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Le Compresseur volumétrique

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1 Le Compresseur volumétrique le Ven 1 Fév - 3:08

Le Compresseur volumétrique





Le nom barbare donné à cet invention explique de lui-même son but : compresser l'air. Mais comment procède t-il ?
De conception ancienne, le principe de fonctionnement est assez simple : le compresseur est entraîné par une courroie (reliée au moteur).Les diamètres des deux poulies permettent une surmultiplication (environ 2/1).Son principe est simple : deux rotors, dont l'un est entraîné mécaniquement, tournent en sens opposé. L'arrivée d'air à la pression atmosphérique se fait en A. On constate qu'un certain volume se trouve emprisonné entre deux dents de chaque rotor. Le débit de la pompe étant supérieur au débit demandé par le moteur, on constate une montée en pression de l'air d'admission.



À vis


Principe de fonctionnement

Le compresseur à vis, comme son nom l'indique, comporte deux vis qui permettent de comprimer l'air. Comme pour le compresseur à piston, on joue ici sur une diminution du volume pour augmenter la pression.




Phase d'aspiration : L'air entre par l'orifice d'aspiration dans les spires des rotors ouvertes du côté de l'aspiration.



Phase de compression : la rotation progressive des rotors provoque la fermeture de l'orifice d'admission d'air, le volume est réduit et la pression monte.



Phase d'évacuation : la compression est terminée, la pression finale est atteinte, le refoulement commence.


L'huile utilisée dans ces compresseurs est souvent refroidie, car elle sert aussi à étanchéifier les vis. Si l'huile est trop chaude, elle n'est plus assez visqueuse pour garantir l'étanchéité.

Il existe aussi des compresseurs à vis dont la chambre de compression n'est pas lubrifiée. Les vis, synchronisées, n'entrent pas en contact l'une avec l'autre. L'air comprimé produit est alors totalement exempt d'huile.




Aspiration de l'air ambiant et refoulement de l'air comprimé.

Aujourd'hui, les constructeurs sont davantage tournés vers les turbocompresseurs mais certaines marques préfèrent cependant la souplesse et la fiabilité du compresseur volumétrique offrant des prestations plus recherchées pour les véhicules de prestige (ex : Mercedes avec ses fameux modèles « Kompressor »).


À spirales



Mouvement du compresseur spiro-orbitale

Cycle de compression d'un système spiro-orbitale (compresseur scroll)Le compresseur à spirale, également connu sous le nom de compresseur scroll, emploie deux spirales intercalées comme des palettes pour pomper et comprimer des fluides. Souvent, une des spires est fixe, alors que l'autres se déplace excentriquement sans tourner, de sorte à pomper puis emprisonner et enfin comprimer des poches de fluide entre les spires comme dessiné ci-dessous.




Compresseur type g60

L'histoire du compresseur G ou à spirales débute avec le XXe siècle, inventé dans son principe en 1905 par un français nommé Louis Creux, et breveté aux États-Unis le 3 octobre de la même année. À l'époque il était impossible techniquement de le construire. C'est au milieu des années 1980 que vw décide de donner sa chance au compresseur G sur les modèles Polo G40 phase 2, et les Polo G40 phase 3, Corrado G60 et Golf II G60 et Rally.

Le qualificatif G provient de la forme particulière du compresseur et des spirales qui rappelle cette lettre, quand au 40 ou 60, ils informent sur la largeur de la spirale. Pour l'anecdote, le G60 devrait se nommer G59.5, puisque la spirale ne fait que 59.5 mm de large (au lieu de 60).

Le compresseur est composé de 4 spirales fixes et 4 spirales mobiles. Il est entraîné par la poulie d'un vilebrequin. Dans la suite du texte, nous nous concentrons sur un seul couple, les mêmes explications étant correctes pour l'autre couple, mutatis mutandis.

Après le filtre à air, l'air entre dans le compresseur en étant « aspiré » entre les deux spirales (une fixe, l'autre mobile). Grâce à un arbre excentrique, la spirale mobile se rapproche et s'écarte de la spirale fixe, l'air emprisonné est comprimé dans cet espace et est chassé vers le centre du compresseur (sortie), puis vers le conduit d'admission du moteur. Étant donné que cette étape se reproduit 4 fois (4 couples de spirales), avec un décalage de 180°, il n'y a pas de baisse de pression entre l'arrivée des poches d'air comprimées au niveau de l'admission.

On constate, en général, une pression de l'ordre de 0,7 bar pour les G60 avec une puissance de 160 ch pour 1,8L de cylindrée.




Les Avantages

Comme tous les systèmes de suralimentation, le compresseur offre une augmentation considérable de la puissance et du couple. Un de ces principaux avantages est le fait que, relié directement au moteur, le compresseur offre une réactivité et une disponibilité meilleures dès les plus bas régimes. Cette disponibilité à bas régime apporte alors souplesse et nervosité du moteur.

Du fait que ce système est directement lié au moteur, la vitesse de rotation des turbines est équivalente à celle du moteur (6500 tours/min) et offre ainsi au compresseur volumétrique une fiabilité plus élevée que les systèmes par turbo compresseur atteignant des vitesses nettement plus élevées.



La Mercedes-Benz SL 55 AMG avec son moteur V8 5,5L compressé développe 476ch à 6100 tours/min et 71 m/kg à 2650 tours/min ! Autrement dit, la puissance est bien présente dès plus bas régime, un régal pour les conducteurs plus posés préférant avoir de la puissance plus tôt et de manière moins brutale.


Les Inconvénients

Le mode de fonctionnement du compresseur pourtant très bien étudié ne lui permet cependant pas d'atteindre des pressions aussi élevées qu'avec un turbocompresseur (maximum 0.8 bar en moyenne), les gains de puissance en son d'autant diminués.

Un inconvénient pour les plus petites cylindrées et que le compresseur récupère une partie de l'énergie du moteur pour son propre fonctionnement…

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