Qu’est-ce qu’un turbocompresseur ?
Un turbocompresseur permet d’introduire de l’air comprimé dans le moteur, ce qui se traduit par une puissance plus élevée à cylindrée égale. Les petits moteurs des véhicules légers, par exemple, sont moins puissants que les gros moteurs des camions car ils absorbent moins d’air.
Cependant, l’air comprimé peut fournir plus d’air que la normale, même dans les petites cylindrées. Par exemple, un moteur d’une cylindrée de 1 000 cm3 peut fournir autant de puissance qu’un moteur d’une cylindrée de 2 000 cm3 si l’air comprimé est alimenté par un turbocompresseur.
Principe du turbocompresseur
Un turbocompresseur se compose des éléments suivants
- Turbine : composant qui tourne en utilisant les gaz d’échappement comme source d’énergie.
- Compresseur : dispositif qui comprime l’air.
- Boîtier : composant qui contrôle le flux créé par la turbine et le compresseur.
La turbine, qui a la forme d’une pale d’éolienne, est alimentée par le flux de gaz d’échappement du moteur sortant du collecteur d’échappement, et le compresseur fonctionne en conjonction avec la turbine. Il comprime l’air inspiré et l’envoie au moteur.
Utilisations des turbocompresseurs
Les turbocompresseurs étant alimentés par les gaz d’échappement du moteur, leur force réside dans leur fonctionnement à des régimes élevés, où les gaz d’échappement sont émis par le moteur. De plus, comme il utilise les gaz d’échappement, qui sont intrinsèquement émis, il est plus efficace qu’un compresseurs mécanique et peut améliorer la consommation de carburant lorsqu’il est installé.
Ils sont largement utilisés dans les automobiles, où les moteurs fonctionnent pendant de longues périodes à haut régime, ainsi que dans les navires, les générateurs, les machines de construction, les chemins de fer et les avions. Dans les automobiles et autres véhicules, ils sont souvent utilisés dans les voitures légères et compactes, car la puissance du moteur peut être augmentée pour une même cylindrée et le taux de la taxe sur les véhicules varie en fonction de la cylindrée.
Souvent, le mot “turbo” qui suit le nom d’une voiture signifie qu’elle est équipée de ce turbocompresseur.
Types de turbocompresseurs
Il existe trois types de turbocompresseurs, en fonction de leur construction :
1. Turbocompresseur simple
Ce type de turbocompresseur a une structure avec un seul turbocompresseur. En raison du poids et d’autres facteurs, ce type de turbocompresseur est principalement utilisé dans les voitures légères et compactes.
2. Turbocompresseur double
Il s’agit d’une structure à deux turbocompresseurs, mais il ne s’agit pas simplement de deux turbocompresseurs du même type, mais d’une combinaison de deux turbocompresseurs différents, dont la plupart sont conçus pour bien fonctionner dans la plage des bas régimes.
Si cela permet de réduire le décalage du turbo, qui est un principaux inconvénient des turbocompresseurs, ce type de turbocompresseur est plus lourds et plus coûteux.
3. Turbocompresseur à double spirale
Comme le turbocompresseur simple, le turbocompresseur à double volute a une structure à turbine unique, mais avec deux entrées de gaz d’échappement. Il est également appelé turbocompresseur à double entrée.
Le fait d’avoir deux entrées permet d’utiliser différemment les orifices d’admission à bas et à haut régime, ce qui minimise les effets du décalage du turbo. Comme le turbocompresseur peut fonctionner efficacement sur toute la plage de régime, il est de plus en plus utilisé depuis quelques années.
Autres informations sur les turbocompresseurs
1. Turbocompresseur électrique
Les turbocompresseurs électriques sont capables de fonctionner de manière efficace et stable dans toute la plage de régime en utilisant un moteur électrique pour faciliter le fonctionnement dans la plage des bas régimes, qui est un point faible des turbocompresseurs.
D’autre part, le fait qu’il soit équipé d’un moteur électrique présente l’inconvénient d’être plus lourd et plus cher qu’un turbocompresseur classique. En outre, la conception du moteur électrique doit pouvoir résister à la température élevée des gaz d’échappement, et le degré élevé de difficulté de conception signifie qu’il n’a pas encore été mis en œuvre dans la pratique.
2. Le turbo downsizing
Le moteur, qui est l’élément le plus lourd d’une voiture, est réduit et allégé. En installant un turbocompresseur à la place, des moteurs qui produisent la même puissance qu’avant le downsizing ont également été développés.
3. Différence avec le compresseur de suralimentation
Il existe deux types de compresseur à suralimentation : les turbocompresseurs et les compresseurs mécanique. La différence réside dans la source d’énergie et les performances. Les turbocompresseurs utilisent le flux de gaz d’échappement du moteur comme source d’énergie, tandis que les compresseurs mécanique sont alimentés par la manivelle ou la courroie du moteur.
En raison de la nature des gaz d’échappement du moteur qui l’alimentent, le turbocompresseur ne fonctionne pas bien à bas régime dès le démarrage du moteur, mais il fonctionne à mesure que le régime du moteur augmente. C’est ce qu’on appelle le décalage du turbo.
En revanche, un compresseur de suralimentation mécanique peut fonctionner correctement à bas régime dès le démarrage du moteur, car la source d’énergie est le moteur lui-même. L’inconvénient est que l’efficacité de la compression de l’air diminue à partir d’une certaine puissance, et les turbocompresseurs, qui peuvent comprimer l’air efficacement au total, sont le type de turbocompresseur le plus courant.