Avec les progrès continus de la productivité sociale et de la technologie, comment la demande des gens en véhicules de transport peut-elle continuer à augmenter et comment un moteur de petite cylindrée peut-il se transformer en un moteur de grande cylindrée ? La technologie de pressurisation est l’une des méthodes les plus efficaces. La technologie de pressurisation de l’admission d’air que nous utilisons actuellement dans les moteurs automobiles est née de la nécessité de voler à haute altitude. Nous savons tous que le moteur général utilise le piston pour descendre pour former un vide et aspire de l’air pour réaliser le processus d’admission d’air. C’est ce qu’on appelle un moteur à aspiration naturelle. Parce que la méthode d’aspiration naturelle réalise l’action d’admission « passive », l’efficacité de l’admission d’air n’est pas élevée en raison de l’air raréfié à haute altitude, ce qui affecte considérablement le fonctionnement du moteur. Afin d’améliorer l’efficacité d’admission du moteur, il a inventé la technologie d’admission sous pression.
Le turbocompresseur et le compresseur sont deux manières différentes de pressuriser l’admission. La principale différence réside dans la façon dont le compresseur est entraîné. Les premiers turbocompresseurs étaient tous des compresseurs mécaniques. Ils s’appelaient Superchargers lorsqu’ils ont été inventés, et ils ont ensuite été développés pour distinguer les deux. Au début, le turbocompresseur s’appelait Turbo Supercharger, et le compresseur s’appelait Mechanical Supercharger. Au fil du temps, les deux ont été réduits respectivement à Turbocharger et Supercharger. Les Allemands ont appelé le compresseur Kompressor à cause de la langue allemande. C’est pourquoi le moteur suralimenté 1.8L de Mercedes-Benz est appelé 200K. Le vocabulaire allemand Kompressor est également imprimé sur d’autres voitures allemandes équipées d’un compresseur. sur.
Le mécanisme et le principe de fonctionnement du turbochangeur :
« Les ventilateurs de turbo atteignent souvent des dizaines de milliers de tours en fonctionnement normal. »
La suralimentation est entraînée par les gaz d’échappement du moteur. La turbine se compose de deux parties. L’un est l’extrémité de pressurisation de l’air frais (roue de pompe de compression) et l’autre est l’extrémité d’entraînement des gaz d’échappement (turbine d’échappement). Il y a une roue aux deux extrémités et il y a une fuite entre les deux turbines sur le même arbre. Le Wastegate est situé sur le côté de la turbine d’échappement. Lorsque la pression de la turbine de compression est trop élevée, la pression appuie sur la gâchette pour ouvrir la soupape de la turbine d’échappement et abaisser la pression pour éviter une pressurisation excessive.
Turbocompresseur utilisé dans le moteur classique 1.8T du groupe VW
Le roulement de l’axe de la turbine est la conception du roulement à l’intérieur du manchon de la douille. La conception du roulement peut être divisée en roulement à billes et roulement flottant. La puissance de rotation de la roue du turbocompresseur provient des gaz d’échappement. Les gaz d’échappement entraînent la turbine, de l’autre côté de la turbine, les pales compriment l’air. Le boîtier du turbocompresseur est en alliages de nickel, de chrome et de silicium, et les arbres sont en alliages de chrome et de molybdène. Plus important encore, le turbocompresseur fonctionne dans des conditions de température et de vitesse élevées. Afin d’assurer son fonctionnement normal, le turbocompresseur est rempli d’huile et de liquide de refroidissement pour assurer une lubrification et un refroidissement efficaces et améliorer les conditions de travail. .
« Schéma de fonctionnement du turbocompresseur »
Les gaz d’échappement émis par le moteur avec une température élevée et une certaine pression pénètrent dans le compresseur, et la turbine entraînant l’arbre tourne à une vitesse pouvant atteindre des dizaines de milliers, voire des centaines de milliers de tours par minute. Au ralenti, la vitesse de la roue est de 12 000 tr/min, lorsque l’ensemble Lorsque la charge est appliquée, la vitesse de rotation de la roue peut dépasser 135 000 tr/min, et les roulements ordinaires ne peuvent pas résister aux températures élevées et à l’usure causées par de telles vitesses élevées. Par conséquent, la lubrification et le refroidissement de l’huile dans le système de turbocompresseur sont essentiels. Les moteurs diesel ont également de nombreux systèmes de turbocompresseur, et la valeur de suralimentation maximale des moteurs diesel est généralement supérieure à la valeur maximale des moteurs à essence. C’est aussi pour les besoins de bonne dissipation thermique du turbocompresseur qu’un véhicule équipé d’un turbocompresseur nécessite généralement un fonctionnement au ralenti avant de s’éteindre.
Modèles représentatifs de moteurs à turbine :
« FAW-Volkswagen Magotan est équipé d’un moteur 2.0TSI. »
« La Subalu Impreza est équipée d’un moteur 2,5T opposé horizontalement. »
« La BMW 750Li est équipée d’un moteur V8 Twin Turbo. »
« Turbocompresseur parallèle utilisé sur BMW Série 7 »
Technologie de pale à géométrie de turbine variable VTG de Porsche
Turbocompresseur A/R :
La valeur A/R est souvent indiquée dans le livret de vente du turbocompresseur du marché du remontage pour exprimer les caractéristiques de la turbine. A est la zone, qui fait référence à la section transversale de la turbine à aubes recevant l’entrée latérale la plus étroite des gaz d’échappement. L’aire de la section transversale, R est le rayon (rayon), fait référence à la distance entre le point central de A (aire de la section transversale) et le point central du corps de la turbine, et le rapport de l’aire à la distance entre deux points centraux est la valeur A/R.
Une valeur A/R plus petite indique que l’entrée est relativement petite et que l’inertie de démarrage de l’aube de turbine est faible, la vitesse d’écoulement est relativement élevée, la réaction à faible rotation est relativement bonne et l’effet d’hystérésis de la turbine n’est pas évident . Au contraire, plus la valeur A/R est grande, plus l’entrée est grande, plus l’inertie de la pale est élevée, plus la réaction est lente, et l’hystérésis turbo est plus évidente, mais les performances sont beaucoup plus intenses à haute tourner. En termes simples, la valeur A/R peut atteindre environ 0,7 pour les turbines à puissance élevée, tandis que la valeur A/R est d’environ 0,2 pour les turbines à faible couple. La technologie d’aube à géométrie de turbine variable VTG de Porsche permet d’obtenir différentes caractéristiques de turbine en modifiant la valeur A/R de la turbine.
Structure du compresseur et principe de fonctionnement :
La force motrice du compresseur de suralimentation provient du vilebrequin du moteur. Généralement, la courroie est utilisée pour connecter la poulie de vilebrequin, qui entraîne indirectement la torsion du vilebrequin pour entraîner le compresseur afin d’atteindre l’objectif de suralimentation. Selon les différentes structures, il existe de nombreux types de suralimentation mécanique, notamment Vane, Roots, Wankle, etc. Le mouvement du piston est également considéré comme un type de suralimentation mécanique. Aujourd’hui, le turbocompresseur Lodz est le plus utilisé, et c’est le point chaud pour la conversion. Le turbocompresseur Lodz dispose de deux types de rotors à double pale et à trois pales. À l’heure actuelle, le rotor à double pale est plus courant. Sa structure consiste à installer deux rotors en forme de serpentin dans le boîtier de forme ovale, et il y a un très petit espace entre les rotors. Au lieu d’être directement connecté, l’arbre tournant de l’un des rotors est lié à la poulie menée par emboîtement des engrenages hélicoïdaux. L’embrayage électromagnétique est monté sur la poulie de l’arbre du rotor. Lorsque la suralimentation n’est pas requise, l’embrayage est relâché pour arrêter la suralimentation et l’embrayage est contrôlé par ordinateur pour économiser du carburant.
« Schéma de structure du compresseur »
Les avantages de la suralimentation : En plus du boost à bas régime, la puissance du boost est également proportionnelle à la vitesse du vilebrequin. C’est-à-dire que la réponse de l’accélérateur du moteur suralimenté augmente avec la vitesse et la puissance de sortie augmente. Par conséquent, le fonctionnement du moteur suralimenté est très similaire à celui à aspiration naturelle, mais il peut avoir une puissance et un couple supérieurs. L’inconvénient est que la puissance du moteur lui-même est toujours perdue et que le rendement n’est pas élevé à haut régime.
Modèle représentatif de moteur suralimenté :
« Corvette ZR1 équipée d’un compresseur Rhodes »
« Moteur suralimenté de 1,8 L utilisé par les Mercedes-Benz E200K et C200K »
Par conséquent, la GOLF 1.4TSI de Volkswagen adopte la technologie TSI à double suralimentation, et un moteur est équipé de deux types de surpresseurs en même temps, qui tirent parti des avantages de deux types de modes de suralimentation, rendant le moteur à moteur 1.4 capable de 2.0 puissance du moteur. En termes simples, lorsque le régime moteur est bas, le compresseur est utilisé pour augmenter la pression et la réponse de l’accélérateur est améliorée. Lorsque le moteur à grande vitesse est utilisé, le turbocompresseur est utilisé pour augmenter l’efficacité de la suralimentation. Cependant, la fabrication est compliquée et le coût est élevé.
« Intercooler d’origine pour Subaru Impreza WRX STI »
La dernière chose à dire est que quelle que soit la méthode de pressurisation, l’air pressurisé doit être envoyé à l’intercooler pour se refroidir (la pressurisation équivaut à faire un travail sur l’air, et lorsque la pression augmente à 1 bar, la température augmente à 80 degrés. À gauche et à droite, après que la température augmente, le volume d’air augmentera. A volume égal, la qualité de l’air entrant dans la chambre de combustion sera réduite, ce qui sera préjudiciable à la pression de suralimentation, utilisez donc un refroidisseur intermédiaire pour le refroidir.) Une pression excessive sera dans la soupape de surpression (Blow-off Wastegate) ) Lâchez prise, nous pouvons donc parfois entendre le bourdonnement de la voiture turbo. L’air sous pression est finalement envoyé dans la chambre de combustion.