FR2911369A1 - Turbo-charged heat engine arrangement for motor vehicle, has pressure balancing duct connecting chamber with oil circulating element to avoid closing of duct by plug and to balance pressure for avoiding overpressure of oil in bearing - Google Patents

Turbo-charged heat engine arrangement for motor vehicle, has pressure balancing duct connecting chamber with oil circulating element to avoid closing of duct by plug and to balance pressure for avoiding overpressure of oil in bearing Download PDF

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Abstract

The arrangement (10) has a turbo-charged heat engine (12) comprising a sump (14) filled with oil (16). An oil supply duct (34) connects an oil pump (36) with a central bearing of a turbo-charger (18), and an oil evacuation duct (42) connects the bearing with the sump. An additional pressure balancing duct (48) connects a chamber with an oil circulating element (50) e.g. blow-by duct, to avoid closing of the duct (48) by an oil plug and to balance pressure for avoiding overpressure of oil in the bearing. The element is arranged above a determined level (h) of the oil.

Description

"Agencement de moteur thermique turbocompressé de véhicule automobile""Turbocharged engine engine arrangement for a motor vehicle"

L'invention concerne un agencement de moteur thermique turbocompressé de véhicule automobile.  The invention relates to a turbocharged engine engine arrangement of a motor vehicle.

L'invention concerne plus particulièrement un agencement de moteur thermique turbocompressé de véhicule automobile, du type qui comporte : -un moteur thermique, comportant un carter rempli d'une nappe d'huile d'un niveau déterminé, io - un turbocompresseur, comportant un palier central recevant un arbre commun porteur d'un rotor d'une turbine et d'un rotor d'un compresseur dudit turbocompresseur, - un premier conduit d'alimentation d'huile, qui relie une pompe à huile, alimentée par le carter d'huile, au palier central du 15 turbocompresseur, - un deuxième conduit d'évacuation d'huile, qui relie le palier central du turbocompresseur au carter d'huile du moteur au dessus du niveau déterminé de la nappe d'huile. On connaît de nombreux agencements de ce type. 20 Un inconvénient connu d'un tel agencement est l'implantation de l'arrivée du deuxième conduit d'évacuation d'huile dans le carter d'huile. En effet, dans certains condition de roulage, par exemple dans une situation de virage prolongé, lors d'une brusque 25 accélération ou lors d'un freinage brusque, la nappe d'huile contenue dans le carter peut, sous l'influence de l'effet dit "de carène liquide" se déplacer de manière importante et venir remplir plus ou moins partiellement le deuxième conduit d'évacuation d'huile, s'opposant alors à l'évacuation de l'huile issue du 30 turbocompresseur et augmentant la pression à l'intérieur du conduit lié à la hauteur manométrique de la colonne d'huile. Or, l'évacuation de l'huile en provenance du turbocompresseur est primordiale, car elle permet d'assurer la 2 lubrification et l'évacuation des calories au sein du palier central et évite la consommation d'huile par la segmentation d'étanchéité du palier central, que ce soit du côté du compresseur ou du côté de la turbine du turbocompresseur.  The invention more particularly relates to a turbocharged engine engine arrangement of a motor vehicle, of the type which comprises: a heat engine, comprising a casing filled with a sheet of oil of a determined level, a turbocompressor, comprising a central bearing receiving a common shaft carrying a rotor of a turbine and a rotor of a compressor of said turbocharger, - a first oil supply duct, which connects an oil pump, fed by the oil sump. oil, at the central bearing of the turbocharger, - a second oil discharge conduit, which connects the central bearing of the turbocharger to the engine oil sump above the determined level of the oil layer. Many such arrangements are known. A known disadvantage of such an arrangement is the implantation of the arrival of the second oil discharge duct into the oil sump. Indeed, in certain rolling conditions, for example in a prolonged turn situation, during a sudden acceleration or during a sudden braking, the oil sheet contained in the crankcase can, under the influence of so-called "liquid surface effect" to move significantly and to fill more or less partially the second oil discharge pipe, opposing the evacuation of the oil from the turbocharger and increasing the pressure inside the duct related to the head of the oil column. However, the evacuation of the oil from the turbocharger is essential because it ensures the lubrication and the evacuation of calories within the central bearing and avoids the consumption of oil by the sealing segmentation of the central bearing, either on the compressor side or the turbine side of the turbocharger.

Une obstruction plus ou moins complète du deuxième conduit d'évacuation d'huile est donc inacceptable car elle risque de provoquer une détérioration du turbocompresseur ou une augmentation de la consommation d'huile. Pour remédier à cet inconvénient, il est connu de disposer io le turbocompresseur aussi haut que possible par rapport au moteur, et l'arrivée du deuxième conduit au niveau du carter cylindre aussi haut que possible par rapport à la nappe d'huile du carter, de sorte que l'huile s'écoule autant que faire se peut par gravité. Cette solution est contraignante en terme d'implantation is des organes du groupe motopropulseur du véhicule et ne s'avère que partiellement satisfaisante. Une autre solution consiste à équiper le deuxième conduit d'évacuation d'huile d'une pompe d'aspiration, mais cette solution s'avère très onéreuse.  A more or less complete obstruction of the second oil discharge pipe is therefore unacceptable because it may cause deterioration of the turbocharger or an increase in oil consumption. To overcome this disadvantage, it is known to arrange the turbocharger as high as possible relative to the engine, and the arrival of the second duct at the crankcase as high as possible relative to the oil layer of the crankcase, so that the oil flows as much as possible by gravity. This solution is binding in terms of implementation is the organs of the powertrain of the vehicle and is only partially satisfactory. Another solution is to equip the second oil discharge duct of a suction pump, but this solution is very expensive.

20 Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose un agencement du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte un troisième conduit supplémentaire d'équilibrage de pression, qui relie une chambre communiquant avec le palier central du turbocompresseur à un élément de circulation d'huile 25 par gravité du moteur qui est agencé au dessus du niveau déterminé de la nappe d'huile, pour éviter l'obturation par un bouchon d'huile et équilibrer la pression pour éviter toute surpression d'huile dans le palier central du turbocompresseur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : 30 - le troisième conduit supplémentaire comporte un tronçon externe reliant le turbocompresseur à élément de circulation d'huile par gravité du moteur et un tronçon interne moulé dans un corps du turbocompresseur, 3 - le tronçon interne du troisième conduit supplémentaire débouche dans une partie supérieure de la chambre accolée au palier central, - le tronçon interne du troisième conduit supplémentaire débouche dans le palier central du côté de la turbine du turbocompresseur, - le tronçon interne du troisième conduit supplémentaire débouche dans le palier central du côté du compresseur du turbocompresseur, io - le palier central du turbocompresseur comporte une chambre principale à laquelle sont reliés des tronçons internes des premier conduit d'alimentation d'huile et deuxième conduit d'évacuation d'huile, et à laquelle est accolée la chambre supplémentaire du côté de la turbine du turbocompresseur, dans is laquelle débouche le tronçon interne du troisième conduit supplémentaire, - l'élément de circulation d'huile par gravité du moteur est un conduit de retour d'huile d'une culasse du moteur ou un conduit de blow-by.To overcome this drawback, the invention proposes an arrangement of the type described above, characterized in that it comprises a third additional pressure equalization duct, which connects a chamber communicating with the central bearing of the turbocharger to an element of pressure. flow of oil 25 by gravity of the engine which is arranged above the determined level of the oil layer, to prevent clogging by an oil plug and balance the pressure to prevent oil overpressure in the central bearing turbocharger. According to other characteristics of the invention: the third additional duct comprises an external section connecting the turbocharger to the oil circulation element by gravity of the engine and an internal section molded in a body of the turbocompressor, the internal section; the third additional duct opens into an upper part of the chamber contiguous to the central bearing, the internal section of the third additional duct opens into the central bearing on the turbine side of the turbocharger, the internal section of the third additional duct opens into the bearing. central side of the turbocharger compressor, io - the central bearing of the turbocharger comprises a main chamber to which are connected internal sections of the first oil supply duct and second oil discharge duct, and to which is contiguous the additional chamber on the turbine side of the turbocharger in which the inner portion of the third additional conduit opens, the engine gravity oil circulation element is an oil return line of an engine cylinder head or a blow-by duct.

20 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un agencement 25 selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe par un plan horizontal d'un turbocompresseur destiné à l'agencement selon l'invention. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions 30 similaires. On a représenté à la figure 1 un agencement 10 de moteur thermique turbocompressé de véhicule automobile réalisé conformément à l'invention.Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the following detailed description for the understanding of which reference will be made to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic view of an arrangement according to FIG. FIG. 2 is a sectional view through a horizontal plane of a turbocharger for the arrangement according to the invention. In the following description, like reference numerals designate like or similar parts. FIG. 1 shows an arrangement of a turbocompressed engine of a motor vehicle produced in accordance with the invention.

4 De manière connue, l'agencement 10 comporte un moteur thermique 12, comportant un carter 14 rempli d'une nappe d'huile 16 d'un niveau "h" déterminé. Ce moteur 12 est associé à un turbocompresseur 18. Le turbocompresseur 18 est par exemple relié à un collecteur d'échappement (non représenté) du moteur 12. Comme l'illustre la figure 2, le turbocompresseur 18 comporte une turbine 20 et un compresseur 22. La turbine 20 comporte un rotor 24 et le compresseur 22 comporte un rotor 26. io Les rotors 24 et 26 sont portés par un arbre commun 28 qui est reçu en rotation dans un corps 30 du turbocompresseur 18 par l'intermédiaire d'un palier 32 central Un premier conduit 34 d'alimentation d'huile relie une pompe à huile 36, alimentée par le carter d'huile 14, au palier is central 32 du turbocompresseur 18. A cet effet, le premier conduit 34 comporte un tronçon externe 38 interposé entre le moteur 12 et le turbocompresseur 18, comme représenté à la figure 1, et un tronçon interne 40 qui est formé à l'intérieur du corps 30 du turbocompresseur 18, comme représenté à la figure 2.In known manner, the arrangement 10 comprises a heat engine 12, comprising a housing 14 filled with a sheet of oil 16 of a level "h" determined. This engine 12 is associated with a turbocharger 18. The turbocharger 18 is for example connected to an exhaust manifold (not shown) of the engine 12. As illustrated in Figure 2, the turbocharger 18 comprises a turbine 20 and a compressor 22 The turbine 20 comprises a rotor 24 and the compressor 22 comprises a rotor 26. The rotors 24 and 26 are carried by a common shaft 28 which is rotated in a body 30 of the turbocharger 18 via a bearing A first oil feed pipe 34 connects an oil pump 36, fed by the oil sump 14, to the central bearing 32 of the turbocharger 18. For this purpose, the first duct 34 has an outer section 38 interposed between the engine 12 and the turbocharger 18, as shown in Figure 1, and an inner section 40 which is formed inside the body 30 of the turbocharger 18, as shown in Figure 2.

20 D'une manière analogue, un deuxième conduit 42 d'évacuation d'huile, interposé entre le turbocompresseur 18 et le moteur 12, relie le palier central 32 du turbocompresseur 18 au carter d'huile 14 du moteur 12 au dessus du niveau "h" déterminé de la nappe d'huile 16.In a similar manner, a second oil discharge conduit 42, interposed between the turbocharger 18 and the engine 12, connects the central bearing 32 of the turbocharger 18 to the oil sump 14 of the engine 12 above the level ". h "determined the oil slick 16.

25 Plus particulièrement, le deuxième conduit 42 comporte un tronçon externe 44 interposé entre le moteur 12 et le turbocompresseur 18, comme représenté à la figure 1, et un tronçon interne 46 qui est formé à l'intérieur du corps 30 du turbocompresseur 18, comme représenté à la figure 2.More particularly, the second duct 42 has an outer section 44 interposed between the engine 12 and the turbocharger 18, as shown in FIG. 1, and an internal section 46 which is formed inside the body 30 of the turbocompressor 18, as shown in Figure 2.

30 Conformément à l'invention, l'agencement 10 comporte un troisième conduit supplémentaire 48 d'équilibrage de pression, qui relie une chambre 58 communiquant avec le palier central 32 du turbocompresseur 18 à un élément 50 de circulation d'huile par gravité du moteur qui est agencé au dessus du niveau h déterminé de la nappe d'huile 16, pour éviter l'obturation par un bouchon d'huile et équilibrer la pression pour éviter toute surpression d'huile dans le palier central 32 du turbocompresseur 5 18. D'une manière analogue au premier et deuxième conduits 34, 42, le troisième conduit 48 supplémentaire comporte un tronçon externe 52 reliant le turbocompresseur 18 à élément 50 de circulation d'huile par gravité du moteur ou de circulation de io gaz de blow-by et un tronçon interne 54 moulé dans le corps 30 du turbocompresseur 18. De préférence, le tronçon interne 54 du troisième conduit 48 supplémentaire débouche dans une partie supérieure du palier central 30. Cette configuration permet de garantir que le troisième 15 conduit 48 supplémentaire ne soit pas alimenté en huile. De préférence, le tronçon interne 54 du troisième conduit 48 supplémentaire débouche dans une partie supérieure d'une chambre 58 accolée au palier central 32 afin d'éviter l'obturation du conduit par de l'huile.According to the invention, the arrangement 10 comprises a third additional pressure equalization duct 48, which connects a chamber 58 communicating with the central bearing 32 of the turbocharger 18 to an element 50 for circulating oil by gravity of the engine. which is arranged above the determined level h of the oil ply 16, to prevent clogging by an oil plug and balance the pressure to prevent any oil overpressure in the central bearing 32 of the turbocharger 18. D In a similar manner to the first and second ducts 34, 42, the third additional duct 48 comprises an outer section 52 connecting the turbocharger 18 to the element 50 for circulating oil by gravity of the engine or by circulation of the blow-by gas. an inner section 54 molded into the body 30 of the turbocharger 18. Preferably, the inner section 54 of the third additional conduit 48 opens into an upper portion of the central bearing 30. This configuration makes it possible to ensure that the third additional conduit 48 is not supplied with oil. Preferably, the inner portion 54 of the third conduit 48 additional opens into an upper portion of a chamber 58 contiguous to the central bearing 32 to prevent clogging of the conduit with oil.

20 De préférence, le tronçon interne 54 du troisième conduit supplémentaire 48 débouche dans le palier central 32 du côté de la turbine 20 du turbocompresseur 18, mais en variante il pourrait déboucher dans le palier central 32 du côté du compresseur 22 du turbocompresseur 18 sans changer la nature de l'invention.Preferably, the inner portion 54 of the third additional conduit 48 opens into the central bearing 32 on the turbine side 20 of the turbocharger 18, but alternatively it could open into the central bearing 32 on the compressor 22 side of the turbocharger 18 without changing the nature of the invention.

25 A cet effet, comme l'illustre la figure 2, le palier central 32 du turbocompresseur 18 comporte une chambre principale 56 à laquelle sont reliés les tronçons internes 40, 46 des premier conduit 34 d'alimentation d'huile et deuxième conduit 42 d'évacuation d'huile, et à laquelle est accolée la chambre 58 30 supplémentaire du côté de la turbine 20 du turbocompresseur 18, dans laquelle débouche le tronçon interne 54 du troisième conduit 48 supplémentaire.For this purpose, as illustrated in FIG. 2, the central bearing 32 of the turbocharger 18 comprises a main chamber 56 to which the internal sections 40, 46 of the first oil supply ducts 34 and the second duct 42 are connected. oil discharge, and which is contiguous the additional chamber 58 on the side of the turbine 20 of the turbocharger 18, in which opens the inner portion 54 of the third conduit 48 additional.

6 Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'élément 50 de circulation d'huile par gravité du moteur est un conduit de retour d'huile d'une culasse (non représentée) du moteur, mais il pourrait s'agir d'un autre élément de retour d'huile par gravité, ou de gaz par "blow-by" sans changer la nature de l'invention. L'invention permet donc d'optimiser de manière simple et efficace la lubrification d'un turbocompresseur 18 de véhicule automobile. i0In the preferred embodiment of the invention, the engine oil gravity flow element 50 is an oil return line of a cylinder head (not shown) of the engine, but it could be another element of oil return by gravity, or gas by "blow-by" without changing the nature of the invention. The invention thus makes it possible to optimize in a simple and effective manner the lubrication of a turbocharger 18 of a motor vehicle. i0

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Agencement (10) de moteur thermique turbocompressé de véhicule automobile, du type qui comporte : - un moteur thermique (12), comportant un carter (14) rempli d'une nappe d'huile (16) d'un niveau (h) déterminé, - un turbocompresseur (18), comportant un palier (32) central recevant un arbre (28) commun porteur d'un rotor (24) d'une turbine (20) et d'un rotor (26) d'un compresseur (22) dudit turbocompresseur (22), io - un premier conduit (34) d'alimentation d'huile, qui relie une pompe à huile (36), alimentée par le carter d'huile (14), au palier central (32) du turbocompresseur (18), - un deuxième conduit (42) d'évacuation d'huile, qui relie le palier central (32) du turbocompresseur (18) au carter d'huile is (14)du moteur au dessus du niveau (h) déterminé de la nappe d'huile (16), caractérisé en ce qu'il comporte un troisième conduit supplémentaire (48) d'équilibrage de pression, qui relie une chambre (58) communiquant avec le palier central (32) du 20 turbocompresseur (18) à un élément (50) de circulation d'huile par gravité du moteur qui est agencé au dessus du niveau (h) déterminé de la nappe d'huile (16), pour éviter l'obturation par un bouchon d'huile et équilibrer la pression pour éviter toute surpression d'huile dans le palier central (32) du 25 turbocompresseur (18).  1. An arrangement (10) for a turbocharged engine of a motor vehicle, of the type comprising: a heat engine (12) comprising a casing (14) filled with a layer of oil (16) of a level (h); ) determined, - a turbocharger (18), comprising a central bearing (32) receiving a common shaft (28) carrying a rotor (24) of a turbine (20) and a rotor (26) of a compressor (22) of said turbocharger (22), - a first oil supply conduit (34), which connects an oil pump (36), supplied by the oil sump (14), to the central bearing ( 32) of the turbocharger (18), - a second conduit (42) for discharging oil, which connects the central bearing (32) of the turbocharger (18) to the oil pan is (14) of the engine above the level (h) determined the oil layer (16), characterized in that it comprises a third additional pressure equalization duct (48), which connects a chamber (58) communicating with the central bearing (32) of the 20 turbocharger r (18) to an element (50) for the flow of oil by gravity of the engine which is arranged above the determined level (h) of the oil layer (16), to prevent plugging by a plug of oil and balance the pressure to prevent overpressure of oil in the central bearing (32) of the turbocharger (18). 2. Agencement (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le troisième conduit supplémentaire (48) comporte un tronçon externe (52) reliant le turbocompresseur (18) à élément (50) de circulation d'huile par gravité du moteur et un 30 tronçon interne (54) moulé dans un corps (30) du turbocompresseur (18).  2. Arrangement (10) according to the preceding claim, characterized in that the third additional duct (48) comprises an outer section (52) connecting the turbocharger (18) to element (50) of oil circulation by gravity of the engine and an inner section (54) molded into a body (30) of the turbocharger (18). 3. Agencement (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tronçon interne (54) du troisième conduit 8 supplémentaire (48) débouche dans une partie supérieure de la chambre (58) accolée au palier central (32).  3. Arrangement (10) according to the preceding claim, characterized in that the inner portion (54) of the third conduit 8 additional (48) opens into an upper portion of the chamber (58) contiguous to the central bearing (32). 4. Agencement (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tronçon interne (54) du troisième conduit supplémentaire (48) débouche dans le palier central (32) du côté de la turbine (20) du turbocompresseur (18).  4. An arrangement (10) according to the preceding claim, characterized in that the inner portion (54) of the third additional conduit (48) opens into the central bearing (32) on the side of the turbine (20) of the turbocharger (18). 5. Agencement (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tronçon interne (54) du troisième conduit supplémentaire (48) débouche dans le palier central (32) du côté io du compresseur (22) du turbocompresseur (18).  5. An arrangement (10) according to claim 3, characterized in that the inner portion (54) of the third additional conduit (48) opens into the central bearing (32) on the side io of the compressor (22) of the turbocharger (18). 6. Agencement (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le palier central (32) du turbocompresseur (18) comporte une chambre principale (56) à laquelle sont reliés des tronçons internes (40, 46) des premier conduit (34) d'alimentation is d'huile et deuxième conduit (42) d'évacuation d'huile, et à laquelle est accolée la chambre (58) supplémentaire du côté de la turbine (20) du turbocompresseur (18), dans laquelle débouche le tronçon interne (54) du troisième conduit (48) supplémentaire.  6. Arrangement (10) according to claim 4, characterized in that the central bearing (32) of the turbocharger (18) comprises a main chamber (56) to which are connected internal sections (40, 46) of the first conduit (34). ) is oil supply and second conduit (42) oil discharge, and which is contiguous the chamber (58) additional side of the turbine (20) of the turbocharger (18), in which opens the internal section (54) of the third additional conduit (48). 7. Agencement (10) selon l'une des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce que l'élément (50) de circulation d'huile par gravité du moteur est un conduit de retour d'huile d'une culasse du moteur (12) ou un conduit de blow-by.  7. An arrangement (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the element (50) for circulating oil by gravity of the engine is an oil return line of a cylinder head of the engine (12). ) or a blow-by duct.
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