Le turbocompresseur est un élément essentiel d’un moteur diesel et contribue à en améliorer le rendement. Il s’agit d’un compresseur d’air entraîné par les gaz d’échappement, ce qui signifie qu’il est alimenté par de l’énergie perdue. Le turbocompresseur est utilisé pour augmenter la densité de la puissance disponible dans les moteurs en récupérant l’énergie des gaz d’échappement qui serait autrement gaspillée et en l’utilisant pour entraîner un compresseur d’air. Cet air comprimé peut ensuite être renvoyé dans le collecteur d’admission, ce qui augmente le débit d’air dans la chambre de combustion, ainsi que sa pression. Cela a pour effet combiné d’augmenter la puissance du moteur (car il y a plus d’air brûlé en même temps), tout en réduisant la consommation de carburant et les émissions de dioxyde de carbone (en raison d’une température de combustion plus basse, permettant une combustion plus efficace du carburant diesel). Lisez ce qui suit pour savoir ce que fait un turbo dans un moteur diesel et pourquoi vous devriez vous préoccuper du taux de compression de votre voiture.

Comment un turbo améliore-t-il le rendement d’un moteur diesel ?

Un moteur diesel fonctionne en comprimant le carburant à l’intérieur du cylindre pour qu’il puisse brûler. Lorsque la pression de l’air à l’intérieur du cylindre augmente, l’air devient plus dense, ce qui lui permet d’être brûlé avec plus d’oxygène et de produire plus de puissance pour la même quantité de carburant. La quantité de pression qui peut être accumulée à l’intérieur du cylindre est limitée par la résistance des matériaux du moteur, c’est pourquoi les moteurs diesel sont moins puissants que les moteurs à essence. Un turbocompresseur utilise l’énergie des gaz d’échappement pour faire entrer plus d’air dans le moteur. Les gaz d’échappement sont expulsés à haute pression, mais ils sont toujours plus froids que l’air à l’intérieur du moteur. Le turbocompresseur utilise ces gaz d’échappement pour faire tourner une turbine située à l’intérieur d’un grand tube. La turbine en rotation aspire l’air plus froid à l’intérieur du tube et le pousse dans le moteur où il est comprimé, mélangé au carburant et allumé pour créer plus de puissance. Un turbocompresseur peut augmenter la puissance d’un moteur de 50 % ou plus. Les turbocompresseurs sont couramment utilisés dans les gros camions, les trains diesel et les navires, ainsi que dans les équipements lourds comme les bulldozers et les excavateurs. Ils ont été introduits pour la première fois dans les voitures dans les années 1920, mais ont été moins utilisés depuis l’avènement de l’injection de carburant contrôlée par ordinateur, qui peut contrôler le flux d’air sans le coût supplémentaire d’un turbo.

Comment fonctionne un turbocompresseur dans un moteur diesel ?

Un turbocompresseur se compose d’un compresseur entraîné par les gaz d’échappement et d’une turbine reliée au vilebrequin du moteur. Les aubes du compresseur sont fabriquées dans un matériau léger, comme le plastique, qui peut résister à des températures allant jusqu’à 400 °C. La turbine est fabriquée à partir de matériaux plus lourds et plus résistants et comporte de petites ailettes de refroidissement qui l’empêchent de surchauffer. Lorsqu’un moteur diesel tourne, les gaz d’échappement chauds sortent du collecteur d’échappement, traversent la turbine du turbocompresseur, puis retournent dans le collecteur d’admission. Le turbocompresseur extrait l’énergie des gaz d’échappement et l’utilise pour faire tourner la turbine, qui comprime l’air avant de le renvoyer dans le moteur. Cela augmente la densité de l’air à l’intérieur du cylindre, ce qui permet de brûler plus de carburant avec la même quantité d’oxygène. Le turbocompresseur utilise cette énergie pour faire tourner la turbine et augmenter la quantité d’air entrant dans le moteur. Le compresseur est également lié au vilebrequin du moteur, de sorte qu’en étant entraîné par les gaz d’échappement, il entraîne également le moteur. La turbine et le compresseur sont reliés par un arbre sur lequel est monté un petit jeu d’engrenages pour augmenter la vitesse du turbocompresseur, ce qui accroît la force de l’air entrant dans le moteur.

Quel est le rôle du turbocompresseur dans un moteur diesel ?

Le turbocompresseur permet d’aspirer davantage d’air dans le moteur en comprimant jusqu’à 50 % de l’air qui entre dans le moteur. Cela augmente considérablement la quantité d’oxygène dans la chambre de combustion, ce qui accroît le taux de combustion et la puissance du moteur. Comme le moteur est capable de brûler plus de carburant, la quantité de carburant requise par le moteur diminue jusqu’à 10 %. Cela signifie qu’il faut moins de carburant pour alimenter la voiture, ce qui entraîne une réduction de la consommation de carburant. En outre, comme le moteur n’a pas besoin d’autant de carburant, moins de fumées sont libérées pendant le processus de combustion, ce qui réduit la quantité de polluants libérés dans l’atmosphère. Les moteurs diesel fonctionnent à haute pression, et le système de carburant haute pression des moteurs diesel utilise des injecteurs de carburant sous pression afin d’envoyer le carburant dans les cylindres. Ces systèmes sont conçus pour fonctionner à des pressions élevées, mais ils créent des bulles d’air dans les conduites de carburant. Un turbocompresseur permet de réduire ces bulles d’air en augmentant la quantité d’air circulant dans le moteur, ce qui a pour effet d’abaisser la pression dans les conduites de carburant. Il est alors plus facile pour les injecteurs de carburant sous pression de pousser le carburant dans les chambres de combustion.

Comment le processus de combustion du diesel bénéficie-t-il d’un turbocompresseur ?

Le processus de combustion du diesel bénéficie d’un turbocompresseur car la compression plus élevée provoquée par le turbocompresseur permet au moteur de brûler le carburant diesel plus efficacement. Le processus de combustion du diesel est principalement constitué d’une réaction très exothermique entre l’air et le carburant diesel. Cette réaction dégage beaucoup de chaleur et certains sous-produits chimiques qui ne sont pas aussi utiles que l’énergie libérée par la réaction de combustion. Toutefois, le processus de combustion est exothermique et peut entraîner une augmentation des températures susceptible d’endommager les moteurs diesel. Comme les moteurs diesel fonctionnent à des pressions élevées, le processus de combustion est encore plus chaud que dans les moteurs à essence. Un turbocompresseur réduit la quantité de chaleur dans le processus de combustion en augmentant la quantité d’air utilisée pour brûler le carburant diesel. Cela permet au processus de combustion d’utiliser plus de carburant et de créer plus d’énergie, tout en produisant moins de chaleur.

Pourquoi le taux de compression est-il si important ?

Les moteurs diesel fonctionnent à des pressions élevées, ce qui les rend plus efficaces mais soumet également les composants du moteur à de fortes contraintes. Les pressions plus élevées à l’intérieur des moteurs diesel signifient qu’ils ont un taux de compression beaucoup plus faible que les moteurs à essence. Le taux de compression représente la quantité d’espace à l’intérieur de la chambre de combustion lorsque le piston est en haut de sa course par rapport à la quantité d’espace lorsque le piston est en bas de sa course. Un moteur diesel ne peut pas fonctionner à des pressions élevées tout en ayant un faible taux de compression. Sinon, le carburant s’enflammerait avant que le piston n’atteigne le sommet de sa course, ce qui entraînerait une grande quantité de carburant non brûlé et des gaz d’échappement fumants. Les moteurs diesel ont un taux de compression plus élevé que les moteurs à essence, c’est pourquoi les moteurs diesel utilisent un turbocompresseur. Un moteur à essence peut être boosté par un compresseur, mais un turbocompresseur est plus efficace pour un moteur diesel. En effet, un turbocompresseur utilise les gaz d’échappement pour entraîner le compresseur, tandis qu’un compresseur de suralimentation utilise le vilebrequin du moteur.

Remarques finales

Les moteurs diesel sont plus efficaces que les moteurs à essence, mais ils n’obtiennent pas autant de puissance par litre de carburant. Pour augmenter la puissance d’un moteur diesel, on peut utiliser un turbocompresseur. Un turbocompresseur utilise les gaz d’échappement pour actionner un compresseur, qui comprime l’air et le renvoie dans le moteur. Cela permet d’augmenter la puissance du moteur en augmentant la quantité d’oxygène dans la chambre de combustion. Le taux de compression d’un moteur diesel est plus élevé que celui d’un moteur à essence et ne peut pas être augmenté par un compresseur. Pour augmenter la puissance d’un moteur diesel, on utilise un turbocompresseur. Le turbocompresseur comprime l’air et le renvoie dans le moteur. Cela augmente la quantité d’oxygène dans la chambre de combustion et accroît la puissance du moteur.