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L'intercooler



par François Dovat

L'air d'admission sortant du compresseur est réchauffé par le processus de compression. Ce réchauffement nuit au rendement dudit processus car la densité d'un gaz diminue beaucoup avec l'élévation de sa température. En passant cet air dans un échangeur de chaleur (intercooler ou encore réfrigérant d'air de suralimentation) qui le refroidit, on le re-densifie.

Cela est particulièrement efficace si l'on dispose d'eau froide, de mer par exemple. Le type d'échangeur le plus couramment utilisé sur les véhicules routiers est un réfrigérant air-air logé devant le radiateur. On emploie aussi parfois un échangeur air-eau qui est alimenté par le flux de liquide de refroidissement sortant du radiateur. Toutefois ce liquide n'est pas particulièrement froid, spécialement lorsque le moteur est exploité à pleine charge par haute température ambiante, précisément lorsqu'il serait avantageux de refroidir autant que possible l'air d'admission. Les deux méthodes peuvent être combinées, mais les performances des moteurs de traction ainsi équipés resteront toujours inférieures aux versions marines des mêmes moteurs.

L'intercooler, bien qu'il cause une perte de charge que l'on s'efforce de réduire au minimum, densifie l'air d'admission et augmente ainsi la masse d'air admise dans les cylindres à volume égal. Le moteur peut ainsi brûler davantage de carburant par cycle et développer plus de puissance, ceci sans que ses contraintes thermiques soient augmentées. Alternativement à charge identique toutes les températures du cycle sont diminuées.

On distingue l'intercooler de l'aftercooler lorsque le moteur est équipé d'une suralimentation à deux étages, le premier étant un réfrigérant inter-étages alors que l'aftercooler est un réfrigérant final situé en aval des deux étages de compresseur. Le premier système réduit la puissance absorbée par le 2e étage de compresseur alors que l'aftercooler permet une température d'admission inférieure. Les deux échangeurs sont parfois montés en série sur des moteurs marins à haute performance; leurs turbocompresseurs en série et en parallèle, intercoolers et aftercoolers occupent alors autant d'espace, voire plus, que le moteur lui-même.

Ce V16 marin MTU type 595 de 95 litres développe 5875 ch à 1800 t/mn grâce à une pression moyenne effective dépassant juste les 30 bars. Trois de ses réfrigérants d'air d'admission sont bien visibles.

Le Volvo D12D Turbocompound (500 ch dès 1600 t/mn, 23 bars de p.m.e.) avec son échangeur air-air devant le radiateur, son turbocompresseur et sa turbine compound en série.

(© François Dovat)
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Idée & conception © 1999-2011 van Damme Stéphane.


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