6 Différents Types de Turbocompresseurs et les Avantages de Chaque Configuration

Quelle est la différence entre les turbocompresseurs simples, jumeaux, à double défilement, à géométrie variable ou même électriques?

Le monde des turbocompresseurs est aussi varié que la configuration des moteurs.

1.Pour les véhicules à moteur simple

Les turbocompresseurs à eux seuls ont une variabilité illimitée.Les grands turbos vont apporter une puissance de haut niveau.Il existe également des roulements à billes et des roulements à journal à turbo simples.Les roulements à billes offrent moins de frottement pour le compresseur et la turbine à tourner sur, sont donc plus rapides à rouler (tout en ajoutant des coûts).

• Les avantages:

• Un moyen rentable d'augmenter la puissance et l'efficacité d'un moteur.

• Simple, généralement la plus facile des options de turbocompresseur à installer.

• Permet d'utiliser des moteurs plus petits pour produire la même puissance que les moteurs à aspiration naturelle plus grands, ce qui peut souvent éliminer le poids.

• Les inconvénients:

• Les turbos simples ont tendance à avoir une plage de tours effectifs assez étroite.

• La réponse du turbo peut ne pas être aussi rapide que les réglages alternatifs.

2- Avec deux turbos.

Comme pour les turbocompresseurs simples, il y a beaucoup d'options lorsque vous utilisez deux turbocompresseurs.un seul turbocompresseur pourrait être utilisé pour les bas tours et contourner un turbocompresseur plus grand pour les hauts tours (I4Vous pourriez même avoir deux turbos de taille similaire où l'un est utilisé à bas régime et les deux sont utilisés à des régime plus élevés.un de chaque côté du V8.

• Les avantages:

• Pour les turbos jumeaux parallèles sur les moteurs en forme de V, les avantages (et les inconvénients) sont très similaires aux configurations à turbo simple.
• Pour les turbos séquentiels ou en utilisant un turbo à bas régime et les deux à haut régime, cela permet une courbe de couple beaucoup plus large et plus plate.Mais la puissance ne diminuera pas à des tours élevés comme avec un petit turbo unique.

• Les inconvénients:

• Le coût et la complexité, puisque vous avez presque doublé les composants turbo.
• Il existe des moyens plus légers et plus efficaces d'obtenir des résultats similaires (comme discuté ci-dessous).

3.Turbo à double défilement

Les turbocompresseurs à double rouleau sont meilleurs à presque tous égards que les turbocompresseurs à rouleau unique.les cylindres 1 et 4 peuvent alimenter un rouleau du turboSi le cylindre 1 est en train de terminer sa course de puissance alors que le piston s'approche du centre mort inférieur, le cylindre 1 est en train de terminer sa course de puissance alors que les cylindres 2 et 3 se nourrissent d'un rouleau séparé.et la vanne d'échappement commence à s'ouvrirPendant que cela se produit, le cylindre 2 arrête la course d'échappement, fermant la vanne d'échappement et ouvrant la vanne d'admission, mais il y a un certain chevauchement.la pression des gaz d'échappement du cylindre 1 interfère avec la prise d'air frais par le cylindre 2 car les deux vannes d'échappement sont temporairement ouvertesEn divisant les rouleaux, ce problème est éliminé.

• Les avantages:

• Plus d'énergie est envoyée à la turbine d'échappement, ce qui signifie plus de puissance.
• Une plage de tours plus large de boost efficace est possible en fonction des différentes conceptions de rouleaux.
• Un plus grand chevauchement des vannes est possible sans gêner le nettoyage des gaz d'échappement, ce qui signifie une plus grande souplesse de réglage.

• Les inconvénients:

• Requiert une disposition spécifique du moteur et une conception des gaz d'échappement (par exemple: I4 et V8 où 2 cylindres peuvent être alimentés à chaque rouleau du turbo, à intervalles égaux).
• Coût et complexité par rapport aux turbos simples traditionnels.

1.Turbocompresseur à géométrie variable (VGT)

Peut-être l'une des formes les plus exceptionnelles de turbocompression, les VGT sont limitées en production (bien que assez courantes dans les moteurs diesel) en raison du coût et des exigences de matériaux exotiques.Les pales internes à l'intérieur du turbocompresseur modifient le rapport surface/radius (A/R) pour correspondre aux tours par minuteÀ bas régime, un faible rapport A/R est utilisé pour augmenter la vitesse des gaz d'échappement et faire tourner rapidement le turbocompresseur.Le résultat est un faible décalage turbo, un seuil de poussée bas, et une bande de couple large et lisse.

• Les avantages:

• Une courbe de couple large et plate, une turbocompression efficace à une très large plage de tours par minute.
• Il ne nécessite qu'un seul turbo, ce qui simplifie une configuration de turbo séquentielle en quelque chose de plus compact.

• Les inconvénients:
• Généralement utilisé uniquement dans les applications diesel où les gaz d'échappement sont plus faibles afin que les pales ne soient pas endommagées par la chaleur.
• Pour les applications à l'essence, le coût les empêche généralement d'utiliser des métaux exotiques afin de maintenir la fiabilité.Bien que très peu de moteurs à essence VGT existent en raison du coût associé.

1.Turbocompresseur à double roulement variable

C'est peut-être la solution que nous attendions? Je me suis arrêté au stand BorgWarner pour voir les dernières nouveautés en matière de turbocompresseur.parmi les concepts est le turbo à double défilement variable comme décrit dans la vidéo ci-dessus.

• Les avantages:

• Sensiblement moins cher (en théorie) que les VGT, ce qui constitue un argument acceptable pour le turbocompresseur à essence.
• Permet une courbe de couple large et plate.
• Plus robuste dans la conception par rapport à une VGT, selon le choix du matériau.
   
• Je suis désolée.Les inconvénients:
• Coût et complexité par rapport à l'utilisation d'un seul turbo ou d'un double-scroll traditionnel.
• La technologie a déjà été utilisée auparavant (par exemple, une soupape à bobine rapide), mais elle ne semble pas être adoptée dans le monde de la production.

1.Turbocompresseurs électriques

Aeristech’s patented Full Electric Turbocharger Technology is a new enabling technology that will help vehicle manufacturers meet stringent future emissions legislation whilst providing excellent response throughout the engine operating rangeLe FETT est la solution ultime pour réduire la taille extrême du moteur et améliorer l'efficacité du moteur à l'aide d'un turbocompresseur à un seul étage.

L'ajout d'un moteur électrique puissant élimine presque tous les inconvénients d'un turbocompresseur.Maintenant, il peutPeut-être la prochaine phase de la turbocompression moderne, il y a sans aucun doute des inconvénients de la voie électrique ainsi.

• Les avantages:

• En connectant directement un moteur électrique à la roue du compresseur, le décalage turbo et l'insuffisance des gaz d'échappement peuvent être pratiquement éliminés en faisant tourner le compresseur à l'énergie électrique si nécessaire.
• En connectant un moteur électrique à la turbine d'échappement, l'énergie gaspillée peut être récupérée (comme dans la Formule 1).
• Une très large plage de tours efficaces avec un couple uniforme partout.
   

• Les inconvénients:

• Le coût et la complexité, car vous devez maintenant tenir compte du moteur électrique et veiller à ce qu'il reste froid pour éviter les problèmes de fiabilité.
• L'emballage et le poids deviennent un problème, en particulier avec l'ajout d'une batterie à bord, qui sera nécessaire pour fournir une puissance suffisante au turbo en cas de besoin.
• Les VGT ou les double-scrolls peuvent offrir des avantages très similaires (mais pas au même niveau) pour un coût nettement inférieur.