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Les turbocompresseurs offrent une augmentation considérable de la puissance et de l'efficacité pour les moteurs automobiles et industriels. Les turbocompresseurs injectent plus d'air dans la chambre de combustion, ce qui permet de brûler davantage de carburant et donc d'obtenir plus de chevaux avec seulement une légère augmentation de la taille du moteur. L'étude explore en profondeur les types de turbocompresseurs et examine quel type pourrait être utilisé de manière la plus efficace dans chacune des industries.
Introduction
Un turbo (également appelé turbocompresseur) est un système d'admission forcé qui utilise les gaz d'échappement pour faire tourner une turbine qui entraîne un compresseur afin d'augmenter la quantité d'air qui entre dans la culasse. Ainsi, la technologie a mûri pour soutenir différents niveaux de performance avec différents types de technologie. Que ce soit chez un ingénieur, un mécanicien ou un amateur, des connaissances de base sur les différentes classes et leurs fonctions sont importantes.
Types de turbocompresseurs
Turbocompresseurs simples
Turbo simple standard : le type de turbocompresseur le plus courant, utilisé dans de nombreux véhicules diesel, il a un design très simple, ce qui facilite sa fabrication, son installation et son diagnostic tout en étant économique. Souvent, il est utilisé pour les véhicules légers et les petits moteurs.
Généralement, le Turbo simple inclut une soupape de décharge (wastegate) avec la possibilité d'éviter le surboost (qui détruit un moteur) en redirigeant les gaz d'échappement - régulant ainsi la pression.
Turbocompresseurs jumeaux
Turbocharges jumeaux parallèles simultanés → Les deux turbos fonctionnent ensemble → Livraison de puissance plus linéaire et moins de latence → Idéal pour la performance
Turbocharges jumelles séquentielles → Il s'agit d'un turbo à faibles régimes moteur et des deux à hauts régimes pour vitesse couple bas et puissance maximale.
Turbocharges Twin-Scroll
Ces types de turbocharges canalisent les gaz d'échappement dans deux scrolls indépendants, réduisant ainsi la latence du turbo et améliorant la réponse au throttle, ce qui les rend souvent privilégiés pour des applications hautes performances telles que les voitures et camions.
VGT (Turbocharges à Géométrie Variable)
Ce sont des turbocharges avec VGT qui effectuent le contrôle du flux d'air en ajustant les aubes, offrant une large plage de fonctionnement et une excellente réponse, en particulier pour les moteurs diesel.
Turbocharges Électriques
Ce e-turbo utilise un moteur électrique pour entraîner le compresseur, éliminant pratiquement toute latence du turbo et permettant un boost instantané — une caractéristique particulièrement utile pour les hybrides et les véhicules électriques.
Turbocharges Composés
Suralimentation multi-étapes : de nombreux systèmes haute pression utilisent deux voire des systèmes multi-étapes, en particulier dans les applications lourdes telles que les véhicules commerciaux plus grands et les applications maritimes.
UTILISATION CIBLÉE DES TURBOS
Turbocompresseurs simples
Véhicules légers : Parfaits pour les voitures quotidiennes ; ceux-ci offrent une augmentation de puissance et d'efficacité tout en évitant une complexité mécanique excessive.
Faible nombre de cylindres : Les turbos simples sont bénéfiques pour les moteurs à faible cylindrée, où le manque relatif de complexité et de coût d'un système double est avantageux, bien que l'ajustement d'un système double soit certainement plus simple.
Turbocompresseurs jumeaux
Sport automobile : le parallèle offre une augmentation massive de la puissance, le séquentiel offre une large bande de puissance, gagnant-gagnant pour les voitures de course.
Grosse cylindrée : Les doubles turbos peuvent gérer les grandes quantités de flux d'échappement de ces moteurs, fournissant l'aide marginale requise pour les applications de grande puissance.
Turbocharges Twin-Scroll
Voitures de sport : Elles offrent une réponse plus rapide et une inertie réduite, procurant ainsi une meilleure expérience de conduite.
Camions et SUV — Ce segment a besoin du couple bas régime fourni par les turbos à double scroll pour le remorquage et les capacités tout-terrain.
VGT Turbo : Turbocompresseur à géométrie variable
Moteurs diesel : Ils sont encore plus avantageux dans les moteurs diesel car ils augmentent le couple à bas régime et réduisent le retard du turbo.
Moteurs essence : Ils peuvent également améliorer les performances des moteurs à essence en fournissant une suralimentation plus réactive.
Turbocharges Électriques
Pour les véhicules électriques : les e.Turbos offrent une puissance de pointe variable très dynamique et augmentent l'efficacité du système – l'ajout parfait aux moteurs électriques.
La prochaine grande innovation en matière de technologie automobile — Électrification des turbocompresseurs dans un avenir électrifié. L'industrie a un avenir d'électrification devant elle, et ce composant pourrait faire des merveilles pour rendre cet avenir axé sur les performances réalité.
Turbocharges Composés
Sans surprise, l'une des applications les plus courantes des turbocompresseurs combinés est dans les véhicules commerciaux lourds, où les niveaux de suralimentation monstrueux et le couple impressionnant souvent observés chez les moteurs de 2 500 livres dans les camions et autobus géants est une nécessité quotidienne, même lors des journées de travail les plus exigeantes.
Turbo-compresseurs composés nécessaires sur le terrain : Marine et Industrie Memel Lire la suite — Ces applications exigent la haute puissance et la grande fiabilité que les turbo-compresseurs composés peuvent offrir.
Avantages et inconvénients
Cependant, chacun a ses avantages et inconvénients. Unique (l'option la moins coûteuse, mais également sujette au retard) Meilleure performance que les double turbos, mais ouvre la porte à plus de problèmes potentiels. Mais les VGT sont plus chers et offrent une plage de fonctionnement plus large. La chose est que, pour les turbo-compresseurs normaux (non électriques), ils demandent un peu plus de travail à cet égard car ils sont intrinsèquement quelque peu en retard (à moins que l'on parle d'un turbo électrique où le filtre est activé pour propulser le turbo électriquement lorsque certains seuils sont atteints, dans ce cas ce serait comme un dragon soufflant). Ils délivrent une quantité massive de puissance, mais dans un ensemble grand et complexe.
Tendances futures dans le développement technologique
Grâce aux progrès dans la science des matériaux, l'avenir des turbocompresseurs est prometteur, avec des composants plus légers et plus durables. De même, les turbocompresseurs électriques, qui peuvent alléger la charge du moteur thermique et fournir une puissance rapide et instantanée, ont un vaste champ de développement, notamment en ce qui concerne leur intégration dans les véhicules électriques à batterie (VEB), les rendant encore plus performants. De plus, avec l'augmentation des problèmes environnementaux, l'accent mis sur l'amélioration de l'efficacité avec des émissions réduites stimulera le développement de la technologie des turbocompresseurs.
Conclusion
Les turbocompresseurs sont une technologie qui ne peut jamais être enfermée dans une seule catégorie. Il y a une raison d'être pour chaque type, des turbos mono A/R aux systèmes composés. Dans un marché automobile en mutation qui continue de demander à la fois performance et efficacité, le rôle joué par les turbocompresseurs ne fera que croître. La connaissance des différents types et de leurs applications - information cruciale ici pour ceux qui souhaitent maximiser l'utilisation du freinage et ses avantages grâce à l'induction forcée au niveau des moteurs.
