Quelle quantité de chaleur un turbocompresseur extrait-il des gaz d'échappement dans un moteur thermique ?

Dans un moteur à combustion interne, le turbocompresseur extrait une quantité importante de chaleur des gaz d’échappement pour entraîner la turbine, qui à son tour comprime l’air d’admission. La quantité exacte de chaleur extraite dépend de divers facteurs tels que la conception du moteur, la taille du turbocompresseur et les conditions de fonctionnement. Or, on estime généralement qu’un turbocompresseur peut extraire jusqu’à 35 % de l’énergie thermique totale présente dans les gaz d’échappement.

Voici un aperçu du processus de transfert de chaleur dans un turbocompresseur :

1. Débit des gaz d'échappement :Les gaz d'échappement chauds du moteur sont dirigés vers le carter de turbine du turbocompresseur.

2. Aubes de turbine :Les gaz d'échappement à grande vitesse frappent les aubes de la turbine, les faisant tourner rapidement.

3. Transfert de chaleur :Lorsque les aubes de la turbine tournent, elles absorbent la chaleur des gaz d'échappement par convection et conduction. Ce processus de transfert de chaleur augmente la température des aubes de turbine et des composants environnants.

4. Rotation de l'arbre :L'énergie de rotation des aubes de la turbine est transférée à l'arbre du turbocompresseur.

5. Air comprimé :La rotation de l'arbre entraîne la roue du compresseur à l'autre extrémité du turbocompresseur. La roue du compresseur comprime l'air d'admission, augmentant sa pression et sa température.

6. Refroidissement intermédiaire (facultatif) :Certains moteurs turbocompressés disposent d'un refroidisseur intermédiaire entre le turbocompresseur et le moteur. Le refroidisseur intermédiaire aide à refroidir l'air comprimé, augmentant sa densité et améliorant les performances du moteur.

7. Température d'échappement réduite :Après avoir traversé le turbocompresseur, les gaz d'échappement sont généralement plus froids et ont une teneur énergétique inférieure à celle des gaz d'échappement bruts du moteur.

Il est important de noter que même si le turbocompresseur extrait la chaleur des gaz d'échappement, il augmente également l'efficacité globale du moteur en utilisant la chaleur perdue pour générer de l'air comprimé pour la combustion. Ce processus améliore le rendement énergétique et améliore les performances du moteur.