1 Système de lubrification d'un turbocompresseur. L'invention concerne un1 Lubrication system of a turbocharger. The invention relates to a
système de lubrification d'un turbocompresseur pour un moteur thermique, et en particulier pour la séparation de gaz et de lubrifiant sur le retour du lubrifiant. a lubricating system of a turbocharger for a heat engine, and in particular for the separation of gas and lubricant on the return of the lubricant.
Un turbocompresseur comporte des paliers hydrodynamiques dans lesquels un arbre reliant les roues du compresseur et de la turbine est monté rotatif. Ces paliers sont alimentés par un lubrifiant tel que de l'huile. Le lubrifiant est collecté dans le boîtier du turbocompresseur est amené par une conduite de retour à un réservoir tel qu'un carter d'huile du moteur. De l'air ou des gaz en surpression par rapport au boîtier passent à travers les paliers et se mélange au lubrifiant en retour vers le réservoir. De plus, du fait des températures élevées du turbocompresseur, il est possible qu'une partie du lubrifiant soit vaporisé au niveau des paliers. Ainsi, les gaz qui arrivent dans le réservoir contiennent de fines gouttelettes de lubrifiant. A turbocharger comprises hydrodynamic bearings in which a shaft connecting the wheels of the compressor and the turbine is rotatably mounted. These bearings are powered by a lubricant such as oil. Lubricant is collected in the turbocharger housing is fed through a return line to a tank such as an engine oil pan. Air or gases in excess pressure relative to the housing pass through the bearings and mix with the lubricant back to the reservoir. In addition, because of the high temperatures of the turbocharger, it is possible that a portion of the lubricant is vaporized at the bearings. Thus, the gases that arrive in the tank contain fine droplets of lubricant.
L'excès de gaz est en général évacué du réservoir par une conduite, éventuellement indirectement, vers une conduite d'air d'admission en amont du compresseur. On dispose en général la conduite de retour selon des règles de telle sorte que les gouttelettes contenues dans les gaz soient agglomérées au lubrifiant. On connaît par exemple par le document US 2,639,779 un dispositif de séparation pour évacuer 2910590 2 l'air contenu dans de l'huile en retour d'un turbocompresseur. Le dispositif, connecté sur la conduite de retour, comporte une chambre dans laquelle l'huile est déversée de manière à ce que 5 l'air surnageant se sépare de l'huile. L'air séparé est évacué dans l'atmosphère en passant par un filtre. Les normes actuelles ne permettent pas d'évacuer l'air dans l'atmosphère comme le propose 10 ledit dispositif. Par ailleurs, les règles de conception sans dispositif de séparation sont contraignantes. Si elles ne sont pas respectées, une quantité de lubrifiant est évacuée avec les gaz du réservoir et la consommation de lubrifiant devient 15 inacceptable. L'invention vise à fournir un système de lubrification d'un turbocompresseur qui évite une consommation de lubrifiant importante sans rejeter de gaz dans l'atmosphère. The excess gas is generally discharged from the tank via a pipe, possibly indirectly, to an intake air pipe upstream of the compressor. The return pipe is generally arranged in such a way that the droplets contained in the gases are agglomerated with the lubricant. For example, US Pat. No. 2,639,779 discloses a separating device for discharging the air contained in oil in return for a turbocharger. The device, connected to the return line, has a chamber into which oil is poured in such a way that the supernatant air separates from the oil. The separated air is vented to the atmosphere through a filter. Current standards do not permit the evacuation of air into the atmosphere as proposed by said device. Moreover, the design rules without separation device are binding. If they are not followed, a quantity of lubricant is evacuated with the gases of the reservoir and the consumption of lubricant becomes unacceptable. The invention aims to provide a lubrication system of a turbocharger which avoids a significant lubricant consumption without releasing gas into the atmosphere.
20 Avec cet objectif en vue, l'invention a pour objet un système de lubrification d'un turbocompresseur pour un moteur thermique suralimenté, le système comportant un réservoir, des moyens de circulation pour faire circuler un 25 lubrifiant sous forme liquide du réservoir vers le turbocompresseur, et du turbocompresseur vers le réservoir par une conduite de retour, et un dispositif de séparation sur la conduite de retour, le dispositif de séparation comportant des moyens de séparation pour séparer des gaz mélangés au lubrifiant et le lubrifiant. Le dispositif de séparation comporte en outre des moyens d'égouttage 2910590 3 pour réaliser une pluie de lubrifiant dans au moins une première zone de pluie et des moyens de déflexion pour orienter les gaz à travers la pluie dans la première zone de pluie.With this object in view, the subject of the invention is a system for lubricating a turbocharger for a supercharged engine, the system comprising a reservoir, circulation means for circulating a lubricant in liquid form from the reservoir to the engine. turbocharger, and turbocharger to the tank through a return line, and a separation device on the return line, the separation device having separation means for separating gases mixed with the lubricant and the lubricant. The separation device further comprises dewatering means 2910590 3 for producing a lubricant rain in at least a first rain zone and deflection means for directing the gases through the rain in the first rain zone.
5 La traversée du flux de gaz dans une pluie du lubrifiant permet de faire se rencontrer plus sûrement les fines gouttelettes de lubrifiant en suspension dans les gaz avec le lubrifiant formant la pluie. Ainsi, les gaz sont déchargés du lubrifiant 10 suspendu en leur sein. Dès lors, les gaz peuvent être orientés vers une conduite d'admission par exemple, sans observer de consommation excessive de lubrifiant. De manière particulière, les moyens de 15 séparation sont une chambre en amont des moyens d'égouttage et de section supérieure à la conduite de retour. L'augmentation de section permet de ralentir le flux de lubrifiant et de gaz, et ainsi d'obtenir une ségrégation entre les deux composants. Le 20 lubrifiant est alors orienté vers les moyens d'égouttage. Selon une disposition particulière, les moyens d'égouttage sont une première grille perforée placée de manière sensiblement horizontale. Le flux de 25 lubrifiant est orienté sur la première grille et traverse celle-ci avant de s'égoutter en pluie. Selon un perfectionnement, les moyens d'égouttage comporte une deuxième grille perforée placée au-dessous de la première grille pour réaliser 30 une pluie de lubrifiant dans une deuxième zone de pluie. La deuxième grille reprend le flux de 2910590 4 lubrifiant en pluie après le passage dans la première grille. On ajoute ainsi une deuxième zone de pluie en doublant le traitement des gaz dans le dispositif. Selon d'autres caractéristiques, 5 les moyens de déflexion comportent un premier passage reliant les moyens de séparation et la première zone de pluie en contournant les moyens d'égouttage. lorsque le dispositif comporte une deuxième 10 grille, les moyens de déflexion comportent en outre un deuxième passage reliant la première zone de pluie à la deuxième zone de pluie. le premier et le deuxième passage sont disposés de manière diamétralement opposée par rapport à la 15 première zone de pluie. Ainsi, les gaz passant du premier passage vers le deuxième passage traversent obligatoirement d'un côté à l'autre la première zone de pluie. L'invention sera mieux comprise et d'autres 20 particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : la figure lest une vue schématique d'un système de 25 lubrification conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue de face d'un dispositif de séparation mis en oeuvre dans le système de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 30 III-III de la figure 4 ; 2910590 5 - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2. Un système de lubrification pour un moteur 1 thermique suralimenté par un turbocompresseur 2 est 5 montré de manière schématique sur la figure 1. Le système comporte un réservoir 10, par exemple un carter du moteur 1, dans lequel des moyens de circulation tels qu'une pompe 3 aspirent du lubrifiant pour le mettre en circulation. Le 10 lubrifiant est amené dans un boîtier 20 du turbocompresseur 2 et alimente ainsi des paliers 21 du turbocompresseur 2. Une conduite de retour 4 est connectée au boîtier 20 et permet de collecter le lubrifiant pour le retourner au réservoir 10. La 15 conduite de retour 4 comporte un dispositif de séparation 5. Le dispositif de séparation 5 est montré en détail sur les figures 2 à 4. Le dispositif de séparation 5 est monté en position verticale et 20 comporte un orifice d'entrée 50 en partie supérieure et un orifice de sortie 51 en partie inférieure. Il comporte un corps 52 creux sensiblement cylindrique et de section supérieure à celle des orifices 50, 51. L'orifice d'entrée 50 est connecté au boîtier 20 du 25 turbocompresseur 2 par la conduite de retour 4, et l'orifice de sortie 51 est connecté par la suite de la conduite de retour 4 au réservoir 10. A l'intérieur de la partie cylindrique, le dispositif de séparation 5 comporte des moyens 30 d'égouttage comprenant deux grilles superposées et s'étendant à l'horizontale, une première 53 des grilles étant placée au-dessus de la deuxième 54. La 2910590 6 première grille 53 délimite au-dessus d'elle une chambre 55 et au-dessous d'elle une première zone de pluie 56. La deuxième grille 54 délimite au-dessus d'elle la première zone de pluie 56 et au-dessous 5 d'elle une deuxième zone de pluie 57. Les bords périphériques 530, 540 des grilles 53, 54 sont relevés vers le haut et sont fixés sur la paroi du corps 52. Les grilles 53, 54 ont ainsi une forme de cuvette apte à contenir le lubrifiant liquide. Les 10 grilles 53, 54 sont réalisées par des tôles perforées, mais d'autres techniques de fabrication de grilles peuvent être utilisées. Le corps 52 comporte des moyens de déflexion, formés par deux bossages qui créent respectivement un 15 premier passage 58 entre la chambre 55 et la première zone de pluie 56, en passant le long du bord relevé 530 de la première grille 53, et un deuxième passage 59 entre la première 56 et la deuxième zone de pluie 57, en passant le long du bord relevé 540 de la 20 deuxième grille 54. Lorsque le moteur 1 fonctionne, la pompe 3 est entraînée en rotation et fait circuler le lubrifiant. La turbine 22 du turbocompresseur 2 reçoit des gaz d'échappement et met en rotation la roue de la 25 turbine et celle du compresseur 23. Le lubrifiant entre dans le boîtier 20 et en ressort par la conduite de retour 4. De l'air mis en pression par le compresseur fuit légèrement à travers les paliers 21 et se retrouve mélangé avec le lubrifiant dans la 30 conduite de retour 4. Ce mélange arrive dans le dispositif de séparation 5 par l'orifice d'entrée 50 et se retrouve 2910590 7 dans la chambre 55. Du fait de l'augmentation de section au niveau de la chambre 55, la vitesse du flux de lubrifiant et de gaz est plus faible, ce qui permet aux gaz et au lubrifiant de se séparer. Le 5 lubrifiant se dépose dans la cuvette formée par la première grille 53 et s'écoule à travers elle en formant une pluie dans la première zone de pluie 56. En parallèle, les gaz, qui surnagent par rapport au lubrifiant, passent dans le premier passage 58 puis 10 dans la première zone de pluie 56, dans une direction sensiblement horizontale. Le lubrifiant est reçu par la cuvette formée par la deuxième grille 54 et s'écoule à travers elle en formant une pluie dans la deuxième zone de pluie 57. En parallèle, les gaz, qui 15 ont traversé la première zone de pluie 56, passent dans le deuxième passage 59 puis dans la deuxième zone de pluie 57. Pendant la traversée des zones de pluie 56, 57, les gaz se déchargent des fines gouttelettes de lubrifiant en suspension. En suite le 20 lubrifiant se mélange avec les gaz et s'évacue vers le réservoir 10.Crossing the gas stream in a rain of the lubricant makes it possible to more closely meet the fine droplets of lubricant suspended in the gases with the lubricant forming the rain. Thus, the gases are discharged from the lubricant 10 suspended therein. Therefore, the gases can be directed to an intake pipe for example, without observing excessive consumption of lubricant. In particular, the separation means are a chamber upstream of the dewatering means and of section greater than the return line. Increasing the section slows down the flow of lubricant and gas, and thus segregates the two components. The lubricant is then directed to the dewatering means. According to one particular arrangement, the dewatering means are a first perforated grid placed substantially horizontally. The flow of lubricant is directed to and passes through the first grid before dripping into rain. According to an improvement, the dewatering means comprises a second perforated grid placed below the first grid to produce a lubricant rain in a second rain zone. The second grid resumes the flow of 2910590 4 lubricant in rain after passing into the first grid. A second rain zone is thus added by doubling the treatment of the gases in the device. According to other features, the deflection means comprise a first passage connecting the separation means and the first rain zone bypassing the dewatering means. when the device comprises a second grid, the deflection means further comprise a second passage connecting the first rain zone to the second rain zone. the first and second passages are arranged diametrically opposite to the first rain zone. Thus, the gases passing from the first passage to the second passage necessarily cross from one side to the other the first rain zone. The invention will be better understood and other features and advantages will become apparent on reading the following description, the description referring to the appended drawings, in which: FIG. Is a diagrammatic view of a lubricating system according to FIG. the invention; Figure 2 is a front view of a separation device implemented in the system of Figure 1; Figure 3 is a sectional view along the line III-III of Figure 4; FIG. 4 is a sectional view along the line IV-IV of FIG. 2. A lubrication system for a thermal engine 1 supercharged by a turbocharger 2 is shown diagrammatically in FIG. 1. The system comprises a tank 10, for example a housing of the engine 1, in which circulation means such as a pump 3 draw lubricant to circulate it. The lubricant is fed into a housing 20 of the turbocharger 2 and thus feeds bearings 21 of the turbocharger 2. A return line 4 is connected to the housing 20 and allows the lubricant to be collected for return to the tank 10. The return line 4 comprises a separating device 5. The separating device 5 is shown in detail in FIGS. 2 to 4. The separating device 5 is mounted in a vertical position and comprises an inlet orifice 50 at the top and an orifice of exit 51 at the bottom. It comprises a substantially cylindrical hollow body 52 of greater cross-section than the orifices 50, 51. The inlet orifice 50 is connected to the casing 20 of the turbocharger 2 via the return pipe 4, and the outlet orifice 51 is subsequently connected to the return line 4 to the tank 10. Inside the cylindrical part, the separating device 5 comprises dewatering means 30 comprising two superposed and horizontally extending grids, a first grid 53 being placed above the second 54. The first grid 53 delimits above it a chamber 55 and below it a first rain zone 56. The second grid 54 defines above it the first rain zone 56 and below it a second rain zone 57. The peripheral edges 530, 540 of the grids 53, 54 are raised upwards and are fixed on the wall of the body 52. The grids 53, 54 thus have a cuvett shape e able to contain the liquid lubricant. The grids 53, 54 are made of perforated sheets, but other gridding techniques can be used. The body 52 comprises deflection means, formed by two bosses which respectively create a first passage 58 between the chamber 55 and the first rain zone 56, passing along the raised edge 530 of the first grid 53, and a second passage 59 between the first 56 and the second rain zone 57, passing along the raised edge 540 of the second gate 54. When the motor 1 is running, the pump 3 is rotated and circulates the lubricant. The turbine 22 of the turbocharger 2 receives exhaust gas and rotates the wheel of the turbine and that of the compressor 23. The lubricant enters the housing 20 and exits through the return line 4. From the air The pressure from the compressor leaks slightly through the bearings 21 and is mixed with the lubricant in the return line 4. This mixture arrives in the separating device 5 via the inlet port 50 and ends up in the inlet port 50. the chamber 55. Due to the increased section at the chamber 55, the speed of the lubricant and gas flow is lower, allowing the gases and the lubricant to separate. The lubricant is deposited in the bowl formed by the first grid 53 and flows through it forming a rain in the first rain zone 56. In parallel, the gases, which float with respect to the lubricant, pass into the first passage 58 then 10 in the first rain zone 56, in a substantially horizontal direction. The lubricant is received by the bowl formed by the second grid 54 and flows therethrough forming a rain in the second rain zone 57. In parallel, the gases, which have passed through the first rain zone 56, pass in the second passage 59 and in the second rain zone 57. During the crossing of the rain zones 56, 57, the gases are discharged from the fine droplets of lubricant in suspension. The lubricant then mixes with the gases and evacuates to the reservoir 10.