FR2904984A1 - Turbocompressor air orienting device for overcharged heat engine i.e. overcharged oil engine, of motor vehicle, has case enclosing valve movable between positions to directly orient air from turbocompressor to splitter or by radiator - Google Patents
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Abstract
Description
1 Dispositif d'orientation de l'air compressé issu d'un compresseur de1 device for directing compressed air from a compressor of
moteur thermique L'invention concerne un dispositif destiné à équiper un moteur thermique de véhicule automobile, pour orienter de l'air provenant d'un compresseur de ce moteur vers un répartiteur d'admission d'air, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un radiateur de refroidissement. The invention relates to a device for equipping a motor vehicle engine, for directing air from a compressor of this engine to an air intake distributor, either directly or via a cooling radiator.
L'invention est plus particulièrement destinée à un moteur thermique suralimenté par exemple par un turbocompresseur. Un tel moteur comprend un radiateur formant circuit de refroidissement de l'air compressé, avant admission de cet air dans le moteur via le répartiteur. Comme représenté schématiquement en figure 1, le radiateur a une entrée 1 d'air à refroidir connectée par un premier conduit 2 à une sortie 3 du compresseur, et une sortie d'air refroidi 4 reliée par un second conduit 6 à une entrée 7 du répartiteur. Dans certaines situations, comme par exemple en phase de régénération du filtre à particules d'un tel moteur, il est nécessaire de ne pas refroidir l'air de suralimentation. The invention is more particularly intended for a heat engine supercharged for example by a turbocharger. Such an engine comprises a radiator forming a compressed air cooling circuit, before admission of this air into the engine via the distributor. As shown diagrammatically in FIG. 1, the radiator has an air inlet 1 to be cooled connected by a first duct 2 to an outlet 3 of the compressor, and a cooled air outlet 4 connected by a second duct 6 to an inlet 7 of the distributor. In certain situations, for example in the regeneration phase of the particulate filter of such an engine, it is necessary not to cool the charge air.
A cet effet, le premier et le second conduit 2 et 6 sont reliés l'un à l'autre par un troisième conduit 8, pour court-circuiter le radiateur lorsque l'air de suralimentation ne doit pas être refroidi. Le premier conduit 2 est équipé d'un premier papillon 9, située en aval du troisième conduit 8 par rapport au compresseur, et le troisième conduit 8 est équipé d'un second papillon 11. Dans le cas de la figure 1, l'air est refroidi : le premier papillon 9 est ouvert et le second papillon 11 est fermé, de manière à provoquer le passage de l'air issu du compresseur dans le radiateur avant son admission dans le répartiteur. For this purpose, the first and the second ducts 2 and 6 are connected to each other by a third duct 8, to short-circuit the radiator when the charge air must not be cooled. The first duct 2 is equipped with a first butterfly 9, located downstream of the third duct 8 with respect to the compressor, and the third duct 8 is equipped with a second butterfly 11. In the case of Figure 1, the air is cooled: the first butterfly 9 is open and the second butterfly 11 is closed, so as to cause the passage of air from the compressor in the radiator before admission to the distributor.
2904984 2 Lorsque l'air ne doit pas être refroidi, comme dans le cas de la figure 2, le premier conduit 2 est fermé par le premier papillon 9, et le second papillon 11 est ouvert pour permettre le passage de l'air directement 5 depuis le compresseur vers le répartiteur d'admission d'air, sans refroidissement. Ces deux papillons 9 et 11 sont manoeuvrés électriquement ou pneumatiquement, par l'intermédiaire d'un circuit de vide non représenté, comprenant une 10 électrovanne proportionnelle et un actionneur pneumatique. Le but de l'invention est de proposer un dispositif d'admission ayant une architecture simplifiée pour en réduire le coût de fabrication et de montage.When the air is not to be cooled, as in the case of FIG. 2, the first duct 2 is closed by the first throttle valve 9, and the second throttle valve 11 is open to allow the passage of air directly. from the compressor to the air intake manifold, without cooling. These two butterflies 9 and 11 are operated electrically or pneumatically, via a not shown vacuum circuit, comprising a proportional solenoid valve and a pneumatic actuator. The object of the invention is to provide an intake device having a simplified architecture to reduce the cost of manufacture and assembly.
15 A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif destiné à équiper un moteur thermique de véhicule automobile, pour orienter de l'air provenant d'un compresseur de ce moteur vers un répartiteur d'admission d'air, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un 20 radiateur de refroidissement, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier ayant deux entrées d'air reliées respectivement au compresseur et à une sortie du radiateur, et deux sorties d'air reliées respectivement au répartiteur et à une entrée du radiateur, ce boîtier 25 renfermant un boisseau rotatif mobile entre une première et une seconde position, pour orienter l'air vers le répartiteur d'admission, soit directement, soit par l'intermédiaire du radiateur de refroidissement. L'invention concerne également un dispositif tel 30 que défini ci-dessus, dans lequel le boîtier comprend une paroi cylindrique externe, traversée par les entrées et les sorties, et dans lequel le boisseau rotatif est mobile en rotation autour d'un axe coïncidant avec l'axe de la paroi cylindrique.To this end, the subject of the invention is a device intended to equip a motor vehicle engine, for directing air coming from a compressor of this engine to an air intake distributor, either directly, either via a cooling radiator, characterized in that it comprises a housing having two air inlets connected respectively to the compressor and an output of the radiator, and two air outlets respectively connected to the distributor and at an inlet of the radiator, this housing 25 enclosing a rotary valve movable between a first and a second position, for directing the air towards the inlet distributor, either directly or through the cooling radiator. The invention also relates to a device as defined above, wherein the housing comprises an outer cylindrical wall, through which the inlets and outlets pass, and wherein the rotary plug is rotatable about an axis coinciding with the axis of the cylindrical wall.
35 L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel le boîtier comprend une paroi cylindrique interne, et dans lequel le boisseau 2904984 3 rotatif comprend une portion cylindrique entourant cette paroi cylindrique interne et deux volets s'étendant radialement en étant rigidement fixés à cette portion cylindrique.The invention also relates to a device as defined above, wherein the housing comprises an inner cylindrical wall, and wherein the rotary plug comprises a cylindrical portion surrounding said inner cylindrical wall and two radially extending flaps. being rigidly fixed to this cylindrical portion.
5 L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel la paroi cylindrique interne définit une ouverture traversant le dispositif et destinée au montage du dispositif sur un organe du moteur tel qu'un goulot de remplissage d'huile moteur.The invention also relates to a device as defined above, wherein the inner cylindrical wall defines an opening through the device and intended for mounting the device on an engine member such as a motor oil filler neck.
10 L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel la paroi cylindrique interne définit une ouverture par laquelle le dispositif peut être traversé par un organe du moteur tel qu'un goulot de remplissage d'huile du moteur.The invention also relates to a device as defined above, wherein the inner cylindrical wall defines an opening through which the device can be traversed by an engine member such as an engine oil filler neck.
15 L'invention concerne également un moteur équipé d'un dispositif tel que défini ci-dessus, ainsi qu'un véhicule équipé d'un tel moteur. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux figures annexées.The invention also relates to an engine equipped with a device as defined above, as well as a vehicle equipped with such a motor. The invention will now be described in more detail and with reference to the appended figures.
20 La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif connu lorsqu'il est commandé pour provoquer le passage de l'air dans le radiateur de refroidissement avant admission dans le répartiteur ; La figure 2 est une représentation schématique du 25 dispositif de la figure 1 lorsqu'il est commandé pour provoquer directement le passage de l'air depuis le compresseur vers le répartiteur ; La figure 3 est une représentation schématique du dispositif selon l'invention lorsqu'il est commandé pour 30 provoquer directement le passage de l'air depuis le compresseur vers le répartiteur ; La figure 4 est une représentation schématique du dispositif de la figure 3 lorsqu'il est commandé pour provoquer le passage de l'air dans le radiateur de 35 refroidissement avant admission dans le répartiteur ; 2904984 4 La figure 5 est une représentation structurelle du dispositif selon l'invention lorsqu'il est commandé pour provoquer directement le passage de l'air depuis le compresseur vers le répartiteur ; 5 La figure 6 est une représentation structurelle du dispositif de la figure 5 lorsqu'il est commandé pour provoquer le passage de l'air dans le radiateur de refroidissement ; La figure 7 est une vue de dessus montrant 10 l'intégration du dispositif selon l'invention à un moteur ; La figure 8 est une représentation en perspective montrant l'intégration du dispositif selon l'invention à un moteur.Fig. 1 is a schematic representation of a known device when it is controlled to cause the air to pass into the cooling radiator before admission into the tundish; FIG. 2 is a schematic representation of the device of FIG. 1 when it is controlled to directly cause the passage of air from the compressor to the distributor; Figure 3 is a schematic representation of the device according to the invention when it is controlled to directly cause the passage of air from the compressor to the distributor; FIG. 4 is a schematic representation of the device of FIG. 3 when it is controlled to cause the passage of air in the cooling radiator before admission into the tundish; Figure 5 is a structural representation of the device according to the invention when it is controlled to directly cause the passage of air from the compressor to the tundish; Fig. 6 is a structural representation of the device of Fig. 5 when it is controlled to cause the passage of air through the cooling radiator; Figure 7 is a top view showing the integration of the device according to the invention with a motor; Figure 8 is a perspective representation showing the integration of the device according to the invention to a motor.
15 Comme représenté schématiquement en figures 3 et 4, le dispositif selon l'invention comprend un boîtier 12 à quatre voies incluant un boisseau rotatif. Les quatre voies de ce boîtier sont deux entrées d'air 14 et 16 reliées respectivement à une sortie de 20 radiateur de refroidissement 17 et à une sortie 18 d'air comprimé provenant du compresseur, et deux sorties d'air 19 et 21 reliées respectivement à une entrée d'air 22 du radiateur et à une entrée d'air 23 du répartiteur d'admission du moteur.As schematically shown in FIGS. 3 and 4, the device according to the invention comprises a four-way housing 12 including a rotary plug. The four channels of this housing are two air inlets 14 and 16 respectively connected to a cooling radiator outlet 17 and an outlet 18 of compressed air coming from the compressor, and two air outlets 19 and 21 connected respectively at an air inlet 22 of the radiator and at an air inlet 23 of the engine intake manifold.
25 D'autres éléments peuvent aussi être interposés entre le boîtier à quatre voies et le radiateur, le collecteur, et le compresseur. Par exemple, un atténuateur de bruit peut être monté entre le compresseur et le boîtier 12, et un doseur d'air peut être monté 30 entre le boîtier 12 et le répartiteur d'admission. Le boîtier 12 a une forme générale de boîte cylindrique, délimitée par une paroi cylindrique externe 24 qui prolonge un fond circulaire et qui est fermée par un couvercle, cette paroi cylindrique 24 étant traversée 35 par les entrées et sorties 14, 16, 19, 21. Le boisseau rotatif 26 que renferme le boîtier est apte à pivoter 2904984 5 autour d'un axe coïncidant avec l'axe de la paroi cylindrique externe 24. Ce boisseau rotatif comprend principalement deux volets 27 et 28 rigidement solidaires l'un de l'autre 5 tout en étant aptes à pivoter autour de l'axe AX. Chaque volet a une forme généralement rectangulaire s'étendant entre l'axe AX et la paroi cylindrique externe 24, ces deux volets étant inclinés l'un par rapport à l'autre de manière à définir un angle valant environ cent cinquante 10 degrés autour de l'axe AX. L'angle entre les deux volets est fonction de la position angulaire relative entre les entrées 14, 16 et les sorties 19, 21 du boîtier 12. Ce boisseau rotatif sépare ainsi le volume interne 15 du boîtier 12 en deux espaces distincts, à savoir un premier espace repéré par A situé en vis-à-vis des faces des volets inclinées à cent cinquante degrés, et un second espace repéré par B qui est situé en vis-à-vis des faces des volets inclinées selon un angle complémentaire, 20 c'est-à-dire deux cent dix degrés. En tournant dans le sens indirect lorsque le boîtier est vu de dessus, l'ouverture 21 est située sur un axe qui est vertical sur la figure 3 et qui passe par l'axe AX. L'ouverture 16 est réalisée au niveau d'un axe 25 situé à angle droit par rapport à l'axe de l'ouverture 21, et passant par l'axe AX. L'ouverture 19 est située sur un axe situé à environ quarante-cinq degrés de l'axe de l'ouverture 16, et l'ouverture 14 est située sur un axe situé sensiblement à angle droit par rapport à l'axe 30 de l'ouverture 19. Ainsi, lorsque le boisseau 26 occupe une position telle que le volet 27 est situé entre la sortie 19 et l'entrée 16, comme dans la figure 4, alors le volet 28 est situé entre l'entrée 14 et la sortie 23. Dans cette 35 situation, l'entrée 16 et la sortie 21 débouchent toutes deux dans l'espace repéré par A, de sorte qu'elles communiquent alors directement entre elles pour 2904984 6 transférer directement l'air provenant du compresseur vers le répartiteur. Lorsque le boisseau 26 occupe une position telle que le volet 27 est situé entre l'entrée 14 et la sortie 5 19, comme dans la figure 3, alors le volet 28 est situé entre l'entrée 16 et la sortie 21. Dans cette situation, l'air est refroidi par le radiateur avant d'être introduit dans le répartiteur. En effet, dans ce cas, l'entrée 16 communique directement avec la sortie 19 par 10 la chambre A dans laquelle elles débouchent toutes deux, et l'entrée 14 communique directement avec la sortie 21 par l'intermédiaire de la chambre B dans laquelle elles débouchent toutes les deux Le dispositif selon l'invention est représenté de 15 manière structurelle dans les figures 5 et 6, dans lesquelles il apparaît qu'il comprend une surface cylindrique interne 29, coaxiale à la surface cylindrique externe 24, et un fond plat 30 en forme de couronne plane portant ces surfaces cylindriques au niveau de son bord 20 externe et de son bord interne. Dans l'exemple des figures 5 et 6, les volets 27 et 28 séparent le boîtier en deux espaces A et B, ils sont inclinés l'un par rapport à l'autre d'un angle proche de cent quatre-vingt degrés, le boisseau pouvant occuper, 25 comme dans l'exemple des figures 3 et 4, deux positions angulaires lui permettant d'orienter l'air soit directement vers le répartiteur, soit par l'intermédiaire du radiateur. Le boisseau rotatif 26 est monté dans le boîtier en 30 entourant la paroi cylindrique interne 29 de manière à pivoter autour cette paroi interne. Il comprend à cet effet une portion cylindrique 31 ayant une hauteur légèrement inférieure à la hauteur du boîtier et un diamètre légèrement supérieur au diamètre externe de la 35 surface cylindrique interne 29. Les volets 27 et 28 sont rigidement solidaires de cette portion cylindrique 31 du boisseau 26.Other elements may also be interposed between the four-way housing and the radiator, the collector, and the compressor. For example, a noise attenuator may be mounted between the compressor and the housing 12, and an air metering device may be mounted between the housing 12 and the inlet manifold. The housing 12 has the general shape of a cylindrical box delimited by an outer cylindrical wall 24 which extends a circular bottom and which is closed by a cover, this cylindrical wall 24 being traversed by the inlets and outlets 14, 16, 19, 21 The rotary plug 26 contained in the casing is able to pivot about an axis coinciding with the axis of the outer cylindrical wall 24. This rotary plug mainly comprises two flaps 27 and 28 rigidly secured to one of the other 5 while being able to pivot about the axis AX. Each flap has a generally rectangular shape extending between the axis AX and the outer cylindrical wall 24, these two flaps being inclined with respect to each other so as to define an angle of about one hundred and fifty degrees around AX axis. The angle between the two flaps is a function of the relative angular position between the inlets 14, 16 and the outlets 19, 21 of the housing 12. This rotary valve thus separates the internal volume 15 of the housing 12 into two distinct spaces, namely a first space marked by A located opposite the faces of the flaps inclined at one hundred and fifty degrees, and a second space marked by B which is located vis-à-vis the faces of the flaps inclined at a complementary angle, that is two hundred and ten degrees. Turning in the indirect direction when the housing is seen from above, the opening 21 is located on an axis which is vertical in Figure 3 and which passes through the axis AX. The opening 16 is made at an axis 25 located at right angles to the axis of the opening 21, and passing through the axis AX. The opening 19 is located on an axis situated approximately forty-five degrees from the axis of the opening 16, and the opening 14 is situated on an axis situated substantially at right angles to the axis 30 of the opening 19. Thus, when the plug 26 occupies a position such that the flap 27 is located between the outlet 19 and the inlet 16, as in FIG. 4, then the flap 28 is situated between the inlet 14 and the outlet 23. In this situation, the inlet 16 and the outlet 21 both open into the space marked by A, so that they then communicate directly with each other in order to directly transfer the air coming from the compressor to the distributor. . When the plug 26 occupies a position such that the flap 27 is situated between the inlet 14 and the outlet 19, as in FIG. 3, then the flap 28 is located between the inlet 16 and the outlet 21. In this situation , the air is cooled by the radiator before being introduced into the distributor. Indeed, in this case, the inlet 16 communicates directly with the outlet 19 by the chamber A in which they both open, and the inlet 14 communicates directly with the outlet 21 via the chamber B in which Both of them open out. The device according to the invention is shown structurally in FIGS. 5 and 6, in which it appears that it comprises an internal cylindrical surface 29, coaxial with the outer cylindrical surface 24, and a flat bottom. 30 in the form of a flat ring bearing these cylindrical surfaces at its outer edge and its inner edge. In the example of FIGS. 5 and 6, the shutters 27 and 28 separate the housing in two spaces A and B, they are inclined relative to each other by an angle close to one hundred and eighty degrees, the bushel can occupy, as in the example of Figures 3 and 4, two angular positions allowing it to direct the air either directly to the distributor, or through the radiator. The rotary plug 26 is mounted in the housing surrounding the inner cylindrical wall 29 so as to pivot about this inner wall. It comprises for this purpose a cylindrical portion 31 having a height slightly less than the height of the housing and a diameter slightly greater than the outer diameter of the inner cylindrical surface 29. The flaps 27 and 28 are rigidly secured to this cylindrical portion 31 of the bushel 26.
2904984 7 Ce boisseau 26 comprend également une sole 32 en forme de portion de couronne plane s'étendant sur un demi-tour environ, et qui est en appui sur le fond 30 du boîtier.This plug 26 also comprises a sole 32 in the form of flat crown portion extending about a half turn, and which is supported on the bottom 30 of the housing.
5 La sole 32 comprend un bord interne en arc de cercle rigidement solidaire d'un bord circulaire de la portion cylindrique, et un bord externe en arc de cercle qui longe l'arête circulaire définie par la jonction de la paroi cylindrique externe 24 et le fond 30.The sole 32 comprises an inner edge in an arc rigidly fixed to a circular edge of the cylindrical portion, and an outer arcuate edge that runs along the circular edge defined by the junction of the outer cylindrical wall 24 and the background 30.
10 Les volets 27 et 28 qui ont leurs bords internes respectifs rigidement solidaires de la portion cylindrique 31 ont leurs bords inférieurs qui joignent les bords droits inclinés à deux cent dix degrés de la sole. Le boisseau 26, constitué par la portion 15 cylindrique interne, la sole et les volets, est une pièce unique pouvant par exemple être fabriquée en matière plastique injectée. La sole 32 qui est sensiblement contre le fond plat 30 comprend avantageusement un ergot ou autre, non 20 représenté, traversant une rainure en arc de cercle réalisée dans le fond, non représentée. Le boisseau peut ainsi être manoeuvré par un actionneur externe au boîtier, cet actionneur ayant une partie mobile reliée à cet ergot qui dépasse du boîtier.The flaps 27 and 28 which have their respective inner edges rigidly secured to the cylindrical portion 31 have their lower edges which join the straight edges inclined to two hundred and ten degrees of the sole. The plug 26, consisting of the internal cylindrical portion 15, the sole and the flaps, is a single piece that can for example be made of injected plastic material. The sole 32 which is substantially against the flat bottom 30 advantageously comprises a lug or other, not shown, passing through an arcuate groove formed in the bottom, not shown. The plug can thus be operated by an actuator external to the housing, this actuator having a movable portion connected to this lug protruding from the housing.
25 Comme visible dans les figures, la paroi cylindrique latérale est pourvue d'ergots dépassant de sa face interne. Ces ergots, repérés par repérés par 33 et 34, forment des butées contre lesquelles les volets 27 et 28 viennent respectivement en appui, lorsque le boisseau 30 26 est déplacé d'une position vers une autre. Le boîtier 12 selon l'invention comprend également un couvercle non représenté, ayant une forme générale de couronne plane et venant s'emboîter sur les bords supérieurs des parois cylindriques externes 24, et 35 interne 29. L'assemblage du boîtier consiste ainsi principalement à engager le boisseau dans le corps de 2904984 8 boîtier, puis à le refermer avec le couvercle non représenté. La paroi cylindrique interne, le fond et le couvercle en forme d'anneaux plats définissent une 5 ouverture centrale traversant l'ensemble du boîtier 12, et permettant de faciliter son intégration à un moteur, cette ouverture pouvant être traversée par un organe tel qu'un goulot de remplissage d'huile du moteur. Comme illustré sur les figures 7 et 8, le boîtier 10 peut ainsi être intégré en partie supérieure du moteur 36, en entourant un goulot de remplissage d'huile 37 qui dépasse verticalement d'une portion supérieure du moteur. L'invention permet ainsi de réduire le coût de fabrication du dispositif d'orientation de l'air 15 compressé, puisqu'un seul élément mobile est nécessaire pour orienter l'air soit vers le radiateur soit vers le répartiteur d'admission. Un seul actionneur, électrique ou pneumatique est donc à prévoir pour piloter le dispositif.As shown in the figures, the lateral cylindrical wall is provided with lugs protruding from its internal face. These lugs, marked at 33 and 34, form stops against which the flaps 27 and 28 are respectively supported, when the plug 26 is moved from one position to another. The housing 12 according to the invention also comprises a not shown lid, having a general shape of a flat ring and fitting on the upper edges of the outer cylindrical walls 24 and inner 29. The assembly of the housing thus consists mainly of engage the plug in the housing body, then close it with the cover not shown. The inner cylindrical wall, the bottom and the lid in the form of flat rings define a central opening through the entire housing 12, and to facilitate its integration with a motor, this opening being traversed by a member such as an oil filler neck of the engine. As illustrated in Figures 7 and 8, the housing 10 can thus be integrated in the upper part of the motor 36, surrounding an oil filler neck 37 which protrudes vertically from an upper portion of the engine. The invention thus makes it possible to reduce the manufacturing cost of the compressed air orientation device, since only one mobile element is necessary to orient the air either towards the radiator or towards the intake distributor. A single actuator, electric or pneumatic is expected to control the device.
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EP0940567A2 (en) * | 1998-03-05 | 1999-09-08 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Air Intake system for a combustion engine |
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Patent Citations (3)
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