Il n'y a pas si longtemps, les turbocompresseurs n'étaient utilisés que dans les gros camions et les voitures de course. Depuis lors, les turbocompresseurs sont devenus une solution pratique aux exigences techniques en constante évolution auxquelles sont confrontés les constructeurs automobiles modernes.
Le consommateur d'aujourd'hui exige une économie de carburant sans sacrifier la puissance, et l'EPA continue d'établir des normes d'émission qui ne cessent de baisser chaque année. Entrez le turbocompresseur.
Un turbocompresseur utilise l'énergie gratuite créée par la pression d'échappement pour entraîner un compresseur qui pousse l'air dans le moteur dans le but de créer de la puissance.
Les moteurs de voiture brûlent un mélange air/carburant qui est idéal à 14,7 parties d'air pour 1 partie de carburant. La plupart des moteurs de voiture sont à aspiration naturelle, cela signifie que tout l'air qui entre dans le moteur est aspiré par le vide naturel créé par un moteur à combustion interne. L'air et le carburant entrent dans la chambre de combustion où ils sont brûlés pour faire tourner le moteur.
Le fait est que plus vous pouvez introduire de mélange air / carburant dans la chambre de combustion, plus elle produit de puissance. C'est là que l'induction forcée entre en jeu, et c'est ce que fait un turbocompresseur.
Un turbocompresseur se compose de deux moitiés. Une moitié est un compresseur d'air qui comprime l'air et le force dans le moteur. L'autre moitié est une turbine. La turbine est fixée au compresseur et est entraînée par la pression d'échappement. Ainsi, en sortant du tuyau d'échappement, l'échappement fait un détour par le turbocompresseur et fait tourner la turbine. La turbine fait tourner le compresseur, qui force l'air dans le collecteur d'admission, à travers les soupapes d'admission et dans la chambre de combustion.
La beauté du turbocompresseur est qu'il utilise la puissance libre. Le compresseur d'air utiliserait la puissance du moteur s'il était entraîné par le moteur via une courroie ou une chaîne. Ainsi, la puissance qu'il consomme devrait être soustraite de la puissance qu'il produit. La pression d'échappement est une puissance gaspillée qui est mise à contribution.
Étant donné que l'air froid est plus dense que l'air chaud, le moteur à combustion interne fonctionne plus efficacement avec de l'air plus frais. Cela crée un problème car l'air comprimé qui sort du turbocompresseur est chaud. Très chaud. L'envoi de cet air chaud à travers le collecteur d'admission et dans la chambre de combustion va presque à l'encontre de l'objectif de l'induction forcée. Un mélange air/carburant trop chaud nuit à la combustion, qui à son tour nuit à la puissance.
Pour résoudre ce problème, les moteurs turbocompressés sont équipés d'un refroidisseur d'air de suralimentation. Le refroidisseur est situé devant le radiateur. L'air comprimé du turbocompresseur est poussé à travers le refroidisseur d'air de suralimentation avant d'entrer dans le collecteur d'admission. Cela refroidit l'air pour une combustion plus efficace.
La quantité d'air qu'un turbocompresseur pousse est appelée boost. Les turbocompresseurs sont capables de produire suffisamment de suralimentation pour causer de graves dommages au moteur, c'est ce qu'on appelle une suralimentation. La quantité de boost doit donc être régie. Cela se fait à l'aide d'une soupape de décharge. Lorsque la pression de suralimentation dépasse une limite prédéterminée, la soupape de décharge s'ouvre pour détourner la pression d'échappement du turbocompresseur, limitant ainsi la suralimentation.
Les turbocompresseurs d'aujourd'hui sont principalement contrôlés par l'électronique. Les modules électroniques reçoivent des données de nombreux capteurs. Les modules utilisent ces informations pour contrôler la soupape de décharge, les vannes de dérivation et de nombreux composants.
Ainsi, le travail d'un turbocompresseur, comme indiqué précédemment, consiste à utiliser l'énergie libre créée par la pression d'échappement pour entraîner un compresseur qui pousse l'air dans le moteur dans le but de créer de la puissance. Cela permet aux fabricants d'utiliser des moteurs plus petits sans compromettre les performances. Les moteurs plus petits consomment moins de carburant et rien ne vend une voiture, comme beaucoup de miles par gallon.
