Installation motrice comprenant un moteur à combustion interne La présente invention a pour objet une installa tion motrice comprenant un moteur à combustion interne.
Il a déjà été proposé de suralimenter un moteur à combustion interne pour véhicule automobile en utilisant à la fois un turbocompresseur entraîné par les gaz d'échappement et un compresseur entraîné mécaniquement par une boîte répartitrice de couple disposée sur l'arbre de sortie du moteur, ces deux compresseurs étant disposés en série sur la canalisa tion d'alimentation en air du moteur. On obtient ainsi un moteur dont le couple présente une carac téristique fortement croissante pour les bas régimes.
Toutefois, dans la mise en pratique, cette disposition présentait certaines difficultés du fait qu'elle impli quait le montage d'un certain nombre d'appareils ou organes auxiliaires distants les uns des autres, et cette dispersion rendait onéreuse cette solution.
L'installation, objet de la présente invention, a pour but de pallier ces inconvénients. Elle est carac térisée par un bloc compresseur dont la partie ser vant à comprimer l'air d'alimentation du moteur est entraînée d'une part par une turbine à gaz alimentée par les gaz d'échappement du moteur et incorporée à ce bloc et, d'autre part, par une transmission mécanique elle-même reliée à une boîte répartitrice de couple entre ce bloc compresseur et l'entraîne ment des roues, cette boîte répartitrice étant montée à la sortie de l'arbre moteur.
Au dessin ci-annexé sont représentées, à titre d'exemple, les formes d'exécution de l'installation. La fig. 1 est une vue de côté d'une première forme d'exécution de l'installation, comportant un turbocompresseur et un compresseur entraîné méca niquement ; les fig. 1 a et 1 b sont des vues de détail, respec tivement en coupe de face et de profil de l'ensemble compresseur ; la fig. 2 est une vue de côté d'une seconde forme d'exécution comprenant un moteur muni d'un com presseur compound ; la fig. 3 est une vue en plan du moteur montrant la boîte répartitrice et le dispositif d'entraînement mécanique du compresseur;
la fig. 4 est une vue d'une variante d'un groupe de boîte répartitrice-compresseur, et les fig. 5 et 6 montrent une disposition compor tant l'entraînement du ventilateur du moteur.
Dans la première forme d'exécution de l'installa tion représentée en fig. 1, le moteur 1 est muni d'un bloc compact 2 logé sur le flanc du moteur à l'en droit de la sortie du collecteur d'échappement, et contenant un turbocompresseur 3 dont la turbine 4 est disposée sur la tubulure d'échappement 5, et un compresseur coaxial 6 est relié avec la tubulure d'admission d'air 7.
Le bloc 2 contient également un compresseur 8 dont la tubulure de sortie d'air est directement couplée sur l'entrée du compresseur 6, de sorte que l'air pénètre tangentiellement dans ce dernier et entre ainsi dans le turbocompresseur 3 sans perte appréciable d'énergie cinétique (fig. la, <B><I>lb).</I></B> Le compresseur 8 est entraîné par un arbre 9, qui porte des liaisons à cardan 10, 11, et qui est lui-même entraîné par l'un des arbres de sortie d'un train épicycloïdal contenu dans une boîte répartitrice de couple 12 disposée à la sortie du moteur ; le second arbre de sortie de cette boîte transmet le mouvement aux roues du véhicule sur lequel le moteur est monté.
Il est également possible, suivant une variante représentée à la fig. 2, de remplacer le turbo-com- presseur et le compresseur mécanique par un seul compresseur 13 à entraînement compound, c'est-à- dire dont l'arbre 14 est lié à une turbine 15 disposée sur les gaz d'échappement et qui est également lié par un train d'engrenages 16, 17, 18, 19 avec l'arbre 9 venant du train épicycloïdal de la boîte 12.
Avec cette solution, il sera avantageusement prévu une roue libre 20 dans le pignon 17 pour permettre au compresseur de continuer à tourner à la vitesse de la turbine lorsque l'arbre 9 diminue de vitesse ou s'arrête.
Il peut également être prévu, à la sortie de l'arbre 9, une prise de mouvement par un arbre 21 pour entraîner un ventilateur 22 avec une vitesse proportionnelle à celle de l'entraînement mécanique du compresseur.
La boîte répartitrice de couple 12 a été repré sentée de façon plus détaillée à la fig. 3. Suivant cette disposition le moteur entraîne un porte-satellite 23 et une couronne extérieure 24 est liée à l'arbre 25 allant aux roues du véhicule. Une roue planétaire centrale 26 entraîne, par l'intermédiaire d'un couple de pignons 27-28, un arbre 29 monté par des roule ments 30, 31 dans la même boîte 12.
Cet arbre porte, à sa sortie de la boîte, un disque 32 monté à glissement et qui peut être accouplé, par l'intermé- diaire de dispositifs genre synchromesh soit à gauche avec un pignon 33, soit à droite avec un cra- botage fixe 34 solidaire de la boîte 12. Ce dernier crabotage permet de bloquer le train répartiteur de couple et le transforme en surmultiplicateur de vitesse. Le pignon 33 entraîne le pignon 35 monté sur un arbre 36 pour la prise de mouvement de l'arbre 9 du compresseur.
Dans la position médiane, le disque 32 tourne librement et à l'effet d'une roue libre incorporée sur la transmission aux roues.
Avec un agencement de ce type, l'ensemble de la boîte répartitrice ne dépasse pas en volume l'em brayage classique et elle peut aisément être montée à l'emplacement prévu pour ce dernier.
On remarquera également que l'agencement per met la sortie de l'arbre 9 sur le côté de la boîte, de telle manière que cet arbre puisse s'étendre parallè lement à l'axe du moteur et aller vers l'avant en passant à côté du volant moteur 37 (fig. 3).
Il est également possible de prévoir, en prolon gement du pignon 33 du côté opposé à l'arbre 9, une prise de mouvement 38 (fig. 3) qui pourrait être éventuellement utilisée pour l'entraînement d'un compresseur mécanique 81 si l'on renonce à une disposition groupée avec le turbocompresseur et en supprimant dans ce cas l'arbre 9. Le compresseur serait alors porté par la boîte 12 et ferait corps avec elle (fig. 4). Cette prise peut aussi être utilisée pour l'entraînement du ventilateur de radiateur, celui-ci serait dans ce cas disposé en aval du moteur par exemple ainsi que représenté en 39 ou 40 aux fig. 5 et 6.
Power plant comprising an internal combustion engine The present invention relates to a power plant comprising an internal combustion engine.
It has already been proposed to supercharge an internal combustion engine for a motor vehicle by using both a turbocharger driven by the exhaust gases and a compressor driven mechanically by a torque distributor box arranged on the output shaft of the engine, these two compressors being arranged in series on the engine air supply duct. An engine is thus obtained whose torque exhibits a strongly increasing characteristic for low speeds.
However, in practice, this arrangement presented certain difficulties owing to the fact that it implied the mounting of a certain number of devices or auxiliary members distant from each other, and this dispersion made this solution expensive.
The purpose of the installation, which is the object of the present invention, is to overcome these drawbacks. It is characterized by a compressor unit, the part of which serves to compress the supply air to the engine is driven on the one hand by a gas turbine supplied by the engine exhaust gases and incorporated into this unit and, on the other hand, by a mechanical transmission itself connected to a torque distributor box between this compressor unit and the drive of the wheels, this distributor box being mounted at the outlet of the motor shaft.
In the accompanying drawing are shown, by way of example, the embodiments of the installation. Fig. 1 is a side view of a first embodiment of the installation, comprising a turbocharger and a mechanically driven compressor; figs. 1 a and 1 b are detail views, respectively in front section and in profile, of the compressor assembly; fig. 2 is a side view of a second embodiment comprising an engine fitted with a compound compressor; fig. 3 is a plan view of the engine showing the distributor box and the mechanical drive device of the compressor;
fig. 4 is a view of a variant of a distributor-compressor box unit, and FIGS. 5 and 6 show an arrangement comprising the drive of the motor fan.
In the first embodiment of the installation shown in FIG. 1, the engine 1 is provided with a compact unit 2 housed on the side of the engine in line with the outlet of the exhaust manifold, and containing a turbocharger 3 whose turbine 4 is placed on the exhaust manifold 5, and a coaxial compressor 6 is connected with the air intake manifold 7.
The block 2 also contains a compressor 8 whose air outlet pipe is directly coupled to the inlet of the compressor 6, so that the air enters tangentially into the latter and thus enters the turbocharger 3 without appreciable loss of kinetic energy (fig. la, <B><I>lb).</I> </B> The compressor 8 is driven by a shaft 9, which carries cardan joints 10, 11, and which is itself driven by one of the output shafts of an epicyclic train contained in a torque distributor box 12 disposed at the output of the engine; the second output shaft of this box transmits the movement to the wheels of the vehicle on which the engine is mounted.
It is also possible, according to a variant shown in FIG. 2, to replace the turbo-compressor and the mechanical compressor by a single compressor 13 with compound drive, that is to say, the shaft 14 of which is linked to a turbine 15 placed on the exhaust gases and which is also linked by a gear train 16, 17, 18, 19 with the shaft 9 coming from the epicyclic train of the box 12.
With this solution, a freewheel 20 will advantageously be provided in the pinion 17 to allow the compressor to continue rotating at the speed of the turbine when the shaft 9 decreases in speed or stops.
There may also be provided, at the output of the shaft 9, a power take-off via a shaft 21 to drive a fan 22 with a speed proportional to that of the mechanical drive of the compressor.
The torque distributor box 12 has been shown in more detail in FIG. 3. According to this arrangement, the motor drives a planet carrier 23 and an outer ring gear 24 is linked to the shaft 25 going to the wheels of the vehicle. A central planetary wheel 26 drives, by means of a pair of pinions 27-28, a shaft 29 mounted by bearings 30, 31 in the same box 12.
This shaft carries, when it comes out of the box, a disc 32 slidably mounted and which can be coupled, by means of devices such as synchromesh either on the left with a pinion 33, or on the right with a fixed tie. 34 integral with the gearbox 12. This latter clutch enables the torque-distributing train to be blocked and transforms it into a speed overdrive. The pinion 33 drives the pinion 35 mounted on a shaft 36 for the power take-off of the shaft 9 of the compressor.
In the middle position, the disc 32 rotates freely and with the effect of a freewheel incorporated on the transmission to the wheels.
With an arrangement of this type, the entire distribution box does not exceed in volume the conventional clutch and it can easily be mounted in the location provided for the latter.
It will also be noted that the arrangement allows the exit of the shaft 9 on the side of the box, so that this shaft can extend parallel to the axis of the motor and move forward passing through flywheel side 37 (fig. 3).
It is also possible to provide, as an extension of the pinion 33 on the side opposite to the shaft 9, a power take-off 38 (fig. 3) which could possibly be used for driving a mechanical compressor 81 if the a group arrangement with the turbocharger is dispensed with and in this case removing the shaft 9. The compressor would then be carried by the gearbox 12 and would be integral with it (fig. 4). This socket can also be used for driving the radiator fan, the latter would in this case be disposed downstream of the engine for example as shown at 39 or 40 in FIGS. 5 and 6.