L'ART OBSCUR DE LA TURBO COMPRESSION . PARTIE 1
Dans le cadre de notre série sur les moteurs à combustion interne, nous avons simplement dû ajouter un sujet supplémentaire. Afin que quiconque lisant la série puisse comprendre les bases de la combustion interne et, en guise de dernière partie, je veux parler de l'un de mes sujets préférés : la turbo compression.
La plupart de mes connaissances proviennent de mes années d'expérience dans la turbo compression et la modification de voitures turbocompressées. Encore une fois, je citerai mon « professeur » A. Graham Bell et l'un des livres que j'ai appréciés ou dont j'ai vu l'exactitude : Forced Induction Performance Tuning A Practical Guide to Supercharging and Turbocharging.
I. Qu'est-ce qu'un turbocompresseur ?
Un turbocompresseur ou turbo en abrégé est un dispositif mécanique fixé à l'échappement du moteur (généralement près du début du collecteur d'échappement) qui utilise les gaz d'échappement générés par le moteur pour produire de l'air sous pression. Comme nous l'avons mentionné dans nos articles précédents, nous considérons que la pression atmosphérique est de -101 325 Pa (1 013,25 hPa), ce qui équivaut à 1 013,25 millibars, 760 mm Hg, 29,9212 pouces Hg ou 14,696 psi. L'unité ATM est à peu près équivalente à la pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer sur Terre ; c'est-à-dire que la pression atmosphérique de la Terre au niveau de la mer est d'environ 1 ATM. Tout ce qui est en dessous de cette valeur est considéré comme une pression (vide artificiel) ou inférieure à la pression atmosphérique. Cela signifie que tout ce qui est au-dessus de la pression atmosphérique est considéré comme une pression « BOOST ». Comme nous l'avons dit précédemment, les moteurs ne sont rien d'autre que des pompes d’air : plus il y a d'air et de carburant, plus la puissance en sort. En ce sens, les turbocompresseurs créent un art obscur et magique où ils prennent le sous-produit de la combustion interne, puis le transforment en plus de puissance.
II. Comment fonctionne un turbo ?
Ce n’est pas compliqué – il faut des gaz d’échappement qui font tourner l’hélice chaude qui est contenue dans la partie chaude en raison de l’échappement chaud du turbocompresseur appelé « le côté chaud » – ceux-ci sont généralement en fonte et abritent une demi-hélice. Cette hélice est fixée à une autre hélice via un arbre commun à l’intérieur d’une cartouche et de l’autre côté – cette deuxième hélice est contenue à l’intérieur du « côté froid » du turbo parce que les gaz d’échappement accélérés chauds font tourner le côté chaud et génèrent de l’air sous pression, cet air entre dans l’admission du moteur et nous forçons essentiellement plus d’air dans le moteur, lorsque nous ajoutons plus de carburant, plus d’étincelle et un timing avancé, nous avons plus de puissance en utilisant un sous-produit. Cela rend fondamentalement un moteur à combustion interne beaucoup plus efficace. Sur le côté froid du turbo, il y a une admission d’air non pressurisé pour augmenter son potentiel, le côté chaud du turbo contient une ouverture d’échappement pour décharger l’excès de gaz d’échappement car ils deviennent parfois trop importants pour le turbo. À l’intérieur du côté chaud du turbo, il y a un autre dispositif (parfois détaché du turbo) appelé la soupape de décharge, cette soupape de décharge fait exactement ce qu’elle dit sur l’étiquette – c’est une soupape à diaphragme qui a un seuil et après que la quantité de gaz d’échappement dépasse ce seuil, elle ouvre une porte pour libérer l’excès de gaz d’échappement dans l’échappement du véhicule soit directement, soit via un « tuyau de décharge». Il s’agit d’une méthode de régulation simple. Voici une représentation visuelle de la situation basée sur la partie échappement et compression du turbo – la roue de turbine, les carters, la roue de compresseur et l’arbre :
Avec l’aimable autorisation d’innovation discoveries space.
III. Application du turbo.
Lorsque vous avez un turbocompresseur dans le véhicule d’usine, il a ses limites dans votre véhicule, il doit survivre à 200 000 km et ainsi de suite. Cette limitation est définie par l’A/R du turbocompresseur qui est une représentation de la surface par rapport au rayon qui est un simple calcul de la quantité d’air que le turbo peut potentiellement introduire dans votre moteur à combustion interne, le rayon de la roue du compresseur sur la surface de la sortie du carter du compresseur. Disons que le turbo d'une voiture d'usine est limité à environ 70 % de son potentiel, lorsque vous forcez le turbo à augmenter la pression de suralimentation, vous obtiendrez plus de puissance mais le moteur s'appauvrira - vous avez besoin de plus de carburant et de plus d'étincelles à un moment différent. Donc, augmenter simplement la pression ne sera pas une bonne solution car la combustion pauvre (en dessous de la stœchiométrie) provoquera un gros boom (pas dans le bon sens).
Dans l'un de nos prochains sujets sur les turbocompresseurs, nous discuterons de l'idée du refroidissement intermédiaire, des différentes méthodes et idées. À bientôt et essayez de vous amuser au travail.
Alek
