PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU TURBOCOMPRESSEUR

Cette suralimentation permet

une augmentation de la puissance du moteur pour une même cylindrée ;

une amélioration des performances du moteur à haut régime et à forte

charge.

Le turbocompresseur utilise l'énergie des gaz d'échappement. Ce transfert

d'énergie est réalisé par un ensemble de deux turbines. La turbine d'entraînement,

actionnée par les gaz d'échappement à leur sortie du moteur entraîne

la turbine de suralimentation. Celle-ci aspire l'air extérieur et le refoule en

amont de la soupape d'admission.

La pression de suralimentation est limitée par une soupape de régulation.

Cet ensemble dont la vitesse de rotation est très élevée (jusqu'à

200 000 tr/min) nécessite un graissage sous pression d'huile.

La pression de suralimentation élevée nécessite une diminution du rapport

volumétrique.

Afin d'améliorer le rendement du moteur sur toute sa plage d'utilisation,

quelques moteurs marins utilisent le turbocompresseur dont le rendement est

élevé à haut régime, allié à un compresseur pour améliorer le remplissage à

bas régime. Celui-ci est entraîné mécaniquement par une courroie liée au vilebrequin.

Ce compresseur mécanique offre l'avantage d'une réaction immédiate

à l'accélération et permet de disposer d'un couple important à bas

régime. Le débrayage et l'embrayage sont commandés par un calculateur qui

analyse en permanence les paramètres moteurs, en particulier la charge.

Le moteur diesel

Le moteur diesel est un moteur à combustion interne, dont l’inflammation du gazole à lieu au
contact de l’air chaud préalablement admis puis comprimé.

Mais le moteur « à huile lourde » est indissociablement lié au nom de Rodolphe Diesel. Né à
Paris, de parents allemands, le 18 mars 1858, il y passa son enfance, puis poursuivit ses
études en Allemagne. Il consacra une grande part de ses activités à l’étude des moteurs à
combustion interne. Il disparaîtra en mer le 29 septembre 1913.

C’est en 1892 qu’il dépose son premier brevet à Berlin. Puis il réalise son premier moteur qui
fonctionnait alors au charbon pulvérisé, introduit par un jet d’air. Mais ce moteur ne donnera
pas satisfaction.

En 1897 il construit alors un moteur fonctionnant au pétrole lourd. D’une cylindrée de prés de
20 litres, ce monocylindre développait 20 CV à 172 tr/min et avait un meilleur rendement
que les moteurs à essence ou les machines à vapeurs de l’époque. Ce moteur était destiné
à fournir « la force motrice » à des ateliers. Rodolphe Diesel va alors céder des licences de
fabrication à plusieurs firmes tant en France qu’en Allemagne

C’est essentiellement le moteur à injection directe diesel, qui retient l’attention de tous ces
constructeurs. Ce principe d’injection permet d’allier couple et puissance, tout en maîtrisant
au mieux les consommations de carburant ainsi que les émissions polluantes réglementées
par la Communauté Economique Européenne.


Le cycle à quatre temps diesel

•
Phase admission
L’air extérieur est aspiré à travers le filtre dans le
cylindre au fur et à mesure de la descente du
piston.

•
Phase de compression
Les soupapes sont fermées.
L’air est fortement comprimé par la remontée du
piston et atteint une pression de 25 à 35 bars.
Il en résulte une élévation de température importante
de 500°C à 600°C en fin de compression.
Cette température est supérieure à la température
d’inflammation spontanée du carburant qui est de
250°C.

•
Phase d’injection - combustion – détente
La pompe d’injection débite sous haute pression le
carburant, pouvant atteindre 350 à 2050 bars. Le
combustible débouche dans la chambre de
combustion par un injecteur fixé dans la culasse.
Les fines gouttelettes s’enflamment spontanément
au contact de l’air chaud, c’est la combustion.
L’élévation de température de 1800°C à 2000°C
augmente considérablement la pression qui peut
atteindre de 90 à 100 bars pour un moteur
atmosphérique et de 120 à 160 bars pour un moteur
suralimenté.

•
Phase échappement
La température des gaz atteint 450 à 600°C en
pleine charge.
On utilise cette énergie pour entraîner la roue du
turbocompresseur sur les versions suralimentées,
ainsi que pour la circulation de ces gaz à l’admission
pour la réduction des oxydes d’azote.