Les systemes de_suralimentation...turbocompresseurs

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

2. 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.
Nicolas K-P 2/19

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

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

5. 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
Nicolas K-P 5/19
Alimentation d’huile
(refroidissement et graissage
de certaines pièces)

6. 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
Pot
d’échappement
(2)
Filtre à
air
C) Schéma fonctionnel 1 :
les flux
Roue de turbine
Nicolas K-P
6/19
Arbre entraîné par la roue de la turbine et
transmettant la force à la roue de compression.A
I
R E
X
T
E
R
I
E
U
R

7. 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

8. 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

9. 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.
Nicolas K-P 9/19
II) Les débuts du turbocompresseur.

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

11. 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.
Nicolas K-P 11/19
Compresseur G de VW Turbo d’un avion (petite taille)
RENDEMENT COMPRESSEUR < TURBO

12. Nicolas K-P 12/19
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)

13. A) Les turbos de type industriel.
Nicolas K-P 13/19
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.

14. Nicolas K-P 14/19
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)

15. Nicolas K-P 15/19
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

16. Nicolas K-P 16/19
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

17. 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

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

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