Comment fonctionne un turbocompresseur ?

Un moteur à combustion interne dépend du débit d'air pour fonctionner correctement, ainsi que de la bonne quantité de carburant pour créer le processus de combustion. Grâce à l'aspiration naturelle, un moteur s'appuie sur les différences de pression créées par l'ouverture et la fermeture des soupapes d'admission, ce qui crée un flux d'air dans la chambre de combustion.

Avec les progrès de la technologie et la poursuite de l'augmentation de l'efficacité d'un moteur, il existe de nombreuses façons d'augmenter les performances d'un moteur en plus d'augmenter sa cylindrée. L'une de ces technologies est la turbocompression.

Comment fonctionne un turbo ?

Un turbocompresseur est un additionneur de puissance de type centrifuge qui utilise la pression, le volume et la température des gaz d'échappement pour faire tourner une turbine dans le flux d'échappement. Les principaux composants d'un turbocompresseur sont la turbine, le carter de turbine, le support de palier central, le compresseur et le carter de compresseur.

La turbine est reliée par un arbre à la roue du compresseur, qui comprime la charge d'air avant d'entrer dans le moteur. Lorsqu'un moteur tourne, des différences de pression sont créées par l'action des pistons en mouvement et l'ouverture des soupapes. Lorsque la soupape d'échappement s'ouvre, l'impulsion haute pression et haute température sort de la chambre de combustion et est acheminée vers le carter de turbine du turbocompresseur.

Lorsque l'air traverse le boîtier, l'impulsion d'échappement fait tourner la turbine, qui à son tour fait tourner la roue du compresseur. La roue du compresseur remplit deux fonctions :d'abord, les aubes de la roue aspirent l'air d'admission, puis les aubes utilisent la force centrifuge pour pousser l'air dans le boîtier du compresseur.

Lorsque l'air est poussé dans le carter du compresseur, il devient pressurisé en raison du volume d'air et de la force centrifuge. Lorsqu'un volume suffisant est forcé à travers le compresseur, il atteint un point où il surmonte la cylindrée du moteur en pouces cubes et crée une pression positive dans le collecteur d'admission.

Lorsque cela se produit, un boost est créé. Lorsqu'il y a plus d'air disponible pour le moteur, le moteur peut utiliser plus de carburant. Avec plus de carburant et d'air comprimé dans la chambre de combustion, les pressions sont plus élevées, ce qui pousse les pistons vers le bas plus fort et plus rapidement, créant ainsi plus de puissance !

Il existe deux manières courantes de contrôler la pression de suralimentation sur un turbocompresseur :

• Wastegate : La soupape de décharge est une soupape du côté échappement du turbo. Il s'ouvre pour permettre aux gaz d'échappement de contourner le carter de turbine. Ceux-ci peuvent être montés à l'extérieur ou coulés dans le carter de la turbine.
• Vanne de purge : Une soupape de décharge (BOV) est placée dans le flux d'air d'admission pour contrôler et relâcher la pression avant d'entrer dans le moteur. Cette vanne s'ouvre lorsque le papillon des gaz est fermé pour éviter les surtensions.

Les turbocompresseurs sont un excellent moyen d'améliorer les performances d'un moteur à combustion interne sans solliciter davantage le moteur. Étant donné qu'un turbocompresseur repose sur les gaz d'échappement pour fonctionner, il n'y a pas de connexion mécanique avec le moteur. Une chose à garder à l'esprit est que tout ce que le moteur doit tourner nécessite un certain degré de puissance du moteur pour fonctionner.

À quoi ressemble un turbo ?

Vous vous demandez à quoi ressemble un turbocompresseur ? L'unité réelle ressemble à une paire de ventilateurs en forme d'escargot :

Ces choses à savoir avant d'installer un turbocompresseur

L'installation d'un turbocompresseur sur un moteur peut être assez facile. Cependant, il existe de nombreux facteurs à prendre en compte pour la construction de votre moteur avant d'appliquer tout cet air supplémentaire, notamment :

Composants du moteur de base

Les fabricants d'équipement d'origine utilisent généralement des pistons en fonte d'aluminium, des bielles en acier poudré et des vilebrequins en fonte. Bien que ces pièces soient fiables sur les moteurs à aspiration naturelle, leur résistance sera compromise lors de l'ajout d'un moteur à un moteur.

Selon votre construction, des pistons et des bielles en aluminium forgé peuvent être recommandés. Les vilebrequins en acier sont disponibles sur le marché secondaire et sont beaucoup plus solides que la fonte.

Intercooler

Lorsque l'air est comprimé, la température de l'air augmente également. Le problème majeur avec la température de l'air chaud est que la densité des molécules d'oxygène est plus éloignée les unes des autres, ce qui peut affecter considérablement votre puissance de sortie.

Pour lutter contre cette augmentation de température, un refroidisseur intermédiaire doit être utilisé pour abaisser la température de l'air avant qu'il n'entre dans le moteur. La baisse de température réduira également le risque de cliquetis et de détonation du moteur, qui peuvent être très destructeurs pour votre moteur !

Approvisionnement en carburant supplémentaire

Lorsque vous ajoutez plus d'air à un moteur, plus de carburant sera nécessaire pour maintenir une combustion efficace. Dans certains cas, votre système de carburant d'usine peut ne pas être en mesure de suivre l'approvisionnement en carburant nécessaire. Des pompes à carburant à haut débit, des conduites de carburant plus grandes et des régulateurs de pression de carburant réglables peuvent garantir que vous disposez d'une quantité suffisante de carburant pour le moteur sous toutes les commandes de charge.

Réglage de l'ordinateur

Avec les nouveaux véhicules contrôlés par ordinateur, il est un peu plus difficile de compenser les augmentations de débit d'air. Il existe de nombreuses sociétés de rechange qui fournissent des mélodies flash et des programmeurs qui aident à garantir qu'un système de gestion du moteur peut tout contrôler.

Règlements

Une chose qu'il est important de vérifier avant d'installer un turbocompresseur est de s'assurer qu'il est légal de le faire dans votre région. La Californie, par exemple, a des réglementations sur les émissions qui exigent l'utilisation de certaines pièces si des turbos doivent être ajoutés. Assurez-vous de consulter les lois et règlements de votre région !

Apprenez le réglage des performances du moteur à l'UTI

Les étudiants qui s'inscrivent au programme de technologie automobile de l'Universal Technical Institute (UTI) ont la possibilité de travailler sur le terrain avec des moteurs, y compris des pièces comprenant des turbocompresseurs et des compresseurs.

Le cours Emission Legal Performance Tuning enseigne spécifiquement comment utiliser différents logiciels de réglage pour calculer le turbocompresseur correct pour un moteur spécifique. Ce cours permet aux étudiants d'effectuer des modifications et de changer des paramètres dans le calculateur moteur.

Vous pouvez obtenir votre diplôme du programme en moins d'un an⁷ avec ces connaissances précieuses, qui pourraient être appliquées à une carrière en demande dans l'industrie.¹ Faites le premier pas et demandez plus d'informations dès aujourd'hui !