TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE

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TURBOCOMPRESSEUR A GEOMETRIE VARIABLE

• CCF BEP MVM EPREUVE EP2

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RESSOURCES MULTIMEDIA

• La suralimentation
• Pourquoi la géométrie variable?
• Analyse du système de variation
• Analyse du besoin
• Schématisation des liaisons
• Caractéristiques techniques
• Animation du système

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La Suralimentation Principes
La suralimentation consiste à gaver le moteur
en gaz frais (air carburant). En clair, on
augmente la pression des gaz à ladmission pour
en diminuer le volume. Davantage de gaz est
injecté dans le cylindre et on obtient une
explosion plus forte.
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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
dune turbine centripète et dune 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.
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Le principe dentraînement du turbo est simple.
Dès que le régime moteur le permet, la pression
résiduelle des gaz déchappement (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 dadmission (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.
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Résumé du Fonctionnement
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Le plus gros problème du turbo, en fait, cest 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 lefficacité varie dans le temps, en
fonction des régimes, en jouant sur lorientation
des pales de turbine comme une éolienne.
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A bas régime (voir schéma ci-dessous), les
ailettes sont fermées, diminuant la section
darrivée vers la turbine. Les gaz d'échappement,
en faible quantité, sont ainsi accélérés.
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A haut régime (voir schéma ci-dessous), les
ailettes sont ouvertes et libèrent le passage
vers la turbine. Les gaz d'échappement, ayant
assez dénergie cinétique, vont directement sur
la turbine. Mais ce système complexe nest pas
idéal en compétition, où la simplicité mécanique
est souvent gage de fiabilité.
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Nous baserons notre étude sur le système de
variation de géométrie électrique
Regardons le de plus près
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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 lordre au moteur de tourner
  pour ouvrir ou fermer les ailettes.

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Fonctionnement du Système de Variation
1-le moteur entre en rotation sur ordre du
calculateur
2-la rotation de laxe de commande entraîne le
déplacement des biellettes.
3-laxe de biellette ainsi entraîné fait tourné
la plaque de variation ici en vert.
4-les ailettes souvrent au fur et à mesure que
le régime moteur augmente
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Analyse du besoin du système
Sur qui/quoi le système agit-il ?
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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 - 1000C
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)