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FR3125559A1 - ENGINE ASSEMBLY WITH A COOLANT-LUBRICATED TURBOCHARGER - Google Patents

ENGINE ASSEMBLY WITH A COOLANT-LUBRICATED TURBOCHARGER Download PDF

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FR3125559A1
FR3125559A1 FR2107796A FR2107796A FR3125559A1 FR 3125559 A1 FR3125559 A1 FR 3125559A1 FR 2107796 A FR2107796 A FR 2107796A FR 2107796 A FR2107796 A FR 2107796A FR 3125559 A1 FR3125559 A1 FR 3125559A1
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FR
France
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turbocharger
branch
coolant
cooling
outlet
Prior art date
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Pending
Application number
FR2107796A
Other languages
French (fr)
Inventor
Vincent Berger
Andrej Graebe
Christoph Schendel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stellantis Auto Sas Fr
Original Assignee
PSA Automobiles SA
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Filing date
Publication date
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Publication of FR3125559A1 publication Critical patent/FR3125559A1/en
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Abstract

L’invention concerne un ensemble de motorisation (1) comprenant un moteur thermique (2), un turbocompresseur (4) composé d’une turbine (4a) et d’un compresseur (4b) reliés entre eux par un arbre (4c) porté par un palier hydrodynamique (4d), un circuit de refroidissement du moteur thermique (2) destiné contenir un liquide caloporteur, caractérisé en ce que le circuit de refroidissement comprend une branche (B2) reliée au palier hydrodynamique (4d) du turbocompresseur (4) pour la lubrification du palier hydrodynamique (4d) par le liquide de refroidissement. Figure 1The invention relates to an engine assembly (1) comprising a heat engine (2), a turbocharger (4) consisting of a turbine (4a) and a compressor (4b) connected together by a shaft (4c) carried by a hydrodynamic bearing (4d), a cooling circuit of the heat engine (2) intended to contain a heat transfer liquid, characterized in that the cooling circuit comprises a branch (B2) connected to the hydrodynamic bearing (4d) of the turbocharger (4) for the lubrication of the hydrodynamic bearing (4d) by the coolant. Figure 1

Description

ENSEMBLE DE MOTORISATION AVEC UN TURBOCOMPRESSEUR LUBRIFIE PAR LE LIQUIDE DE REFROIDISSEMENTENGINE ASSEMBLY WITH A COOLANT-LUBRICATED TURBOCHARGER

La présente invention concerne le domaine des moteurs thermiques. Plus particulièrement, l’invention a pour objet un ensemble de motorisation avec un turbocompresseur lubrifié par le liquide de refroidissement du moteur thermique.The present invention relates to the field of heat engines. More particularly, the subject of the invention is an engine assembly with a turbocharger lubricated by the coolant of the internal combustion engine.

Dans le domaine automobile les véhicules sont souvent équipés d’un moteur thermique comportant un turbocompresseur de suralimentation.In the automotive field, vehicles are often equipped with a heat engine comprising a turbocharger.

Le turbocompresseur est un dispositif délicat et la lubrification des paliers de l’arbre supportant la turbine et le compresseur du turbocompresseur est un problème crucial. La lubrification sert au fonctionnement normal des paliers en formant un film d’huile entre les parties en mouvement. Elle s’effectue généralement en raccordant le turbocompresseur au circuit d’huile du moteur à combustion interne. On connait par exemple du document WO2020114803A1 un turbocompresseur à palier hydrodynamique qui peut fonctionner avec des huiles peu visqueuses.The turbocharger is a delicate device and the lubrication of the shaft bearings supporting the turbine and the turbocharger compressor is a crucial problem. Lubrication serves the normal operation of the bearings by forming a film of oil between the moving parts. It is generally carried out by connecting the turbocharger to the oil circuit of the internal combustion engine. For example, document WO2020114803A1 discloses a hydrodynamic bearing turbocharger which can operate with low-viscosity oils.

Sur les véhicules équipés d’un groupe motopropulseur hybride comprenant un moteur thermique suralimenté par un turbocompresseur et un moteur électrique de traction, le fonctionnement avec le seul moteur électrique de traction peut dépendre de la température d’huile de lubrification du moteur thermique. En effet, une température d’huile minimum peut être requise avant d’autoriser le fonctionnement du groupe motopropulseur avec le seul moteur électrique de traction, ceci afin d’éviter une lubrification insuffisante du turbocompresseur dû à la forte augmentation de la viscosité dynamique de l’huile moteur lorsque la température devient proche ou inférieure à 0°C en cas de démarrage du moteur thermique lors d’un appel de forte charge.On vehicles equipped with a hybrid powertrain comprising a combustion engine supercharged by a turbocharger and an electric traction motor, operation with the electric traction motor alone may depend on the temperature of the lubricating oil of the combustion engine. Indeed, a minimum oil temperature may be required before authorizing operation of the powertrain with the electric traction motor alone, in order to avoid insufficient lubrication of the turbocharger due to the sharp increase in the dynamic viscosity of the engine. engine oil when the temperature becomes close to or below 0°C in the event of starting of the internal combustion engine during a call for heavy load.

Or, un premier démarrage groupe motopropulseur hybride par le moteur thermique à des températures ambiantes faibles peut être perçu comme peu satisfaisant par des acquéreurs d’un véhicule hybride. Un autre inconvénient réside dans le risque du fonctionnement fréquent par temps hivernal dans l’intervalle de température d’huile compris entre 0 et +50°C. Les démarrages fréquents à basse température d’huile provoquent une dilution importante de l’huile moteur par le carburant atteignant les parois des cylindres et raclé avec l’huile moteur par la segmentation des pistons pour finir dans le bac à huile. Il faut atteindre des températures supérieures à 50°C pour accélérer l’évaporation du carburant.However, a first start of the hybrid powertrain by the internal combustion engine at low ambient temperatures may be perceived as unsatisfactory by purchasers of a hybrid vehicle. Another disadvantage is the risk of frequent operation in winter weather in the oil temperature range between 0 and +50°C. Frequent low oil temperature starts cause significant dilution of the engine oil by fuel reaching the cylinder walls and scraping with the engine oil through the piston rings and ending up in the oil pan. Temperatures above 50°C must be reached to accelerate fuel evaporation.

L’invention vise à résoudre ces inconvénients, en proposant selon l’invention un ensemble de motorisation comprenant :
-un moteur thermique (2),
-un turbocompresseur (4) composé d’une turbine (4a) et d’un compresseur (4b) reliés entre eux par un arbre (4c) porté par un palier hydrodynamique (4d),
-un circuit de refroidissement du moteur thermique (2) destiné contenir un liquide caloporteur,
caractérisé en ce que le circuit de refroidissement comprend une branche (B2) reliée au palier hydrodynamique (4d) du turbocompresseur (4) pour la lubrification du palier hydrodynamique (4d) par le liquide de refroidissement.The invention aims to solve these drawbacks, by proposing according to the invention a motorization assembly comprising:
-a heat engine (2),
- a turbocharger (4) composed of a turbine (4a) and a compressor (4b) interconnected by a shaft (4c) carried by a hydrodynamic bearing (4d),
-a heat engine cooling circuit (2) intended to contain a heat transfer liquid,
characterized in that the cooling circuit comprises a branch (B2) connected to the hydrodynamic bearing (4d) of the turbocharger (4) for the lubrication of the hydrodynamic bearing (4d) by the cooling liquid.

L’effet technique est de pouvoir assurer la lubrification du palier hydrodynamique à basse température pour des températures autour de 0°C, avec un fluide dont la viscosité dynamique est plus faible que de l’huile de lubrification pour ces températures.The technical effect is to be able to lubricate the hydrodynamic bearing at low temperature for temperatures around 0°C, with a fluid whose dynamic viscosity is lower than lubricating oil for these temperatures.

Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévus, seules ou en combinaison par rapport à l’adaptation de l’architecture moteur :Various additional characteristics can be provided, alone or in combination with respect to the adaptation of the engine architecture:

Selon une réalisation, la branche de lubrification du palier hydrodynamique par le liquide de refroidissement comprend un filtre de liquide de refroidissement disposé en amont du turbocompresseur.According to one embodiment, the branch for lubricating the hydrodynamic bearing by the coolant comprises a coolant filter arranged upstream of the turbocharger.

Selon une réalisation, la branche de lubrification du palier hydrodynamique par le liquide de refroidissement comprend une vanne disposée en amont du turbocompresseur.According to one embodiment, the branch for lubricating the hydrodynamic bearing by the cooling liquid comprises a valve arranged upstream of the turbocharger.

Selon une réalisation, le circuit de refroidissement du moteur thermique comprend une branche de refroidissement du turbocompresseur comprenant une pompe de circulation du liquide de refroidissement, la branche de lubrification du palier hydrodynamique étant une dérivation de la branche de refroidissement du turbocompresseur s’étendant entre un premier piquage sur la branche de refroidissement du turbocompresseur, entre la pompe et le turbocompresseur, et un second piquage sur la branche de refroidissement du turbocompresseur, en aval du turbocompresseur.According to one embodiment, the heat engine cooling circuit comprises a turbocharger cooling branch comprising a coolant circulation pump, the hydrodynamic bearing lubricating branch being a branch of the turbocharger cooling branch extending between a first tapping on the cooling branch of the turbocharger, between the pump and the turbocharger, and a second tapping on the cooling branch of the turbocharger, downstream of the turbocharger.

Selon une réalisation, la branche de refroidissement du turbocompresseur comprend un échangeur de chaleur entre le liquide de refroidissement et une huile de lubrification du moteur thermique disposé en amont de la pompe de circulation du liquide de refroidissement.According to one embodiment, the cooling branch of the turbocharger comprises a heat exchanger between the cooling liquid and a lubricating oil of the heat engine arranged upstream of the cooling liquid circulation pump.

Selon une réalisation, la branche de refroidissement du turbocompresseur est reliée à une sortie d’un circuit interne de liquide de refroidissement du carter-cylindre du moteur thermique, cette sortie étant reliée à une entrée de liquide de refroidissement de l’échangeur de chaleur.According to one embodiment, the cooling branch of the turbocharger is connected to an outlet of an internal coolant circuit of the cylinder block of the heat engine, this outlet being connected to a coolant inlet of the heat exchanger.

Selon une autre réalisation, la branche de refroidissement du turbocompresseur est reliée à une sortie d’un circuit interne de liquide de refroidissement du carter-cylindre du moteur thermique, cette sortie étant directement reliée à la pompe de circulation du liquide de refroidissement.According to another embodiment, the cooling branch of the turbocharger is connected to an outlet of an internal coolant circuit of the cylinder block of the heat engine, this outlet being directly connected to the coolant circulation pump.

Selon une réalisation, la sortie du circuit interne de liquide de refroidissement du moteur thermique est à proximité d’une entrée de liquide refroidissement dans le carter-cylindre.According to one embodiment, the outlet of the internal circuit of the heat engine coolant is close to a coolant inlet in the cylinder block.

Selon une réalisation, l’entrée de liquide refroidissement dans le carter-cylindre est reliée directement à une sortie d’une autre pompe de liquide de refroidissement.According to one embodiment, the coolant inlet in the cylinder block is directly connected to an outlet of another coolant pump.

L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un ensemble de motorisation selon l’une des variantes précédemment décrites.The invention also relates to a motor vehicle comprising a motorization assembly according to one of the previously described variants.

D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles :Other features and advantages will appear on reading the description below of a particular, non-limiting embodiment of the invention, made with reference to the figures in which:

: cette figure représente un premier exemple d’ensemble de motorisation selon l’invention. : This figure shows a first example of a motor assembly according to the invention.

: cette figure représente un autre exemple d’ensemble de motorisation selon l’invention. : This figure shows another example of a motor assembly according to the invention.

La présente un premier exemple d’ensemble de motorisation 1 selon l’invention. Cet ensemble comprend un moteur thermique 2 dont le carter cylindre est schématisé. Ce moteur peut être à allumage commandé ou à allumage par compression. Un tel ensemble de motorisation 1 peut équiper un véhicule automobile pour sa traction. Le moteur 2 peut comprendre plusieurs cylindres 2a, ici quatre à titre d’exemple non limitatif. Les cylindres 2a sont alimentés en air au moyen d’une ligne d’admission d’air. L’ensemble de motorisation 1 comprend une ligne d’échappement 3 et un turbocompresseur 4, composé d’une turbine 4a et d’un compresseur 4b. La turbine 4a est disposée dans la ligne d’échappement 3 et le compresseur 4b est disposé dans la ligne d’admission. La turbine 4a et le compresseur 4b sont reliés entre eux par un arbre 4c. L’arbre 4c est porté par un palier hydrodynamique 4d. Le principe du palier hydrodynamique est d’avoir un lubrifiant intercalé entre l’arbre et le palier lorsque l’arbre est en rotation par rapport au palier, ce qui permet de ne pas avoir de contact entre ces deux surfaces.There presents a first example of a motor assembly 1 according to the invention. This assembly comprises a heat engine 2, the cylinder block of which is shown schematically. This engine can be spark ignition or compression ignition. Such a motor assembly 1 can equip a motor vehicle for its traction. The engine 2 can comprise several cylinders 2a, here four by way of non-limiting example. The cylinders 2a are supplied with air by means of an air intake line. The engine assembly 1 includes an exhaust line 3 and a turbocharger 4, consisting of a turbine 4a and a compressor 4b. The turbine 4a is arranged in the exhaust line 3 and the compressor 4b is arranged in the intake line. The turbine 4a and the compressor 4b are interconnected by a shaft 4c. The shaft 4c is carried by a hydrodynamic bearing 4d. The principle of the hydrodynamic bearing is to have a lubricant inserted between the shaft and the bearing when the shaft is rotating relative to the bearing, which makes it possible not to have any contact between these two surfaces.

Le moteur thermique 2 est pourvu d’un circuit de refroidissement à l’intérieur duquel circule un liquide de refroidissement, tel qu’un mélange d’eau et d’un produit antigel tel que par exemple du mono-éthylène glycol. Ces mélanges ont une viscosité dynamique comprise entre 1.10-3et 30.10-3Pa.s pour une température proche de 0°C selon la teneur en antigel. A titre de comparaison, une huile de lubrification moteur dite 0W20 aura une viscosité dynamique d’au moins 250. 10-3Pa.s pour une température proche de 0°C.The heat engine 2 is provided with a cooling circuit inside which a cooling liquid circulates, such as a mixture of water and an antifreeze product such as, for example, mono-ethylene glycol. These mixtures have a dynamic viscosity of between 1.10 -3 and 30.10 -3 Pa.s for a temperature close to 0°C depending on the antifreeze content. By way of comparison, an engine lubricating oil called 0W20 will have a dynamic viscosity of at least 250.10 -3 Pa.s for a temperature close to 0°C.

Le circuit de refroidissement comprend un circuit interne 2b de circulation du liquide de refroidissement à l’intérieur du moteur thermique 2. Le circuit de refroidissement est destiné à prélever les calories générées par le moteur thermique et à évacuer ces dernières pour maintenir le moteur thermique à une température de fonctionnement acceptable.The cooling circuit comprises an internal circuit 2b for circulating the coolant inside the heat engine 2. The cooling circuit is intended to take the calories generated by the heat engine and to evacuate them to maintain the heat engine at an acceptable operating temperature.

Les entrées et sorties des différents organes disposés dans le circuit de refroidissement sont définies relativement au sens de circulation du liquide de refroidissement.The inlets and outlets of the various members arranged in the cooling circuit are defined relative to the direction of circulation of the coolant.

Le moteur thermique 2 est relié en sortie du circuit interne 2b à une entrée E1 d’un boitier 5 de sortie du liquide de refroidissement. Le boitier 5 est destiné à répartir le liquide de refroidissement à l’intérieur de diverses branches du circuit de refroidissement.The heat engine 2 is connected at the output of the internal circuit 2b to an input E1 of a box 5 of the coolant outlet. The box 5 is intended to distribute the coolant inside various branches of the cooling circuit.

Le boitier 5 comprend une sortie S1 de liquide de refroidissement reliée fluidiquement, au moyen par exemple d’une canalisation, à une entrée E7 d’un radiateur 7. Le radiateur7 est traversé par un flux d’air externe pour refroidir le liquide de refroidissement à l’intérieur du radiateur 7. Le radiateur 7 comprend une sortie S7 de liquide de refroidissement reliée fluidiquement, à une seconde entrée E2 du boitier 5.The box 5 comprises a coolant outlet S1 fluidly connected, for example by means of a pipe, to an inlet E7 of a radiator 7. The radiator7 is crossed by an external air flow to cool the coolant. inside the radiator 7. The radiator 7 comprises a coolant outlet S7 fluidly connected to a second inlet E2 of the box 5.

Le boitier 5 comprend une seconde sortie S2 de liquide de refroidissement reliée fluidiquement, au moyen par exemple d’une canalisation, a une entrée E6 d’une pompe 6 de liquide de refroidissement. Cette pompe 6 de liquide de refroidissement peut être animée mécaniquement en étant reliée par exemple à une courroie accessoire du moteur thermique 2. La pompe 6 de liquide de refroidissement comprend une sortie S6 reliée à une entrée du circuit interne 2b du moteur thermique 2. Le liquide de liquide de refroidissement en provenance de la seconde entrée E2 ressort par la seconde sortie S2.The box 5 includes a second coolant outlet S2 fluidly connected, for example by means of a pipe, to an inlet E6 of a coolant pump 6. This coolant pump 6 can be driven mechanically by being connected for example to an accessory belt of the heat engine 2. The coolant pump 6 comprises an output S6 connected to an input of the internal circuit 2b of the heat engine 2. The coolant liquid from the second inlet E2 exits through the second outlet S2.

Le moteur thermique 2 est pourvu d’un circuit de lubrification à l’intérieur duquel circule une huile de lubrification. Le circuit de lubrification comprend un circuit interne de lubrification, non représenté, de l’huile à l’intérieur du moteur thermique 2. Le moteur thermique 2 est relié en sortie du circuit interne de circulation de l’huile à une entrée E8 d’une pompe à huile 8. La pompe à huile 8 peut être animée mécaniquement en étant reliée par exemple à une courroie accessoire du moteur thermique 2. La pompe à huile 8 comprend une sortie S8 reliée fluidiquement à une entrée E9h d’huile d’un échangeur thermique 9. Cet échangeur thermique est un échangeur de chaleur entre l’huile de lubrification et le liquide de refroidissement. L’échangeur thermique 9 comprend une sortie d’huile S9h reliée à une entrée E10 d’un filtre à huile 10. Le filtre à huile 10 comprend une sortie S10 reliée à une entrée d’huile du circuit interne de lubrification.The heat engine 2 is provided with a lubrication circuit inside which a lubricating oil circulates. The lubrication circuit comprises an internal lubrication circuit, not shown, of the oil inside the heat engine 2. The heat engine 2 is connected at the output of the internal oil circulation circuit to an inlet E8 of an oil pump 8. The oil pump 8 can be driven mechanically by being connected for example to an accessory belt of the heat engine 2. The oil pump 8 comprises an outlet S8 fluidically connected to an oil inlet E9h of a heat exchanger 9. This heat exchanger is a heat exchanger between lubricating oil and cooling liquid. The heat exchanger 9 includes an oil outlet S9h connected to an inlet E10 of an oil filter 10. The oil filter 10 includes an outlet S10 connected to an oil inlet of the internal lubrication circuit.

Le circuit de refroidissement comprend encore une branche B1 de refroidissement du turbocompresseur 4. Dans cet exemple de réalisation, la branche B1 de refroidissement du turbocompresseur 4 est reliée en sortie du circuit interne 2b à une entrée E9e de liquide de refroidissement de l’échangeur thermique 9. L’échangeur thermique 9 comprend une sortie S9e de liquide de refroidissement reliée fluidiquement, au moyen par exemple d’une canalisation, a une entrée E11 d’une pompe secondaire 11 de liquide de refroidissement. La pompe secondaire 11 de liquide de refroidissement peut être une pompe électrique. La pompe secondaire 11 de liquide de refroidissement comprend une sortie S11 reliée fluidiquement, au moyen par exemple d’une canalisation, a une entrée 4e de refroidissement du turbocompresseur 4. Le turbocompresseur 4 comprend une sortie 4f de liquide de refroidissement reliée fluidiquement, au moyen par exemple d’une canalisation, a une entrée E12 de liquide de refroidissement disposée en amont de l’entrée E7 du radiateur 7. Ainsi le liquide de refroidissement ayant servi à refroidir le turbocompresseur 4 est retourné vers l’entrée du radiateur 7 pour l’évacuation des calories prélevées.The cooling circuit further comprises a cooling branch B1 of the turbocharger 4. In this embodiment, the cooling branch B1 of the turbocharger 4 is connected at the output of the internal circuit 2b to a coolant inlet E9e of the heat exchanger 9. The heat exchanger 9 comprises a coolant outlet S9e fluidly connected, for example by means of a pipe, to an inlet E11 of a secondary pump 11 of coolant. The secondary coolant pump 11 may be an electric pump. The secondary coolant pump 11 comprises an outlet S11 fluidically connected, for example by means of a pipe, to a fourth cooling inlet of the turbocharger 4. The turbocharger 4 comprises a coolant outlet 4f fluidically connected, by means of for example from a pipe, has a coolant inlet E12 arranged upstream of the inlet E7 of the radiator 7. Thus the coolant having been used to cool the turbocharger 4 is returned to the inlet of the radiator 7 for the evacuation of the calories taken.

Le circuit de refroidissement comprend encore une branche B2 de lubrification du palier hydrodynamique 4d par le liquide de refroidissement. Le liquide de refroidissement est ici prévu pour être le fluide intercalé entre l’arbre 4c et le palier 4d lorsque l’arbre est en rotation par rapport au palier. Le liquide de refroidissement fait donc ici la lubrification du palier 4d.The cooling circuit also includes a branch B2 for lubricating the hydrodynamic bearing 4d with the coolant. The coolant is here provided to be the fluid inserted between the shaft 4c and the bearing 4d when the shaft is rotating relative to the bearing. The coolant therefore lubricates the bearing 4d here.

La branche B2 passe par une entrée E13 de liquide de refroidissement d’une vanne 13, qui peut être une électrovanne. Le rôle de cette vanne est de permettre une coupure de l’alimentation en liquide de refroidissement du palier hydrodynamique 4d du turbo 4 et ceci indépendamment de l’état de fonctionnement des pompes à eau principale 6 ou secondaire 11. Un pilotage intelligent de la vanne 13 donne la possibilité d’alimenter le palier hydrodynamique 4c au juste besoin, tout en minimisant les fuites de liquide de refroidissement à travers l’étanchéité dynamique de l’ensemble tournant 4c vers la turbine 4a et le compresseur 4b à l’arrêt du moteur thermique 2 quand la pompe à eau secondaire 11 maintient encore une circulation dans la branche B1 afin de refroidir le turbo 4 dans des conditions d’arrêt chaud.Branch B2 passes through a coolant inlet E13 of a valve 13, which may be a solenoid valve. The role of this valve is to allow a cut in the coolant supply to the hydrodynamic bearing 4d of the turbo 4 and this independently of the operating state of the main 6 or secondary 11 water pumps. Intelligent control of the valve 13 gives the possibility of supplying the hydrodynamic bearing 4c just as needed, while minimizing coolant leaks through the dynamic sealing of the rotating assembly 4c towards the turbine 4a and the compressor 4b when the engine stops thermal 2 when the secondary water pump 11 still maintains circulation in the branch B1 in order to cool the turbo 4 in hot shutdown conditions.

La vanne 13 comprend une sortie de liquide de refroidissement reliée à une entrée d’un filtre 14 à liquide de refroidissement. Le filtre 14 à liquide de refroidissement comprend une sortie de liquide de refroidissement relié à un entrée 4g de lubrification du palier 4d. Le turbocompresseur 4 comprend une sortie 4h de liquide de refroidissement ayant servi à la lubrification du palier 4d reliée fluidiquement, au moyen par exemple d’une canalisation, a une entrée de liquide de refroidissement disposée en amont de l’entrée E7 du radiateur 7. Ainsi le liquide de refroidissement ayant servi à la lubrification du palier 4d est retourné vers l’entrée du radiateur 7 pour l’évacuation des calories prélevées.Valve 13 includes a coolant outlet connected to an inlet of a coolant filter 14. The coolant filter 14 comprises a coolant outlet connected to a lubrication inlet 4g of the bearing 4d. The turbocharger 4 comprises a coolant outlet 4h used to lubricate the bearing 4d fluidly connected, by means for example of a pipe, to a coolant inlet arranged upstream of the inlet E7 of the radiator 7. Thus the coolant used to lubricate the bearing 4d is returned to the inlet of the radiator 7 for the evacuation of the calories taken.

Dans le mode de réalisation de la la branche B2 de lubrification du palier hydrodynamique 4d est une branche en dérivation de la branche B1 de refroidissement du turbocompresseur 4, la branche B2 s’étendant entre un premier P1 sur la branche B1, en aval de la pompe secondaire 11 de liquide de refroidissement, autrement dit entre la pompe secondaire 11 de liquide de refroidissement et le turbocompresseur 4, et un deuxième piquage P2 sur la branche B1, en aval de la sortie 4f de liquide de refroidissement du turbocompresseur 4.In the embodiment of the the lubrication branch B2 of the hydrodynamic bearing 4d is a bypass branch of the cooling branch B1 of the turbocharger 4, the branch B2 extending between a first P1 on the branch B1, downstream of the secondary pump 11 of coolant , in other words between the secondary coolant pump 11 and the turbocharger 4, and a second connection P2 on the branch B1, downstream of the coolant outlet 4f of the turbocharger 4.

La présente un autre mode de réalisation de l’invention. Ce mode de réalisation consiste à prélever le liquide de refroidissement pour le refroidissement et la lubrification du turbocompresseur 4 non pas sur l’échangeur thermique 9 où sa charge calorifique est déjà assez élevée, mais d’alimenter le turbocompresseur 4 à partir d’un piquage sur le carter cylindre du moteur thermique 2, à proximité de la pompe à liquide de refroidissement 6, donc à un endroit du circuit interne 2b où le liquide de refroidissement vient de rentrer dans le carter-cylindre et que sa température est plus faible. Compte tenu de la marge plus faible du liquide de refroidissement par rapport à sa température d’ébullition, cette variante est préférée.There presents another embodiment of the invention. This embodiment consists in taking the coolant for cooling and lubricating the turbocharger 4 not from the heat exchanger 9 where its heat load is already quite high, but to supply the turbocharger 4 from a tapping on the cylinder block of heat engine 2, close to the coolant pump 6, therefore at a place in the internal circuit 2b where the coolant has just entered the cylinder block and its temperature is lower. Given the lower margin of the coolant with respect to its boiling temperature, this variant is preferred.

Ainsi ce mode de réalisation diffère du précédent mode de réalisation de la en ce que l’échangeur de chaleur 9 entre l’huile de lubrification et le liquide de refroidissement circuit de lubrification comprend toujours une entrée E9e de liquide de refroidissement reliée à une sortie de liquide de refroidissement du circuit interne 2b, mais cet échangeur thermique 9 comprend désormais une sortie S9e de liquide de refroidissement reliée fluidiquement, au moyen par exemple d’une canalisation, a une entrée E12’ de liquide de refroidissement disposée en amont de l’entrée E7 du radiateur 7. Ainsi le liquide de refroidissement ayant servi à refroidir l’huile de lubrification dans l’échangeur thermique 9 est retourné directement vers l’entrée du radiateur 7 pour l’évacuation des calories prélevées.Thus this embodiment differs from the previous embodiment of the in that the heat exchanger 9 between the lubricating oil and the lubrication circuit coolant still comprises a coolant inlet E9e connected to a coolant outlet of the internal circuit 2b, but this heat exchanger 9 now comprises a coolant outlet S9e fluidly connected, for example by means of a pipe, to a coolant inlet E12′ arranged upstream of the inlet E7 of the radiator 7. Thus the coolant having been used to cooling the lubricating oil in the heat exchanger 9 is returned directly to the inlet of the radiator 7 for the evacuation of the calories taken.

Ce mode de réalisation diffère encore du précédent mode de réalisation de la en ce que la branche B1 de refroidissement du turbocompresseur 4 est reliée à une sortie S2’ du circuit interne 2b de liquide de refroidissement directement à l’entrée E11 de la pompe secondaire 11 de liquide de refroidissement. Dans ce mode de réalisation la sortie S2’ correspond au piquage dans le carter cylindre mentionné plus haut. Comme déjà expliqué, la sortie S2’ est choisie à proximité de l’entrée dans le carter-cylindre de liquide refroidissement en provenance directe de la sortie S6 de la pompe 6 de liquide de refroidissement, afin de prélever pour la branche B1 un liquide de refroidissement dont la température est plus faible.This embodiment still differs from the previous embodiment of the in that the cooling branch B1 of the turbocharger 4 is connected to an outlet S2' of the internal coolant circuit 2b directly to the inlet E11 of the secondary coolant pump 11. In this embodiment, the output S2' corresponds to the tapping in the cylinder block mentioned above. As already explained, the outlet S2' is chosen close to the inlet into the cylinder block for coolant coming directly from the outlet S6 of the coolant pump 6, in order to take a coolant liquid for the branch B1. cooler with a lower temperature.

Dans ce mode de réalisation, la branche B2 de lubrification du palier hydrodynamique 4d est également une branche en dérivation de la branche B1 de refroidissement du turbocompresseur 4, la branche B2 s’étendant entre un piquage amont P1 sur la branche B1, en aval de la pompe secondaire 11 de liquide de refroidissement, et un piquage aval P2 sur la branche B1, en aval de la sortie 4f de liquide de refroidissement.In this embodiment, the lubrication branch B2 of the hydrodynamic bearing 4d is also a bypass branch of the cooling branch B1 of the turbocharger 4, the branch B2 extending between an upstream tapping P1 on the branch B1, downstream of the secondary coolant pump 11, and a downstream tapping P2 on branch B1, downstream of the coolant outlet 4f.

L’invention permet de s’affranchir des problèmes de lubrification du palier de turbocompresseur liés à la forte augmentation de la viscosité dynamique de l’huile à des températures proches de 0°C. La viscosité dynamique du liquide de refroidissement est en effet plus faible qu’une huile de lubrification à des températures proches de 0°C et augmente moins que l’huile de lubrification. L’invention peut être mise en place avec peu de modifications de l’architecture du moteur.The invention makes it possible to overcome the problems of lubrication of the turbocharger bearing linked to the sharp increase in the dynamic viscosity of the oil at temperatures close to 0°C. The dynamic viscosity of the coolant is indeed lower than a lubricating oil at temperatures close to 0°C and increases less than the lubricating oil. The invention can be implemented with few modifications to the architecture of the engine.

Claims (10)

Ensemble de motorisation (1) comprenant :
-un moteur thermique (2),
-un turbocompresseur (4) composé d’une turbine (4a) et d’un compresseur (4b) reliés entre eux par un arbre (4c) porté par un palier hydrodynamique (4d),
-un circuit de refroidissement du moteur thermique (2) destiné contenir un liquide caloporteur,
caractérisé en ce que le circuit de refroidissement comprend une branche (B2) reliée au palier hydrodynamique (4d) du turbocompresseur (4) pour la lubrification du palier hydrodynamique (4d) par le liquide de refroidissement.Motorization assembly (1) comprising:
-a heat engine (2),
- a turbocharger (4) composed of a turbine (4a) and a compressor (4b) interconnected by a shaft (4c) carried by a hydrodynamic bearing (4d),
-a heat engine cooling circuit (2) intended to contain a heat transfer liquid,
characterized in that the cooling circuit comprises a branch (B2) connected to the hydrodynamic bearing (4d) of the turbocharger (4) for the lubrication of the hydrodynamic bearing (4d) by the cooling liquid. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la branche (B2) de lubrification du palier hydrodynamique (4d) par le liquide de refroidissement comprend un filtre (14) de liquide de refroidissement disposé en amont du turbocompresseur (4).Assembly according to Claim 1, characterized in that the branch (B2) for lubricating the hydrodynamic bearing (4d) by the cooling liquid comprises a cooling liquid filter (14) arranged upstream of the turbocharger (4). Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la branche (B2) de lubrification du palier hydrodynamique (4d) par le liquide de refroidissement comprend une vanne (13) disposée en amont du turbocompresseur (4).Assembly according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the branch (B2) for lubricating the hydrodynamic bearing (4d) by the cooling liquid comprises a valve (13) arranged upstream of the turbocharger (4). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de refroidissement du moteur thermique (2) comprend une branche (B1) de refroidissement du turbocompresseur (4) comprenant une pompe (11) de circulation du liquide de refroidissement, la branche (B2) de lubrification du palier hydrodynamique (4d) étant une dérivation de la branche (B1) de refroidissement du turbocompresseur (4) s’étendant entre un premier piquage (P1) sur la branche (B1) de refroidissement du turbocompresseur (4), entre la pompe (11) et le turbocompresseur (4), et un second piquage (P2) sur la branche (B1) de refroidissement du turbocompresseur (4), en aval du turbocompresseur (4).Assembly according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat engine cooling circuit (2) comprises a branch (B1) for cooling the turbocharger (4) comprising a coolant circulation pump (11), the branch (B2) for lubricating the hydrodynamic bearing (4d) being a branch of the branch (B1) for cooling the turbocharger (4) extending between a first tapping (P1) on the branch (B1) for cooling the turbocharger ( 4), between the pump (11) and the turbocharger (4), and a second tapping (P2) on the branch (B1) for cooling the turbocharger (4), downstream of the turbocharger (4). Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que la branche (B1) de refroidissement du turbocompresseur (4) comprend un échangeur de chaleur (9) entre le liquide de refroidissement et une huile de lubrification du moteur thermique (2) disposé en amont de la pompe (11) de circulation du liquide de refroidissement.Assembly according to Claim 4, characterized in that the cooling branch (B1) of the turbocharger (4) comprises a heat exchanger (9) between the cooling liquid and a lubricating oil of the heat engine (2) arranged upstream of the coolant circulation pump (11). Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que la branche (B1) de refroidissement du turbocompresseur (4) est reliée à une sortie d’un circuit interne (2b) de liquide de refroidissement du carter-cylindre du moteur thermique (2), cette sortie étant reliée à une entrée (E9e) de liquide de refroidissement de l’échangeur de chaleur (9).Assembly according to Claim 5, characterized in that the cooling branch (B1) of the turbocharger (4) is connected to an outlet of an internal circuit (2b) for the cooling liquid of the cylinder block of the combustion engine (2), this outlet being connected to a coolant inlet (E9e) of the heat exchanger (9). Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que la branche (B1) de refroidissement du turbocompresseur (4) est reliée à une sortie (S2’) d’un circuit interne (2b) de liquide de refroidissement du carter-cylindre du moteur thermique (2), cette sortie (S2’) étant directement reliée à la pompe (11) de circulation du liquide de refroidissement.Assembly according to Claim 4, characterized in that the cooling branch (B1) of the turbocharger (4) is connected to an outlet (S2') of an internal circuit (2b) for the cooling liquid of the cylinder block of the heat engine (2), this outlet (S2') being directly connected to the coolant circulation pump (11). Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que la sortie (S2’) du circuit interne (2b) de liquide de refroidissement du moteur thermique (2) est à proximité d’une entrée de liquide refroidissement dans le carter-cylindre.Assembly according to Claim 7, characterized in that the outlet (S2') of the internal circuit (2b) of the cooling liquid of the heat engine (2) is close to a cooling liquid inlet in the cylinder block. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que l’entrée de liquide refroidissement dans le carter-cylindre est reliée directement à une sortie (S6) d’une autre pompe (6) de liquide de refroidissement.Assembly according to Claim 8, characterized in that the coolant inlet in the cylinder block is connected directly to an outlet (S6) of another coolant pump (6). Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble de motorisation selon l’une des revendications précédentes.Motor vehicle, characterized in that it comprises a motorization assembly according to one of the preceding claims.
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