compresseur

Un compresseur est un compresseur d'air mécanique entraîné directement par le vilebrequin ou l'arbre à cames du moteur, généralement via un accouplement par courroie ou par chaîne. Il force de l'air plus dense dans la chambre de combustion, permettant à plus de carburant de brûler par cycle et augmentant la pression de pointe et la puissance de sortie. Contrairement à un turbocompresseur, qui utilise l'énergie des gaz d'échappement, un compresseur tire sa puissance mécanique du moteur lui-même.

Les deux conceptions dominantes sont le type à déplacement positif (soufflante Roots, à vis ou à palettes) et le type centrifuge. Les unités à déplacement positif poussent un volume d'air fixe par révolution, produisant une pression de suralimentation qui augmente linéairement avec le régime moteur. Les compresseurs centrifuges compriment l'air en le faisant tourner à grande vitesse, de sorte que la suralimentation augmente avec le carré de la vitesse de la turbine, ce qui les rend efficaces à haut régime mais nécessite des vitesses de rotation plus élevées pour créer de la pression au ralenti. Les soufflantes Roots sont courantes sur les moteurs de camions et de tracteurs; les unités centrifuges apparaissent plus souvent dans les voitures de performance.

Suralimentation, chaleur et l'équilibre entre gain et charge

La pression de suralimentation d'un compresseur varie de 0,5 à 1,5 bar absolu sur les systèmes modestes à 3 bar ou plus sur les moteurs de course. La compression de l'air le chauffe considérablement, de sorte que la plupart des conceptions incluent un échangeur de chaleur (intercooler) pour réduire la température d'admission avant que l'air n'atteigne les cylindres, récupérant ainsi l'efficacité volumétrique perdue par dilatation thermique. Sans intercooler, un moteur suralimenté peut fonctionner dangereusement pauvre ou nécessiter un enrichissement excessif en carburant pour éviter le cliquetis.

La perte parasite est réelle: un compresseur peut consommer 10 à 30 pour cent de la puissance qu'il génère, selon la conception et le niveau de suralimentation. Cela rend la suralimentation plus économique sur les moteurs de plus grande cylindrée ou à haut régime, où le gain de puissance absolu dépasse la traînée mécanique. Le glissement de la courroie et la taille de la poulie déterminent le rapport de vitesse du compresseur par rapport au vilebrequin; des rapports de 1,5:1 à 3:1 sont typiques, des rapports plus élevés produisant plus de suralimentation au prix d'une plus grande traînée.

La suralimentation est utilisée dans les camions lourds, les équipements agricoles et la course où un couple constant à bas régime ou une puissance de pointe justifie le poids et la complexité. Les moteurs diesel en bénéficient particulièrement car ils tolèrent des pressions de pointe plus élevées et n'ont pas les contraintes de cliquetis. Les voitures particulières modernes sont largement passées aux turbocompresseurs pour une meilleure économie de carburant, mais les compresseurs restent privilégiés dans certaines applications de performance et marines où la réponse immédiate à l'accélérateur est plus importante que l'efficacité.