14
TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE

CCF BEP MVM EPREUVE EP2

Page 2: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

RESSOURCES MULTIMEDIA

-La suralimentation

-Pourquoi la géométrie variable?

-Analyse du système de variation

-Analyse du besoin

-Schématisation des liaisons

-Caractéristiques techniques

-Animation du système

Page 3: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

La Suralimentation: Principes

Pour rendre un moteur plus puissant, les motoristes ont plusieurs possibilités : l’augmentation de la cylindrée, le changement des pièces d’origine ou bien encore la suralimentation.

La suralimentation consiste à « gaver » le moteur en gaz frais (air + carburant).

En clair, on augmente la pression des gaz à l’admission pour en diminuer le volume.

Davantage de gaz est injecté dans le cylindre et on obtient une explosion plus forte.

Page 4: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

Le turbocompresseur est le principal dispositif utilisé pour suralimenter un moteur. Il comporte essentiellement trois parties (voir schéma ci-dessous):

1. Un ensemble mobile composé d’une turbine centripète et d’une roue de compresseur centrifuge, montées sur un même arbre.

2. Un carter principal qui sert de support et qui intègre un circuit de graissage des roulements en relation avec le circuit général de lubrification du moteur.

3. Les carters de compresseur et de turbine, côté admission et échappement.

Page 5: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

Le principe d’entraînement du turbo est simple. Dès que le régime moteur le permet, la pression résiduelle des gaz d’échappement (en rouge sur le schéma ci-dessous) entraîne la roue de la turbine, solidaire de la roue du compresseur placée dans le flux des gaz d’admission (en bleu).

Lorsque la turbine tourne (100 000 tr/min en moyenne, 240 000 tr/min maximum), elle aspire et comprime les gaz frais puis les refoule vers le moteur.

Page 6: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

Résumé du Fonctionnement

Retour Sommaire

Page 7: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

Le plus gros problème du turbo, en fait, c’est le temps de réponse!!!

Heureusement, il existe quelques solutions à ce problème, notamment celle qui nous concerne :

La géométrie variable. On conçoit une turbine dont l’efficacité varie dans le temps, en fonction des régimes, en jouant sur l’orientation des pales de turbine comme une éolienne.

Page 8: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

A bas régime (voir schéma ci-dessous), les ailettes sont fermées, diminuant la section d’arrivée vers la turbine. Les gaz d'échappement, en faible quantité, sont ainsi accélérés.

Page 9: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

A haut régime (voir schéma ci-dessous), les ailettes sont ouvertes et libèrent le passage vers la turbine. Les gaz d'échappement, ayant assez d’énergie cinétique, vont directement sur la turbine. Mais ce système complexe n’est pas idéal en compétition, où la simplicité mécanique est souvent gage de fiabilité.

Page 10: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

Nous baserons notre étude sur le système de variation de géométrie électrique

Regardons le de plus près

Page 11: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

GROS PLAN SUR LE SYSTEME DE COMMANDE ELECTROMECANIQUE

La commande de variation se fait sur ordre du calculateur électronique. En fonction du régime moteur, il donne l’ordre au moteur de tourner pour ouvrir ou fermer les ailettes.

Moteur électriqueRoue et vis sans fin

Raccordement au calculateur

Page 12: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

Fonctionnement du Système de Variation

2-la rotation de l’axe de commande entraîne le déplacement des biellettes.

3-l’axe de biellette ainsi entraîné fait tourné la plaque de variation ici en vert.4-les ailettes s’ouvrent au fur et

à mesure que le régime moteur augmente

1-le moteur entre en rotation sur ordre du calculateur

Page 13: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

Analyse du besoin du système

Sur qui/quoi le système agit-il ?A qui/quoi le système rend t-il service ?

MOTEUR A COMBUSTION

INTERNE

AIR OU MÉLANGE ADMIS

Dans quel but ?

Augmenter le rendement mécanique. Diminuer les

émissions polluantes.

Page 14: TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE CCF BEP MVM EPREUVE EP2

Caractéristiques Techniques du Turbocompresseur

Pression de l'air suralimenté Pression d'entrée (atmosphérique) + pression de suralimentation (de 0 à

1 bar en absolu)

Vitesse maximale de rotation de la roue de turbine

240 000 tour/minute

Température de fonctionnement de la roue de compresseur

150 °C

Température de fonctionnement de la roue de turbine

800 - 1000°C

Température de fonctionnement du carter central refroidi par circulation d'eau

100 °C

Pression d'alimentation d'huile (provenance pompe à huile du moteur)

3 bar (0.3 Mpa)

Contre pression des gaz d'échappement

1 à 2 bar (absolu)