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Turbo électrique : Est-ce un turbocompresseur ou un compresseur ?

Elektrické turbodúchadlo
Publié le Traduit avec l'aide de l'IA à partir de notre article original (source : autoride.io)

Si vous naviguez sur internet, vous tomberez peut-être sur diverses discussions concernant le turbo électrique. C'est pourquoi nous avons décidé de nous pencher sur ce sujet et de vous expliquer à quoi sert un turbo électrique.

Mais avant tout, nous devons répondre à une question fondamentale. C'est un turbo ou un compresseur ?

Table des matières

Turbocompresseur ou surpresseur ?

Il n'y a qu'une seule réponse simple à cette question. Le turbo électrique est alimenté par l'électricité. Cependant, compte tenu de la différence fondamentale entre un turbocompresseur et un compresseur, on se rendra vite compte qu'il ne peut pas s'agir d'un turbocompresseur ou d'un compresseur.

La principale différence entre un turbocompresseur et un compresseur est qu'un compresseur est entraîné mécaniquement via une courroie fixée au vilebrequin. En revanche, un turbocompresseur est entraîné par les gaz d'échappement du moteur.

Divers avantages ou inconvénients d'une suralimentation moteur donnée dépendent de l'entraînement du compresseur et du turbocompresseur.

Turbocompresseur :

Turbocompresseur

Un turbocompresseur augmente la pression dans le collecteur d'admission en utilisant les gaz d'échappement qui font tourner sa turbine. La turbine, mise en rotation grâce aux gaz d'échappement, est reliée à la turbine située dans la tubulure d'aspiration, assurant son entraînement.

Grâce à la rotation de la turbine du turbocompresseur, l'air est forcé dans les cylindres, ce qui assure une plus grande puissance au moteur. L'augmentation de puissance est due au fait que le moteur reçoit beaucoup plus de molécules d'oxygène du même volume d'air car l'air est sous pression.

Étant donné que les gaz d'échappement entraînent le turbo, il est clair que l'effet du turbo ne se produit pas immédiatement, mais seulement après un certain régime, lorsque la pression dans le tuyau d'échappement augmente suffisamment pour faire tourner la turbine. C'est pourquoi l'effet du turbocompresseur n'est perceptible qu'après avoir dépassé environ 2000 tr/min, selon la taille et le type de turbocompresseur.

Les gros turbos sont moins efficaces à bas régime, ce qui réduit la pression du collecteur d'admission. À l'inverse, les turbocompresseurs plus petits tournent plus vite à bas régime, mais ne peuvent pas fournir suffisamment d'air comprimé à haut régime.

Le turbocompresseur est ainsi limité par une certaine plage de régimes moteur en fonction de sa taille et de son type.

Compresseur:

Une démonstration du fonctionnement du compresseur

Le compresseur a la même fonction que le turbocompresseur, mais contrairement à celui-ci, il n'est pas entraîné par les gaz d'échappement, mais mécaniquement par une courroie reliée au vilebrequin. Par rapport à un turbocompresseur, le compresseur a un gros avantage : il ne souffre pas de turbo lag et réagit instantanément à l'appui sur la pédale d'accélérateur.

Étant donné que le compresseur utilise l'énergie du moteur pour son entraînement, il consomme de l'énergie du moteur. Au final, cependant, cela donnera plus de puissance en retour. Un autre inconvénient du compresseur est son efficacité adiabatique inférieure à celle du turbocompresseur.

L'efficacité adiabatique est la capacité d'un compresseur à comprimer l'air sans ajouter de chaleur excessive à l'air. Plus la température de l'air est basse, plus l'air est dense et contient plus de molécules d'oxygène. Ainsi, les compresseurs ajoutent plus de chaleur à l'air que les turbocompresseurs, ce qui les rend moins efficaces.

Turbo électrique :

Le turbo électrique est un chapitre en soi. C'est une turbine qui tourne à l'électricité. Le turbo électrique n'a pas besoin d'énergie des gaz d'échappement pour son entraînement, car il utilise un moteur électrique et une batterie spéciale pour son entraînement.

Grâce à cela, le turbo électrique présente plusieurs avantages. Le plus important est probablement la élimination complète du turbo lag et l'augmentation immédiate de la pression dans le collecteur d'admission après avoir appuyé sur la pédale d'accélérateur et, par conséquent, l'apparition immédiate de la puissance. Cela permet une meilleure réponse du moteur et une consommation de carburant et des émissions réduites.

Un turbo électrique peut réguler la vitesse de sa turbine en modifiant la vitesse du moteur électrique. Ce type de turbo n'a pas besoin de dispositifs supplémentaires, tels qu'une soupape de décharge, une soupape de décharge ou des pales variables, pour réguler le décalage du turbo.

L'hélice du turbo électrique peut tourner presque instantanément à environ 100 000 tr/min. Lorsque le moteur tourne au ralenti, la turbine tourne constamment à une vitesse d'environ 8 000 tr/min.

Cependant, le turbo électrique n'est pas utilisé indépendamment pour suralimenter le moteur. À haut régime, l'énergie de la batterie spéciale ne serait pas suffisante pour faire tourner la turbine à une vitesse suffisante.

Lors de l'utilisation d'un accumulateur plus puissant ou d'un plus grand nombre de tels accumulateurs, le prix d'un turbo électrique avec modification de l'ensemble du réseau électrique dépasserait le prix du reste de la voiture.

C'est pourquoi le turbocompresseur électrique ne fonctionne qu'à bas et moyen régimes, et à haut régime, il s'éteint et laisse la fonction de suralimentation au turbocompresseur classique.

Les demandes du turbo électrique sur le réseau électrique de la voiture sont relativement élevées et représentent un problème sérieux. Pour que le turbo électrique soit suffisamment efficace, les constructeurs automobiles devraient augmenter la tension dans la voiture à 48 volts.

Cependant, cela serait lié à la modification de toutes les pièces possibles de la voiture, de la batterie, en passant par l'alternateur jusqu'à l'ensemble du réseau électrique du véhicule, ce qui entraînerait des surcoûts de production, que les constructeurs automobiles tentent pourtant de réduire.

Avantages :

  • Absence totale de turbo lag
  • N'a pas besoin d'équipement supplémentaire pour réguler la pression de remplissage
  • N'est pas soumis à une charge thermique élevée

Désavantages:

  • Prix élevé
  • Question de fiabilité
  • Nécessite une batterie spéciale qui alimente ce turbo
  • Réseau électrique complexe de la voiture