Le turbocompresseur

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France V-X
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Le turbocompresseur

Message par France V-X »

Le turbocompresseur


Rôle :

Le turbocompresseur permet d’augmenter les performances d'un moteur en lui fournissant la quantité d'air sous pression nécessaire à la bonne combustion de la masse de combustible injectée.


1 gramme de gasoil dans un moteur diesel, il faut au moins 15 grammes d’air. Le circuit d’alimentation en air et donc aussi important que le circuit d’alimentation en gazole pour le bon fonctionnement d’un moteur.


Emplacement :

Le turbo est fixé sur le moteur, et plus précisément entre les collecteurs d’admission et d’échappement.
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Définition :

Un turbocompresseur est un système composé de deux turbine liées par un arbre de transmission. On se sert de l’énergie cinétique d’un fluide pour entraîner la première turbine ce qui va créer de l’énergie mécanique qui va entraîner la deuxième turbine. La deuxième turbine va accélérer de l’air le plus souvent.
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Pour que le ‘’turbo’’ soit efficace, il doit tourner à un régime élevé ( 100 000 tr/min ). En dessous du régime d’accrochage ( ~ 60 000tr/min ) le ‘’turbo’’ tourne lentement ( 500 à 10 000tr/min ) en régime de veille. Le moteur fonctionne alors en phase atmosphérique.


Schéma :
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Différence entre alimentation atmosphérique et moteur suralimenté :

Un moteur atmosphérique peut être vu comme un moteur "standard", c'est à dire qu'il respire naturellement l'air extérieur grâce aux va-et-vient des pistons qui fonctionnent alors ici comme des pompes aspirantes.

Un moteur suralimenté bénéficie quant à lui d'un système additif permettant d'envoyer encore plus d'air dans le moteur. Donc en plus d'aspirer de l'air par le mouvement des pistons, on en ajoute encore par le biais d'un compresseur. Deux types existent :
  • Entrainé par l'énergie du moteur = compresseur - Supercharger
  • Entrainé par les gaz d'échappement = turbocompresseur.
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Le turbo intercooler :

L’ intercooler ou échangeur récupère l’air comprimé et chaud à la sortie du turbo pour le refroidir dans un échangeur thermique (radiateur air-air ) avant de le rediriger vers le collecteur d’admission.

L’ intercooler ou échangeur refroidit l’air compressé ( de 140° à 45°C ) avant son entrée dans les cylindres, ce qui a pour effet d’augmenter le volume d’air admis.

L’augmentation de la pression d’admission entraîne une augmentation importante de la température du mélange ( 20°C à l’entrée du turbo, > 100°C à la sortie ).
Le mélange se dilate, sa densité diminue.

Chaque abaissement de 10°C de la température d’admission permet une augmentation de puissance de ~ 3%.
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Le turbo-compound :

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Turbo-compound mécanique sur moteur Scania 12 litres 6 cylindres en ligne 350 kw (470 ch)
  1. Turbocompresseur avec volute de turbine twin scroll
  2. Compresseur
  3. Actionneur de frein d'échappement
  4. Accouplement Hydrodynamique
  5. Volant moteur
  6. Turbo-compound
Le turbo compound transforme le surplus d'énergie en puissance. Cette deuxième turbine tourne à 55000 tr/min. Son mouvement est transmis au vilebrequin.


Le Turbo à Géométrie Variable (VGT)

Le turbo à géométrie variable permet au moteur de bénéficier de performances sur toutes les plages de régime ; contrairement au turbo classique qui laisse un temps de réponse appelé « Lag ».
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A bas régimes, les ailettes sont fermées, les gaz d'échappement alors en faible quantité sont accélérés dans l'escargot de la turbine.

A haut régimes, les ailettes sont ouvertes, les gaz d'échappement vont alors directement sur la turbine.