Compresseur pour moteur de voiture : découvrez son fonctionnement et les types incontournables !

Le compresseur est un composant clé du système de moteur de nombreuses machines, notamment les véhicules, les avions et les équipements industriels. Il a pour mission d’augmenter la pression de l'air aspiré par le moteur afin d'augmenter la puissance de sortie ainsi que l'efficacité de combustion.

Fonctionnement d'un compresseur

Le compresseur est une pompe à air dont le mode de fonctionnement consiste à aspirer l'air ambiant. En effet, après avoir aspiré l’air, le compresseur comprime ce dernier dans une chambre de compression avant de le diriger vers le moteur. La compression de l'air entraine une augmentation de la densité de l'air.

Notifions qu’il est possible d’entrainer les compresseurs mécaniquement, électriquement ou hydrauliquement. En effet, les compresseurs mécaniques utilisent une courroie reliée au vilebrequin du moteur pour augmenter la pression du gaz et donc son énergie. De plus, ils sont les plus courants dans les moteurs automobiles et avions. Par ailleurs, les compresseurs électriques sont le plus souvent utilisés dans les équipements industriels.

Types de compresseurs

Il existe deux principaux types de compresseurs : les compresseurs à piston et les compresseurs à turbocompresseur.

Compresseurs à piston

Les compresseurs à piston sont relativement simples, fiables et économiques et compriment l'air à l'aide d'un piston qui se déplace dans un cylindre.

Compresseurs à turbocompresseur

Encore appelés turbocompresseurs, les compresseurs à turbocompresseur sont plus complexes que les compresseurs à piston. Néanmoins, ils fournissent des débits d'air beaucoup plus importants. En effet, les turbocompresseurs se servent d’une turbine pour compresser l'air ambiant.

Rôle du compresseur dans le moteur

Le principal rôle d’un compresseur dans le système de moteur est d'augmenter la quantité d'oxygène disponible pour la combustion. Autrement dit, il provoque une augmentation de la puissance de sortie ainsi que l'efficacité de la combustion. En fait, les compresseurs assurent la régulation de la température de combustion et le maintien du moteur à une température optimale en fournissant une pression d'air plus élevée pour le refroidissement. De plus, les compresseurs favorisent la réduction des émissions de gaz d'échappement en fournissant une combustion plus complète.

Compresseur volumétrique : une solution de suralimentation

Le compresseur moteur est une solution de suralimentation encore trop méconnue du grand public. Pourtant, cette mécanique fascinante permet d’augmenter significativement la puissance d’un moteur thermique tout en offrant une réponse immédiate. Moins courant que le turbo dans la production actuelle, il conserve des atouts uniques, notamment dans certaines applications sportives ou spécifiques. Alors, comment fonctionne un compresseur moteur ? Pourquoi certains constructeurs continuent-ils à l’utiliser ? Et que se passe-t-il quand on le couple avec de l’oxyde nitreux ?

Fonctionnement du compresseur volumétrique

Un compresseur moteur est un système mécanique qui force l’air à entrer dans le moteur à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Contrairement au turbo qui utilise l’énergie des gaz d’échappement, le compresseur prend de la puissance au moteur pour en restituer davantage. Sa grande force réside dans sa réactivité immédiate. Le compresseur tourne en même temps que le moteur. Résultat : dès que le conducteur appuie sur l’accélérateur, la pression d’admission augmente sans délai.

Types de compresseurs volumétriques

Compresseur Roots : Il s’agit du plus ancien système. Il fonctionne avec deux rotors en forme de lobes qui tournent dans des sens opposés, piégeant et poussant l’air vers le moteur. Le système est robuste, mais relativement bruyant et peu efficace à haut régime.
Compresseur à vis : Ce système, souvent utilisé sur les sportives européennes, repose sur deux vis hélicoïdales qui compriment l’air plus efficacement que le Roots.
Compresseur centrifuge : Fonctionnant de manière similaire à un turbo, mais entraîné par courroie, le compresseur centrifuge offre une pression progressive avec le régime moteur.
Compresseur électrique : Technologie émergente, le compresseur électrique n’est pas entraîné par le moteur mais par un petit moteur électrique indépendant. Cela permet une pression d’air instantanée sans perte de puissance mécanique.

Le compresseur volumétrique couplé à l'oxyde nitreux (N₂O)

Pourquoi ce combo est-il si populaire ? Le N₂O libère une quantité importante d’oxygène lors de sa décomposition, ce qui enrichit le mélange air/essence et provoque une explosion bien plus violente dans la chambre de combustion. Le compresseur, entraîné mécaniquement, garantit une pression d’admission stable et linéaire, idéale pour injecter du N₂O sans provoquer de ratés, de surpressions ou de pics de température trop brusques.

Avantages et inconvénients du compresseur par rapport au turbo

Dans les années 1990 et 2000, Mercedes a démocratisé l’usage du compresseur sur ses modèles AMG et même sur certaines berlines. La célèbre Golf G60 et la Corrado G60 utilisaient un compresseur appelé G-Lader, à géométrie spiralée. Les versions sportives de la Jaguar XKR ont longtemps utilisé un V8 compressé, avec une puissance impressionnante et un couple immédiat. Principalement pour des raisons de rendement et de normes anti-pollution. Le turbo utilise l’énergie perdue dans les gaz d’échappement pour fonctionner, ce qui le rend plus efficace en termes de puissance récupérée. Le compresseur, en revanche, puise sa puissance dans le moteur lui-même.

Pourquoi choisir un compresseur volumétrique ?

Le compresseur moteur est une mécanique à part. Moins courant que le turbo, souvent considéré comme une solution « old school », il n’en reste pas moins redoutablement efficace dans certains contextes.

Le compresseur de suralimentation, appelé "Supercharger" en anglais, permet de comprimer le mélange air-carburant afin d'en faire entrer plus dans la chambre de combustion. Cela permet n’augmente pas la puissance du moteur mais améliore son rendement, on peut ainsi dégager tout le potentiel du moteur. Le gain de puissance apparaît à haut régime.

Fonctionnement du compresseur de suralimentation

Le compresseur de suralimentation est entraîné par la courroie de distribution du moteur, une fois mis en action, le compresseur comprime l’air pour optimiser l’efficacité du mélange air-essence envoyer dans le moteur.

Dans un turbocompresseur, on fait appel aux gaz d’échappement pour faire tourner une turbine, or, ici le compresseur étant directement connecté au vilebrequin via une courroie. L’atout fondamental du compresseur volumétrique est l’absence complète de temps de réponse. Le compresseur volumétrique brasse également les gaz dans la chambre de combustion, améliorant ainsi la qualité du mélange air-carburant. Cette particularité se traduit par une amélioration notable de la consommation spécifique du moteur.

Avantages du compresseur volumétrique

Les atouts d’un compresseur volumétrique sont multiples. Le gain en souplesse et en reprise est immédiatement perceptible, transformant l’expérience de conduite. Un des aspects les plus séduisants de cette solution est qu’à vitesse égale, la consommation n’augmente pas significativement. Le rapport puissance/consommation reste donc très intéressant.

Le montage d’un compresseur volumétrique est relativement simple et ne nécessite pas de modifications majeures du moteur dans le cas d’une augmentation modérée de puissance. Il s’agit principalement d’adapter un support et une courroie reliée à une poulie du vilebrequin.

Types de compresseurs volumétriques pour voitures

Il existes différents types de compresseurs volumétriques pour voitures, chacun ayant ses caractéristiques propres. Le compresseur centrifuge présente l’avantage d’un régime de rotation élevé : certains modèles frôlent ou dépassent les 240 000 tr/min. Les compresseurs existent en différentes séries, propres à des besoins spécifiques, comme les modèles compacts offrants des performances intéressantes pour les petits moteurs cherchant à doper leurs performances. Les compresseurs centrifuges équipés de systèmes de traction planétaire brevetés assurent par ailleurs une fiabilité sans égale. Ce qui en fait les seuls compresseurs montés d’origine par certains constructeurs.

Installation et utilisation du compresseur volumétrique

L’installation d’un compresseur volumétrique nécessite quelques précautions pour préserver la longévité du moteur. Il est généralement recommandé de baisser le rapport volumétrique du moteur, comme c’est le cas pour un turbo. Pour tirer le meilleur parti d’un moteur suralimenté par compresseur volumétrique, nous recommandons une conduite « à l’américaine ». Cette approche consiste à profiter du surcroît de puissance disponible à bas régime plutôt que de chercher à monter dans les tours. Les moteurs à rapport volumétrique bas et à faible croisement d’arbre à cames sont particulièrement adaptés à l’installation d’un compresseur volumétrique.

Pour des gains de puissance supérieurs à 30%, des modifications plus importantes deviennent nécessaires, notamment au niveau des pistons et de l’alimentation en carburant. N’oublions pas que le compresseur absorbe une partie de l’énergie du moteur, contrairement au turbo qui utilise l’énergie des gaz d’échappement.

Comparaison : Compresseur vs Turbo

Voici un tableau comparatif des avantages et inconvénients du compresseur et du turbo :

Caractéristique	Compresseur	Turbo
Efficacité	Moindre (puise dans le moteur)	Meilleure (utilise l'énergie des gaz d'échappement)
Réactivité	Immédiate	Peut avoir un délai (turbo lag)
Entretien	Minimal	Plus fréquent (vidange d'huile)
Durée de vie	Longue	Peut être plus courte
Coût	Moins élevé	Plus élevé (achat, installation, entretien)

tags: #compresseur #pour #moteur #voiture #fonctionnement #et

Compresseur pour moteur de voiture : fonctionnement et types