Brevet FR3142514A1 — publié le 20240531

L’invention concerne un véhicule automobile comprenant un turbocompresseur (C) à calage variable qui comprend : - une turbine (T) équipée de pales (P) ; - des aubes (V) disposées autour de la turbine (T), les aubes (V) ayant une configuration fermée où elles se recouvrent en agencement circulaire autour de la turbine (T) ; et une configuration ouverte où elles sont pivotées autour d’un axe d’aube (AV) avec des extrémités rabattues vers la turbine (T) en agencement étoilé autour de la turbine (T), caractérisé en ce que les axes d’aube (AV) sont montés mobiles entre une position rapprochée d’un axe de turbine (AT), et une position éloignée de l’axe de turbine (AT) ; et les axes d’aube (AV) sont dans la position rapprochée quand les aubes (V) sont dans la configuration fermée, et dans la position éloignée quand les aubes (V) sont dans la configuration ouverte. Figure 2. VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UN TURBOCOMPRESSEUR A AXES D’AUBES DEPLAÇABLES, PROCEDE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UN TEL VEHICULE L’invention concerne le domaine des véhicules automobiles à moteurs thermiques, plus particulièrement à la suralimentation du moteur thermique, notamment, via un turbocompresseur à calage variable. La conception actuelle des turbines à géométrie variable, présente plusieurs aubes (aubes rotatives) qui tournent uniquement afin de modifier le rapport d'aspect du turbocompresseur C comme illustré en : lorsque le moteur est à bas régime, le débit de gaz d'échappement est minimal, en conséquence les aubes V sont fermées (en pointillés en ) pour augmenter la vitesse du gaz, enrouler la roue de turbine T plus rapidement, et éliminer le décalage. Lorsque le moteur est à haut régime, les aubes V sont ouvertes (en trait plein en ) pour permettre un plus grand débit de gaz. Mais, lorsque les aubes V sont fermées, elles sont assez éloignées de la roue de turbine (grande zone A) comme illustré en , ce qui implique une performance du turbocompresseur pouvant être améliorée à bas régime. Un objectif de l’invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer une solution pour améliorer le comportement de la turbine à bas régime en réduisant le jeu entre les aubes et les pales de la turbine en configuration fermée. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile comprenant un turbocompresseur à calage variable qui comprend : - une turbine équipée de pales, montée rotative autour d’un axe de turbine ; - des aubes montées rotatives autour d’un axe d’aube, disposées autour de la turbine dans un agencement concentrique avec la turbine autour de l’axe de turbine, les aubes ayant une configuration fermée dans laquelle les aubes se recouvrent l’une l’autre de sorte à avoir un agencement circulaire autour de la turbine ; et une configuration ouverte dans laquelle les aubes sont pivotées autour de l’axe d’aube de sorte que des extrémités d’aube soient rabattues vers la turbine de sorte à avoir un agencement étoilé autour de la turbine, caractérisé en ce que les axes d’aube sont montés mobiles entre une position rapprochée dans laquelle les axes d’aube sont à une première distance de l’axe de turbine, et une position éloignée dans laquelle les axes d’aube sont à une deuxième distance de l’axe de turbine, supérieure à la première distance ; et en ce que les axes d’aube sont dans la position rapprochée quand les aubes sont dans la configuration fermée, et les axes d’aube sont dans la position éloignée quand les aubes sont dans la configuration ouverte. En particulier, les axes d’aube sont montés mobiles en translation curviligne. Avantageusement, l’invention propose de mettre en œuvre un calage variable de la turbine du compresseur tout en réduisant la taille de la surface A (jeu), pour améliorer les performances à bas régime de rotation. En outre, le calage variable de la turbine est glissant selon une courbe angulaire au lieu d’être rotatif au tour d’un axe. Il en résulte une meilleure courbe performance à bas régime. Dans une déclinaison de l’invention, des angles à mi-chemin peuvent être envisagés. Cependant, elle se rapporte plus au système de pilotage du calage. L’invention concerne en outre un procédé de fabrication d’un turbocompresseur à calage variable pour un véhicule automobile selon l’invention, le procédé de fabrication comprenant : - une étape de montage d’axe d’aube dans laquelle les axes d’aube sont montés mobiles entre la position rapprochée, et la position éloignée ; - une étape de configuration d’axe d’aube dans laquelle les axes d’aube sont dans la position rapprochée quand les aubes sont dans la configuration fermée, et les axes d’aube sont dans la position éloignée quand les aubes sont dans la configuration ouverte. Un autre objet de l’invention concerne un procédé de pilotage d’un turbocompresseur à calage variable pour un véhicule automobile selon l’invention, le procédé de pilotage comprenant : - une étape de pilotage des aubes vers la configuration fermée, dans laquelle les axes d’aube sont pilotés vers la position rapprochée ; - une étape de pilotage des aubes vers la configuration ouverte, dans laquelle les axes d’aube sont pilotés vers la position éloignée. L’invention a en outre trait à un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de pilotage selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles : - illustre schématiquement une vue de face d’un turbocompresseur d’un véhicule selon l’art antérieur ; - illustre schématiquement une vue de face d’un turbocompresseur d’un véhicule selon une variante préférée de l’invention ; et - illustre schématiquement une courbe de performance du turbocompresseur de la . L’invention propose un turbocompresseur C ayant un calage variable de la turbine T du compresseur. Le turbocompresseur C comprend des aubes V montées rotatives autour d’un axe d’aube AV, et agencées autour de la turbine T. Dans la situation de l’art antérieur, les aubes V de la turbine T à calage variable, pivotent autour de leur axe de rotation AV. Ainsi, en position fermée, les extrémités des aubes V s’éloignent des bords d’attaque du compresseur. Cela est illustré en . Avec l’invention, en position fermée, les aubes V des turbines T se rapprochent plus des bords d’attaque du compresseur tout en fermant la zone de turbine pour permettre une meilleure performance à bas régime. Cela est illustré en . L’invention permet de réduire la taille de la surface A (jeu) de l’art antérieur pour améliorer les performances du turbocompresseur C à bas régime de rotation. Le calage variable du turbocompresseur C est fait en faisant glisser l’axe d’aube AV selon une courbe angulaire (courbe de translation curviligne TC) au lieu d’être uniquement rotatif au tour d’un axe d’aube AV. Il en résulte une meilleure courbe performance à bas régime L comme illustré en (à gauche de la figure). La illustre les performances du turbocompresseur C à bas régime L (ou faible régime, connu également sous l’acronyme « Low RPM » en langue anglaise), à moyen M (connu également sous l’acronyme « Mid RPM » en langue anglaise), et haut H régime (connu également sous l’acronyme « High RPM » en langue anglaise) sur la base du nombre de rotations par minute RPM. Dans la partie à bas régime L, la courbe avec la translation TC de l’invention (en pointillés), permet de réaliser une suralimentation B supplémentaire (ou « boost » en langue anglaise) qu’il n’y a pas dans la courbe à rotation uniquement R, de l’art antérieur (en ligne pleine). L’invention concerne en outre une fabrication et un pilotage d’un turbocompresseur tel que décrit précédemment. En outre, l’invention concerne un programme de pilotage de turbocompresseur correspondant. Véhicule automobile comprenant un turbocompresseur (C) à calage variable qui comprend : - une turbine (T) équipée de pales (P), montée rotative autour d’un axe de turbine (AT) ; - des aubes (V) montées rotatives autour d’un axe d’aube (AV), disposées autour de la turbine (T) dans un agencement concentrique avec la turbine (T) autour de l’axe de turbine (AT), les aubes (V) ayant une configuration fermée dans laquelle les aubes (V) se recouvrent l’une l’autre de sorte à avoir un agencement circulaire autour de la turbine (T) ; et une configuration ouverte dans laquelle les aubes (V) sont pivotées autour de l’axe d’aube (AV) de sorte que des extrémités d’aube soient rabattues vers la turbine (T) de sorte à avoir un agencement étoilé autour de la turbine (T), caractérisé en ce que les axes d’aube (AV) sont montés mobiles entre une position rapprochée dans laquelle les axes d’aube (AV) sont à une première distance de l’axe de turbine (AT), et une position éloignée dans laquelle les axes d’aube (AV) sont à une deuxième distance de l’axe de turbine (AT), supérieure à la première distance ; et en ce que les axes d’aube (AV) sont dans la position rapprochée quand les aubes (V) sont dans la configuration fermée, et les axes d’aube (AV) sont dans la position éloignée quand les aubes (V) sont dans la configuration ouverte. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que les axes d’aube (AV) sont montés mobiles en translation curviligne (TC). Procédé de fabrication d’un turbocompresseur à calage variable pour un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, le procédé de fabrication comprenant : - une étape de montage d’axe d’aube dans laquelle les axes d’aube (AV) sont montés mobiles entre la position rapprochée, et la position éloignée ; - une étape de configuration d’axe d’aube dans laquelle les axes d’aube (AV) sont dans la position rapprochée quand les aubes (V) sont dans la configuration fermée, et les axes d’aube (AV) sont dans la position éloignée quand les aubes (V) sont dans la configuration ouverte. Procédé de pilotage d’un turbocompresseur à calage variable pour un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, le procédé de pilotage comprenant : - une étape de pilotage des aubes (V) vers la configuration fermée, dans laquelle les axes d’aube (AV) sont pilotés vers la position rapprochée ; - une étape de pilotage des aubes (V) vers la configuration ouverte, dans laquelle les axes d’aube (AV) sont pilotés vers la position éloignée. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de pilotage selon la revendication 4, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.