TURBOCOMPRESSEUR

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TECHNIQUE DU TURBOCOMPRESSEUR

Bases

La puissance d’un moteur à combustion dépend de la quantité d’air et de carburant correspondante, qui sont disponibles pour la combustion dans le moteur. Pour brûler complètement 1 kg de carburant, le moteur a besoin d’env. 14 kg d’air (lambda = 1). Si la puissance du moteur doit être augmentée, il faut alimenter davantage d’air et de carburant. Une plus grande quantité de carburant a cependant uniquement du sens si une quantité suffisante d’oxygène est disponible pour la combustion, sinon le carburant est seulement consommé inutilement.

En cas de moteur d’aspiration, la puissance peut être principalement augmentée en augmentant la cylindrée ou le régime. Avec un volume de cylindre plus important, on obtient cependant des moteurs plus grands, plus lourds et également plus chers. L’augmentation du régime s’accompagne d’une série de problèmes, ex. : usure accrue. Mais si on l’augmente néanmoins, il existe un risque de sollicitation excessive des différents composants du moteur.

La solution la plus élégante pour augmenter la puissance du moteur réside ainsi dans le pré-compactage de l’air d’aspiration, à savoir le travail d’aspiration est repris au moteur. Lorsque le travail de pré-compactage est influencé par l’utilisation de l’énergie résiduelle dans les gaz d’échappement, on parle de suralimentation au sens moderne, comme cela est réalisé par exemple, par le turbocompresseur à gaz d’échappement ou le compresseur à onde de compression.

Les compresseurs à entraînement mécanique pour la suralimentation extraient au moteur la capacité utile, à savoir le rendement total économique est plus mauvais que pour une suralimentation aux gaz d'échappement.

Fonctionnement

1. Cycle d’aspiration

Le piston se déplace dans le sens du vilebrequin (point mort inférieur). La soupape d’admission est ouverte. Le mélange air-carburant est aspiré par la dépression formée.

2. Cycle de compactage

Les soupapes d’admission sont fermées et le piston se déplace dans le sens du point mort supérieur. Comme le volume du mélange d’air-carburant réduit, la pression et la température du mélange augmentent simultanément.

3. Cycle de fonctionnement

Toutes les soupapes sont fermées. Lors du compactage le plus important, le mélange d’air-carburant est allumé par la bougie d’allumage pour les moteurs à étincelles, pour les moteurs diesel, il est tellement comprimé qu’il s’auto-inflamme. Le volume du mélange d’air-carburant augmente et les gaz se dilatent, ce qui réalise un travail en comprimant le piston dans le sens du point mort inférieur.

4. Cycle de sortie

Lorsque le point mort inférieur est atteint, la soupape de décharge s’ouvre. Le piston se déplace maintenant dans le sens du point mort supérieur. L’ouverture de la soupape de décharge abaisse la pression à une valeur proche de la pression d’air extérieure. A la fin de ce cycle, la soupape de décharge se ferme et la soupape d’admission s’ouvre. Un nouveau cycle à quatre temps commence.