Permettez-moi de commencer par un excellent livre sur le sujet: Maximum Boost de Corky Bell . Il existe un bon traitement des bases du fonctionnement du turbocompresseur en plus de certaines applications datées et ésotériques qui sont toujours intéressantes. Par exemple, je trouve que la discussion sur la turbocompression de différents types de carburateurs présente un intérêt intellectuel sinon pratique.
Pour résumer les points soulevés dans votre question, voici quelques-uns des principaux aspects du moteur turbocompressé qui sont intéressants:
Le flux d'air : rappelez-vous qu'un moteur à combustion interne est effectivement une pompe à air. Si nous parlons d'un moteur qui fonctionne "sous charge", nous pouvons supposer que vous avez ouvert l'accélérateur. Par exemple, lorsque vous descendez une pente, vous n'avez pas besoin d'appuyer sur l'accélérateur, de sorte que l'ensemble du chemin d'admission à l'échappement pompe une plus petite masse d'air. Cependant, en montée, vous devrez ouvrir l'accélérateur (lui donner du gaz), en ajoutant de l'air à l'admission. Cela provoque l'ordinateur du moteur à ajouter du carburant au mélange. Le mélange carburant-air est brûlé pour produire de l'énergie. L'échappement de cette combustion passe ensuite à ...
La turbine : c'est une partie qui ressemble à l'avant d'un turboréacteur assis sur le chemin des gaz d'échappement. La turbine se trouve à une extrémité d'un arbre en rotation. De l'autre côté se trouve le compresseur. C'est la partie qui fait réellement le coup de pouce du côté admission du moteur. Plus les gaz d'échappement dépassent la turbine, plus elle veut tourner et faire un boost côté compresseur. Mais il y a aussi ...
La soupape de décharge : c'est une soupape qui se trouve également dans le chemin des gaz d'échappement. Il fournit un raccourci pour l'échappement si le moteur n'a pas vraiment besoin de boost à ce moment. Cela peut être utilisé pour le contrôle du pic de boost (trop de boost peut détruire physiquement votre moteur). Il peut s'agir d'une soupape à ressort purement mécanique qui reste fermée jusqu'à une certaine pression positive dans le chemin d'admission, puis s'ouvre progressivement à mesure que la suralimentation augmente. Il pourrait également être sous le contrôle direct de l'ordinateur du moteur. Par exemple, ma voiture (en stock) était très ennuyeuse dans son refus de rester au top boost en troisième vitesse. Il refuserait également de dépasser un certain point avec un étranglement partiel. L'ordinateur du moteur disait effectivement "non, c'est assez amusant pour l'instant".
Par exemple, si je roule en descente avec le pied coupé, le papillon des gaz est fermé. Il n'y a pas assez de masse d'air passant par l'admission pour s'échapper pour faire tourner le turbo, ou non.
Cependant, la scène change au bas de la colline alors que nous montons la prochaine montée. Je dois ouvrir la manette des gaz pour monter la colline. Si je suis à bas régime, les régimes seront plus élevés, l'énergie des gaz d'échappement sera plus élevée et la turbine tournera complètement. Cependant, comme j'aurais besoin d'accélérateur partiel à un rapport inférieur pour la même accélération, mon ordinateur moteur pourrait opposer son veto à un dépassement d'un certain point, ouvrant la porte de décharge.
Si je suis à la vitesse supérieure, les régimes seront plus bas et je devrai ouvrir la manette des gaz grande ouverte pour monter la côte. Cependant, le volume et la vitesse des gaz d'échappement seront faibles et il est possible que je n'aie pas assez d'énergie pour que le turbo fasse une pression positive significative (par exemple, environ 40 mph en cinquième dans ma voiture). Même si j'aimerais vraiment donner un coup de pouce à cette situation, je ne pourrai pas.
Vous l'avez deviné, et si vous n'avez pas wikipedia, c'est votre ami .
En résumé, le turbocompresseur fonctionne en ayant deux turbines connectées au même axe rotatif. Une turbine est entraînée par les gaz d'échappement, ce qui fait tourner l'autre turbine. Le second est ce qui force l'air à entrer dans le moteur.
Au ralenti, il n'y a pratiquement aucun échappement pour produire un boost. Accélérateur ouvert => plus d'air circule dans le moteur => plus d'échappement => plus de boost.
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Pas exactement ... Rappelez-vous, tous les moteurs turbocompressés n'utilisent pas de soupape de décharge.
Ce qui se passe, c'est que votre moteur tourne à 2000 tr / min sans charge, maintenant vous mettez une charge, la baisse du régime et pour la ramener à 2000 tr / min, vous devez ajouter un accélérateur qui vide le carburant dans le moteur. Au fur et à mesure que vous videz le carburant, votre augmentation de la pression de combustion et, finalement, les pressions d'échappement plus élevées vont faire tourner la turbine rapidement et produire plus de boost, ce qui augmentera encore plus la pression de combustion (plus d'O2 maintenant disponible). Voyez, sur un moteur sans charge, même sans hayon, le turbo ne fait pas grand-chose.
et pour rendre les choses un peu plus compliquées ici, sur un moteur diesel, cela fonctionne de manière similaire mais différente. Il n'y a pas de régulation d'air d'admission sur un diesel, l'admission est toujours sans restriction et le débit est déterminé par la quantité de carburant injectée. C'est pourquoi, lorsque le moteur diesel tourne, ils dégagent beaucoup de fumée jusqu'à ce que le moteur rattrape. Les moteurs diesel à turbocompresseur dépendent du turbocompresseur lui-même comme une forme de régulation de l'air d'admission.
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Le moteur de votre voiture utilise plus de carburant pour faire tourner le moteur à 3000 tr / min lorsqu'il est sous charge plutôt que d'être accéléré au point mort. Voilà la réponse courte.
Plus de carburant signifie plus de gaz d'échappement, ce qui signifie plus de boost. Inversement, lorsque vous montez en régime neutre, beaucoup moins de carburant est utilisé, et donc beaucoup moins de gaz d'échappement pour faire tourner le turbo. C'est aussi pourquoi votre voiture est plus lourde sur les montées de gaz qu'en descente.
De plus, le système de gestion de votre voiture désengagerait probablement votre soupape de décharge / soufflage lorsque votre accélérateur est désengagé. C'est une caractéristique de sécurité.
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