Brevet FR3055365A1 — publié le 20180302

MOTEUR A COMBUSTION INTERNE COMPRENANT DEUX MOYENS DE SURALIMENTATION REFROIDIS PAR LIQUIDE La présente invention se rapporte au refroidissement des moyens de suralimentation en air des moteurs à combustion interne. Sur certains moteurs à combustion interne équipés de turbocompresseur, ce dernier peut être refroidi par un circuit de refroidissement intégré pour aider le refroidissement des roulements et de l'huile moteur. Un tel turbocompresseur est connu par exemple du document FR2925116. Par ailleurs, on connait également du document W0200511391 un circuit de refroidissement par le liquide de refroidissement du moteur d'un turbocompresseur assisté électriquement. Un tel turbocompresseur permet d'obtenir de la puissance à hauts régimes et par l'assistance électrique de maintenir un couple important à bas régime. Le Circuit de refroidissement assure à la fois le refroidissement de la machine électrique et de la partie mécanique du turbocompresseur, cependant un tel turbocompresseur est un objet complexe. Il existe donc un besoin pour une architecture de moteur à suralimentation refroidi par liquide de refroidissement plus simple permettant d'obtenir de la puissance à hauts régimes en maintenant un couple important à bas régime. Pour répondre à ce besoin, il est prévu selon l'invention un moteur à combustion interne comprenant : -un circuit de refroidissement par liquide de refroidissement, -des premiers moyens de suralimentation en air d'admission de ce moteur, le circuit de refroidissement comprenant une première branche de refroidissement des premiers moyens de suralimentation en air, une seconde branche formant avec la première branche une fourche en amont, relativement au sens de circulation du liquide de refroidissement, des premiers moyens de suralimentation, caractérisé en ce que la seconde branche comprend des seconds moyens de suralimentation en air d'admission du moteur. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons : 3055365 2 Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons : Dans une variante, le moteur comprend une pompe électrique disposée immédiatement 5 en amont de la fourche pour l'alimentation des deux branches en liquide de refroidissement. Dans une variante, le moteur comprend un échangeur de chaleur en amont de la fourche. 10 Dans une variante, l'échangeur de chaleur est un échangeur entre le liquide de refroidissement et l'huile de lubrification que comprend le moteur. Dans une variante, le moteur comprend une vanne trois voies au niveau de la fourche agencée de sorte que dans une première position cette vanne autorise le passage du 15 liquide de refroidissement uniquement dans la première branche et que dans une seconde position cette vanne autorise le passage du liquide de refroidissement uniquement dans la seconde branche. Dans une variante, la vanne comprend entre la première et la seconde position au moins 20 une position intermédiaire pour laquelle la vanne autorise le passage du liquide de refroidissement dans les deux branches. Dans une variante, les premiers moyens de suralimentation en air sont un turbocompresseur mécanique et les seconds moyens de suralimentation en air sont un 25 compresseur électrique destiné à assister le turbocompresseur à bas régime moteur. L'invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne selon l'une des variantes précédemment décrites. 30 D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : 35 - La figure 1 est une représentation schématique d'un mode de réalisation préféré de l'invention. 3055365 3 - La figure 2 est une représentation schématique d'une première position de la vanne trois voies. - La figure 3 est une représentation schématique d'une seconde position de la vanne trois voies. 5 - La figure 4 est une représentation schématique d'une position intermédiaire entre la première et la seconde position. La figure 1 présente un mode préféré de l'invention. Sur la figure 1 est présenté un 10 moteur 1 à combustion interne qui peut être un moteur à allumage commandé ou à allumage par compression. L'invention est plus appropriée moteur à allumage commandé à essence en raison des températures plus élevées deq gaz d'échappement que pour les moteurs Diesel. Un tel moteur 1 à combustion interne peut équiper un véhicule automobile. Le moteur 1 à combustion interne comprend un bloc-moteur 2 et un circuit 3 15 de refroidissement dans lequel circule un liquide de refroidissement. Une partie du circuit de refroidissement, non représentée, traverse le bloc moteur 2 pour son refroidissement. Le moteur 1 à combustion interne comprend encore des premiers moyens de suralimentation en air d'admission. Ces premiers moyens de suralimentation en air 20 d'admission sont de préférence un turbocompresseur 4 mécanique dont la partie compresseur disposée dans la ligne d'admission d'air est entrainée par une turbine disposée dans la ligne d'échappement. Le circuit 3 de refroidissement comprend encore une première branche, B1, de 25 refroidissement du turbocompresseur 4 ainsi qu'une seconde branche, B2 comprend des seconds moyens de suralimentation en air d'admission du moteur 1. Ces seconds moyens de suralimentation en air d'admission sont de préférence un compresseur 5 électrique destiné à assister la suralimentation du turbocompresseur 4 à bas régime moteur. Dans notre contexte, on entend par bas régime moteur une plage de régime 30 moteur comprise entre 1000 et 2000 tr/ min. Le circuit 3 de refroidissement forme une fourche, F, en amont, relativement au sens 6 de circulation du liquide de refroidissement ce circuit, à partir de laquelle la première branche B1 et la seconde branche B2 démarrent. 35 La première branche, B1, de refroidissement du turbocompresseur 4 entre par une entrée 7 et ressort par une sortie 8 aménagées dans le turbocompresseur 4. 3055365 4 La seconde branche, B2, de refroidissement du compresseur 5 électrique entre par une entrée 9 et ressort par une sortie 10 aménagées dans le compresseur 5 électrique. 5 Dans ce mode de réalisation, le moteur comprend encore une vanne 11 trois voies au niveau de la fourche F pour le dosage des débits entre les deux branches. Cette vanne 11 est agencée de sorte que dans une première position la vanne 11 autorise le passage du liquide de refroidissement uniquement dans la première branche B1 (cf. figure 2). Cette position peut être décidée s'il est jugé que le refroidissement du compresseur 5 électrique 10 n'est pas nécessaire, par exemple parce ce qu'il est non actif et en arrêt depuis un temps suffisant, et que le turbocompresseur 4 a besoin d'être refroidi. Cette vanne 11 est également agencée de sorte que dans une seconde position la vanne 11 autorise le passage du liquide de refroidissement uniquement dans la seconde 15 branche B2 (cf. figure 3). Cette position peut être décidée s'il est jugé que le refroidissement du compresseur 5 électrique est requis tandis que le turbocompresseur 4 n'a pas besoin d'être refroidi. On peut également prévoir que la vanne 11 trois voies soit agencées de sorte que entre la 20 première et la seconde position, il existe au moins une position intermédiaire pour laquelle la vanne 11 autorise le passage du liquide de refroidissement dans les deux branches B1, B2. Cet agencement autorise une modulation des débits de liquide de refroidissement entre les deux branches B1, B2. On peut prévoir une régulation des débits de liquide de refroidissement entre les deux branches B1, B2 en fonction des besoins du 25 turbocompresseur 4 et du compresseur électrique 5. La vanne 11 trois voies peut être une vanne à commande électrique. Comme illustré en figure 1, le moteur 1 comprend une pompe 12 électrique disposée dans le circuit 3 de refroidissement, pour des raisons de compacité, de préférence 30 immédiatement en amont de la fourche F pour l'alimentation des branches B1, B2 en liquide de refroidissement. On peut prévoir une régulation du fonctionnement de la pompe électrique en fonction des besoins en liquide de refroidissement du turbocompresseur 4 et du compresseur électrique 5. La pompe 12 électrique peut être fixée au bloc-moteur 2. Cette pompe 12 électrique est à distinguer de la pompe à liquide de refroidissement que 35 le moteur 1 comprend, classiquement désignée pompe à eau, qui est dimensionnée assurer le débit de l'ensemble du circuit 3 de refroidissement, tandis que la pompe 12 3055365 5 électrique est dimensionnée pour assurer seulement le débit de refroidissement du turbocompresseur 4 et du compresseur électrique 5. On peut prévoir un échangeur 13 de chaleur. Cet échangeur peut être un échangeur entre 5 le liquide de refroidissement et l'huile de lubrification du moteur 1, pour le refroidissement de celle-ci. L'échangeur 13 de chaleur peut être fixé au bloc-moteur 2. Le pilotage du fonctionnement de la vanne 11 trois voies, du compresseur électrique 5 et de la pompe 12 électrique peut être réalisé par un calculateur électronique, non 10 représenté, comprenant les moyens d'acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire et des moyens de commande requis pour leur fonctionnement. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit. En variante, la vanne 11 trois 15 voies peut être supprimée, la répartition des débits entre les deux branches B1, B2 étant prédéterminée par conception. Grâce à l'invention, une seule pompe électrique et un seul échangeur permettent de refroidir à la fois le compresseur électrique et le turbocompresseur. L'invention présente 20 donc l'avantage de réduire l'encombrement pour l'implantation d'un compresseur électrique et d'en réduire le coût relativement à un circuit de refroidissement complet par compresseur qui comprendrait pour une pompe, un échangeur et des durites dédiées. REVENDICATIONS1. Moteur (1) à combustion interne comprenant : un circuit (3) de refroidissement par liquide de refroidissement, des premiers moyens de suralimentation en air d'admission de ce moteur (1), le circuit (3) de refroidissement comprenant une première branche (B1) de refroidissement des premiers moyens de suralimentation en air, une seconde branche (B2) formant avec la première branche (B1) une fourche (F) en amont, relativement au sens (7) de circulation du liquide de refroidissement, des premiers moyens de suralimentation, caractérisé en ce que la seconde branche (B2) comprend des seconds moyens de suralimentation en air d'admission du moteur (1). 2. Moteur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une pompe (12) électrique disposée immédiatement en amont de la fourche (F) pour l'alimentation des deux branches (B1, B2) en liquide de refroidissement. 3. Moteur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un échangeur (13) de chaleur en amont de la fourche (F). 4. Moteur (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'échangeur (13) de chaleur est un échangeur entre le liquide de refroidissement et l'huile de lubrification que comprend le moteur (1). 5. Moteur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une vanne (11) trois voies au niveau de la fourche (F) agencée de sorte que dans une première position cette vanne (11) autorise le passage du liquide de refroidissement uniquement dans la première branche (B1) et que dans une seconde position cette vanne (11) autorise le passage du liquide de refroidissement uniquement dans la seconde branche (B2). 6. Moteur (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la vanne (11) comprend entre la première et la seconde position au moins une position intermédiaire pour laquelle la vanne (11) autorise le passage du liquide de refroidissement dans les deux branches (B1, B2). 7. Moteur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premiers moyens de suralimentation en air sont un turbocompresseur (4) mécanique et 3055365 7 les seconds moyens de suralimentation en air sont un compresseur (5) électrique destiné à assister le turbocompresseur (4) à bas régime moteur. 8. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un moteur (1) à combustion interne selon l'une des revendications précédentes. 5