a, b, c, d Entrée d'air –
Remplissage
e, f, g Phases refoulement
Fig.12.2. Compresseurs à vis
Compresseurs à lobes
Fonctionnement analogue à
celui du
système ci-dessus, à l'aide de deux
lobes tournant en sens inverse.
Fig.12.3. Compresseurs à lobes
Compresseurs à pistons rotatifs
Le rotor intérieur, entraîné par courroie, tourne de façon excentrée
dans le rotor
extérieur.
Fig.12.4.Compresseurs à pistons rotatifs (Système Wankel)
Chambres
Position
1 2 3
a
Aspiration
Début remplissage
Début détente
b
Remplie Remplissage Détente
c
Compression
Fin remplissage
Fin détente
d
Début détente
Aspiration
Début remplissage
4.1.2. Compresseurs centrifuges
(turbocompresseurs)
L'intérêt de cet appareil réside dans son encombrement réduit et,
par suite, son
poids plus faible.
Cependant, le principal avantage se situe au niveau de l'utilisation de l'énergie
cinétique des gaz d'échappement pour son entraînement.
Moteurs thermiques
Chapitre III
18/10/04
ITC/GIM Page
6
Rédigé par prof.
PAN Sovanna
De ce fait, la suralimentation du moteur est réalisée sans aucun prélèvement de
puissance.
Constitution :
Le turbocompresseur est un appareil centrifuge dont le rotor (équilibré de façon
rigoureuse en usine) tourne à grande vitesse (80 000 à 150 000 tr/min), celle-ci
étant proportionnelle à l'énergie des gaz de combustion (pour un
turbocompresseur non régulé), et qui comprend des parties distinctes :
-
Le carter central ou support, comprenant les paliers, le rotor complet
équilibré, le système de graissage et de refroidissement.
-
L'étage turbine où les gaz de combustion en provenance des cylindres du
moteur sont canalisés vers une roue axiale. Ces gaz se détendent et mettent en
rotation
la roue de turbine, avant d'être rejetés vers la tuyauterie
d'échappement. Cette partie du turbocompresseur est soumise à des
températures élevées (> à 650ºC), ce qui nécessite l'emploi de matériaux
spéciaux (fonte GS pour le carter et acier allié au nickel ou maintenant
céramique pour la turbine) et d'un refroidissement efficace par circulation
d'huile et quelque fois d'eau.
-
L'étage compresseur :
l'air pénètre
axialement dans le compresseur, est
mis en vitesse par la roue de compresseur, puis dévié de 90º vers le diffuseur
qui transforme l'énergie cinétique acquise en pression d'air, dirigée vers le
collecteur d'admission. Les températures de cet étage étant beaucoup plus
faibles que le côté turbine (80ºC à 150ºC), les pièces (roue, carter)
sont en
alliage d'aluminium.
-
Ensemble tournant
:
l'ensemble turbine-arbre est dénommé "rotor".
L'ensemble rotor-roue de compresseur constitue "l'ensemble tournant" et
demande un équilibrage parfait. Cet ensemble tourne sur film d'huile sans
frottement, les coussinets lisses montés flottants dans le carter central servent
de guides.
Fig.12.5. Vue éclatée d'un turbocompresseur HOLSET
Moteurs thermiques
Chapitre III
18/10/04
ITC/GIM Page
7
Rédigé par prof. PAN Sovanna
4.1.3. Suralimentation par ondes de pression
(système Comprex)
Le procédé "comprex"utilise l'onde de pression générée par un bref contact
entre les gaz d'échappement et l'air d'admission (différente de pression) dans
les cellules du rotor.
Ce système procure un temps de réponse à bas régime très inférieur à un
turbocompresseur classique, tout en gardant des performances comparables à
hauts régimes.
Fig.12.6. Suralimentation par ondes de pression
4.2.
Circuit de suralimentation
Les variantes sont nombreuses, allant du circuit simple à un ou deux
turbocompresseurs, quelquefois refroidis par eau, avec échangeur de température
(air/air ou air/eau), muni ou non d'une régulation de la pression maximum
d'admission (haute pression > à 3 bars).
Fig.12.7. Circuit de suralimentation