Dans un véhicule turbocompressé, il y a toujours de multiples contraintes qui entrent en jeu pour limiter la suralimentation, même sans contrôle actif de la suralimentation. Si l’on supprime un goulot d’étranglement dans le système turbo, c’est un autre problème qui se pose. La question est de savoir si les composants structurels peuvent suffire à limiter la suralimentation à un niveau acceptable pour le moteur. Il est important de comprendre comment les facteurs structurels limitent la suralimentation, mais l’objectif a toujours été de rendre le système plus efficace.
Les stratégies de contrôle de la suralimentation reposent sur une série de facteurs tels que leur effet sur la puissance, le couple, l’efficacité thermique, l’économie de carburant, la longévité du turbo, etc. D’une manière générale, les mécanismes de contrôle de la suralimentation se répartissent en deux catégories : la limitation physique de la quantité d’air de suralimentation qui s’écoule du compresseur vers le moteur en installant des vannes de soufflage ou le contrôle du flux de gaz d’échappement vers la roue de turbine en gaspillant une partie des gaz d’échappement dans des conditions spécifiques de manière à ce qu’ils contournent entièrement la turbine.
Qu’est-ce qu’une soupape de décharge ?
Une soupape de décharge ou soupape de contrôle de la pression est un dispositif de libération de la pression utilisé sur la plupart des moteurs turbocompressés pour augmenter la durée de vie du turbocompresseur en limitant la poussée contre le compresseur et les paliers lors de la fermeture soudaine de l’accélérateur. Bien que le son produit par la poussée du turbo puisse sembler incroyable, il n’est en fait pas très bon pour la mécanique. Lorsque vous appuyez fortement sur l’accélérateur et que vous atteignez le niveau de suralimentation, la pression commence à augmenter dans les tuyaux de charge. Une fois l’accélérateur coupé, cette pression n’a nulle part où aller.
En fait, ce qui se passe, c’est que pendant que la pression augmente, l’air qui est censé alimenter le moteur sort du turbo et toute la pression déjà accumulée revient vers le turbo, ce qui provoque ce que l’on appelle le coup de bélier du compresseur. Une soupape de décharge est simplement un mécanisme de dérivation qui crée un passage pour que la charge d’air comprimé s’échappe dans l’atmosphère afin d’empêcher le coup de bélier de pénétrer dans le turbo.
Qu’est-ce qu’un Wastegate ?
Le turbocompresseur peut augmenter la pression de suralimentation au point d’endommager le moteur. Pour limiter la pression de suralimentation et éviter la suralimentation, la plupart des turbocompresseurs sont équipés d’une soupape qui régule la pression de suralimentation en contrôlant et en limitant la vitesse de la turbine. La soupape de décharge est un dispositif de contrôle dynamique de la pression de suralimentation utilisé sur les moteurs turbocompressés modernes pour contrôler la vitesse de la turbine en détournant les gaz d’échappement autour de la turbine lorsque la pression de suralimentation atteint une valeur maximale prédéfinie. Le Wastegate est simplement une soupape de dérivation qui permet aux gaz d’échappement de contourner la turbine et de sortir directement de la voiture afin de protéger le moteur et le turbocompresseur.
Une soupape de décharge est installée dans le système d’échappement en amont de la roue de turbine. Elle régule l’énergie des gaz d’échappement en permettant à une partie des gaz d’échappement de contourner entièrement la turbine. Il existe généralement deux types de wastegate sur les moteurs turbocompressés : la wastegate interne et la wastegate externe. La plupart des voitures turbo d’usine sont équipées d’une soupape de décharge interne, qui est en fait intégrée directement dans le boîtier d’échappement du turbo pour faciliter l’installation et réduire les coûts. Une soupape de décharge externe est un mécanisme autonome qui est utilisé lorsque la soupape de décharge interne n’est pas en mesure de suivre, en particulier lorsqu’il s’agit de produire de grandes quantités de puissance.
Différence entre la soupape de décharge et la soupape de décharge
Mécanisme
– Le problème courant des moteurs turbocompressés modernes est le coup de bélier du compresseur, qui affecte non seulement la réponse du turbo, mais aussi la conduite de la voiture. Il y a généralement deux façons de traiter les coups de bélier du compresseur : les vannes de décharge et les clapets de décharge. Une soupape de décharge est simplement un dispositif de libération de la pression monté sur le côté admission ou échappement du moteur, qui permet à l’air sous pression dans la tuyauterie d’admission de s’échapper dans l’atmosphère. Une soupape de décharge, en revanche, est un mécanisme populaire de contrôle de la suralimentation qui détourne les gaz d’échappement autour de la turbine lorsque la pression de suralimentation atteint une valeur maximale prédéfinie.
Travailler
– Une soupape de décharge limite physiquement la quantité d’air de charge qui s’écoule du compresseur vers le moteur en créant un passage pour que la charge d’air comprimé s’évacue avant qu’elle ne retourne au turbo et n’impose une charge à la roue du compresseur. La soupape s’ouvre lorsqu’un certain niveau de pression est atteint lors d’un changement brusque du régime moteur. Une wastegate est une vanne à ressort contrôlée par un diaphragme ; la pression des gaz d’échappement est envoyée d’un côté du diaphragme, tandis que la pression du collecteur d’admission est envoyée de l’autre côté. Lorsque le niveau de suralimentation souhaité est atteint, la soupape s’ouvre et les gaz d’échappement contournent la roue de turbine.
Résumé
Le plus gros problème d’un système de soupape de dérivation est qu’il ne peut pas débiter suffisamment d’air pour les applications à forte puissance. Une soupape de décharge est utilisée de préférence comme dispositif de limitation absolue de la pression de suralimentation pour contrôler la pression de suralimentation lorsque la pression des gaz d’échappement dépasse une limite fixée. Cependant, ses applications sont limitées pour les moteurs de série ou sur le marché des pièces de rechange. Une soupape de décharge fonctionne en évacuant les gaz d’échappement au-delà de la roue de turbine lorsque le différentiel de pression atteint un point donné. Les gaz d’échappement sont gaspillés car ils ne contribuent pas à faire tourner la turbine. Une soupape de décharge est un moyen plus simple de contrôler la suralimentation du turbocompresseur.