SCHEMA DU TURBO ET DU MOTEUR

 

Figure 3:Vue en coupe d'un turbo chargeur.

Dans le cas des bancs d’essai, les gaz d’échappement sont remplacés par de l’air comprimé

dont la température est moins haute que celle des gaz d’échappement, mais le principe reste

le même.

Le turbocompresseur de moteurs («turbo chargeur ») récupère l’énergie des gaz

d’échappement pour comprimer une charge d’air frais plus importante. On peut injecter ainsi

plus de carburant et augmenter la puissance du moteur, pour la même cylindrée.

Pour pouvoir comprendre et caractériser le fonctionnement du processus thermique, il est

nécessaire de mesurer différentes grandeurs physiques avec le moins d’erreur possible.

Le fascicule «Notions de mesures sur bancs d’essais. » explique pratiquement les différentes

mesures qui sont réalisées lors des laboratoires .

Pour vérifier le niveau de précision de ces mesures, on réalise des bilans thermiques qui

permettent d’abord de vérifier que les premiers principes de la thermodynamique sont

respectés, ensuite d’estimer la fiabilité globale des mesures réalisées.

En cas de bilans erronés, on peut vérifier quelles sont les mesures incorrectes, après avoir

toutefois vérifié les équations utilisées pour établir les bilans.

Figure 1: Coupe d'un turbo chargeur en sortie d’échappement.

Le principe du turbo chargeur placé à la sortie d’un moteur (cf. Figure 1 et Figure 2) est de

récupérer l’énergie des gaz d’échappement, chauds et comprimés, en les détendant dans un

ex panseur.

Figure 2: Photo d’un turbo chargeur à la sortie d’un moteur.

Un compresseur, placé sur le même arbre que l’ex panseur, comprime l’air d’alimentation du

moteur (cf. Figure 3).

Cela permet ainsi de réduire le volume massique de l’air et, pour le même volume balayé par

les pistons, d’augmenter la masse d’air admis. On peut donc augmenter en proportion le débit

de carburant d’où une augmentation importante de la puissance injectée, comme c’est le cas

pour les voitures munies d’un turbo. Ce même principe est utilisé pour les turbomachines

équipant les moteurs d’avion.

La conversion énergétique se réalise forcément avec des pertes ainsi que l’on a vu dans le

cours de thermodynamique. Celles-ci sont principalement dues aux pertes par frottements

visqueux dans le palier (cf.Figure 4 ) étant donné la vitesse de rotation très élevée du turbo

(de 30000 à 50000 tr/min et plus). Pour éviter sa destruction, celui- ci est d’ailleurs refroidi

par de l’huile circulant en circuit fermé avec refroidissement à l’ambiance. Etant donné la

taille réduite des turbochargeurs, les pertes à l’ambiance de la machine sont relativement

faibles comparativement aux autres puissances en jeu.

Le rendement énergétique (ratio de puissance restituée par le compresseur par la puissance

admise à l’expanseur) est fréquemment supérieur à 65%.

Description des bancs d’essai de turbo chargeurs.

Les composants principaux des deux bancs d’essai disponibles ( KKK et T2) sont décrits

brièvement ci-après. Ils sont assez identiques au niveau de l’implantation. La Figure 5 montre

une vue d’ensemble du banc d’essai du turbo chargeur.

Figure 5:Banc d'essai d'un turbocompresseur.

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