Les turbocompresseurs sont ils devenus incontournables? Le Turbocompresseur Moteurs suralimentés Les turbocompresseurs sont ils devenus incontournables? Nicolas K-P 1/19

INTRODUCTION 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. Moteur thermique: Mélange air/essence suffisant. Turbo : augmente la pression de l’air injecté dans le moteur, et aussi la quantité. Résultat: meilleure combustion! Nicolas K-P 2/19

Le Turbocompresseur I) Principe et fonctionnement. II) Les débuts du turbocompresseur. III) Le turbo de nos jours. Nicolas K-P 3/19

I) Principe et fonctionnement. A) Qu’ est ce qu’un turbocompresseur? Composition d’un turbo (GARETT) Vue schématique d’un turbocompresseur décomposition d'un Turbo (GARETT) Nicolas K-P 4/19

B) Principe Alimentation d’huile (refroidissement et graissage de certaines pièces) 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. Gaz d’échappement (forte vitesse et forte pression : énergie cinétique) Arbre de transmission entraînant la roue du compresseur. (énergie mécanique) Énergie cinétique Énergie mécanique Nicolas K-P 5/19

C) Schéma fonctionnel 1 : les flux Nicolas K-P Pot d’échappement Arbre entraîné par la roue de la turbine et transmettant la force à la roue de compression. (2) A I R (1) Gaz d’echappement Roue de turbine EX T ER I EUR INTERCOOLER (optionnel) Filtre à air MOTEUR (4) Roue de compresseur (3) Air sous pression et donc chauffé, directement admis dans les pistons (ou bien refroidit par un dispositif annexe, appelé INTERCOOLER). 6/19

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. Nicolas K-P 7/19

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).Ce dispositif s’appelle « waste Gate ». d’un dispositif de refroidissement par huile à cause du delta de t° (d’environ 650°C) ainsi que pour graisser certaines pièces mécaniques. Nicolas K-P 8/19

A) Les premières utilisations II) Les débuts du turbocompresseur. A) Les premières utilisations 1ère turbine à air = 150 av J.C BREVET du turbocompresseur déposé en 1905 par un suisse, Alfred Büchi. 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. Nicolas K-P 9/19

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). Compresseur pour VIPER RT/10. Nicolas K-P 10/19

C) Comparaison compresseur conventionnel et turbocompresseur: 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. Compresseur G de VW Turbo d’un avion (petite taille) RENDEMENT COMPRESSEUR < TURBO Nicolas K-P 11/19

D) Passage à la généralité SAAB fut le premier à vendre des camions avec turbo en 1967. Renault le démocratise en gagnant un Grand Prix de France de Formule 1 avec une voiture Turbo en 1979. Formule 1 de Jabouille de 1979 (gagnante du GP de France) Aujourd’hui tous les constructeurs automobile ont des moteurs turbocompressés, plus ou moins puissant en fonction des besoins. Nicolas K-P 12/19

III) Le turbo de nos jours. A) Les turbos de type industriel. PLUSIEURS UTILISATIONS : Barrages hydraulique Produire de l’électricité Aviation civile Réacteurs d’avions Aviation militaire Lancement de missile marine Soutien d’alimentation Utilisation terrestre Groupe auxiliaire Nicolas K-P 13/19

B) Quelques exemples: Turbo pour engins de Travaux Publics - monté sur une pelle Turbo CATERPILLAR pour moteur marin ou industriels TURBOMECA : entreprise Française qui construit des turbos (avion, hélicoptères, missiles, chars, groupe auxiliaires, etc) Nicolas K-P 14/19

Variable Turbinen-Geometrie C) Le VTG Variable Turbinen-Geometrie 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 Principe identique à celui du turbo « simple ». Nicolas K-P 15/19

La turbine du compresseur est beaucoup plus complexe. 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 Nicolas K-P 16/19

Les turbos LES + Taux d’admission d’air très élevés. Fonctionnement optimisé grâce à des évolutions Faible besoin de maintenance et grande fiabilité Rapport prix performance proche de 1. LES - Grandes contraintes à la fabrication (vitesses de rotation et différences de température très élevées ) Coût encore élevé du fait des matériaux Mise en place des fois compliquée dans les voitures Nicolas K-P 16/17

TAUX D’ADMISSION ELEVE AGREMENT DE CONDUITE AMELIORE Le Turbo est donc incontournable pour augmenter les performances d’un véhicule. TAUX D’ADMISSION ELEVE AGREMENT DE CONDUITE AMELIORE GRAND RENDEMENT Nicolas K-P 18/19

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/ Nicolas K-P 19/19