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RÉSUMÉ
Le principe de la suralimentation pour les moteurs alternatifs consiste à augmenter la quantité d'air introduite dans la chambre de combustion par élévation de la masse volumique de l'air à l'admission. Le but est d'augmenter la puissance spécifique (puissance par litre de cylindrée moteur) et également les puissances volumique et massique (puissance par décimètre cube ou kilogramme de moteur). Pour cela, une compression préalable est effectuée avant l'introduction de l'air dans la chambre de combustion. Parmi les différents procédés existants, la suralimentation volumétrique est caractérisée par l'utilisation d'une machine volumétrique (ou pompe à air) entraînée mécaniquement par le moteur, dont le débit-volume théorique aspiré est proportionnel au régime (débit-volume aspiré par tour constant).
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Marc SOLER : Titulaire du DEA « Conversion de l'énergie » de l'université Paris VI – option Thermique moteur - Responsable avant-projets moteur – PSA – direction Recherche et ingénierie avancée
INTRODUCTION
Le principe de la suralimentation pour les moteurs alternatifs consiste à augmenter la quantité d'air introduite dans la chambre de combustion par élévation de la masse volumique de l'air à l'admission dans le but d'augmenter la puissance spécifique (puissance par litre de cylindrée moteur) et également les puissances volumique et massique (puissance par décimètre cube ou kilogramme de moteur).
Pour cela, une compression préalable est effectuée avant l'introduction de l'air dans la chambre de combustion.
Parmi les différents procédés existants, la suralimentation volumétrique est caractérisée par l'utilisation d'une machine volumétrique (ou pompe à air) entraînée mécaniquement par le moteur, dont le débit-volume théorique aspiré est proportionnel au régime (débit-volume aspiré par tour constant).
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Étude théorique du compresseur volumétrique
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2. Architecture et types de compresseurs
2.1 Architecture générale
Le compresseur volumétrique est situé dans le circuit d'admission d'air du moteur en aval du filtre à air qui le protège des impuretés pouvant entraîner des grippages et en amont de l'entrée du cylindre (figure 3).
Il est généralement entraîné mécaniquement à partir du vilebrequin à l'aide d'une courroie ou plus rarement par engrenage. La liaison peut être :
-
permanente ou temporaire par utilisation d'un embrayage électromagnétique sur une des poulies ;
-
à rapport constant ou variable par utilisation de poulies à écartement réglable.
Son installation est compatible avec les différents types d'alimentations de carburant connues à ce jour :
-
des plus récentes comme l'alimentation par injection directe ou indirecte de carburant ;
-
aux plus anciennes comme l'alimentation par carburateur mécanique ou piloté.
Dans le cas des moteurs à injection, l'introduction du carburant se fait toujours en aval du compresseur, dans la pipe d'admission pour les moteurs à allumage commandé à injection indirecte ou dans la chambre de combustion pour les moteurs Diesel ou moteurs à allumage commandé à injection directe.
Dans le cas d'une alimentation par carburateur, le compresseur peut être placé avant ou après celui-ci :
-
dans le premier cas, le compresseur ne véhicule que de l'air. Le carburateur utilisé devra être de type soufflé et devra, d'une part, être étanche puisque situé dans la zone sous pression du circuit d'admission et, d'autre part, être équipé d'un dispositif de réglage de la richesse en fonction de la pression de suralimentation ;
-
dans le second cas, le compresseur travaillera avec un mélange air-carburant et sa conception ainsi que celle de l'ensemble du circuit d'admission doivent prendre en compte les risques de condensation et de ruissellement de l'essence. Le carburateur devra être de type aspiré mais ne se distinguera pas d'une alimentation classique de moteur atmosphérique.
Enfin, pour améliorer l'efficacité de la suralimentation, on peut lui adjoindre un échangeur ou Refroidisseur...
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Architecture et types de compresseurs
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - TAYLOR (C.F.) - The internal combustion engine in theory and practice (Théorie et pratique du moteur à combustion interne). - The MIT Press-Cambridge-Massachusetts, vol. 1, chap. 10.
-
(2) - KLING (R.) - Thermodynamique générale et applications. - Éd. Technip, Paris.
-
(3) - UTHOFF (L.H.) - Supercharger versus turbocharger in vehicle applications (Suralimentation volumétrique et turbosuralimentation dans les applications véhicules). - SAE, no 870704.
-
(4) - KIYOTA (Y.) - Development of supercharged V 6 engine (Développement d'un moteur V 6 à suralimentation volumétrique). - JSAE Review, vol. 10, no 1, janv. 1989.
-
(5) - CAUSSIN (J.L.) - Compresseur volumétrique Roots à rapport d'entraînement variable réalisé en matériaux composites. - SAE, no 870732.
-
(6)...
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