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Auteur(s)
-
Michel GRATADOUR : Ingénieur Responsable du Département Énergétique à la société Le Moteur Moderne
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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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Cycles thermodynamiques théoriques du moteur suralimenté
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2. Modes de suralimentation
2.1 Suralimentation par générateur de gaz (ou compresseur) entraîné par le moteur
le lecteur se reportera utilement à l’article spécialisé dans ce traité.
Il s’agit du système de conception le plus simple : une machine liée au vilebrequin du moteur, par une cinématique appropriée, délivre de l’air comprimé à l’admission du moteur. On distingue deux variantes à ce système suivant le type de machine de compression utilisée.
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Il s’agit de générateurs de débit de type compresseur (à pistons, à palettes ou à vis) à l’intérieur duquel l’air est comprimé ou de type machine à transfert (Roots, Lysholm) dénuée de compression interne.
Pour un moteur à 4 temps et en l’absence d’organe de limitation de pression, la pression d’admission résulte de l’équilibre entre le débit-volume engendré par le compresseur ou la machine à transfert et la capacité de débit du moteur, qui est aussi une machine volumétrique.
Les compresseurs volumétriques à pistons ou à palettes sont les plus étanches, mais au prix de pertes par frottement non négligeables, qui les rendent mal adaptés à une suralimentation modérée ou moyenne, ou qui compromettent leur fiabilité mécanique (compresseur à palettes). Le compresseur à pistons, plus complexe, n’est plus utilisé actuellement, bien qu’il existe une solution attrayante de cette disposition 2.4.
Les machines à transfert présentent des pertes mécaniques faibles résultant de leur défaut d’étanchéité (jeux de fonctionnement) qui entraîne un taux de fuite relativement important à bas régime de rotation. De plus, l’absence de compression interne limite l’emploi de ce générateur à un rapport de suralimentation inférieur ou égal à 1,5.
Le compresseur à vis se présente avec des performances...
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