FR2941013A1 - Procede et dispositif de prevention d'incident suite a un fonctionnement defectueux du turbocompresseur d'un moteur thermique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de prévention d'incident dû à un fonctionnement défectueux d'un turbocompresseur (14) connecté, par une tubulure (12) d'admission d'air, à un moteur thermique (10) d'un véhicule. Selon l'invention, ladite tubulure est obturée à proximité de la sortie (17) du turbocompresseur lorsque la température des gaz à la sortie du turbocompresseur dépasse une valeur prédéterminée. L'invention concerne également un dispositif comportant des moyens d'obturation (19) qui se ferment automatiquement lorsque la température desdits gaz atteint une valeur critique. Ces moyens peuvent être un insert se logeant dans la tubulure d'admission d'air et comportant des canaux (21) dont les parois sont recouvertes d'une matière intumescente (22).

Description

Procédé et dispositif de prévention d'incident suite à un fonctionnement défectueux du turbocompresseur d'un moteur thermique. [000i ~ La présente invention concerne un procédé et un dispositif de prévention d'incident dû à un fonctionnement défectueux d'un turbocompresseur équipant un moteur thermique d'un véhicule.

[0002] De puis de nombreuses années, les véhicules automobiles, notamment ceux munis d'un moteur Diesel, sont souvent équipés d'un turbocompresseur ce qui permet un meilleur remplissage en air des cylindres et ainsi un gain de puissance du moteur et un abaissement de la consommation de carburant. Un turbocompresseur comporte une première turbine actionnée par les gaz d'échappement et pouvant fonctionner à des vitesses de rotation élevée de l'ordre de 20.000 tours/minute et une deuxième turbine entraînée par la première turbine grâce à un axe reliant les turbines entre elles. La deuxième turbine comprime l'air extérieur circulant dans la tubulure d'admission d'air du moteur.

[0003] Les turbos compresseurs sont des dispositifs relativement délicats. En effet, les vitesses de rotation élevées des turbines imposent une bonne lubrification des axes de rotation. En cas d'anomalies de fonctionnement, par exemple une fuite d'huile de lubrification ou une rupture de l'arbre reliant les turbines, l'étanchéité entre les turbines peut ne plus exister et des gaz d'échappement peuvent alors éventuellement passer directement dans la tubulure d'admission d'air frais. Ces gaz d'échappement peuvent être à des températures élevées et les matériaux combustibles (l'huile par exemple) peuvent s'enflammer. Si la tubulure d'admission est composée d'un matériau ne supportant pas une chaleur excessive, du plastique par exemple, ce qui est de plus en plus fréquent, la tubulure d'admission peut s'enflammer spontanément, d'abord en interne, puis ensuite vers l'extérieur. La combustion peut se propager à d'autres éléments du moteur et éventuellement le feu peut détruire tout le véhicule. Le moteur ne recevant plus suffisamment d'oxygène perd de sa puissance. Cependant, la perte de puissance se fait sentir pratiquement simultanément avec la combustion de la tubulure d'admission d'air, donc trop tardivement pour alerter le conducteur et lui permettre d'arrêter le moteur.

[0004] L'utilisation de tubulures d'admission d'air en plastique, pour des raisons de coût et de diminution du poids, est relativement récente. Les tubulures d'admission d'air des générations précédentes de véhicules comportaient un manchon en caoutchouc qui pouvait résister longtemps à des températures élevées et il n'avait pas le temps de se percer avant que la perte de puissance du moteur conduise le conducteur à arrêter son véhicule.

[0005 ~ La présente invention concerne un procédé et un dispositif permettant de remédier à ce problème qui n'a pas été solutionné par l'art 15 antérieur.

[0006] De façon plus précise, l'invention concerne un procédé de prévention d'incident dû à un fonctionnement défectueux d'un turbocompresseur connecté, par une tubulure d'admission d'air, à un moteur thermique d'un véhicule. Selon l'invention, ladite tubulure est obturée à proximité de la sortie 20 du turbocompresseur lorsque la température des gaz à la sortie du turbocompresseur dépasse une valeur prédéterminée.

[0007] De préférence, cette valeur prédéterminée est choisie de sorte que la tubulure d'admission ne soit pas endommagée par les gaz circulant dans la

[0008] L'invention concerne également un dispositif de prévention d'incident 25 dû à un fonctionnement défectueux d'un turbocompresseur, ledit dispositif étant destiné à être inséré en aval d'un turbocompresseur et à être traversé par des gaz sortant du turbocompresseur. Selon l'invention, le dispositif comporte des moyens d'obturation qui se ferment automatiquement lorsque la température des gaz atteint une valeur critique.

[0009] Lesdits moyens d'obturation peuvent comporter une matière intumescente. Ils peuvent également comporter un insert métallique composé d'une pluralité de canaux. L'insert peut avoir une forme cylindrique. Lesdits canaux peuvent être sensiblement rectilignes et alignés selon l'axe longitudinal de l'insert. Ces canaux peuvent également avantageusement avoir une forme de nid d'abeille. Dans un mode de réalisation préféré, le diamètre de la section de passage (23) de chaque canal est de l'ordre de quelques millimètres.

[ooio] Dans une variante, le dispositif comporte une enveloppe cylindrique métallique dans laquelle est logé ledit insert, ladite enveloppe étant munie de moyens de connexion à ses deux extrémités.

[0011 ] Dans une variante l'insert fait partie d'une tubulure (12) d'admission 15 d'air destinée à être connectée entre un turbocompresseur (14) et une culasse d'un moteur thermique (10).

[0012] Selon un mode de réalisation, les canaux de l'insert sont métalliques et les parois des canaux de l'insert sont recouvertes d'une matière intumescente.

20 [0013] Selon un autre mode de réalisation, les canaux peuvent être réalisés en une matière plastique qui gonfle sous l'effet d'une température élevée.

[0014] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins 25 annexés et sur lesquels : • la figure 1 montre schématiquement et partiellement un moteur thermique muni d'un turbocompresseur et d'un dispositif selon l'invention; et • les figures 2a et 2b montrent schématiquement et en coupe une partie (un canal) du dispositif de l'invention, respectivement sans élévation de la chaleur des gaz le traversant (figure 2a) et avec élévation de la température au-delà d'une température critique (figure 2b). [0015 ] Sur la figure 1, sont représentés schématiquement un moteur thermique 10 avec une boite de vitesse 11, une tubulure d'admission d'air 12 reliée à la culasse du moteur 10, une tubulure d'échappement 13 et un turbocompresseur 14 avec son palier 15, sa sortie 16 du coté de l'échappement et sa sortie 17 du coté du circuit d'admission d'air. Un système à virole 18 permet d'introduire les gaz d'échappement tout autour de la partie motrice du turbocompresseur. De façon classique, l'air frais passe tout d'abord à travers un filtre à air (non représenté, situé sur la figure 1 derrière la partie 18) avant d'être comprimé par le turbocompresseur et acheminé par la tubulure d'admission 12 dans les cylindres du moteur. La tubulure d'admission d'air 12 est réalisée en une matière (en matière plastique, par exemple) qui fond lorsque sa température atteint un seuil prédéterminé. [0016] Selon l'invention, des moyens d'obturation 19 sont placés immédiatement après la sortie 17 du turbocompresseur. Ces moyens sont normalement dans un état passant lorsque la température des gaz est inférieure à un seuil critique déterminé et commutent automatiquement dans un état bloqué (non passant) lorsque la température des gaz est égale ou supérieure à ce seuil critique. Les moyens d'obturation peuvent être par exemple logés dans la tubulure d'admission 12 à proximité, de préférence à proximité immédiate, de la sortie 17 du turbocompresseur. Les moyens d'obturation 19 peuvent être constitués par un insert que l'on peut loger dans la tubulure d'admission 12. L'insert peut par exemple avoir une forme cylindrique de diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre interne de la tubulure d'admission et être constitué par une pluralité de canaux métalliques rectilignes, alignés parallèlement à l'axe longitudinal de l'insert cylindrique pour former une structure en forme de nid d'abeilles. Les gaz d'admission traversent les passages 23 constitués par l'intérieur de ces canaux. [0017] La figure 2a illustre un tel canal. Selon un mode de réalisation, la paroi interne 20 du canal 21 est recouverte d'une matière intumescente 22. Sous l'effet de la chaleur, lorsque la température des gaz circulant à l'intérieur 23 des canaux 21 atteint ou dépasse un seuil critique, la matière intumescente 22 gonfle (figure 2b) et obture les passages 23 des canaux 21.

Les gaz ne peuvent alors plus pénétrer dans la tubulure 12. L'air n'arrivant plus dans les cylindres du moteur 10, le moteur s'arrête. On remarque qu'il est intéressant de placer l'insert 19 directement à la sortie du turbocompresseur de sorte qu'aucune partie de la tubulure d'admission 12 ne soit en contact et endommagée par les gaz trop chauds sortant du turbocompresseur. La température critique est choisie à une valeur légèrement inférieure à la température de fusion de la matière constituant la tubulure d'admission. La matière intumescente 22 est elle aussi choisie pour qu'elle gonfle à la température critique de sorte qu'elle ferme bien les passages 23 (l'intérieur des canaux) à cette température. [0018] Selon un autre mode de réalisation, les canaux 21 de l'insert 19 sont réalisés en une matière intumescente, en matière plastique par exemple. Dans ce cas, les canaux peuvent, par exemple, être réalisés directement par moulage. En cas d'élévation de la température des gaz circulant dans l'insert, au-delà d'une température critique, la matière gonfle en obturant les canaux de l'insert formant ainsi un bouchon à l'entrée de la tubulure d'admission.

[0019] D'autres modes de réalisation que ceux décrits et représentés peuvent être conçus par l'homme du métier sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de prévention d'incident dû à un fonctionnement défectueux d'un turbocompresseur (14) connecté, par une tubulure (12) d'admission d'air, à un moteur thermique (10) d'un véhicule, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à obturer ladite tubulure à proximité de la sortie (17) du turbocompresseur lorsque la température des gaz à la sortie du turbocompresseur dépasse une valeur prédéterminée.
2. 2. Dispositif de prévention d'incident dû à un fonctionnement défectueux d'un turbocompresseur, ledit dispositif étant destiné à être inséré en aval d'un turbocompresseur (14) et à être traversé par des gaz sortant (17) du turbocompresseur, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'obturation (19) qui se ferment automatiquement lorsque la température desdits gaz atteint une valeur critique.
3. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdits moyens d'obturation comportent une matière intumescente (22).
4. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que lesdits moyens d'obturation comportent un insert (19) composé d'une pluralité de canaux (21).
5. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit insert à une forme cylindrique.
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5 caractérisé en ce que lesdits canaux (21) sont sensiblement rectilignes et alignés selon l'axe longitudinal dudit insert.
7. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6 caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe cylindrique métallique dans laquelle est logé ledit insert, ladite enveloppe étant munie de moyens de connexion à ses deux extrémités.
8. 8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7 caractérisé en ce que ledit insert fait partie d'une tubulure (12) d'admission d'air destinée à être connectée entre un turbocompresseur (14) et une culasse d'un moteur thermique (10).
9. 9. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8 caractérisé en ce que les canaux (21) de l'insert sont métalliques et en ce que les parois des canaux sont recouvertes d'une matière intumescente (22).
10. 10. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 9 caractérisé en ce que lesdits canaux (21) sont réalisés en une matière plastique qui gonfle sous l'effet d'une température élevée.15