un turbo compresseur c'est quoi ?

[Pilef]

tu fais l'erreur classic qui consiste a confondre la pression et le débit.
encore une fois, la différence de pression ne sert qu'a mettre en mouvement les gaz, rien de plus. c'est ce mouvement qui est exploitablé par le turbo.

Non je ne fais pas d'erreur , regarde mes posts, j'ai été le premier à parler d'énergie cinétique, mais comme la discussion a basculé sur l'aspect thermodynamique j'ai essayé de démontrer que c'était la pression et non la température qui était responsable de l'entraînement du turbo.

Mais nous sommes bien d'accord (et je crois que personne ne le conteste) c'est bien le choc répété des particules de gaz sur les ailettes du turbo qui fait tourner ce dernier .

EDIT: Mince j'avais pas vu que la fonction "éditer" était revenue, sinon j'aurais modifié mon message précédent

[zob-zob]

EDIT: Mince j'avais pas vu que la fonction "éditer" était revenue, sinon j'aurais modifié mon message précédent

Lut,
Ben, non, on aurait pas regardé ce que tu avais rajouté ....

Ci@o,
Nanard.

[Zorro]

Mais nous sommes bien d'accord (et je crois que personne ne le conteste) c'est bien le choc répété des particules de gaz sur les ailettes du turbo qui fait tourner ce dernier   .

oui

j'ai essayé de démontrer que c'était la pression

non

ces 2 phrases se contredisent: dans l'une tu dis le mouvement des gaz, dans l'autre leur pression.
je sais que tu sais, mais c'est ta manière de le dire qui n'est pas correcte. tatillon, je sais je sais

[Pilef]

ces 2 phrases se contredisent: dans l'une tu dis le mouvement des gaz, dans l'autre leur pression.

D'un côté je fais référence à la themodynamique d'un autre côté à la mécanique. Ce sont deux visions scientifiques qui ne sont pas contradictoires, mais qui ne se focalisent pas sur les mêmes éléments, la thermodynamique ayant (ici) une approche plus globale que la vision mécanique.

On pourrait par exemple descendre encore d'un niveau en faisant référence à la mécanique quantique: interaction des molécules de gaz avec les atomes du métal de l'ailette

[Zorro]

ah ben oui tiens


a toi pour les équations hein

[ol54]

On pourrait par exemple descendre encore d'un niveau en faisant référence à la mécanique quantique: interaction des molécules de gaz avec les atomes du métal de l'ailette

mécanique quantique, c'est pour les particules pas pour les atomes et les molecules...

et à, je crois que ce n'est même plus déterministe...
donc, pour poser les équations....

[gixxer]

Pilef :

D'une part, on ne peut pas avoir une approche "mécanique" d'une turbine. En particulier, l'energie cinétique d'un gaz n'a pas de sens sans intégrer le volume, la pression et la température. En effet, comment connaitre la masse des gaz sans ces trois paramètres ?
D'autre part, l'energie d'un gaz en mouvement ne se réduit pas à sa seule energie cinétique, loin s'en faut

Ce qui fait tourner la turbine c'est la différence de pression des gaz d'echappement entre l'entrée et la sortie du turbo au niveau de ses pales.

On applique alors une différentielle de la relation simplifiée F=PS ( ou S est la surface des ailettes soumises à la surpression, P la pression des gaz, ef F la force tangentielle ), mais avec P et donc T et V variables.
On connait ainsi le travail que fournit la turbine. La puissance elle, dépend du débit des gaz et non pas de leur vitesse.

En résumé, on ne peut pas calculer la puissance développée d'une turbine par les formules de mécanique classique.

C'est exactement comme si tu disais que la vitesse de l'air en sortie du compresseur etait égale à la vitesse tangentielle des pales, puisque les molécules d'air sont "poussées" par les pales du compresseur.

Doc S6 : Je persiste : l'augmentation de témpérature à la sortie du compresseur est dûe presque exclusivement à l'élévation de la pression. Elle est d'ailleur quantifiable avec une formule qui néglige la température du compresseur. Il n'y a pour ainsi dire pas de transfert de chaleur entre le corps du compresseur et l'air pendant le très faible moement de leur contact.

[christophe75]

En tout cas, me voila bien embrouillé  :( .

@+

Meuh, non...

Pour faire simple....:

Un turbo est compose de 2 elements tres proches: une turbine et un compresseur.

La turbine est une sorte "d'helice" qui est entrainée par les gaz d'echappement. Celle ci entraine une autre "helice" qui va aspirer l'air, le comprimer, et l'envoyer dans la culasse.

L'air frais aspiré arrive dans la boite a air, passe dans le debitmetre, est comprimé par le turbo, et va vers la culasse en passant par un radiateur ou "echangeur" (l'air ayant subit une compression a ete chauffé par celle ci ainsi que par la t° du turbo).

En arrivant dans la culasse et donc dans la chambre de combustion on a donc de l'air sous pression, c'est a dire beaucoup plus de molecules d'air que pour un moteur "atmo" c.a.d. sans turbo.

Le debitmetre, quand a lui, a calcule ce nombre de molecules grace a la mesure du volume d'air aspiré, de la t° et de la pression. L'injection va donc pouvoir injecter la quantité d'essence en rapport avec ce nombre de molecules.

Il s'agit tout simplement de "gaver" le moteur en utilisant l'energie des gaz d'echappement.

D'autres moteurs sont a compresseur, sans que ce soit un "turbo":

il y a toujours un systeme qui aspire l'air d'admission et le comprime mais celui ci va par exemple etre entrainé par une courroie.

sur un moteur "atmospherique", c'est le mouvement des pistons qui va aspirer l'air (comme une seringue) mais l'air ne sera pas sous pression. Au mieux (ce qui n'est meme pas le cas) la quantité d'air serait agale au deplacement du piston. Avec un turbo, la quantite est sup. puisque non seulement le piston aspire de l'air par son deplacement mais en plus le turbo en "rajoute" sous pression.

Voili, voila.

J'ai utilisé des mots qui me semblent simples, j'espere que les puristes me pardonneront!

Hi !
J'ai mis en piece ma 745i pour faire une illustration
Pour appuier les propos ciés et illustrer :


Compresseur de turbo KKK K27

N'oubliez pas de parler de deux autres éléments necessaires au fonctionnement d'un moteur suralmimenté :

- La "Waste Gate"
- La vanne de recirculation & Dump valve (variante)

La "Waste Gate" ou vanne de decharge

Elle permet d'envoyer les gaz dans la turbine (responasble de la vitesse de rotation et de la force exercée = pression dans le compresseur), et de stopper l'envoi des gaz en les derivant vers l'echappement.
Cette vanne permet de reguler la pression, c'est sur cette vanne que l'on agit pour gagner en pression.

Un turbocompresseur et la soupape de decharge externe :

(Les turbos modernes disposent d'un clapet dans la turbine qui permet d'orienter les gaz vers l'echappement dans le cas de decharge du turbo)

Gros plan sur le compresseur (partie froide) :


La Vanne de decharge (ou Waste Gate)




Dessin :


Vue d'ensemble :



Vanne de recirculation : (et dump valve)

Pourquoi ?
La vanne agit suivant le scenario suivant :
Turbocompresseur en charge, accelerateur ouvert (donc papillon ouvert) -> relachement des gaz.
Le turbocompresseur etant en charge, il exerce une pression de service grace au compresseur, l'air est envoyé vers l'admission. Lorsque l'on relache les gaz, le papillon de l'admission se ferme, la pression pendant un court instant devient tres importante en amont du papillon puisque le turbo tourne toujours (en charge), la decharge n'est pas immediate, ne serais-ce que par inertie du palier compresseur-turbine à pleine rotation !

Quel est le probleme ?
La pression est importante, elle freine le turbo compresseur, l'helice du compresseur est freinée par la surpression à combattre, l'helice de turbine n'etant plus en charge du fait du relachement des gaz.
Cette perte de vitesse pénalise le temps de réponse à la reprise de charge du turbo.
C'est le phenomene de contre pression : lorsque le turbo est en charge alors que l'on relache les gaz.
Le principe de la vanne de recirculation est de devier les gazs en pression dans l'admission vers l'entrée du turbocompresseur de maniere à former un circuit fermé, ne pas generer de surpression, et concerver le regime de rotation du turbo.
La dump valve quand à elle, evacue les gaz vers l'exterieur (bruit caracteristique du "pshitt" )

illustration : vanne de recirculation (8)



Sont concernés les moteurs essence disposant d'un boitier papillon, un clapet d'admission :
(les moteurs gazole ne disposent pas de clapet d'admission)

[Pilef]

D'une part, on ne peut pas avoir une approche  "mécanique" d'une turbine.

Je pense que si. Tu peux étudier le comportement dynamique d'une voiture (qui relève de la mécanique des corps), sans connaître les principes thermodynamiques du fontionnement d'un moteur à explosion.

En particulier, l'energie cinétique d'un gaz n'a pas de sens sans intégrer le volume, la pression et la température.  En effet, comment connaitre la masse des gaz sans ces trois paramètres ?
D'autre part, l'energie d'un gaz en mouvement ne se réduit pas à sa seule energie cinétique, loin s'en faut

Je ne crois pas avoir écrit le contraire

Ce qui fait tourner la turbine c'est la différence de pression des gaz d'echappement entre l'entrée et la sortie du turbo au niveau  de ses  pales.

Ce qui fait tourner les ailettes, c'est une force tangentielle qui leur est appliquée. Cette force vient du choc répété des molécules de gaz misent en mouvement par la différence de pression. Ce n'est pas contradictoire c'est deux visions différentes d'un même phénomène physique. La thermodynamique fait abstraction de la mécanique des corps élémentaires et des forces qui les font interagir.

La puissance elle, dépend du débit des gaz et non pas de leur vitesse.

Mais le débit des gaz dépend de leur vitesse (sur une autoroute, plus les voitures vont vites et plus il y a de voitures qui vont passer à un endroit donné, donc le débit de passage des voitures augmente)

En résumé, on ne peut pas calculer la puissance développée d'une turbine par les formules de mécanique classique.

C'est exactement comme si tu disais que la vitesse de l'air en sortie du compresseur etait  égale à la vitesse tangentielle des pales, puisque les molécules d'air sont "poussées" par les pales du compresseur.

Elles ne sont pas poussées, le mécanisme étant plus proche d'un footballeur qui tape dans un ballon, du fait de la différence de masse, la molécule de gaz prend plus de vitesse que l'ailette.

Pour résumer, je ne nie pas les phénomènes thermodynamiques mis en jeu, je dis juste qu'il s'arrête à un niveau de détail qu'il est possible de franchir en s'intéressant à la mécanique des corps élémentaires. Et encore je ne suis pas encore au niveau le plus fin, car les atomes n'entrent pas en contact les uns avec les autres donc il n'y a pas de choc entre eux

[gixxer]

Je pense que si. Tu peux étudier le comportement dynamique d'une voiture (qui relève de la mécanique des corps), sans connaître les principes thermodynamiques du fontionnement d'un moteur à explosion.

Pour la voiture, ta phrase est une evidence. On parle de la turbine ici, le gaz n'est pas un corps solide, les règles de la méca ne suffisent pas.

Je ne crois pas avoir écrit le contraire

Je ne sais pas...tu persistes à croire que le turbo est entrainé par l'energie cinétique des gaz. C'est faux. Calcule l'Ec d'un litre de gaz à température ambiante se déplaçant à 40m/s pour te donner une idée, c'est négligeable

Ce qui fait tourner les ailettes, c'est une force tangentielle qui leur est appliquée

Oui, conséquence du produit de la pression par la surface

Cette force vient du choc répété des molécules de gaz misent en mouvement par la différence de pression. Ce n'est pas contradictoire c'est deux visions différentes d'un même phénomène physique.

Non, les chocs répétés des molécules de gaz sont dus à la pression, pas à leur déplacement.Cette composante est négligeable! la seule formule à appliquer est F=Ps
Si on bloque les pales du compresseur, l'effort sur les pales existe quand même, alors qu'il n'y a pas de déplacement du gaz.
L'energie en cause n'est pas l'énergie cinétique.

La thermodynamique fait abstraction de la mécanique des corps élémentaires et des forces qui les font interagir.

Certainement pas, c'est au contraire ce qui décrit le mieux les phénomènes moléculaires des fluides. Ce n'est pas moi qui le dis.

Mais le débit des gaz dépend de leur vitesse (sur une autoroute, plus les voitures vont vites et plus il y a de voitures qui vont passer à un endroit donné, donc le débit de passage des voitures augmente)

Inexact : le débit dépend de la section ET de la vitesse. Sur une autoroute 3 voies, il passe plus de voitures que sur une 2 voies pour une même vitesse. C'est pour ça que la notion de débit est utilisée pour les fluides. C'est la quantité de matière par seconde.

Elles ne sont pas poussées, le mécanisme étant plus proche d'un footballeur qui tape dans un ballon, du fait de la différence de masse, la molécule de gaz prend plus de vitesse que l'ailette.

Là... je reste sans voix

Pour résumer, je ne nie pas les phénomènes thermodynamiques mis en jeu, je dis juste qu'il s'arrête à un niveau de détail qu'il est possible de franchir en s'intéressant à la mécanique des corps élémentaires.

Tu es en train de réécrire la physique...Je te le redis : un gaz ne se comporte pas comme un ensemble de petites billes en mouvement uniforme. C'est beaucoup plus que ça.

Et encore je ne suis pas encore au niveau le plus fin, car les atomes n'entrent pas en contact les uns avec les autres donc il n'y a pas de choc entre eux

Pourquoi refaire le monde ? On sait très bien et très finement décrire le fonctionnement d'un turbo avec la thermodynamique. On ne sait pas le faire en mécanique quantique et c'est normal, ce n'est pas fait pour ça


Je ne vais pas pousser plus loin le débat, je n'ai pas l'ambition de te faire changer tes conceptions physiques.