Alors que la législation gouvernementale et les préoccupations environnementales éloignent les moteurs à aspiration naturelle de grosse cylindrée gourmands en carburant au profit de moteurs plus petits et plus économes, les constructeurs automobiles utilisent de plus en plus des turbocompresseurs et des compresseurs de suralimentation pour produire plus de puissance avec moins de carburant.
Les deux appareils servent de "remplacement du déplacement" en aidant à entasser la même quantité d'air qu'un moteur plus gros inhalerait naturellement dans un moteur plus petit afin qu'ils puissent produire la même puissance lorsque le pied du conducteur touche le sol.
Il s'avère que l'oxygène est beaucoup plus difficile à pénétrer dans un moteur que le carburant. (C'est également l'objectif des systèmes de protoxyde d'azote sur le marché secondaire rapide.) Jetons un nouveau regard sur les mérites relatifs de la suralimentation par rapport à la suralimentation.
Un compresseur est entraîné à partir du vilebrequin du moteur par une courroie, un arbre ou une chaîne, tandis que les turbocompresseurs obtiennent leur puissance d'une turbine qui récupère l'énergie des gaz d'échappement du moteur. Turbocompresseurs. En termes simples, un turbo est une pompe à air qui permet de pomper plus d'air dans le moteur à une pression plus élevée.
"Supercharger" est le terme générique désignant un compresseur d'air utilisé pour augmenter la pression ou la densité de l'air entrant dans un moteur, fournissant plus d'oxygène avec lequel brûler du carburant. Les premiers compresseurs étaient tous entraînés par la puissance tirée du vilebrequin, généralement par un engrenage, une courroie ou une chaîne.
Un turbocompresseur est simplement un compresseur qui est alimenté à la place par une turbine dans le flux d'échappement. Le premier d'entre eux, datant de 1915, était appelé turbocompresseur et était utilisé sur des moteurs d'avion radiaux pour augmenter leur puissance dans l'air plus mince trouvé à des altitudes plus élevées. Ce nom a d'abord été raccourci en turbocompresseur, puis en turbo.
Chacun peut être utilisé pour augmenter la puissance, l'économie de carburant ou les deux, et chacun a des avantages et des inconvénients. Les turbocompresseurs capitalisent sur une partie de l'énergie "gratuite" qui serait autrement complètement perdue dans l'échappement.
L'entraînement de la turbine augmente la contre-pression d'échappement, ce qui exerce une certaine charge sur le moteur, mais la perte nette a tendance à être moindre par rapport à la charge mécanique directe qu'implique l'entraînement d'un compresseur (les plus gros ventilateurs alimentant un dragster à haut carburant consomment 900 chevaux de vilebrequin dans un moteur d'une puissance totale de 7 500 chevaux).
Mais les compresseurs peuvent fournir leur suralimentation presque instantanément, alors que les turbocompresseurs souffrent généralement d'un certain retard de réponse pendant que la pression d'échappement nécessaire pour faire tourner la turbine augmente.
De toute évidence, un dragster à haut carburant essayant de parcourir le quart en quatre secondes n'a pas de temps à perdre en attendant que la pression d'échappement augmente, ils utilisent donc tous des compresseurs, tandis que les véhicules chargés d'augmenter l'économie moyenne de carburant d'une entreprise (CAFE) ne peuvent pas se permettre de gaspiller une précieuse puissance sur les ventilateurs, ils utilisent donc principalement des turbos.
Mais avec l'essor de l'hybridation douce et des systèmes électriques de 48 volts, vous pouvez vous attendre à voir une plus grande utilisation des compresseurs alimentés par l'électricité librement récupérée stockée pendant la décélération et le freinage.
Le nouveau six cylindres M256 de Mercedes-Benz qui arrive maintenant dans des véhicules comme le CLS 450 et le GLE 450 utilise un tel système, tout comme le moteur haut de gamme de taille et de configuration similaires du nouveau Land Rover Defender.
Ci-dessus, nous avons noté que la quantité d'oxygène qu'un moteur peut «respirer» est le facteur limitant quant à la quantité de puissance qu'il peut produire, car la technologie des injecteurs de carburant est plus que capable de fournir autant de carburant qu'il est possible de brûler avec la quantité de oxygène dans la bouteille.
Les moteurs à aspiration naturelle fonctionnant au niveau de la mer obtiennent de l'air à 14,7 psi, donc si un turbo ou un compresseur ajoute 7 psi de suralimentation à un moteur, les cylindres eux-mêmes reçoivent environ 50 % d'air en plus et devraient théoriquement pouvoir produire environ 50 % de plus. puissance.
Cela ne fonctionne généralement pas de cette façon. La compression de l'air d'admission ajoute de la chaleur, ce qui, avec la pression supplémentaire, augmente la probabilité d'une pré-détonation ou d'un "ping" endommageant le moteur, de sorte que la synchronisation doit souvent être quelque peu retardée.
Cela peut limiter le temps dont dispose le carburant pour brûler complètement et donc éroder certains des gains de puissance. La plupart des moteurs modernes équipés de turbos et/ou de compresseurs incluent également des refroidisseurs intermédiaires pour aider à éliminer une partie de la chaleur ajoutée par le turbo ou le compresseur. Au final, on s'attend généralement à ce que l'ajout de 50 % d'air en plus produise 30 à 40 % de puissance en plus.
Lorsqu'ils fonctionnent, les turbos et les compresseurs de suralimentation aident principalement à brûler plus d'essence, mais lorsqu'ils sont boulonnés à un moteur qui serait autrement trop petit pour répondre adéquatement aux besoins du véhicule en termes d'accélération ou de remorquage, etc., ils aident économiser de l'essence pendant la croisière à faible puissance qui comprend la majeure partie de notre conduite.
L'une des façons dont cela se produit est de réduire les pertes de pompage qui se produisent lorsqu'un moteur de grande cylindrée tourne à 5% d'accélérateur ou moins, il doit travailler dur pour aspirer l'air au-delà d'un accélérateur presque fermé. Cette même quantité de puissance peut nécessiter une ouverture des gaz de 20 % sur le plus petit moteur, ce qui réduit le travail de pompage.
C'est pourquoi de nombreuses voitures plus récentes ne créent pas suffisamment de vide pour faire fonctionner les freins assistés, les portes à air mélangé des systèmes de climatisation, etc., et sont équipées de pompes à vide auxiliaires ou utilisent des commandes électriques pour ces éléments.
Les turbos ont tendance à surpasser les compresseurs à manivelle lors du test critique d'économie de carburant FTP75 qui détermine les nombres de mpg d'autocollant de fenêtre et la cote CAFE d'une entreprise, de sorte que les turbos se trouvent sur des véhicules plus courants allant du turbo Ford EcoSport 1,0 litre à 21 240 $ à n'importe quel des quatre offres de moteurs turbocompressés du pick-up Ford F-150.
Pendant ce temps, comme l'indique cette liste de tous les véhicules suralimentés disponibles aux États-Unis, les compresseurs sont principalement installés sur des véhicules hautes performances. Bien sûr, tous les Volvo équipés de moteurs 2,0 litres à double compressé, comme les modèles XC60 et XC90 T6 et T8, sont équipés à la fois d'un turbocompresseur et d'un compresseur.
Cette conception capitalise sur les forces de chaque suralimentation du compresseur à bas régime fournit une pression jusqu'à ce que le plus gros turbo s'enroule, moment auquel le compresseur est débrayé du vilebrequin afin de ne pas voler la puissance.
Twin-turbo signifie simplement qu'il y a deux turbocompresseurs. Ceux-ci peuvent fonctionner soit indépendamment (comme c'est souvent le cas sur les moteurs à configuration en V, où des turbos séparés fonctionnent de chaque côté du moteur), soit en série.
Lorsqu'ils sont utilisés en série, un petit et un grand turbo sont jumelés, auquel cas le petit s'enroule rapidement pour réduire le décalage du turbo, puis à mesure que le débit d'échappement augmente, le plus gros turbo commence à fournir le boost.
Notez que certains qualifient le premier de Biturbo (Mercedes insigne plusieurs de ses voitures AMG Biturbo) et le second de biturbo, mais nous ne faisons pas cette distinction. Naturellement, quad-turbo signifie qu'il y en a quatre, comme dans la Bugatti Chiron.
Son gros moteur W-16 utilise deux paires de turbocompresseurs séquentiels. Pendant des années, la plupart des moteurs en V turbocompressés ont suspendu les turbos aux collecteurs d'échappement du côté extérieur du moteur, l'air d'admission entrant dans la vallée du V.
Dernièrement, il y a eu une poussée pour inverser cela et alimenter l'air d'admission dans les côtés extérieurs du vé avec la plomberie d'échappement et les turbos nichés à l'intérieur du vé. Cela a l'avantage de réduire considérablement la taille globale du moteur et, avec une bonne ventilation du capot, peut entraîner des températures inférieures sous le capot.
Chacune de ces technologies d'augmentation de puissance présente des avantages et des inconvénients, mais la différence la plus évidente par rapport au volant est un léger retard de réponse à votre pied droit dans une voiture turbocompressée, en particulier lorsque vous appuyez à fond sur l'accélérateur.
C'est parce que le turbocompresseur a besoin d'un moment pour "s'enrouler" avant de fournir sa puissance supplémentaire, il faut une seconde pour que la chaleur et la pression d'échappement augmentent suffisamment pour faire tourner le turbo après avoir appuyé sur la pédale d'accélérateur. Cela s'appelle "boost lag" ou "turbo lag" pour des raisons évidentes.
En revanche, un compresseur n'a pas de décalage; parce que sa pompe à air est directement reliée au vilebrequin du moteur, elle tourne toujours et répond instantanément. L'augmentation de puissance qu'il fournit, et donc la réponse du moteur que vous ressentez à travers le fond de votre pantalon, augmente immédiatement en proportion directe de la distance à laquelle vous appuyez sur l'accélérateur.
Alors que le principal inconvénient du turbo est le décalage de suralimentation, celui du compresseur est l'efficacité. Parce qu'un compresseur utilise la propre puissance du moteur pour se faire tourner, il en siphonne de plus en plus à mesure que le régime du moteur augmente. Les moteurs suralimentés ont tendance à être moins économes en carburant pour cette raison. Pour développer une méga puissance avec une réponse instantanée de l'accélérateur, mais des règles de suralimentation.
Chacun peut être utilisé pour augmenter la puissance, l'économie de carburant ou les deux, et chacun a des avantages et des inconvénients. Mais les compresseurs peuvent fournir leur suralimentation presque instantanément, alors que les turbocompresseurs souffrent généralement d'un certain retard de réponse pendant que la pression d'échappement nécessaire pour faire tourner la turbine augmente.
Puissance accrue :l'ajout d'un compresseur à n'importe quel moteur est une solution rapide pour augmenter la puissance. Pas de décalage :le plus grand avantage du compresseur par rapport à un turbocompresseur est qu'il n'a pas de décalage. La puissance délivrée est immédiate car le compresseur est entraîné par le vilebrequin du moteur.
Un turbocompresseur fonctionne avec le système d'échappement et peut potentiellement vous donner des gains de 70 à 150 chevaux. Un compresseur est connecté directement à l'admission du moteur et pourrait fournir une puissance supplémentaire de 50 à 100 chevaux.
En utilisant la science des cartes de compresseur et une certaine idée de la taille et de la plage de régime de votre moteur, vous pouvez ajouter pratiquement n'importe quel turbo à n'importe quel moteur. L'astuce est la disponibilité des cartes et les rapports A/R du carter de turbine et les tailles des roues de turbine.
Eh bien, plus de puissance signifie plus d'énergie produite par seconde. Cela signifie que vous devez mettre plus d'énergie lorsque vous l'utilisez. Donc, vous devez brûler plus de carburant. En théorie, cela signifie qu'un moteur avec un turbocompresseur n'est pas plus économe en carburant qu'un autre sans.
Oui. Vous pouvez utiliser les deux. Les concepts de superchargeurs et de turbocompresseurs sont légèrement différents.
Les turbocompresseurs à double volute offrent des niveaux plus élevés d'efficacité du débit de gaz, un décalage turbo réduit et permettent aux moteurs d'être réglés pour un peu plus de puissance que la variété à volute unique. Même les BMW 6 cylindres en ligne n'ont plus besoin d'une paire de turbos, s'appuyant à la place sur un seul système à double volute.
Voici les moyens les plus efficaces que nous ayons trouvés pour augmenter la puissance de votre camion.
A turbocharger relies on a vehicle’s exhaust to spool up a turbine to power a compressor. The compressor then pulls in and feeds more air to an engine. On the other hand, a supercharger depends on the engine to rotate. It can be gear-driven or belt-driven, but the engine powers the unit in the end.
Supercharging Pros:Produces significantly more horsepower than turbocharging. A quick solution to boosting power in larger displacement engines with more cylinders. No power lag as is seen with turbocharging; power delivery is instantaneous.
A turbo is more efficient than a supercharger since your engine does not need to work harder to power the turbo. Because a turbo is not connected directly to the engine, it can spin much faster than a supercharger.
A supercharger is an air compressor that increases the pressure of air supplied to an internal combustion engine. This aids in higher power output as the engine gets more oxygen in each of its intake cycles and helps it to burn more fuel.
If you don’t have a turbo, your engine will start and run without one, but make sure the oil line is not connected to the engine.
Unlike superchargers, many modern cars incorporate turbochargers as a standard part. Turbocharged vehicles are much more common in the United States, mainly due to the fact that they’re powered by exhaust gases that were not being used until now.
Surprisingly enough, peeking inside its engine bay won’t shed any light on the matter, and that’s because the Mustang has a Hellion sleeper twin-turbo system. Even so, you can get an entry-level twin-turbo setup for the same money as a supercharger, and the horsepower gain is going to be similar, if not superior.
This causes what is commonly referred to as turbo lag. Turbochargers are cheaper than superchargers, more efficient, and less impactful on your engine. One of their downfalls though is their lack of efficiency and power boost at low RPMs.
Turbos have amazing efficiency because it takes no horsepower to make power as a supercharger needs to use power to make power. Some key advantages turbochargers have over superchargers are better fuel economy and a longer lifespan. But where the turbo falls short is turbo lag.
The Dodge Hellcat has a supercharger, which is already crazy, but it also has a manual transmission. With those turbos and superchargers, it makes a ridiculous amount of horsepower, and that 800 hp figure is with the car on its lowest power level, just to run the car on regular pump gas.
The most obvious advantage of having a turbo engine is that it gives you more power output due to its intake of air, meaning that you’re going to have a much faster and more powerful ride. An engine fitted with a turbo is much smaller and lighter compared to an engine producing the same power without a turbocharger.
Supercharger produces significantly more horsepower than turbocharging. A quick solution to boosting power in larger displacement engines with more cylinders. No power lag as is seen with turbocharging; power delivery is instantaneous.
From an efficiency standpoint, the turbocharger has an advantage. It takes wasted exhaust and turns it into something useful. Meanwhile, a supercharger won’t do this and acts more like a naturally aspirated engine. However, with a turbocharger comes lag.
Unfortunately, consumers don’t know the full, long term effects turbochargers have on their engine. Superchargers are arguably more reliable than turbochargers. They’re easy to install and maintain.
