Brevet FR3075265A1 — publié le 20190621

ENSEMBLE MOTEUR COMPRENANT UN ALTERNATEUR RELIE A UN TURBOCOMPRESSEUR La presente invention se rapporte au domaine des moteurs thermiques equipes de turbocompresseur. L'invention concerne plus particulierement un ensemble moteur comprenant un alternateur relie a un turbocompresseur. Les nouvelles motorisations doivent repondre a une problematique de plus en plus contraignante, notamment a des limites reglementaires d'emissions de polluants et des emissions de CO2 de plus en plus severes. Ces contraintes nous poussent a optimiser le moteur thermique dans son fonctionnement, et ce, pour toutes ses phases de vie. On connait du document US2008/0121218 Al un turbocompresseur comprenant un generateur electrique avec un rotor dispose sur l'arbre de rotation du turbocompresseur, entre la turbine et le compresseur. Une telle architecture necessite une profonde modification du turbocompresseur, a un endroit plutot dedie a la lubrification de l'arbre de rotation du turbocompresseur. Un but de la presente invention est de proposer une solution qui evite de modifier la conception de la zone comprise entre la turbine et le compresseur. Pour atteindre cet objectif, it est prevu selon ('invention un ensemble moteur comprenant : -un alternateur comportant un rotor, -un turbocompresseur comportant une partie compresseur equipee d'une roue de compresseur, une partie turbine equipee d'une roue de turbine, la roue de turbine et la roue de compresseur etant reliees par un arbre de rotation commun, De plus, 1"arbre de rotation se prolonge du turbocompresseur et le rotor de l'alternateur est relie a ce prolongement. L'effet technique est un agencement simple entre le turbocompresseur et l'alternateur qui ne necessite pas de modification de conception du turbocompresseur dans l'espace compris entre la partie turbine et la partie compresseur. 2 Diverses caracteristiques supplementaires peuvent etre prevues, seules ou en combinaisons : Dans une variante, l'arbre de rotation se prolonge de la partie compresseur. 5 Dans une autre variante, l'arbre de rotation se prolonge de la partie turbine. Selon une realisation, le rotor de l'alternateur est relie au prolongement de l'arbre de rotation par l'intermediaire de moyens de reduction de regime de rotation. 10 Selon une realisation, l'ensemble moteur comprend un moteur thermique equipe d'un vilebrequin comportant une poulie, cette poulie etant reliee par des moyens de transmission de mouvement a une poulie equipant le rotor de l'alternateur, et en ce qu'il comprend encore des moyens de debrayage en rotation de la poulie equipant le rotor par 15 rapport a ce rotor. Selon une realisation, l'ensemble moteur comprend des moyens de commande des moyens de debrayage configures pour embrayer la poulie avec le rotor dans le cas 00, le moteur etant en fonctionnement, celui-ci est a son regime de ralenti ou qu'aucune 20 demande de couple moteur autre que celle permettant de maintenir le moteur a son regime de ralenti est en cours et pour debrayer la poulie du rotor lorsqu'une demande de couple moteur autre que celle permettant de maintenir le moteur a son regime de ralenti, est en cours. 25 Selon une realisation, l'ensemble moteur comprend des moyens de debrayage en rotation de l'arbre de rotation par rapport au rotor. Selon une realisation, les moyens de commande sont configures pour embrayer l'arbre de rotation avec le rotor lorsque la poulie est debrayee du rotor. 30 L'invention a aussi pour objet un vehicule automobile comprenant un ensemble moteur selon l'une quelconque des variantes precedemment decrites. D'autres particularites et avantages apparaitront a la lecture de la description ci-apres d'un mode particulier de realisation, non limitatif de l'invention, faite en reference a la figure 1 qui est une representation schernatique d'un ensemble moteur de l'invention. 3 La figure 1 presente un ensemble moteur 1 comprenant un moteur thermique 2. Le moteur thermique peut etre un moteur a allumage commande ou un moteur a allumage 5 par compression. Le moteur thermique 2 est relie a une ligne 3 d'admission d'air et une ligne 4 d'echappement des gaz brOles. Un turbocompresseur 5 equipe ce moteur thermique 2. Ce turbocompresseur 5 comprend 10 une partie compresseur equipee d'une roue de compresseur 6, une partie turbine equipee d'une roue de turbine 7, la roue de turbine 6 et la roue de compresseur 6 etant reliees par un arbre de rotation 8 commun. La partie compresseur est disposee sur la ligne 3 d'admission d'air tandis que la partir turbine est disposee sur la ligne 4 d'echappement. 15 L'ensemble moteur comprend encore un alternateur 9 pour produire du courant, cet alternateur comprenant un rotor 10. Conformement a ('invention, ('arbre de rotation 8 se prolonge du turbocompresseur 5 et le rotor 10 de ('alternateur 9 est relie a ce prolongement. Dans le mode de realisation illustre 20 a la figure 1, ('arbre de rotation 8 se prolonge de la partie turbine, mais en variante, en fonction des contraintes d'agencement de ('alternateur 10 par rapport au turbocompresseur 5, ('arbre de rotation 8 peut se prolonger de la partie compresseur. Une telle architecture requiert une simple modification du carter de turbocompresseur pour y amenager un passage pour le prolongement de ('arbre 8 de rotation. 25 L'ensemble moteur 1 peut comprendre encore des moyens 11 de reduction de regime de rotation disposes entre ('arbre de rotation 8 et le rotor 10 de ('alternateur 9, pour adapter le regime de rotation de ('alternateur 9 a celui du turbocompresseur 5. 30 Comme illustre sur la figure 1, le moteur thermique 2 est equipe d'un vilebrequin 15. Ce vilebrequin comporte a son extremite une poulie 16. Cette poulie est reliee par des moyens 17 souples de transmission de mouvement, par exemple une courroie ou une chaine, a une poulie 18 equipant le rotor 10 de ('alternateur 35 9. II est encore prevu de disposer des moyens 19 de debrayage en rotation de la poulie 18 equipant le rotor 10 par rapport a ce rotor 10. 4 Ces moyens 19 de debrayage sont pilotes par des moyens 20 de commande, ces moyens de commande etant ici configures pour embrayer la poulie 18 avec le rotor 10 dans le cas ou, le moteur etant en fonctionnement, celui-ci est a son regime de ralenti ou qu'aucune demande de couple moteur autre que celle permettant de maintenir le moteur 5 a son regime de ralenti, est en cours et pour debrayer la poulie 18 du rotor 10 lorsqu'une demande de couple moteur autre que celle permettant de maintenir le moteur a son regime de ralenti, est en cours. Ainsi lorsque la poulie 18 est debrayee l'alternateur est utilise pour produire de l'energie electrique a partir de la rotation de la turbine du turbocompresseur, sans prelever de l'energie au niveau du vilebrequin. 10 L'ensemble moteur peut encore comprendre des moyens 21 de debrayage en rotation de l'arbre 8 par rapport au rotor 10. On peut ainsi prevoir de piloter ces moyens 21 de debrayage par les moyens 20 de commande de sorte a embrayer l'arbre 8 de rotation avec le rotor 10 lorsque la poulie 18 est debrayee du rotor 10 et donc de debrayer l'arbre 15 8 de rotation avec le rotor 10 lorsque la poulie 18 est embrayee avec le rotor 10. Un tel ensemble moteur peut equiper un vehicule automobile, pour en augmenter son rendement global de fonctionnement. 20 L'invention permet de recuperer sous forme d'energie electrique, l'energie dissipee dans la ligne 4 d'echappement, REVENDICATIONS1. Ensemble moteur (1) comprenant : -un alternateur (9) comportant un rotor (10), -un turbocompresseur (5) comportant une partie compresseur equipee d'une roue de compresseur (6), une partie turbine equipee d'une roue de turbine (7), la roue de turbine (6) et la roue de compresseur (6) etant reliees par un arbre de rotation (8) commun, caracterise en ce que l'arbre de rotation (8) se prolonge du turbocompresseur (5) et le rotor (10) de l'alternateur (9) est relie a ce prolongement. 2. Ensemble moteur (1) selon la revendication 1, caracterise en ce que l'arbre de rotation (8) se prolonge de la partie compresseur. 3. Ensemble moteur (1) selon la revendication 1, caracterise en ce que l'arbre de rotation (8) se prolonge de la partie turbine. 4. Ensemble moteur (1) selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que le rotor (10) de l'alternateur (9) est relie au prolongement de l'arbre de rotation (8) par l'intermediaire de moyens (11) de reduction de regime de rotation. 5. Ensemble moteur (1) selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce qu'il comprend un moteur thermique (2) equipe d'un vilebrequin (15) comportant une poulie (16), cette poulie etant reliee par des moyens (17) de transmission de mouvement a une poulie (18) equipant le rotor (10) de l'alternateur (9), et en ce qu'il comprend encore des moyens (19) de debrayage en rotation de la poulie (18) equipant le rotor (10) par rapport a ce rotor (10). 6. Ensemble moteur (1) selon la revendication 5, caracterise en ce qu'il comprend des moyens (20) de commande (19) des moyens de debrayage configures pour embrayer la poulie (18) avec le rotor (10) dans le cas ou, le moteur (1) etant en fonctionnement, celui-ci est a son regime de ralenti ou qu'aucune demande de couple moteur autre que celle permettant de maintenir le moteur a son regime de ralenti est en cours et pour debrayer la poulie (18) du rotor (10) lorsqu'une demande de couple moteur autre que celle permettant de maintenir le moteur a son regime de ralenti, est en cours. 6 7. Ensemble moteur (1) selon la revendication 5 ou la revendication 6, caracterise en ce qu'il comprend des moyens (21) de debrayage en rotation de l'arbre (8) de rotation par rapport au rotor (10). 8. Ensemble moteur (1) selon la revendication 7 et la revendication 6, caracterise en 5 ce que les moyens (20) de commande sont configures pour embrayer l'arbre (8) de rotation avec le rotor (10) lorsque la poulie (18) est debrayee du rotor (10). 9. Vehicule automobile, caracterise en ce qu'il comprend un ensemble moteur selon l'une quelconque des caracteristiques precedentes. 10