 59 entre la première 56 et la deuxième zone de pluie 57, en passant le long du bord relevé 540 de la 20 deuxième grille 54. Lorsque le moteur 1 fonctionne, la pompe 3 est entraînée en rotation et fait circuler le lubrifiant. La turbine 22 du turbocompresseur 2 reçoit des gaz d'échappement et met en rotation la roue de la 25 turbine et celle du compresseur 23. Le lubrifiant entre dans le boîtier 20 et en ressort par la conduite de retour 4. De l'air mis en pression par le compresseur fuit légèrement à travers les paliers 21 et se retrouve mélangé avec le lubrifiant dans la 30 conduite de retour 4. Ce mélange arrive dans le dispositif de séparation 5 par l'orifice d'entrée 50 et se retrouve 2910590 7 dans la chambre 55. Du fait de l'augmentation de section au niveau de la chambre 55, la vitesse du flux de lubrifiant et de gaz est plus faible, ce qui permet aux gaz et au lubrifiant de se séparer. Le 5 lubrifiant se dépose dans la cuvette formée par la première grille 53 et s'écoule à travers elle en formant une pluie dans la première zone de pluie 56. En parallèle, les gaz, qui surnagent par rapport au lubrifiant, passent dans le premier passage 58 puis 10 dans la première zone de pluie 56, dans une direction sensiblement horizontale. Le lubrifiant est reçu par la cuvette formée par la deuxième grille 54 et s'écoule à travers elle en formant une pluie dans la deuxième zone de pluie 57. En parallèle, les gaz, qui 15 ont traversé la première zone de pluie 56, passent dans le deuxième passage 59 puis dans la deuxième zone de pluie 57. Pendant la traversée des zones de pluie 56, 57, les gaz se déchargent des fines gouttelettes de lubrifiant en suspension. En suite le 20 lubrifiant se mélange avec les gaz et s'évacue vers le réservoir 10. REVENDICATIONS 1. Système de lubrification d'un turbocompresseur (2) pour un moteur (1) thermique suralimenté, le système comportant un réservoir (10), des moyens de circulation (3) pour faire circuler un lubrifiant sous forme liquide du réservoir (10) vers le turbocompresseur (2), et du turbocompresseur (2) vers le réservoir (10) par une conduite de retour (4), et un dispositif de séparation (5) sur la conduite de retour (4), le dispositif de séparation (5) comportant des moyens de séparation (55) pour séparer des gaz mélangés au lubrifiant et le lubrifiant, caractérisé en ce que le dispositif de séparation (5) comporte en outre des moyens d'égouttage (53, 54) pour réaliser une pluie de lubrifiant dans au moins une première zone de pluie (56) et des moyens de déflexion (58, 59) pour orienter les gaz à travers la pluie dans la première zone de pluie (56). 2. Système selon la revendication 1, dans lequel les moyens de séparation sont une chambre (55) en amont des moyens d'égouttage (53, 54) et de section supérieure à la conduite de retour (4). 3. Système selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'égouttage (53, 54) sont une première grille (53) perforée placée de manière sensiblement horizontale. 4. Système selon la revendication 3, dans lequel les moyens d'égouttage comporte une deuxième 2910590 9 grille (54) perforée placée au-dessous de la première grille (53) pour réaliser une pluie de lubrifiant dans une deuxième zone de pluie (57). 5. Système selon la revendication 1, dans 5 lequel les moyens de déflexion comportent un premier passage (58) reliant les moyens de séparation et la première zone de pluie (56) en contournant les moyens d'égouttage (53). 6. Système selon les revendications 4 et 5 W prises en combinaison, dans lequel les moyens de déflexion comportent en outre un deuxième passage (59) reliant la première zone de pluie (56) à la deuxième zone de pluie (57).