Suralimentation, turbo et compresseur

Car_lover · Message par **Car_lover** » 07 juin 2008 14:19

Bonjour à tous !

En lisant vos discussions, je me suis rendu compte que nombreux étaient ceux et celles parmi vous à défendre un type de suralimentation.

Mais question est la suivante, quelle différence y a-t-il entre ces deux systèmes ? Lequel est le plus performant ? le plus glouton ? et enfin celui qui permet d'obtenir la plus belle sonorité ?

Merci par avance de vos réponses

tof · Message par **tof** » 07 juin 2008 14:22

tout depends de la voiture....
un compresseur se vaut surtout dans les bas regimes, un turbo pour un bon punch.

jibé · Message par **jibé** » 07 juin 2008 15:25

le compresseur et pris derectement par une courroie sur le vilo tandis que la turbo souffle grâce au système de gaz d'echappements.

et comme le dit si bien to le turbo pour les haut régime et le compresseur pour les bas sauf que maintenant une ont des turbos à géometries variable, des bi-turbo (un petit et un gros..enfin à peut de chose près...)

très complexe quoi!

Message par **ze_shark** » 07 juin 2008 15:30

La question est vraiment large, il y a une foultitude de types de compresseurs, et d'applicatoins différentes de turbocompresseurs.
A la base le principe est le même: obtenir un rendement thermodynamique meilleur en compressant l'air d'admission tout en le gardant le plus froid possible.
La différence provient de la source de force pour compresser l'air:
- le flux de gaz d'échappement (turbo)
- l'arbre moteur ou un de ses périphériques (compresseur)

Les turbos peuvent se traduire par des comportement très différents selon le type de turbo, avec un compromis inévitable: il en faut un petit pour qu'il marche à bas régime, et un gros pour qu'il marche à haut régime. Les turbos à géométrie variable adoptés sur les diesels et récemment certains moteurs essence (Porsche 997 TT) contiennent le problème mais ne l'éliminent pas.

Il y a de nombreux types de compresseur: à vis, à hélice, à spirale. La constante est un temps de réponse moindre, mais des pertes considérables. Je ne me souviens plus des chiffres exacts, mais un compresseur sur un V8 Merco a un rendement épouvantable.

shz972 · Message par **shz972** » 07 juin 2008 16:40

ze_shark a écrit :. Les turbos à géométrie variable adoptés sur les diesels et récemment certains moteurs essence(Porsche 997 TT) contiennent le problème mais ne l'éliminent pas.

.

Hmm,juste une petite rectification:le turbo à géométrie variable avait deja été monté sur une voiture de serie, c'etait la 405T16 avec un Garett VAT 25 (Variable Area Turbine) en 1993/94...

La pression pouvait varier de 1.1à 1.6 bar,et l'overboost pouvait vous coller aux sieges pendant 45s!!!

Porsche nous a fait juste "le retour du come back" avec une bonne dose de marketing

Shinigami · Message par **Shinigami** » 07 juin 2008 16:50

Pour tourner la kompressor, il faut aussi plus de puissance car elle ce alimente directement du courroie. C'est un peu comme pour la refroidisseur d'aire, en l'enclenchent, on perdes quelques cv pour la faire tourner...

Pour les kompressor, c'est plus de 10% si je me souviens correctement. La moteur 5.5l sur ma SLK est quasi la meme chose que dans une SL55 AMG. La SL a juste un kompressor de plus. La mienne fait 360cv, et la SL fait dans les 500cv (quelques petits difference de l'annee a l'annee). Mais pour avoir les 140cv manquant, on perds dans les 40cv... donc la kompressor lui meme ammene dans les 180cv sur la moteur (si j'ai bien compris le chose).

Ensuite, c'est possible de modifier la courroie pour que celui si fasse tourner plus rapidement le kompressor. C'eteit le cas sur mon ancien SLK 230 qui faisait 193cv (197 avec l'echappement Brabus), et pour 1900chf, j'ai eu un modif de courroie qui donnait 227cv (confirmee par un banque ou on teste la puissance des voitures... c'est un modif tres connue pour les SLK... tout le monde la fait). Pas trop mal pour le prix...

Mais cote rendement moteur, la Turbo est censee etre mieux. La puissance generee par le kompressor est plus lineaire car elle peut fonctionner tout le temps, tandis que la turbo a un effet de "spooling" ou elle attend d'avoir assez de pression pour fonctionner. Bizarrement, Mercedes a ajoutee une embrayage sur les kompressor du SLK, pour que celui si engage que a partir de 1500rpm...

bref...

Car_lover · Message par **Car_lover** » 07 juin 2008 17:03

Merci pour toutes ces informations ! Si j'ai bien compris, on ne peut pas dire que l'un soit plus avantageux que l'autre. Ils ont simplement des applications légèrement différentes

bence · Message par **bence** » 07 juin 2008 17:05

ze_shark a écrit :
Il y a de nombreux types de compresseur: à vis, à hélice, à spirale. La constante est un temps de réponse moindre, mais des pertes considérables. Je ne me souviens plus des chiffres exacts, mais un compresseur sur un V8 Merco a un rendement épouvantable.

Celui (ceux? me souviens plus...) de la SLR demande(nt) 130cv pour fonctionner!

Message par **ze_shark** » 07 juin 2008 22:08

shz972 a écrit :
ze_shark a écrit :. Les turbos à géométrie variable adoptés sur les diesels et récemment certains moteurs essence(Porsche 997 TT) contiennent le problème mais ne l'éliminent pas.

.

Hmm,juste une petite rectification:le turbo à géométrie variable avait deja été monté sur une voiture de serie, c'etait la 405T16 avec un Garett VAT 25 (Variable Area Turbine) en 1993/94...

Juste ! Je ne savais pas. Par contre, selon Wikipedia, la 405T16 n'était pas la première, il y avait eu une Shelby sur base Dodge avant.
Un exemple (pas sûr si c'est un Garrett VAT25 comme celui de la 405:

shz972 · Message par **shz972** » 08 juin 2008 13:09

ze_shark a écrit : Un exemple (pas sûr si c'est un Garrett VAT25 comme celui de la 405:

Tres sympathique animation

Elle correspond + à la solution Porsche...ce qu'ils appellent VNT (Variable Nozzle Turbo)

Cependant,le fameux Garrett VAT25 semble avoir un autre principe de fonctionnement..

Le dispositif "à géométrie variable" du VAT 25 est une langue qui pivote autour d'un axe, qui module la section d'entrée des gaz déchappement dans la turbine et dont l'angle d'ouverture est commandé par un poumon piloté par une électrovanne. De la sorte, à faible régime moteur, la section est réduite et donc la vitesse d'attaque tangentielle à la turbine est augmentée. A l'époque (en 1993 déjà!!!) on dénommait cela "géométrie variable simplifée". Le WG est commandé par un poumon piloté par une autre électrovanne. Du côté admission un capteur de pression absolue informe le calculateur qui peut en retour piloter l'électrovanne. En phase overboost, la pression d'admission est régulée à 1,3 bar (1,6 bar en transitoire) et en phase normale à 1,1 bar...

Outre le graissage classique, le turbo est refroidi par eau et est équipé d'une pompe électrique assurant un post refroidissement après coupure du moteur.

Cette conception nous donne une machine développant 220 cv à 5500 tours/minute et un couple de 323 Nm à 2400 tours/minute et tout ca en 1993 sur une Peugeot de série...

(Citation d'un pro du Turbo sur un forum)

Ca donnerait kkch comme ca...

sputnick · Message par **sputnick** » 09 juin 2008 16:39

Pour moi, l'avenir de la suralimentation ce sont les turbines électriques.
Maintenant les moteurs électrique (brushless)de modèles réduits d'avion à réaction tournent à plus de 50'000 t/min. C'est suffisant pour la compression.

Il y a de multiple avantage par rapport à un turbo classique:
- pas de problème thermique dus à l'échappement.
- pilotage électronique de la turbine à n'importe quel régime.

Donc, la turbine de compression ne chauffant pas, elle peut être en plastique ou en carbone pour réduire l'inertie.
Et comme le moteur électrique peut être piloté, on peut activer la compression:
- à très bas régime (500 t/min) => amélioration de la conso
- par exemple uniquement dans un mode sport

Ça fait quelque mois que j'ai récupéré un petit turbo de Fiat Uno pour prototyper la chose, mais je n'ai pas encore trouvé le temps de m'y mettre.

Message par **ze_shark** » 10 juin 2008 05:25

Je comprends pas la mathématique de la chose.
Si un compresseur Eaton bouffe une grosse centaine de chevaux sur une gros V8 merco, on peut tabler sur 30kW pour compresser l'air nécessaire à un 4 cylindres de 2L, non ? Sais pas d'où tu vas sortir le jus.

vravolta · Message par **vravolta** » 10 juin 2008 05:51

Quelques corrections : de mémoire le rendement thermodynamique dépend principalement de 2 paramètres : la différence de température entre la source chaud et la source froide + le taux de compression. Source froide = température extérieure de l'air : on n'y peut pas grand chose en dehors de l'installation d'un intercooler pour les moteurs compressés afin de tenter de rammener la température de l'air d'admission à celle de l'air extérieur. Source chaude = température de combustion et là, tout le monde est limité par la capacité des pistons à ne pas fondre. Donc concrètement, le rendement thermodynamique à proprement parler dépend en pratique du taux de compression. Et sur un turbo ou avec un compresseur, on abaisse ce taux pour éviter le cliquetis => intrinsèquement, le rendement thermo est plus mauvais sur un moteur compressé que sur un atmo.
Après, ce qui va changer c'est surtout la puissance spécifique = combien on tire de puissance d'un moteur pour une cylindrée donnée et là les compresseurs ont un gros avantage car en gavant à 2 bars un moteur de 2l, on brule autant d'essence qu'avec un atmo de 4l (qui fonctionne sous 1 bar). Donc le rendement thermo est plus faible mais à cylindrée constante, on peut rentrer plus d'énergie et donc en sortir plus aussi même si le taux de sortie est un peu plus faible.

La petite distinction thermodynamique étant faite, on peut passer aux choses sérieuses : le turbo compresseur récupère une partie non utilisée de l'énergie de la combustion = la température des gaz d'échappement, énergie qui habituellement est relachée telle quelle dans la nature (au passage, un turbo marche grace à cette chaleur, la vitesse des gaz étant une conséquence et pas une cause). Donc le turbo a comme seul impact négatif sur le moteur la baisse du taux de compression (mais c'est pour mieux pouvoir gaver le moteur donc c'est quelque part un atout) et biensur un échappement un poil bridé donc pas optimisé. Donc à bas régime, on se prend dans les dents ces inconvénients et on ne touche pas encore les avantages du turbo => c'est donc dans l'absolu creux en bas et puissant en haut. Ce raisonnement ne s'applique pas aux diesels car dans ce cas on recherche précisément l'autodétonation donc le taux de compression ne pose pas de souci.
Un compresseur lui va prélever de la puissance moteur noble (= pas de la chaleur, de l'énergie mécanique) pour le gaver. Dans ma mémoire, c'était un peu moins de 30% mais je ne suis plus certain (faudrait que je vérifie dans mes bouquins). Donc ca va consommer de folie car on consomme une partie de sa production pour fonctionner. Avantage, pas de lag et part depuis tout en bas.
Autre chose, et à mon avis avantage principal de la sural, c'est qu'à puissance donnée, on récupère nettement plus de couple (et les moteurs sont théoriquement plus légers). Inconvénient, ca consomme plus (rendement thermo moins bon) et c'est un peu plus compliqué à gérer pour le turbo (mais on s'y fait très bien, c'est juste différent).

Pour le bruit, un compresseur fait un bruit aigu qui n'a rien de magique, un turbo un bruit de lance flamme quand il est débridé, un petit sifflement sinon. Je préfère le son du turbo, mais de toute manière, ces moteurs ne chanteront jamais comme un atmo équivalent (j'aime bien le 5 cylindre de la RS2 qui chante tout de même pas mal).

Quand à la sural électrique, elle présente l'avantage sur le compresseur de pouvoir être débrayable et même mieux, variaible, mais le principe reste pénalisant sur le taus de compression et le fait qu'il faut prélever de l'énergie sur le moteur pour la faire tourner. Et comme cette énergie est considérable (si on dit que c'est 20% de 200 CH = 40 CH), sous 12V et même 36V, ca fait un ampérage colossal qu'on aura du mal à produire donc difficile d'obtenir un résultat sensible avec cette techno selon moi.

sputnick · Message par **sputnick** » 10 juin 2008 14:15

ze_shark a écrit :Je comprends pas la mathématique de la chose.
Si un compresseur Eaton bouffe une grosse centaine de chevaux sur une gros V8 merco, on peut tabler sur 30kW pour compresser l'air nécessaire à un 4 cylindres de 2L, non ? Sais pas d'où tu vas sortir le jus.

C'est sûr que l'électrique, c'est peu intéressant à 6'000 sur un gros V8 (qui doit tirer 2 tonnes): grosse pression et gros débit nécessaire.
Concernant les compresseurs, leur rendement est plutôt mauvais, voir très mauvais par rapport à une turbine.

Bien entendu pour créer la compression avec un moteur électrique, il faut tout de même des watts et des ampères.
Mais quelques kW doivent suffire pour générer 0.5 bar supplémentaire, surtout si la puissance est utilisée pour compresser l'air et non pas pour vaincre l'inertie de la turbine.
Pour 5kW, ça vais 210A en 24V ou 105A en 48V, ce qui n'est pas trop un souci pour des batteries Li-Po de modélisme.
Voici un ensemble moteur-hélice (turbopropulseur électrique) qui répond à peu près à ces caractéristiques (mais qui tourne qu'à 30'000):
http://www.schuebeler-jets.com/images/s ... 2280_9.pdf

Reste à trouver cette puissance électrique, bien entendu.
L'énergie de freinage est une solution. De plus la turbine ne serait utilisée que dans les phases d'accélération et à bas régime pour lisser la courbe de couple.
Le coup de pied au cul, c'est sympa 2 ou 3 fois, mais au quotidien c'est pas nécessaire et avec l'électrique, c'est quand même possible car c'est à la demande, un peu comme un kit nitro.

Et voici un thread qui parle du sujet et qui tend à me faire pense que je ne suis pas complètement fou:
http://www.auto-evasion.com/forums/viewtopic_10232.html

- Sput

Shinigami · Message par **Shinigami** » 10 juin 2008 14:33

vravolta a écrit :Pour le bruit, un compresseur fait un bruit aigu qui n'a rien de magique.

pas tout a fait d'accord avoir toi. Je trouve la sifflement mechanique et metallique d'une kompressor interessant.

Par example dans une ancien XKR, elle est tres prononcee, tandis que dans une SLR a l'acceleration, on entend son bruit qui augmente, et ensuite un gros "brrrrraaaaap" quand la bruit du Messerschmitt ce met en marche.

Pour moi, c'est plutot agreable.

Les turbo dans certaines voitures, font meme pas de bruit, que quand on relache l'accelerateur et le "down-spool" arrive (ou le "by-pass valve qui fasse son "pshout"). Example que je connais bien, la Smart Roadster de ma copine... je l'entends tout le temps et la petit sifflement du turbo est plutot un chant "vriit" "vriit"

Bon, c'est pas la meme chose non plus, apres tout, petit moteur et petit turbo. Celui du 997 TT a BS faisait un tres jolie bruit de tonnerre