Qu'est-ce qu'un turbocompresseur ?
Un turbocompresseur comprime l'air dans la chambre de combustion pour générer plus de puissance. L'air comprimé a une densité plus élevée que l'air ambiant, ce qui augmente la quantité de carburant pouvant être brûlé efficacement dans la chambre de combustion (plus d'air = plus d'oxygène pour la combustion). Augmenter la quantité de carburant brûlé efficacement a un impact direct sur la puissance du moteur (la puissance augmente) et permet ainsi d'obtenir un rapport puissance/poids plus élevé pour un moteur équipé d'un turbocompresseur par rapport à un moteur sans.
Environ 30-35% de l'énergie thermique d'un moteur est perdue par le système d'échappement, mais un turbocompresseur réduit cette perte à environ 20%.
Quelles sont les principales parties d'un turbocompresseur ?
Le turbocompresseur se compose de trois parties principales : le compresseur, la turbine et l'ensemble rotatif du moyeu central (CHRA). Le compresseur et la turbine sont reliés par un arbre commun, de sorte que les deux fonctionnent à la même vitesse (même tr/min).
Turbine de gaz d'échappement du turbocompresseur
Comment fonctionne un turbocompresseur ?
La vidéo ci-dessous est un extrait de notre Cours vidéo en ligne sur les fondamentaux des moteurs diesel (Partie 1).
Les gaz d'échappement de la chambre de combustion sont dirigés vers la turbine du turbocompresseur, ce qui la fait tourner. Parce que la turbine tourne, la roue du compresseur tourne également (arbre commun).
Le compresseur comprend l'air et le dirige vers un intercooler. La compression de l'air augmente sa température, ce qui réduit sa densité. Un intercooler est utilisé pour refroidir l'air, ce qui augmente à nouveau sa densité. L'air comprimé refroidi est ensuite envoyé dans la chambre de combustion.
Boucle de rétroaction
Le processus décrit ci-dessus est une boucle de rétroaction car la quantité d'air fournie au moteur est déterminée par la vitesse de la turbine, qui est déterminée par la quantité de gaz d'échappement évacuée de la chambre de combustion. Comme une masse d'air plus importante est introduite dans la chambre de combustion, plus de carburant peut être brûlé efficacement.
Avantages
- Augmentation de la puissance pour des moteurs de taille similaire.
- Efficacité thermique supérieure (car les gaz d'échappement sont utilisés pour un travail utile).
- Rentable. La puissance du moteur est augmentée, mais les coûts de fabrication et de matériaux restent à peu près les mêmes.
Composants 3D
Ce modèle 3D montre tous les composants majeurs associés à un turbocompresseur typique, notamment :
- Roue du compresseur
- Roue de la turbine
- Arbre principal
- Boîtier
- Paliers
- Clips de retenue
Ressources supplémentaires
https://www.explainthatstuff.com/how-turbochargers-work.html