FR2907848A1

FR2907848A1 - Internal combustion engine e.g. Diesel engine, for motor vehicle, has turbine driven by flow of gas, and communicating unit communicating with air intake pipe in downstream of compressor with gas discharge pipe in upstream of turbine

Info

Publication number: FR2907848A1
Application number: FR0654655A
Authority: FR
Inventors: Sebastien Grolet
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-02

Abstract

La présente invention a principalement pour objet un moteur à combustion interne pour véhicule automobile comportant une chambre de combustion (2), un conduit d'admission (6) en air du moteur, un conduit d'évacuation (8) des gaz d'échappement du moteur au moins un turbocompresseur (10), un système EGR, et une vanne d'admission (16), ledit turbocompresseur (10) comportant une turbine (11) disposée dans le conduit d'évacuation (8) et apte à être entraînée en rotation par l'écoulement des gaz d'échappement, et un compresseur (12) d'air disposé dans le conduit d'admission (6) en air, ledit compresseur (12) étant entraînée en rotation par la turbine (11), ledit moteur comportant des moyens (14) aptes à mettre en communication le conduit d'admission (6) en air en aval du compresseur (12) avec le conduit d'échappement (8) en amont de la turbine (11).The main subject of the present invention is an internal combustion engine for a motor vehicle comprising a combustion chamber (2), an intake duct (6) for engine air, an exhaust duct (8) for the exhaust gases. at least one turbocharger (10), an EGR system, and an intake valve (16), said turbocharger (10) having a turbine (11) disposed in the exhaust duct (8) and capable of being driven in rotation by the flow of the exhaust gas, and an air compressor (12) disposed in the intake duct (6) in air, said compressor (12) being rotated by the turbine (11), said engine comprising means (14) able to put the intake duct (6) into communication with air downstream of the compressor (12) with the exhaust duct (8) upstream of the turbine (11).

Description

1 MOTEUR À COMBUSTION INTERNE COMPORTANT AU MOINS UN TURBOCOMPRESSEUR A1 INTERNAL COMBUSTION ENGINE COMPRISING AT LEAST ONE TURBOCOMPRESSOR A

FONCTIONNEMENT A BAS REGIME AMELIORE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR La présente invention se rapporte à un moteur à combustion interne suralimenté pour véhicule automobile à fonctionnement à bas régime amélioré et à un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne comportant un turbocompresseur. De manière connue, les moteurs thermiques pour véhicules automobiles, à la fois les moteurs de type diesel et à allumage commandé de type essence, comportent un turbocompresseur. TECHNICAL FIELD AND PRIOR ART The present invention relates to an improved supercharged internal combustion engine for a motor vehicle and to a method for managing an internal combustion engine comprising a turbocharger. In known manner, the engines for automotive engines, both diesel-type and spark ignition type gasoline engines, include a turbocharger.

Un moteur thermique comporte une chambre de combustion formée par plusieurs cylindres dans lesquels coulissent des pistons, un conduit d'admission d'air dans la chambre de combustion et un conduit d'échappement des gaz d'échappement générés dans la chambre de combustion. Le turbocompresseur comporte de manière classique une turbine montée dans le conduit d'échappement et un compresseur monté dans le conduit d'admission. Le compresseur est lié en rotation à la turbine, ainsi la rotation de la turbine provoque la rotation du compresseur. La turbine est entraînée en rotation par le débit des gaz d'échappement s'écoulant de la chambre de combustion. Le compresseur aspire alors de l'air à partir de l'environnement extérieur, qui est transmis à la chambre de combustion par le conduit d'admission et 2907848 2 comprime cet air. On utilise donc l'énergie résiduelle fournie par les gaz d'échappement pour augmenter la masse d'air à l'entrée d'admission de la chambre de combustion et ainsi améliorer le rendement du moteur. A heat engine has a combustion chamber formed by a plurality of cylinders in which pistons slide, an air intake duct in the combustion chamber and an exhaust gas exhaust duct generated in the combustion chamber. The turbocharger conventionally comprises a turbine mounted in the exhaust duct and a compressor mounted in the intake duct. The compressor is rotatably connected to the turbine, so the rotation of the turbine causes the compressor to rotate. The turbine is rotated by the flow of the exhaust gas flowing from the combustion chamber. The compressor then draws air from the outside environment, which is transmitted to the combustion chamber through the intake duct and compresses this air. The residual energy provided by the exhaust gases is therefore used to increase the air mass at the intake inlet of the combustion chamber and thus to improve the efficiency of the engine.

5 Or, sur les phases d'accélération à partir d'un bas régime, le débit de gaz d'échappement est trop faible pour permettre un entraînement du turbocompresseur et donc pour suralimenter l'air d'admission . Ainsi le moteur ne répond pas 10 immédiatement aux sollicitations du conducteur. Il a été proposé dans le document FR2 872 858 d'utiliser un deuxième compresseur entraîné par un moteur électrique pour augmenter la pression des gaz d'échappement, par exemple à bas régime. Ainsi, la 15 pression est suffisamment élevée pour entraîner la turbine du turbocompresseur. Or ce moteur a un coût élevé car il nécessite un deuxième compresseur et un moteur électrique dédié, ce qui limite son application à des 20 véhicules de gammes supérieures. Par ailleurs, se pose également un problème d'encombrement, l'espace dans le compartiment moteur étant de plus en plus réduit ou occupé par d'autres systèmes, notamment de sécurité. C'est par conséquent un but de la présente 25 invention d'offrir un moteur à combustion interne comportant un turbocompresseur dont le temps de réponse du turbo est réduit, notamment à bas régime, tout en offrant un coût de revient réduit et dont la taille n'est pas augmentée de manière sensible par rapport aux 30 moteurs équipés de turbocompresseur existants.However, on the acceleration phases from a low speed, the exhaust gas flow rate is too low to allow a drive of the turbocharger and thus to supercharge the intake air. Thus the engine does not respond immediately to the demands of the driver. It has been proposed in FR2 872 858 to use a second compressor driven by an electric motor to increase the pressure of the exhaust gas, for example at low speed. Thus, the pressure is high enough to drive the turbine of the turbocharger. However this engine has a high cost because it requires a second compressor and a dedicated electric motor, which limits its application to vehicles of higher ranges. In addition, there is also a problem of space, space in the engine compartment being increasingly reduced or occupied by other systems, including security. It is therefore an object of the present invention to provide an internal combustion engine comprising a turbocharger whose turbo response time is reduced, especially at low speed, while offering a reduced cost and whose size is not significantly increased compared to existing turbocharged engines.

2907848 EXPOSÉ DE L'INVENTION Le but précédemment énoncé est atteint par un moteur à combustion interne comportant un turbocompresseur, et des moyens pour transférer une 5 partie de l'air comprimé par le compresseur à l'entrée de la turbine afin d'augmenter sa vitesse de rotation. En d'autres termes, on utilise une partie de la pression générée par la compresseur pour augmenter la vitesse de rotation de la turbine en 10 fournissant un complément d'entraînement à la turbine, et ainsi augmenter la vitesse de rotation du compresseur et donc augmenter la masse d'air à l'entrée d'admission de la chambre de combustion, à bas régime. Ce système permet, lors d'une sollicitation 15 (accélération) par le conducteur, et grâce au pilotage d'un volet sur la ligne d'air d'admission ou d'un volet sur la ligne d'échappement, d'augmenter le débit passant dans la turbine, et d'augmenter la vitesse de celle-ci, ce qui augmente celle du compresseur.The previously stated purpose is achieved by an internal combustion engine having a turbocharger, and means for transferring a portion of the compressed air through the compressor to the turbine inlet to increase its efficiency. rotation speed. In other words, a portion of the pressure generated by the compressor is used to increase the rotational speed of the turbine by providing additional drive to the turbine, and thus increase the rotational speed of the compressor and thus increase the air mass at the intake inlet of the combustion chamber at low speed. This system makes it possible, during a load (acceleration) by the driver, and by controlling a flap on the intake air line or a flap on the exhaust line, to increase the flow passing through the turbine, and increase the speed thereof, which increases that of the compressor.

20 La présente invention a alors principalement pour objet un moteur à combustion interne pour véhicule automobile comportant une chambre de combustion, un conduit d'admission en air du moteur, un conduit d'évacuation des gaz d'échappement du moteur 25 au moins un turbocompresseur, un dispositif EGR, et une vanne d'admission, ledit turbocompresseur comportant une turbine disposée dans le conduit d'évacuation et apte à être entraînée en rotation par l'écoulement des gaz d'échappement, et un compresseur d'air disposé dans 30 le conduit d'admission en air, ledit compresseur étant entraînée en rotation par la turbine, ledit système 3 2907848 4 comportant des moyens aptes à mettre en communication le conduit d'admission en air en aval du compresseur avec le conduit d'échappement en amont de la turbine. Les moyens de mise en communication 5 comportent avantageusement un conduit de communication entre le conduit d'admission en aval du compresseur et le conduit d'évacuation en amont de la turbine et une vanne commandée en fonction du régime moteur. Dans un exemple de réalisation, les moyens 10 de mise en communication comportent également un clapet anti-retour empêchant un écoulement de gaz dans le conduit de communication de la partie amont de la turbine vers la partie avant du compresseur La présente invention a également pour 15 objet un moteur à combustion interne pour véhicule automobile comportant une chambre de combustion, un conduit d'admission en air du moteur, un conduit d'évacuation des gaz d'échappement du moteur au moins un premier et un deuxième turbocompresseur, un 20 dispositif EGR, ledit premier turbocompresseur comportant une première turbine disposée dans le conduit d'évacuation et apte à être entraînée en rotation par l'écoulement des gaz d'échappement, et un premier compresseur d'air disposé dans le conduit 25 d'admission en air, ledit premier compresseur étant entraînée en rotation par la turbine, ledit deuxième turbocompresseur comportant une deuxième turbine disposée dans le conduit d'évacuation en aval de la première turbine et apte à être entraînée en rotation 30 par l'écoulement des gaz d'échappement, et un deuxième compresseur d'air disposé dans le conduit d'admission 2907848 5 en air en amont du premier compresseur, ledit deuxième compresseur étant entraîné en rotation par la deuxième turbine,ledit moteur comportant des moyens aptes à mettre en communication le conduit d'admission en air 5 en aval du premier compresseur avec le conduit d'échappement en amont de la deuxième turbine. De manière avantageuse, les moyens de mise en communication comportent un conduit de communication entre le conduit d'admission en aval du premier 10 compresseur et le conduit d'évacuation en amont de la deuxième turbine et une vanne commandée en fonction du régime moteur. Dans un exemple de réalisation avantageux, les moyens de mise en communication comportent 15 également un clapet anti-retour empêchant un écoulement de gaz dans le conduit de communication de la partie amont de la deuxième turbine vers la partie avant du premier compresseur. La vanne peut par exemple être disposée au 20 niveau de la connexion entre le conduit de communication et le conduit d'évacuation, permettant ainsi de gérer la quantité d'air provenant de compresseur et celle provenant des gaz d'échappement. De manière avantageuse, le moteur comporte 25 une vanne d'admission pour réduire la section du conduit d'admission. La présente invention a également pour objet un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne comportant un turbocompresseur muni d'un 30 turbine montée dans un conduit d'évacuation du moteur et un compresseur monté dans un conduit d'admission du 2907848 6 moteur, un système EGR et des moyens pour mettre en communication le conduit d'admission en aval du compresseur avec le conduit d'évacuation en amont de la turbine, comportant les étapes : 5 a) de détection d'une volonté d'accélérer d'un conducteur, b) de fermeture d'une vanne du système EGR et d'ajustement du débit d'air dans le conduit d'admission, 10 c) de mise en communication du conduit d'admission en aval du compresseur et du conduit d'évacuation en amont de la turbine, d) d'augmentation progressive de la section de passage du conduit d'admission.The main subject of the present invention is therefore an internal combustion engine for a motor vehicle comprising a combustion chamber, an air intake duct of the engine, an exhaust gas discharge duct of the engine, at least one turbocharger. , an EGR device, and an intake valve, said turbocharger having a turbine disposed in the exhaust duct and adapted to be rotated by the flow of the exhaust gas, and an air compressor disposed in the air intake duct, said compressor being rotated by the turbine, said system comprising means capable of placing the air intake duct downstream of the compressor in communication with the exhaust duct upstream of the turbine. The communication means 5 advantageously comprise a communication duct between the intake duct downstream of the compressor and the exhaust duct upstream of the turbine and a valve controlled according to the engine speed. In an exemplary embodiment, the communication means 10 also comprise a non-return valve preventing gas flow in the communication duct from the upstream part of the turbine to the front part of the compressor. object an internal combustion engine for a motor vehicle comprising a combustion chamber, an engine air intake duct, an engine exhaust gas discharge duct at least a first and a second turbocharger, an EGR device said first turbocharger having a first turbine disposed in the exhaust duct and adapted to be rotated by the flow of the exhaust gas, and a first air compressor disposed in the air intake duct 25, said first compressor being rotated by the turbine, said second turbocharger having a second turbine disposed in the The exhaust pipe downstream of the first turbine and able to be rotated by the flow of the exhaust gas, and a second air compressor disposed in the air intake duct upstream of the first turbine. compressor, said second compressor being rotated by the second turbine, said engine having means adapted to put in communication the air intake duct 5 downstream of the first compressor with the exhaust duct upstream of the second turbine. Advantageously, the communication means comprise a communication conduit between the intake duct downstream of the first compressor and the exhaust duct upstream of the second turbine and a valve controlled according to the engine speed. In an advantageous exemplary embodiment, the communication means also comprise a non-return valve preventing gas flow in the communication duct from the upstream part of the second turbine to the front part of the first compressor. The valve may for example be disposed at the connection between the communication duct and the exhaust duct, thereby managing the amount of air from the compressor and that from the exhaust gas. Advantageously, the engine has an intake valve to reduce the intake duct section. The present invention also relates to a method of managing an internal combustion engine comprising a turbocharger provided with a turbine mounted in an exhaust duct of the engine and a compressor mounted in an intake duct of the engine 2907848 6 , an EGR system and means for communicating the intake duct downstream of the compressor with the exhaust duct upstream of the turbine, comprising the steps of: a) detecting a will to accelerate a conductor, b) closing a valve of the EGR system and adjusting the air flow in the intake duct, c) placing the intake duct in communication downstream of the compressor and the duct evacuation upstream of the turbine, d) progressive increase of the passage section of the intake duct.

15 L'étape b) s'effectue par exemple par fermeture partielle d'un volet disposé dans le conduit d'admission. La présente invention a également pour objet un procédé de gestion d'un moteur à combustion 20 interne comportant au moins un premier et un deuxième turbocompresseur, ledit premier turbocompresseur comportant une première turbine disposée dans le conduit d'évacuation, et un premier compresseur d'air disposé dans le conduit d'admission en air, ledit 25 deuxième turbocompresseur comportant une deuxième turbine disposée dans le conduit d'évacuation en aval de la première turbine, et un deuxième compresseur d'air disposé dans le conduit d'admission en air en amont du premier compresseur, ledit moteur comportant 30 des moyens aptes à mettre en communication une partie du conduit d'admission en air en aval du premier 2907848 7 compresseur avec une partie du conduit d'échappement en amont de la deuxième turbine et un système EGR, comportant les étapes : a') de détection d'une volonté d'accélérer 5 d'un conducteur, b') de fermeture d'une vanne du système EGR et d'ajustement du débit d'air dans le conduit d'admission, c') de mise en communication du conduit 10 d'admission en aval du premier compresseur et du conduit d'évacuation en amont de la deuxième turbine, d') d'augmentation progressive du débit d'air dans le conduit d'admission. L'étape b') s'effectue par exemple par 15 fermeture partielle d'un volet disposé dans le conduit d'admission. Il peut être prévu que, lors de l'étape c'), soient gérées les proportions de gaz d'échappement et d'air provenant du compresseur participant à la 20 rotation de la turbine. Les étapes a') à c') s'effectuent avantageusement à bas régime et faible vitesse, afin d'assister l'entraînement de la turbine. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 25 La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation d'un 30 moteur selon la présente invention, 2907848 8 - la figure 2 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de réalisation d'un moteur selon la présente invention comportant deux turbocompresseurs, 5 - les figures 3A et 3B représentent une variante du moteur de la figure 2 dans deux états différents. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Sur la figure 1, on peut voir un premier 10 exemple de réalisation d'un moteur à combustion interne selon la présente invention, comportant une chambre de combustion 2, formée par plusieurs cylindres 4, quatre dans l'exemple représenté, chacun étant muni d'un piston (non représenté)apte à coulisser à l'intérieur 15 du cylindre. Le moteur comporte également un conduit d'admission d'air 6, destiné à alimenter en air la chambre de combustion, l'air se mélangeant au carburant injecté dans les cylindres et permettant la combustion de celui-ci. L'écoulement de l'air d'alimentation est 20 symbolisé par les flèches 7. Le moteur comporte également un conduit d'évacuation 8 des gaz d'échappement formés lors de la combustion du carburant. Ces gaz d'échappement sont collectés dans chacun des cylindres 4 et évacués soient 25 vers l'extérieur, soient sont réinjectés dans la chambre de combustion en mélange avec l'air d'admission. Les gaz d'échappement sont réinjectés au moyen d'un système de recirculation des gaz d'échappement, dit système EGR. L'écoulement des gaz 30 d'échappement est symbolisé par les flèches 9.Step b) is effected for example by partial closure of a flap disposed in the intake duct. The present invention also relates to a method for managing an internal combustion engine comprising at least a first and a second turbocharger, said first turbocharger comprising a first turbine disposed in the exhaust pipe, and a first compressor of air disposed in the air intake duct, said second turbocharger having a second turbine disposed in the exhaust duct downstream of the first turbine, and a second air compressor disposed in the air intake duct in upstream of the first compressor, said engine comprising means capable of putting into communication a portion of the air intake duct downstream of the first compressor with a portion of the exhaust duct upstream of the second turbine and an EGR system , comprising the steps: a ') of detecting a will to accelerate 5 of a conductor, b') closing a valve of the EGR system and aju sting the air flow in the intake duct, c ') communicating the intake duct 10 downstream of the first compressor and the exhaust duct upstream of the second turbine, d') increase progressive flow of air into the intake duct. Step b ') is carried out for example by partial closure of a flap disposed in the intake duct. It may be provided that in step c '), the proportions of exhaust gas and air from the compressor participating in the rotation of the turbine are managed. Steps a ') to c') are advantageously carried out at low speed and low speed, to assist the driving of the turbine. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be better understood from the following description and the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic representation of a first embodiment of an engine according to FIG. 2 is a diagrammatic representation of a second embodiment of an engine according to the present invention comprising two turbochargers, FIGS. 3A and 3B show a variant of the engine of FIG. 2 in FIG. two different states. DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of an internal combustion engine according to the present invention, comprising a combustion chamber 2, formed by several cylinders 4, four in the example shown, each being provided with a piston (not shown) slidable within the cylinder. The engine also comprises an air intake duct 6 for supplying air to the combustion chamber, the air mixing with the fuel injected into the cylinders and allowing the combustion thereof. The flow of supply air is symbolized by the arrows 7. The engine also comprises an evacuation duct 8 of the exhaust gas formed during the combustion of the fuel. These exhaust gases are collected in each of the cylinders 4 and evacuated to the outside, or are reinjected into the combustion chamber mixed with the intake air. The exhaust gases are re-injected by means of an exhaust gas recirculation system, called the EGR system. The exhaust gas flow is symbolized by the arrows 9.

2907848 9 Le système EGR comporte une vanne EGR (non représentée) pour réguler la quantité de gaz d'échappement réinjecté dans le conduit d'admission. Le moteur comporte également au moins un 5 turbocompresseur 10, un dans le cas du moteur de la figure 1, comprenant une turbine 11 montée dans le conduit d'évacuation 8 et un compresseur 12 monté dans le conduit d'admission 6. Le compresseur 12 est apte à être entraîné 10 en rotation par la turbine, qui est elle-même apte à être entraînée par l'écoulement des gaz d'échappement dans le conduit d'évacuation 8. Ainsi, lorsque des gaz d'échappement s'écoulent dans le conduit d'évacuation 8, la turbine 15 11 est entraînée en rotation, ce qui fait tourner le compresseur 12, de l'air d'admission est alors aspiré, ce qui augmente la masse de gaz fournie à la chambre de combustion 2, comparativement à un moteur sans turbocompresseur.The EGR system includes an EGR valve (not shown) for regulating the amount of exhaust gas re-injected into the intake duct. The engine also comprises at least one turbocharger 10, one in the case of the engine of FIG. 1, comprising a turbine 11 mounted in the exhaust duct 8 and a compressor 12 mounted in the intake duct 6. The compressor 12 is able to be rotated by the turbine, which is itself capable of being driven by the flow of exhaust gas in the exhaust pipe 8. Thus, when exhaust gases flow into the exhaust duct 8, the turbine 11 is rotated, which causes the compressor 12 to rotate, intake air is sucked in, which increases the mass of gas supplied to the combustion chamber 2, compared to an engine without a turbocharger.

20 Un refroidisseur 18 peut être prévu en aval du compresseur 12. Or, à bas régime lorsque le flux de gaz d'échappement est faible, l'entraînement de la turbine et donc celui du compresseur sont réduits, la 25 suralimentation en air n'est donc pas efficace. Selon la présente invention, le moteur comporte des moyens 14 de mise en communication d'une partie 6.1 du conduit d'admission 6 en aval du compresseur 12 avec une partie 8.1 du conduit 30 d'évacuation 8 en amont de la turbine 11, afin de fournir à la turbine de l'air sous pression apte à 2907848 10 assister la rotation de la turbine 11. Ces moyens 14 comportent un conduit de communication 15 reliant la sortie du compresseur 12 à l'entrée de la turbine 11 et une vanne 17.A cooler 18 may be provided downstream of the compressor 12. However, at low speed when the flow of exhaust gas is low, the drive of the turbine and therefore that of the compressor are reduced, the supercharging of air so is not effective. According to the present invention, the engine comprises means 14 for putting in communication a part 6.1 of the intake duct 6 downstream of the compressor 12 with a part 8.1 of the discharge duct 8 upstream of the turbine 11, in order to to provide the turbine with pressurized air capable of assisting the rotation of the turbine 11. These means 14 comprise a communication duct 15 connecting the output of the compressor 12 to the inlet of the turbine 11 and a valve 17 .

5 Ainsi, on utilise l'air comprimé par le compresseur 12 au moyen de la rotation de la turbine 11, pour augmenter la rotation de cette même turbine et augmenter la compression du compresseur 12. Une vanne 16 pour réduire la section de 10 passage du conduit d'admission connue de l'état de la technique est prévue en aval du compresseur et en aval des moyens de mise en communication 14. Cette vanne 16 est, par exemple formée par un volet, dit volet d'admission, apte à pivoter dans le 15 conduit d'admission 6, modifiant ainsi la section de passage du conduit. Les moyens 14 de mise en communication comportent par exemple un conduit 15 ménageant une communication entre le conduit d'admission 6 au niveau 20 de la sortie du compresseur 12 et le conduit d'évacuation 8 au niveau de l'entrée de la turbine 11 une vanne 17 dont l'ouverture est commandée par un calculateur (non représenté) en fonction du régime moteur.Thus, the compressed air is used by the compressor 12 by means of the rotation of the turbine 11, to increase the rotation of the same turbine and to increase the compression of the compressor 12. A valve 16 to reduce the cross section of the intake duct known from the state of the art is provided downstream of the compressor and downstream of the communication means 14. This valve 16 is, for example formed by a flap, said intake flap, pivotable in the intake duct 6, thus changing the passage section of the duct. The communication means 14 comprise, for example, a conduit 15 providing communication between the intake duct 6 at the outlet 20 of the compressor 12 and the exhaust duct 8 at the inlet of the turbine 11. valve 17 whose opening is controlled by a computer (not shown) according to the engine speed.

25 Nous allons maintenant expliquer le fonctionnement du moteur selon la présente invention. Dans des conditions de roulage, à faible régime moteur et faible vitesse, le régime de rotation de la turbine est faible. Le moteur fonctionne avec le 30 débit d'air juste nécessaire à son bon fonctionnement, le débit complémentaire étant fourni par les gaz 2907848 11 d'échappement recirculés. Le volet d'admission 16 est ouvert complètement. Lors que le conducteur appuie sur la pédale d'accélérateur, la vanne EGR du système EGR est fermée 5 quasi instantanément. Très rapidement le volet d'admission 16 est fermé partiellement, de sorte que le moteur fonctionne avec le même débit d'air que dans la phase précédent la demande d'accélération du conducteur.We will now explain the operation of the engine according to the present invention. In rolling conditions, at low engine speed and low speed, the rotational speed of the turbine is low. The engine operates with the airflow just needed for proper operation, the additional flow being provided by recirculated exhaust gases. The admission flap 16 is fully open. As the driver depresses the accelerator pedal, the EGR valve of the EGR system is closed almost instantaneously. Very quickly the intake flap 16 is partially closed, so that the engine operates with the same air flow as in the phase preceding the request for acceleration of the driver.

10 La vanne 17 de communication entre la sortie du compresseur 12 et l'entrée de la turbine est alors ouverte. La masse d'air qui n'est plus envoyée à la chambre de combustion du fait de la fermeture partielle du volet 16 est alors redirigée vers l'entrée 15 de la turbine 11. Le débit supplémentaire apporté à la turbine 11 permet d'augmenter l'énergie de celle-ci, c'est-à-dire sa vitesse de rotation, ce qui entraîne directement une augmentation de la vitesse de rotation 20 du compresseur 12, et donc une augmentation de la masse d'air introduite dans le conduit d'admission 6. Le volet 16 est alors plus ou moins progressivement ouvert pour permettre l'alimentation de la chambre de combustion 2 avec cette masse d'air supplémentaire, et 25 donc pour accélérer le moteur. Il peut être prévu, de manière avantageuse, de combiner à la vanne 17 un clapet anti-retour (non représenté) dans le conduit 15 de communication entre la turbine 11 et le compresseur 12 pour éviter un 30 écoulement de la turbine vers le compresseur, lorsque 2907848 12 la pression en sortie du compresseur est inférieure à celle en entrée de la turbine. Les moyens 14 de mise en communication peuvent être disposés soient dans la conduit de mise en 5 communication comme cela est représenté sur la figure 1, ou au niveau du raccordement entre le conduit 15 et le conduit d'évacuation 8. Dans cette dernière configuration, les moyens de communication 14 sont prévus pour pouvoir répartir au mieux les masse d'air 10 issues du compresseur et les gaz d'échappement issus de la chambre de combustion. Ainsi il est possible de régler le débit de gaz d'échappement et celui de l'air participant à l'entraînement de la turbine. Par exemple, on peut privilégier la masse d'air issue du 15 compresseur au détriment des gaz d'échappement par l'obstruction partielle du conduit des gaz d'échappement. Sur la figure 2, on peut voir un deuxième exemple d'un moteur selon la présente invention, celui- 20 ci se distingue du moteur de la figure 1 en ce qu'il comporte deux turbocompresseurs. Les mêmes références seront utilisées pour désigne les éléments ayant les mêmes fonctions que dans le moteur de la figure 1, sauf pour les éléments 25 modifiés dans un but de clarté. Le premier turbocompresseur 110, comporte une première turbine 111, disposée dans le conduit d'évacuation 8 de la chambre de combustion 2 et un premier compresseur 112 monté dans le conduit 30 d'admission 6.The communication valve 17 between the output of the compressor 12 and the inlet of the turbine is then open. The air mass that is no longer sent to the combustion chamber because of the partial closing of the flap 16 is then redirected to the inlet 15 of the turbine 11. The additional flow rate to the turbine 11 increases the energy thereof, that is to say its rotational speed, which directly causes an increase in the rotational speed of the compressor 12, and therefore an increase in the mass of air introduced into the duct 6. The flap 16 is then more or less progressively open to allow the supply of the combustion chamber 2 with this additional air mass, and 25 to accelerate the engine. Advantageously, it is possible to combine with the valve 17 a non-return valve (not shown) in the communication duct 15 between the turbine 11 and the compressor 12 to prevent the turbine from flowing towards the compressor. when the pressure at the outlet of the compressor is lower than that at the inlet of the turbine. The communication means 14 may be arranged either in the communication conduit as shown in FIG. 1, or at the connection between the conduit 15 and the evacuation conduit 8. In this latter configuration, the communication means 14 are provided to be able to best distribute the air mass 10 from the compressor and the exhaust gas from the combustion chamber. Thus it is possible to adjust the flow of exhaust gas and that of the air involved in driving the turbine. For example, the mass of air from the compressor at the expense of the exhaust gases can be favored by the partial obstruction of the exhaust gas duct. In FIG. 2, there can be seen a second example of an engine according to the present invention, which differs from the engine of FIG. 1 in that it comprises two turbochargers. The same references will be used to denote elements having the same functions as in the engine of FIG. 1, except for elements modified for the sake of clarity. The first turbocharger 110 comprises a first turbine 111 disposed in the exhaust duct 8 of the combustion chamber 2 and a first compressor 112 mounted in the intake duct 6.

2907848 13 Le deuxième turbocompresseur 110' comporte une deuxième turbine 111' en aval de la première turbine 111 dans le conduit d'évacuation 8, et un deuxième compresseur 112' en amont du premier 5 compresseur 112 dans le conduit d'admission 6. Un volet d'admission 16 est prévu en aval du premier compresseur 112. Les flèches 7, 9 désignent respectivement l'écoulement de l'air d'alimentation et l'écoulement 10 des gaz d'échappement. Des moyens de mise communication 114 sont prévus entre la sortie du premier compresseur 112 et l'entrée de la deuxième turbine 111'. Les moyens 114 comportent un conduit de 15 communication 115 et une vanne 117 entre le conduit d'échappement 8 en amont de la deuxième turbine 111' et en aval du premier compresseur 112. Nous allons maintenant expliquer le fonctionnement du moteur selon le deuxième exemple de 20 réalisation. Comme décrit précédemment, dans des conditions de roulage, à faible régime moteur et faible vitesse, le régime de rotation de la turbine est faible. Le volet d'admission 16 est ouvert 25 complètement. Lors que le conducteur appuie sur la pédale d'accélérateur, la vanne EGR du système EGR est fermée quasi instantanément. Très rapidement le volet d'admission 16 est fermé partiellement, de sorte que le 30 moteur fonctionne avec le même débit d'air, que dans la 2907848 14 phase précédent la demande d'accélération du conducteur. La vanne 117 de communication entre la sortie du premier compresseur 112 et l'entrée de la 5 deuxième turbine 111' est alors ouverte. La partie de la masse d'air qui n'est plus envoyée à la chambre de combustion 2 du fait de la fermeture partielle du volet 16 est alors redirigée vers l'entrée de la deuxième turbine 111'.The second turbocharger 110 'has a second turbine 111' downstream of the first turbine 111 in the exhaust duct 8, and a second compressor 112 'upstream of the first compressor 112 in the intake duct 6. intake flap 16 is provided downstream of the first compressor 112. The arrows 7, 9 respectively designate the flow of the feed air and the flow 10 of the exhaust gas. Communication means 114 are provided between the output of the first compressor 112 and the inlet of the second turbine 111 '. The means 114 comprise a communication duct 115 and a valve 117 between the exhaust duct 8 upstream of the second turbine 111 'and downstream of the first compressor 112. We will now explain the operation of the engine according to the second example of 20 realization. As previously described, under driving conditions, at low engine speed and low speed, the rotational speed of the turbine is low. The intake flap 16 is fully open. When the driver depresses the accelerator pedal, the EGR valve of the EGR system is closed almost instantaneously. Very quickly the intake flap 16 is partially closed, so that the engine operates with the same air flow, as in the preceding phase of the driver acceleration request. The communication valve 117 between the output of the first compressor 112 and the inlet of the second turbine 111 'is then open. The portion of the air mass that is no longer sent to the combustion chamber 2 due to the partial closure of the flap 16 is then redirected to the inlet of the second turbine 111 '.

10 Le débit supplémentaire apporté à la deuxième turbine 111' permet d'augmenter l'énergie de celle-ci, c'est-à-dire sa vitesse de rotation, ce qui entraîne directement une augmentation de la vitesse de rotation du deuxième compresseur 112', et donc une 15 augmentation de la masse d'air introduite dans le conduit d'admission 6. Le volet 16 est alors plus ou moins progressivement ouvert pour permettre l'alimentation de la chambre de combustion 2 avec cette masse d'air supplémentaire, et donc pour accélérer le 20 moteur. En variante, on pourrait prévoir de supprimer le volet d'admission 16 et d'utiliser la vanne 117 pour remplir la fonction du volet d'admission. La vanne 117 peut permettre à la fois de 25 gérer le débit des gaz d'échappement et d'autoriser le passage d'air frais dans le conduit 115, pour réguler le débit d'air dans le conduit d'admission. Par exemple sur les figures 3A et 3B, on peut voir le moteur de la figure 2 comportant une vanne 30 pour réguler la proportion de gaz d'échappement et d'air provenant du premier compresseur 112. Sur la 2907848 15 figure 1, le volet 117 est en position médiane, tandis que sur la figue 3B le volet 117 est presque en position de fermeture de l'arrivée de l'air provenant du premier compresseur 112.The additional flow rate supplied to the second turbine 111 'makes it possible to increase the energy thereof, that is to say its speed of rotation, which directly results in an increase in the speed of rotation of the second compressor 112. and therefore an increase in the mass of air introduced into the intake duct 6. The shutter 16 is then more or less gradually opened to allow the supply of the combustion chamber 2 with this additional air mass. , and thus to speed up the engine. Alternatively, it could be provided to remove the intake flap 16 and use the valve 117 to fulfill the function of the intake flap. The valve 117 can both manage the exhaust gas flow rate and allow the passage of fresh air into the duct 115 to regulate the flow of air into the intake duct. For example, in FIGS. 3A and 3B, the motor of FIG. 2 can be seen having a valve 30 for regulating the proportion of exhaust gas and air coming from the first compressor 112. On FIG. 117 is in the middle position, whereas in FIG. 3B the flap 117 is almost in the closed position of the arrival of the air coming from the first compressor 112.

5 Avantageusement, une butée est prévue à la vanne 117 pour ne pas freiner le débit de gaz d'échappement. En outre, le conduit d'échappement en amont de la vanne 117 est dimensionné dans ce but. La présente invention s'applique également 10 aux moteurs comportant plus de deux turbocompresseurs, l'invention étant adaptée en conséquence. Dans ce cas, le conduit 115 est alors entre la sortie du compresseur 112 le plus près du moteur et la sortie de la turbine 111. Les turbos compresseurs 15 supplémentaires sont alors placés avant le deuxième compresseur 112' et après la deuxième turbine 111'. Ainsi, on a réalisé de manière simple et économique un moteur à combustion interne muni d'au moins un turbocompresseur dont le temps de réponse en 20 accélération à bas régime et faible vitesse est réduit.Advantageously, a stop is provided at the valve 117 so as not to slow down the flow of exhaust gas. In addition, the exhaust duct upstream of the valve 117 is dimensioned for this purpose. The present invention is also applicable to engines having more than two turbochargers, the invention being adapted accordingly. In this case, the duct 115 is then between the output of the compressor 112 closest to the engine and the outlet of the turbine 111. The additional turboshaft compressors 15 are then placed before the second compressor 112 'and after the second turbine 111'. Thus, an internal combustion engine equipped with at least one turbocharger has been realized in a simple and inexpensive manner whose speed of response at low speed and low speed is reduced.

Claims

1. Internal combustion engine for a motor vehicle comprising a combustion chamber (2), an intake duct (6) for engine air, an exhaust duct (8) for exhaust gas from the engine, at least one turbocharger (10), an EGR system, and an inlet valve (16), said turbocharger (10) having a turbine (11) disposed in the exhaust duct (8) and adapted to be rotated by the flow exhaust gas, and an air compressor (12) disposed in the air intake duct (6), said compressor (12) being rotated by the turbine (11), said engine having means ( 14) able to put in communication the intake duct (6) in air downstream of the compressor (12) with the exhaust duct (8) upstream of the turbine (11).

2. Motor according to claim 1, wherein the communication means (14) comprise a communication duct (15) between the intake duct (6) downstream of the compressor (12) and the exhaust duct ( 8) upstream of the turbine (11) and a valve (17) controlled according to the engine speed.

3. Motor according to claim 2, wherein the communication means (14) also comprise a non-return valve preventing gas flow in the communication duct (15) 2907848 17 of the upstream part of the turbine (11). ) to the downstream part of the compressor (12).

4. Internal combustion engine for a motor vehicle comprising a combustion chamber (2), an intake duct (6) of engine air, an exhaust duct (8) of the engine exhaust gases, at least a first (110) and a second (110 ') turbocharger, an EGR system, said first turbocharger (110) having a first turbine (111) disposed in the exhaust duct (8) and adapted to be rotated by the flow of the exhaust gas, and a first air compressor (112) disposed in the air intake duct (6), said first compressor (110) being rotated by the first turbine (111) said second turbocharger (110 ') having a second turbine (111') disposed in the exhaust duct (8) downstream of the first turbine (111) and capable of being rotated by the flow of exhaust, and a second compressor (112 ') of air arranged in the duct an air intake (6) upstream of the first compressor (112), said second compressor (112 ') being rotated by the second turbine (111'), said engine including means (114) able to port the intake duct (6) in air downstream of the first compressor (112) with the exhaust duct (8) upstream of the second turbine (111 '). 2907848 18

5. Motor according to claim 4, wherein the communication means (114) comprise a communication conduit (115) between the intake duct (6) downstream of the first compressor (112) and the duct discharge (8) upstream of the second turbine (111 ') and a valve (117) controlled according to the engine speed.

6. An engine according to claim 5, wherein the communication means (114) also comprises a non-return valve preventing gas flow in the communication duct (115) of the upstream portion of the second turbine (111). ') to the front part of the first compressor (112). 15

7. Motor according to any one of claims 2, 3, 5 or 6, wherein the valve (17, 117) is disposed at the connection between the communication duct (15, 115) and the duct 20. exhaust (8) for controlling the amount of air from the compressor (12, 112) and that from the exhaust gas.

8. A method of managing an internal combustion engine having a turbocharger with a turbine mounted in a motor exhaust duct and a compressor mounted in an engine intake duct, an EGR system and means for communicating the intake duct downstream of the compressor with the exhaust duct upstream of the turbine, comprising the steps of: a) detection of a will to accelerate a conductor, b) closure of a valve of the EGR system and adjustment of the air flow in the intake duct; and c) placing the intake duct in communication downstream of the compressor and the discharge duct upstream of the duct. turbine, d) progressive increase of the passage section 10 of the intake duct.

9. A method of managing an internal combustion engine comprising at least a first and a second turbocharger, said first turbocharger having a first turbine disposed in the exhaust duct, and a first air compressor disposed in the air duct. air intake, said second turbocharger comprising a second turbine disposed in the discharge pipe 20 downstream of the first turbine, and a second air compressor disposed in the air intake pipe upstream of the first compressor, said engine comprising means capable of placing in communication a portion of the air intake duct downstream of the first compressor with a portion of the exhaust duct upstream of the second turbine and an EGR system, comprising the steps of: a ') detecting a desire to accelerate a conductor, b ') closing a valve of the EGR system and adjusting the air flow in the conduit of admission, c ') of communication of the inlet duct 5 downstream of the first compressor and the discharge duct upstream of the second turbine, d) of progressive increase of the air flow in the duct of admission.

10. The method of claim 8 or 9, wherein, in step c '), is managed the proportion of exhaust gas and air from the compressor involved in the rotation of the turbine.

11. The method of claim 8, 9 or 10, wherein steps a ') to c') are carried out at low speed and low speed.