Les turbocompresseurs sont ils devenus incontournables?

Moteurs suralimentés

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INTRODUCTION

Moteur thermique:

Mélange air/essence suffisant.

Turbo : augmente la pression de l’air injecté dans le moteur, et aussi la quantité.

Résultat: meilleure combustion!

Définition:

Un turbo 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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I) Principe et fonctionnement.

II) Les débuts du turbocompresseur.

III) Le turbo de nos jours.

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A) Qu’ est ce qu’un turbocompresseur?

Composition d’un turbo (GARETT)

Vue schématique d’un turbocompresseur

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décomposition d'un Turbo (GARETT)

I) Principe et fonctionnement.

Gaz d’échappement (forte vitesse et forte pression : énergie

cinétique)

Turbine du turbo entraînée par les gaz d’échappement.

Roue du compresseur qui

sert a mettre sous pression l’air admis dans le moteur, la roue tourne à la

même vitesse que la turbine du turbo.

Arbre de transmission entraînant la roue du compresseur. (énergie

mécanique)

Énergie cinétique

Énergie mécanique

B) Principe

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Alimentation d’huile (refroidissement et graissage

de certaines pièces)

Roue de compresseur

(1) Gaz d’echappement

(3) (4)

Air sous pression et donc chauffé, directement admis dans les pistons (ou bien refroidit par un dispositif annexe, appelé INTERCOOLER).

INTERCOOLER(optionnel)

MOTEUR

Potd’échappement

(2)

Filtre à air

C) Schéma fonctionnel 1 : les flux

Roue de turbine

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Arbre entraîné par la roue de la turbine et transmettant la force à la roue de compression.A

I R

EX T ER I EUR

D) Schéma fonctionnel 2 : le turbo en coupe

1 Arrivée d’air frais

2 Air compressé amené à l’injecteur

3 Pression de suralimentation

4 Gaz d’ échappement allant vers la turbine

5 Dépression des gaz si trop importante en sortie de piston

6 Gaz chaud d’échappement allant vers le pot.

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E) Les caractéristiques du turbocompresseur

Le turbocompresseur a besoin:

d’une régulation de la pression pour que sa vitesse de rotation ne soit pas trop importante (déjà d’environ 130000tr/min).Cedispositif s’appelle « wasteGate ».

d’un dispositif de refroidissement par huile à cause du delta de t° (d’environ 650°C) ainsi que pour graisser certaines pièces mécaniques.

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A) Les premières utilisations

BREVET du turbocompresseur déposé en 1905 par un suisse,

Alfred Büchi.

1ère turbine à air = 150 av J.C

Une des premières utilisations :

avion de chasse Renault pendant la guerre de 1914 -1918

Les turbos sont très répandus dans la course automobile, même si maintenant beaucoup de disciplines ont décidé de

l’interdire.

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II) Les débuts du turbocompresseur.

B) Du compresseur au turbocompresseur

Le compresseur est une roue (ou ensemble de pales) entraîné(s) par le moteur, donc raccorder à l’arbre moteur par une courroie (méthode la plus répandue).

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Compresseur pour VIPER RT/10.

C) Comparaison compresseur conventionnel et turbocompresseur:

Compresseur:utilise la puissance du moteur pour entraîner sa roue et accélérer l’air qui va dans le moteur.

Turbo:

système à 2 roues liées par un arbre, utilisant la pression des gaz d’échappement pour tourner.

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Compresseur G de VW Turbo d’un avion (petite taille)

RENDEMENT COMPRESSEUR < TURBO

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SAAB fut le premier à vendre des camions avec turbo en 1967.

D) Passage à la généralité

Renault le démocratise en gagnant un Grand Prix de France de Formule 1 avec une voiture Turbo en

1979.

Aujourd’hui tous les constructeurs automobile ont des moteurs turbocompressés, plus ou moins puissant en fonction des besoins.

Formule 1 de Jabouille de 1979

(gagnante du GP de France)

A) Les turbos de type industriel.

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PLUSIEURS UTILISATIONS : Barrages hydraulique Produire de l’électricité

Aviation civile

Aviation militaire

Utilisation terrestre

marine

Réacteurs d’avions

Lancement de missile

Soutien d’alimentation

Groupe auxiliaire

III) Le turbo de nos jours.

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Turbo CATERPILLAR pour moteur marin ou industriels

Turbo pour engins de Travaux Publics - monté sur une pelle

B) Quelques exemples:

TURBOMECA : entreprise Française qui construit des turbos (avion, hélicoptères, missiles, chars, groupe auxiliaires, etc)

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C) Le VTG Variable Turbinen-Geometrie

Principe identique à celui du turbo

« simple ».

BUT: augmenter la

plage de fonctionnement du turbo sur un moteur (diesel).

Très utilisé chez AUDI sur

ses moteur TDI, mais aussi

chez BMW, MERCEDES,

RENAULT

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Le VTG (suite)

En détail :

La turbine du compresseur est beaucoup plus

complexe.

Changement de position des aubes

variables en fonction de la pression sur

l’accélérateur.Aube variable

Les turbos

LES +

Taux d’admission d’air trèsélevés.

Fonctionnement optimisé grâceà des évolutions

Faible besoin de maintenanceet grande fiabilité

Rapport prix performanceproche de 1.

LES -

Grandes contraintes à lafabrication (vitesses de rotationet différences de températuretrès élevées )

Coût encore élevé du fait desmatériaux

Mise en place des foiscompliquée dans les voitures

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TAUX D’ADMISSION

ELEVE

GRAND RENDEMENT

AGREMENT DE

CONDUITE AMELIORE

Le Turbo est donc incontournable pour

augmenter les performances d’un

véhicule.

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SOURCES

• N°2 collection fonctionnement et maintenance du véhicule : MOTEURS édition DELTA PRESS , écrit par G. Bodin, J.L Cournut , S. Picard

• http://images.google.fr/

• http://aerostories.free.fr/ , http://www.audi-tourisme.com/

• http://wikipedia.fr/

• http://www.turbosonline.fr/

• http://www.ac-grenoble.fr/

• http://www.turbomeca.com/ , http://www.microturbo.fr/

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