Souffleurs mécaniques. Que sont

Dans le processus de production automobile, les ingénieurs ne pensent pas seulement à l'introduction d'une technologie de pointe, d'une apparence moderne et d'une sécurité de première classe. Aujourd'hui, les moteurs à combustion interne des automobiles essaient d'en faire moins et d'obtenir plus d'efficacité. L'introduction d'un compresseur mécanique est l'un de ces moyens - pour «extraire» le maximum, même à partir d'un petit moteur 3 cylindres.

Qu'est-ce qu'un compresseur mécanique, comment il est agencé et fonctionne, quels sont ses avantages et ses inconvénients - parlons-en plus tard.

Qu'est-ce qu'un compresseur mécanique

Un ventilateur mécanique est un dispositif qui fournit de l'air sous haute pression pour augmenter la masse du mélange air-carburant. Le compresseur est entraîné par la rotation de la poulie de vilebrequin, en règle générale, l'appareil est connecté par une courroie. La compression d'air forcée à l'aide d'un turbocompresseur mécanique fournit 30 à 50% supplémentaires de la puissance nominale (sans compresseur).

Le principe de fonctionnement de la pressurisation mécanique

Quel que soit le type de conception, tous les ventilateurs sont conçus pour comprimer l'air. Le compresseur d'entraînement commence à fonctionner dès que le moteur démarre. Le vilebrequin, par l'intermédiaire d'une poulie, transmet le couple au compresseur, et qui, à son tour, en faisant tourner les aubes ou les rotors, comprime l'air d'admission, le fournit de force aux cylindres du moteur. À propos, la vitesse de fonctionnement du compresseur est plusieurs fois supérieure à la vitesse du vilebrequin du moteur à combustion interne. La pression générée par le compresseur peut être interne (créée dans l'unité elle-même) et externe (la pression est créée dans la conduite de refoulement).

Dispositif de pressurisation mécanique

Un système d'entraînement de ventilateur standard comprend les éléments suivants:

• directement le compresseur;
• la soupape d'étranglement;
• vanne de dérivation avec registre;
• filtre à air;
• compteur de pression;
• un capteur de température d'air du collecteur d'admission et un capteur de pression absolue.

Soit dit en passant, pour les compresseurs dont la pression de fonctionnement ne dépasse pas 0,5 bar, l'installation d'un refroidisseur intermédiaire n'est pas nécessaire - il suffit d'améliorer le système de refroidissement standard et de fournir une entrée froide dans la conception.

La soufflante d'air est contrôlée par la position du papillon. Lorsque le moteur tourne au ralenti, il existe une possibilité de surpression dans le système d'admission, ce qui entraînera bientôt un dysfonctionnement du compresseur, donc une soupape de dérivation est prévue ici. Une partie de cet air retourne au compresseur.

Si le système est équipé d'un refroidisseur intermédiaire, le degré de compression de l'air sera plus élevé en raison d'une diminution de sa température de 10 à 15 degrés. Plus la température de l'air d'admission est basse, meilleur est le processus de combustion, l'apparition d'une détonation est exclue, le moteur fonctionnera de manière plus stable. 

Types d'entraînement mécanique de pressurisation

Au fil des décennies d'utilisation d'un compresseur mécanique, les constructeurs automobiles ont utilisé différents types d'entraînement, à savoir:

• entraînement direct - directement à partir d'un engagement rigide avec la bride de vilebrequin;
• ceinture. Le type le plus courant. Des courroies dentées, des courroies lisses et des courroies nervurées peuvent être utilisées. L'entraînement est noté avec une usure rapide de la courroie, ainsi que la probabilité de patinage, en particulier sur un moteur froid;
• chaîne - semblable à une ceinture, mais présente l'inconvénient d'augmenter le bruit;
• équipement - il y a aussi un bruit excessif et de grandes dimensions de la structure.

Compresseur centrifuge

Types de compresseurs mécaniques

Chacun des types de ventilateurs a une propriété de performance individuelle, et il en existe trois types:

• compresseur centrifuge. Le type le plus courant, qui ressemble beaucoup à un turbocompresseur à gaz d'échappement (escargot). Il utilise une turbine dont la vitesse de rotation atteint 60 000 tr/min. L'air pénètre dans la partie centrale du compresseur à haute vitesse et à basse pression, et à la sortie, l'image est inversée - l'air est fourni aux cylindres à haute pression, mais à basse vitesse. Dans les voitures modernes, ce type de compresseur est utilisé avec un turbocompresseur pour éviter le décalage du turbo. À basse vitesse et dans des conditions transitoires, l'entraînement "escargot" fournira de l'air comprimé de manière stable ;
• vis. Les principaux éléments structurels sont deux vis coniques (vis) installées en parallèle. L'air, entrant dans le compresseur, traverse d'abord la partie large, puis il est comprimé en raison de la rotation de deux vis qui tournent vers l'intérieur. Ils sont principalement installés sur des voitures chères, et le prix d'un tel compresseur lui-même est considérable - la complexité de la conception et l'efficacité affectent;
• cam (racines). C'est l'un des premiers surpresseurs mécaniques à être installé sur les moteurs automobiles. Les racines sont une paire de rotors avec une section de profil complexe. Pendant le fonctionnement, l'air se déplace entre les cames et la paroi du boîtier, se comprimant ainsi. Le principal inconvénient est la formation d'une surpression, par conséquent, la conception prévoit un embrayage électromagnétique pour contrôler le compresseur, ou une soupape de dérivation.

Compresseur à vis

On retrouve des compresseurs mécaniques sur les machines de constructeurs bien connus : Audi, Mercedes-Benz, Cadillac et autres. Ils sont installés sur des moteurs à haut volume, ou dans une petite voiture en tandem avec une turbine alimentée par l'énergie du gaz.

Racines du compresseur

Avantages et inconvénients d'un circuit de suralimentation mécanique

Quant aux inconvénients:

• entraîner le compresseur au moyen d'un entraînement à partir du vilebrequin, le compresseur enlève ainsi une partie de la puissance, bien qu'il la compense avec succès;
• niveau de bruit élevé, en particulier à des vitesses moyennes et élevées;
• à une pression nominale supérieure à 5 bars, il est nécessaire de modifier la conception du moteur (installer des pistons solides avec des bielles, réduire le taux de compression en installant un joint de culasse épais, monter un refroidisseur intermédiaire);
• mauvaise qualité des compresseurs centrifuges non standard.

Sur le fond:

• couple stable dès le ralenti;
• la capacité de faire fonctionner la voiture sans avoir besoin d'augmenter le régime moteur au-dessus de la moyenne;
• travail stable à grande vitesse;
• par rapport à un turbocompresseur, les ventilateurs sont moins chers et plus faciles à entretenir, et il n'est pas nécessaire de repenser le système d'huile pour fournir de l'huile au compresseur.

Questions et réponses

Comment fonctionne un souffleur mécanique ? Le boîtier du ventilateur a un diffuseur. Lorsque la turbine tourne, l'air est aspiré et dirigé vers le diffuseur. De là, il pénètre dans la cavité qui consomme cet air.

A quoi sert un souffleur mécanique et comment fonctionne-t-il ? Cette unité mécanique comprime le gaz sans le refroidir. Selon le type de ventilateur (la conception du mécanisme de collecte de gaz), il est capable de créer une pression de gaz supérieure à 15 kPa.

Quels types de souffleurs existe-t-il ? Les ventilateurs les plus courants sont centrifuges. Il existe également des vis, des cames et des pistons rotatifs. Chacun d'eux a ses propres particularités de travail et la pression générée.