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Auteur(s)
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Michel GRATADOUR : Ingénieur Responsable du Département Énergétique à la société Le Moteur Moderne
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Lire l’articleINTRODUCTION
De la manière la plus générale possible, on peut considérer que les dispositifs de suralimentation peuvent être classés parmi les moyens permettant de réaliser des cycles thermodynamiques complexes. Peuvent être regroupés dans cette catégorie tous les systèmes associant divers types de machines (volumétriques ou cinétiques) à un moteur (volumétrique ou cinétique) dans le but d’accroître les performances de ce dernier. Pour être complet, il convient de tenir compte aussi de la présence éventuelle d’organes thermiques (refroidisseurs, échangeurs, chambre de combustion auxiliaire) destinés à refroidir ou à réchauffer les gaz participant au cycle thermodynamique.
Une classification de ces systèmes peut être établie :
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selon la nature des machines qu’ils mettent en œuvre ;
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suivant le type des liaisons établies entre ces machines : liaisons mécaniques (cinématiques) ou fluidiques.
Le nombre de systèmes possibles répondant à ces définitions étant pratiquement illimité, nous nous limiterons à la description des systèmes les plus connus.
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Caractérisation des performances des organes de suralimentation
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4. Conséquences de la suralimentation sur le fonctionnement du moteur
4.1 Transvasements
En dehors des phénomènes de transvasement liés au mouvement du piston, prépondérants pour le cycle à 4 temps, peuvent intervenir des phénomènes de balayage, du type de ceux que l’on rencontre sur les moteurs à 2 temps. Ils sont provoqués par les écarts de pression entre l’admission et l’échappement qui peuvent engendrer un écoulement pendant la période d’ouverture simultanée des soupapes d’admission et d’échappement (période de « croisement » des soupapes).
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Si p a > pe , l’écoulement va s’établir dans le sens admission vers échappement et entraînera un surbalayage du moteur. Le débit délivré par le compresseur sera supérieur à la capacité de remplissage du cylindre, d’où λ > η v , ce qui aura pour conséquences :
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d’accroître le remplissage du cylindre par balayage plus ou moins partiel du volume mort ;
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de réduire la quantité de gaz brûlés recyclés ;
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d’accroître l’efficacité du refroidissement des parois internes par transfert thermique avec l’air de balayage ;
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de délivrer à la turbine un surcroît de débit gazeux.
Par contre, cette situation présente l’inconvénient, dans le cas d’une carburation préalable, de court-circuit direct de carburant dans l’échappement.
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Si p a < pe , l’écoulement s’établira dans le sens échappement vers admission et entraînera un contre-balayage du moteur. Cette situation, pour laquelle λ = η v , conduit aux conséquences suivantes :
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le taux de gaz brûlés recyclés est augmenté, ce qui réduit d’autant le remplissage en air des cylindres ;
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la température moyenne des gaz est donc augmentée par le contre-balayage, ce qui tend à accroître les températures de parois et les transferts thermiques.
On peut estimer la quantité de gaz transférée au travers du cylindre pendant la période de croisement des soupapes en supposant l’écoulement de type incompressible. Si σa et σe sont les sections...
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