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SOCIETE NATIONALE D'ETUDE ET DE CONSTRUCTION DE MOTEURS
D'AVIATION.
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L'invention se rapporte à la suralimentation des moteurs de petite cylindrée ayant une vitesse de rotation éle- vée, notamment des moteurs Diesel, au moyen d'un turbo-oompres- seur alimenté par les gaz d'échappement. Elle concerne la ré- gulation du turbo-compresseur, Les moteurs Diesel vises par l'invention ont généralement une vitesse de rotation maximum de 2600 t/m et une vitesse limite inférieure d'utilisation de 1200 t/mm environ. Leur cylindrée unitaire ne dépasse pas
1,5 litre et leur puissance maximum est limitée à 200 ch en- viron.
La suralimentation des moteurs Diesel rapides de petite cylindrée utilisée sur une large plage de vitesse pose des problèmes difficiles à résoudre. En effet, si l'on veut avoir une puissance suffisante au démarrage à très bas régime et sans fumée, il faut suralimenter énergiquement en air le moteur et, dans ces conditions, le turbo-compresseur adapté à ce régime ne le sera plus aux régimes maxima et de croisiè- re, car il tournera alors trop vite.
On a déjà proposé d'effectuer la régulation du tur- bo-compresseur afin d'assurer non adaptation à la fois aux bas régimes et aux régimes élevés du moteur, en dérivant une partie des gaz d'échappement en dehors de la turbine ou en dérivant, en dehors de l'aspiration du moteur, une partie de l'air refoulé par le compresseur. Ces deux modes de régulation .se sont révélés inefficaces pour les bas régimes, particuliè- rement dans le cas de moteurs Pieeel rapides de faible cylin- drée.
On a proposé aussi de faite aboutir, aux bas régimes,
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les gaz d'échappement du moteur sur une partie seulement de la circonférence d'admission de la turbine et, aux régimes élevés, sur un arc d'admission notablement plus grand. On peut ainsi obtenir une adaptation convenable du turbo-compresseur, aussi bien aux régimes les plus élevés qu'aux régimes bas.
Dans le cas des moteurs lents et de grosse cylindrée, les nécessités du balayage obligent généralement à séparer les cylindres en au moine deux groupes évaluant leurs gaz d'échappement dans des tuyaux distincte qui, au moins aux régimes élevés, sont raccordés à des secteurs d'admission séparés de la turbine.Ces secteurs sont alors alimentés à un régime pulsatoire et la turbine doit être du type dit "à impulsions..
Conformément à la présente invention, les tuyaux d'échappement des cylindres ou groupes de cylindres d'un moteur rapide de petite cylindrée aboutissent séparément dans un collecteur unique formant chambre de tranquillisation et suffisamment vaste pour assurer l'égalisation des pressions, ledit collecteur étant relié à au moins deux conduites d'admission aboutissant à des secteurs d'admission séparés de la turbine, une au moins desdites conduites étant obturable au moyen d'un volet articulé sur une paroi extérieure du collecteur.
La disposition est de préférence telle qu'en position fermée, le volet obture une des conduites en formant une surface qui se raccorde à la paroi du collecteur et guide les gaz vers la conduite adjacente, tandis qu'en position ouverte, le volet s'efface dans un logement de ladite paroi en formant une surface qui prolonge la surfade intérieure de cette paroi.
Une telle disposition permet d'alimenter la turbine avec un flux de gaz d'échappement pratiquement continu et la construction de celle-ci n'exige donc pas de précautions particulières à cet égard*
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La disposition selon l'invention ne présente pas d'inconvénient pour le fonctionnement des moteurs rapides de petite cylindrée, car il est possible, dans ce type de moteure, de réaliser un balayage suffisant des cylindres, sans qu'il soit nécessaire de prévoir un *croisement de soupapes important. Les cylindres sont bien entendu groupés de façon que les temps d'échappement des cylindres raccordée au marne tuyau d'échappement ne se recouvrent pas sensiblement.
Les tuyaux d'échappement et le collecteur formant chambre de tranquillisation ont un volume et une longueur suffisante pour que, malgré le mélange et l'équilibrage de pression des échappements dans ce collecteur, il ne se produise dans aucun cylindre de contre-pression nuisible au balayage,
Dans un mode de réalisation, la turbine comporte une roue centripète recevant tangentielloment les gaz d'échappement par un distributeur comportant plusieurs arcs d'admission alimentés chacun par une volute, un dispositif de régulation, dont le fonctionnement est assujetti à une ou plusieurs des variables qui définissent le fonctionnement du moteur, assurant l'admission par une ou plusieurs desdites volutes suivant l'adaptation.
Par exemple, il peut y avoir deux volutes de dimensions inégales, le dispositif de régulation assurant la mise hors circuit de la plus grande de celle-ci aux bas régimes par l'intermédiaire d'une commande actionnant un organe obturateur. Dès que le régime optimum du turbo-compresseur est atteint dans la configuration "bas régime" (c'est-à-dire avec la plus grande volute hors circuit), le dispositif de régulation actionne l'organe obturateur et remet en circuit la plus grande volute, assurant l'alimentation de la totalité du distributeur, l'équilibre des pressions dans les conduits s'ef-
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fectuant en asont dudit organe obturateur.
La description qui va suivre en regard du dessin annexe, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant* bien entendu, partie de ladite invention.
La figure unique est une coupe transversale sur la
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roue de turbine d'un turbo-comprenueur de suralimentation, montrant un dispositif de régulation selon l'invention.
Le dessin montre schématiquement le distributeur 1 alimentant tangentiellement la roue centripète (non représen- tée) de la turbine d'un turbo-compresseur de suralimentation.
On comprend que, selon une disposition connue, cette roue de turbine entraîne un compresseur de suralimentation d'un moteur.
Dans l'exemple choisi, celui-ci est un moteur Diesel rapide de petite cylindrée et le compresseur, du type centrifuge, sapire l'air à l'extérieur et le refoule à l'admission du moteur. Les gaz d'échappement, mis en vitesse dans les aubes la du distributeur, viennent attaquer tangentiellement la roue delà turbine, puis 'échappent suivant un mouvement centripète le long de la turbine, L'admission des gaz d'échappement du moteur au dis- tributeur 1 se fait par un carter 2 comportant deux volutes 3 et 4, la volute 4 assurant l'admission sur un arc relativement faible du distributeur 1, tandis que la volute 3 assure l'admission sur un arc sensiblement plus grand.
Ces deux volutes sont raccordées à un collecteur 5
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pouvant faire partie de ,':nramb.e du turbo-ooapresseur et alimenté par des tubulures telles que 5a et 5brecevant chacune directement les gaz d'échappement d'un ou plusieurs cy- lindres du moteur (non représentes). Comme il a été dit plus haut, les cylindres échappant dans la même tubulure, telle que
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5a eu 5b, sont choisis pour que leurs temps d'échappement ne ee recouvrent pas sensiblement. De cette façon, la pression qui s'établit dans le collecteur unique 5 formant chambre de tranquillisât ion, ne risque pas d'entraver les échappements des cylindres.
La distribution dans les volutes 3 et 4 des Cas d'échappement arrivant par le collecteur 5 se fait au moyen d'un clapet 6 qui, dans la position formée représentée sur le dessin, vient s'appliquer contre la cloison 7 séparant les deux volutes de façon à obturer l'entrée des Cas dans la volute 3 et, en position ouverte, s'efface dans un logement 8 du carter, Dans cette dernière position, les Cas du collecteur 5 se partagent entre les deux volutes, l'équilibrage des pressions dans ces deux volutes 3 et 4 se faisant à l'amont de l'extré- mité 7a de la cloison 7 déterminant les orifices d'entrée dans lesdites volutes.
Grâce à cette disposition, les Cas arrivant par les tubulures 5a et 5b s'écoulent ensemble dans le collecteur 5 qui amortit les pulsations de pression et égalise sensiblement les pressions en amont de la cloison 7. Aux bas régimes, les gaz d'échappement mélangés sont guidés par le volet 6 en position fermée et s'écoulent sana turbulence dans la volute 4 et dans le secteur 1a @u, distributeur dont les aubes sont alimentées tangentiellement.
Aux régimes élevés, les Cas d'é- chappement à pression sensiblement uniforme se partagent entre les volets 3 et 4, le volet 6 en position ouverte n'offrant pas de résistance et ne créant pas de turbulence, et s'écoulent parallèlement dans ces volutes pour alimenter tangentiellement les secteurs 1 et 1a du distributeur sensiblement à la même pression, sans pulsations ni turbulence.
Le clapet 6 est solitaire d'un axe 6a qu@ pivote dans des paliers non représentés de la paroi extérieure du
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collecteur 5. Cette disposition permet de donner au logement 8 des dimensions suffisantes pour que le clapet 6 s'y escamote entièrement en position ouverte, augmentant ainsi le Tolume du collecteur 5 disponible pour l'équilibrage des pressions, et formant une paroi continue et lisse qui ne fait pas obstacle à l'écoulement des gaz. En position fermée, le clapet 6 est appuyé sur la cloison 7 et forme une cloison qui guide les gaz vers l'entrée de la volute 4.
On remarquera que le clapet 6 est fixé sur une cloison extérieure du collecteur 5, c'est-à-dire à un endroit où il y a une place suffisante pour prévoir le logement 8 et une fixation très robuste du clapet. De plus, cette cloison extérieure est naturellement moins chaude que l'intérieur du collecteur et des moyens peuvent être prévus pour la refroidir si c'est nécessaire.
Sur l'axe 6a est claveté un levier 9, commandé par un dispositif non représenté ,pouvant être mécanique, hydraulique, pneumatique ou électrique, en fonction d'une ou plusieurs des variables définissant le fonctionnement du moteur.
Aux bas régimes, ce dispositif ferme le clapet 6 (position représentée sur le dessin) et la totalité des gaz d'échappement est envoyée dans la volute 4. Aux régimes normaux du -moteur, le dispositif ouvre le clapet 6 et la totalité des gaz d'échappement est envoyée dans les deux volutes. L'adaptation du turbo-compresseur est ainsi assurée aussi bien aux bas régimes qu'aux régimes normaux.
Le rapport des sections ou arcs du distributeur 1 alimentés par les volutes 3 et 4 doit bien entendu être établi en fonction des performances désirées à bas régime par le constructeur du moteur et des meilleurs rendements de ce moteur.
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Il va de soi que le mode de réalisation n'a été donné qu'à titre d'exemple et qu'il pourrait être modifié notamment par substitution d'équivalente techniques, sans que l'on aorte pour cela du cadre de la présente invention. En particulier, on pourrait prévoir plus de deux volutes assurant l'admission au distributeur suivant des arcs progressivement croissante selon le régime du moteur. On pourrait aussi combiner le mode de régulation selon l'invention avec d'autres modes de régula- tion.
REVENDICATIONS
Ayant ainsi décrit notre invention et nous réservant d'y apporter tous perfectionnements ou modifications qui nous paraîtraient nécessaires, nous revendiquons comme notre pro- priété exclusive et privative :
1 ) Dispositif assurant la régulation d'un turbo- compresseur de suralimentation d'un moteur rapide de petite cylindrée, dans lequel les cylindres sont séparés en au moine deux groupes évacuant leurs gaz d'échappement dans des tuyaux distincte aboutissant séparément dans un collecteur unique assez vaste pour assurer l'équilibrage des pressions, ledit collec- teur étant raccordé à au moins deux conduites d'admission abou- tissant à des secteurs d'admission séparés de la turbine, et une au moins de ces conduites étant obturable au moyen d'un volet articulé sur une paroi extérieure du collecteur.