Brevet FR3053756A1 — publié le 20180112

DISPOSITIF DE PROTECTION THERMIQUE POUR TURBOCOMPRESSEUR DE MOTEUR THERMIQUE [0001] La présente invention porte sur un dispositif de protection thermique pour turbocompresseur de moteur thermique. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des véhicules automobiles. [0002] On connaît des groupes motopropulseurs comportant un moteur suralimenté au moyen d'un turbocompresseur comportant un bloc compresseur, un bloc turbine et un palier central intercalé entre le bloc compresseur et le bloc turbine. Ce palier central entoure l'arbre de liaison entre la turbine et le compresseur. [0003] Le bloc compresseur comprend un compresseur et une entrée d'air basse pression en communication de fluide avec un filtre à air adapté à épurer l'air d'admission. Le bloc compresseur comprend également une sortie d'air d'alimentation haute pression. L'air comprimé en sortie du bloc compresseur est ensuite dirigé vers un échangeur thermique air/air pour être refroidi avant admission dans le moteur. [0004] Par ailleurs, le bloc turbine comprend une entrée et une sortie des gaz d'échappement produits par le moteur et collectés au moyen d'un collecteur d'échappement. A la sortie du bloc turbine, les gaz d'échappement sont dirigés à travers un catalyseur et un filtre à particules pour être dépollués. [0005] La température au voisinage du bloc turbine étant élevée, il est connu d'isoler les parois du bloc turbine par rapport à l'environnement proche à l'aide d'un écran thermique. Comme cela est représenté sur la figure 1, la demanderesse a développé un écran thermique 1 muni d'une lame 2 séparant le bloc turbine 3 par rapport au palier central 4. [0006] Toutefois, on observe entre le turbocompresseur 5 et l'écran thermique 1 des fuites d'air chaud vers des conduites d'alimentation 6 d'eau et/ou d'huile. Les critères de températures maximales aux alentours de 200°C sontdonc susceptibles d'être dépassés, ce qui engendre un risque de cokéfaction de l'huile. Les fuites sont dues à la nécessité de prévoir un jeu fonctionnel de proximité entre l'écran thermique 1 et la zone de liaison 7 entre le palier central 4 et le bloc turbine 3. 3053756 2 [0007] L'invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant un ensemble pour turbocompresseur comportant: - un bloc compresseur, - un bloc turbine, 5 - un palier central intercalé entre le bloc compresseur et le bloc turbine, le palier central entourant un arbre de liaison entre le bloc compresseur et le bloc turbine, et - un dispositif de protection thermique, caractérisé en ce que le dispositif de protection thermique comporte une lame positionnée axialement entre le bloc turbine et le palier central, la lame étant une pièce rapportée fixée sur le palier central. 10 [0008] On précise que la lame est constituée par une plaque de préférence métallique, de faible épaisseur. La plaque peut être plate ou coudée. Elle peut ainsi être munie d'un rebord du côté de son extrémité supérieure de manière à présenter une forme coudée. Dans tous les cas, la lame présente une partie plane transversale s'étendant entre le bloc turbine et le palier central pour assurer une fonction de barrière thermique entre ces deux 15 éléments. [0009] L'invention permet ainsi, par réduction du jeu fonctionnel entre la lame et le palier central, de diminuer les fuites d'air chaud vers le palier central et donc de diminuer le risque de cokéfaction de l'huile. En outre, l'invention permet également d'améliorer la tenue vibratoire du dispositif de protection thermique par la création d'élément de fixation 20 sur le palier central. [0010] Selon une réalisation, le palier central comporte au moins une patte de fixation pour assurer une fixation de la lame sur le palier central. [0011] Selon une réalisation, le dispositif de protection thermique comporte en outre un écran thermique fixé sur la lame. Une telle configuration permet de réduire les jeux 25 fonctionnels de part et d'autre de la lame. [0012] Selon une réalisation, l'écran thermique est fixé sur un rebord s'étendant en périphérie externe de la lame. [0013] Selon une réalisation, l'ensemble comporte une conduite d'alimentation en liquide de lubrification et/ou une conduite de liquide de refroidissement débouchant dans le palier 30 central. 3053756 3 [0014] Selon une réalisation, une fixation de la lame est combinée à la fixation d'une des conduites. [0015] Selon une réalisation, la lame est interposée axialement entre la conduite d'alimentation en liquide de lubrification et une zone de fixation entre le palier central et le 5 bloc turbine. [0016] Selon une réalisation, la lame et l'écran thermique sont réalisés dans un matériau métallique. [0017] L'invention a également pour objet un moteur thermique, notamment pour véhicule automobile, comportant un ensemble pour turbocompresseur tel que défini 10 précédemment. [0018] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0019] La figure 1, déjà décrite, est une vue en perspective et en coupe d'un dispositif de 15 protection thermique pour turbocompresseur; [0020] La figure 2 est une vue en perspective et en coupe d'un dispositif amélioré de protection thermique pour turbocompresseur selon la présente invention. [0021] Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. 20 [0022] La figure 2 montre un turbocompresseur 11 de moteur thermique comportant un bloc compresseur 12 et un bloc turbine 13. Un palier central 15 est intercalé entre le bloc compresseur 12 et le bloc turbine 13. Ce palier central 15 entoure un arbre de liaison entre le bloc compresseur 12 et le bloc turbine 13. [0023] Le bloc compresseur 12 comprend un compresseur et une entrée d'air basse 25 pression en communication de fluide avec un filtre à air adapté à épurer l'air d'admission. Le bloc compresseur 12 comprend également une sortie d'air d'alimentation haute pression. L'air comprimé en sortie du bloc compresseur 12 est ensuite dirigé vers un échangeur thermique air/air pour être refroidi avant admission dans le moteur. 3053756 4 [0024] Par ailleurs, le bloc turbine 13 comprend une entrée et une sortie des gaz d'échappement produits par le moteur et collectés au moyen d'un collecteur d'échappement. A la sortie du bloc turbine 13, les gaz d'échappement sont dirigés à travers un catalyseur et un filtre à particules pour être dépollués. 5 [0025] Le turbocompresseur 11 est équipé d'un dispositif de protection thermique 16 muni d'une lame 17 réalisée dans un matériau thermiquement conducteur, par exemple en métal. Cette lame 17 est positionnée axialement entre le bloc turbine 13 et le palier central 15. La lame 17 est une pièce rapportée fixée sur le palier central 15 dans lequel débouche une conduite 20 d'alimentation en liquide de lubrification, notamment de l'huile. Le palier 10 central 15 pourra également comporter une conduite de liquide de refroidissement. [0026] En l'occurrence, la lame 17 est interposée axialement entre la conduite 20 d'huile et une zone de fixation 22 entre le palier central 15 et le bloc turbine 13. Cette zone de fixation 22 pourra être constituée par des bourrelets radiaux 25 ménagés dans le palier central 15 et le bloc turbine 13 et enserrés par un collier de serrage 27. 15 [0027] La lame 17 est de préférence positionnée d'un côté de la zone de fixation 22 dans une rainure 29 du palier central 15 recevant une extrémité du collier 27 de serrage de manière à créer une chicane pour l'air chaud et limiter ainsi l'échauffement du palier central 15. La fixation de la lame 17 pourra être combinée à la fixation d'une des conduites. 20 [0028] La lame 17 est par exemple constituée par une plaque métallique de faible épaisseur. La plaque pourra être plate ou munie d'un rebord 40 du côté de son extrémité supérieure de manière à présenter une forme coudée, comme dans l'exemple représenté en figure 2. Dans tous les cas, la lame 17 présente une partie plane transversale s'étendant entre le bloc turbine 13 et le palier central 15 pour assurer une fonction de 25 barrière thermique entre ces deux éléments. Par orientation "transversale", on entend une orientation sensiblement perpendiculairement par rapport à un axe X du turbocompresseur 11. La lame 17 est également ouverte dans sa partie inférieure pour permettre son montage autour du palier central 15. La lame 17 pourra ainsi par exemple présenter une forme globale semi-circulaire. [0029] La lame 17 est fixée sur le palier central 15 au moyen d'une patte 33 de fixation du palier central 15. Cette patte 33 comporte une première portion fixée, par exemple par 3053756 5 rivetage ou soudage, sur un plot 36 du palier central 15, et une deuxième portion coudée à laquelle est fixée la lame 17. [0030] La fixation de la patte 33 à la lame 17 pourra être réalisée par poinçonnement par coopération de forme entre ces deux éléments et/ou par rivetage. D'autres types de 5 fixation sont bien entendu envisageables. Le type de fixation choisi dépend de l'application. [0031] Avantageusement, la lame 17 est munie à sa périphérie externe d'un rebord 40 s'étendant axialement par rapport à l'axe X du turbocompresseur 11. En l'occurrence, le rebord 40 est dirigé axialement vers le bloc compresseur 12. 10 [0032] Un écran thermique 42 réalisé dans un matériau thermiquement conducteur, par exemple en métal, est fixé sur ce rebord 40 de manière à coiffer l'ensemble formé par le palier central 15 et le bloc turbine 13. L'écran thermique 42 s'étend sensiblement suivant une direction axiale par rapport à l'axe X. [0033] A cet effet, le rebord 40 pourra être muni d'écrous, par exemple rivetés dans le 15 rebord 40, destinés à recevoir des vis de fixation pour fixer l'écran thermique 42 sur la lame 17. Une telle configuration permet de réduire les jeux fonctionnels de part et d'autre de la lame 17. D'autres moyens de fixation sont bien entendu envisageables. [0034] Dans tous les cas, on prévoit de préférence une liaison démontable pour avoir accès aux éléments du turbocompresseur 11 dans le cadre d'opérations de maintenance. 20 En variante, l'écran thermique 42 pourrait toutefois être monobloc avec la lame 17. [0035] L'invention permet ainsi, par réduction du jeu fonctionnel entre la lame et le palier central, de diminuer les fuites d'air chaud vers le palier central 15 et donc de diminuer le risque de cokéfaction de l'huile. En outre, l'invention permet également d'améliorer la tenue vibratoire du dispositif de protection thermique 16 par la création d'élément de 25 fixation sur le palier central 15. REVENDICATIONS1. Ensemble pour turbocompresseur (11) comportant: - un bloc compresseur (12), - un bloc turbine (13), - un palier central (15) intercalé entre ledit bloc compresseur (12) et ledit bloc turbine (13), ledit palier central (15) entourant un arbre de liaison entre ledit bloc compresseur (12) et ledit bloc turbine (13), et - un dispositif de protection thermique (16), caractérisé en ce que ledit dispositif de protection thermique (16) comporte une lame (17) positionnée axialement entre ledit bloc turbine (13) et ledit palier central (15), ladite lame (17) étant une pièce rapportée fixée sur ledit palier central (15). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit palier central (15) comporte au moins une patte (33) de fixation pour assurer une fixation de ladite lame (17) sur ledit palier central (15). 3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de protection thermique (16) comporte en outre un écran thermique (42) fixé sur ladite lame (17). 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit écran thermique (42) est fixé sur un rebord (40) s'étendant en périphérie externe de ladite lame (17). 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une conduite (20) d'alimentation en liquide de lubrification et/ou une conduite de liquide de refroidissement débouchant dans ledit palier central (15). 6. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une fixation de ladite lame (17) est combinée à la fixation d'une desdites conduites. 7. Ensemble selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite lame (17) est interposée axialement entre ladite conduite (20) d'alimentation en liquide de lubrification et une zone de fixation (22) entre ledit palier central (15) et ledit bloc turbine (13). 3053756 7 8. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite lame (17) et ledit écran thermique (42) sont réalisés dans un matériau métallique. 9. Moteur thermique, notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble pour turbocompresseur (11) tel que défini selon l'une 5 quelconque des revendications précédentes.