Moteur avec turbo ???

[JONZPILOTE]

Bonjour,

je voudrais savoir, si il y a ou non des avantages aux moteurs à turbo ?
et dans quels utilisations sont-ils preferables ou non ?
merci pour vos réponses
Maxime

[Jacques Lévêque]

Evidemment l' avantage du moteur turbo est la possibilité de compenser la perte de puissance avec la montée en altitude due au manque d' air.

Un moteur sans turbocompresseur ne fournit déjà plus que 75% de sa puissance max à 5000 Ft et la puissance continue de décroitre ensuite.

Le turbo compresseur va permettre d' utiliser le moteur à sa puissance max jusqu' aux environs de 13.000 à 15.000 Ft, altitude appelée, je crois, de rétablissement où au delà la puissance commencera à décroitre.

[Nicolas]

Et au dessus de cette altitude tu passe aux turbos propres!

Le probleme des turbocompressé (parait y) c'est qu'il ya de plus grand risque de choc thermique, enfin disons que le moteur souffre plus.....

[Jacques Lévêque]

Il y a deux problèmes, voire trois avec les moteurs turbo.

Si il n'y a pas de soupape limitant automatiquement la pression d' admission (ou si elle fonctionne mal) c'est de peter le moteur par surpression et donc surpuissance à basse altitude.

Les contraintes thermiques du turbo étant très importantes il faut le laisser refroidir doucement à l' arrêt du moteur.

Si sur un moteur sans turbo il est possible d' appauvrir sans risque dès 5000 fT puisque la puissance est automatiquement réduite par l' altitude, elle ne l'est pas avec un compresseur et si l'on appauvri à pleine puissance les soupapes d' échappement grillent.

N' oubliez jamais que les Lycoming sont refroidis à la fois par l' air et le surplus d'essence à pleine puissance.

[andre44]

Bonjour

Turbo sur un diesel ce n'est que avantage si il est suivie d'un intercoler l'air comprimé s'échauffe il faut la refroidir avant d'entrer dans les cylindres (sur un diesel cela absorbe trop d'énergie dans le cycle compression)
un moteur turbo sur un diesel est plus économique que un atmospherique il perment de récuprerer énergie des gaz échappment la sortie échappement descent autour 450c .
Sur un moteur essence le turbo perment d'augmenter la puissance d'un moteur en le (gavant) soit pour les avion plus d,air a haute altitude. ces moteurs (en géneral) ont un taux de compression plus faible que les moteur atmospherique

Mais cet exces de couple et de puissance s'accompagne d'inconvéneant
les pistons des moteurs turbo ont souvent un jet d'huile en dessous pour les refroidirs , plus de puisance dans la même cylindré demande plus de refroidissement.
les turbos ont une west gate (trape de bypasse des gaz échappment) pour limiter la pression admission.
il faut pas restreindre le filtre a air  ou l'admission sans quoi le turbo prend des vitessses élevées 40000 rpm
les deux petits paliers central du turbo simple bague de 6 a 8 mm doivent etre lubrifié génereusement
sur un moteur refroidi a air aucune posibilité de faire une passe d'eau (LDR) donc il fait trés chaud a coté de la turbine échappement.
Sur un moteur essence le turbo le rend plus gourmand  
Sur une auto le turbo c'est pour suralimenter le moteur a haut régime.
quand le couple baisse a un certain régime sur un moteur c'est son remplissage qui ne se fait pas bien, le turbo corrige cet inconvéneant.

La vie des moteurs turbo trop sollicités est moindre que les gros moteur atmospherique
Pour des petits avions moteur essence , le turbo n'offre que peux d'avantage ,si le moteur manque de puissance prendre un plus gros ,
Pour un diesel les moteur devrait tous avoir un turbo ..

André

Les deux petits paliers qui s'use rapidement si il manque de graissage

[JONZPILOTE]

merci pour vos réponses ,
maxime

[Leon Robin]

Un moteur turbo conduit avec soin n'est pas réellement plus fragile qu'un moteur atmosphérique. Le problème, c'et que le turbo n'aime pas certaines manières et demande une conduite rigoureuse sans aucune exception.

La règle de base avec un moteur turbo est de ne jamais l'arrêter quand le turbo tourne au delà de son régime de ralenti, ni tant qu'il n'a pas repris une température normal.

Un turbo non sollicité tourne "au ralenti" à quelques milliers de tours/minute. A pleine charge, il peut atteindre plusieurs dizaines de milliers de t/mn (au moins 40 à 50000 t/mn, voire plus). cela s'accompagne d'une forte élévation de température, puisqu'il utilise les gaz d'échappement, à la température qu'indique votre thermomètre EGT. Sur une voiture, si, de nuit on regarde un turbo qui vient de fonctionner à pleine chage, il est porté au rouge, soit environ 5 à 600° C.

Avant d'arrêter un moteur turbo, il faut obligatoirement le laisser tourner au ralenti pendant un certain temps (de 30 secondes à 2 minutes) en suivant les indications du manuel de vol. Ce délai a deux raisons :

• laisser ralentir la turbine à son régime de ralenti
• permettre l'évacuation de la chaleur de fonctionnement en charge.

Une précaution supplémentaire consiste à solliciter le moins possible le turbo au cours de la prériode qui précède ce délai.

Quels sont les risques d'une conduite inadéquate du moteur ?

Sur les photos d'André, on voit les paliers sur lesquels tourne l'arbre du turbo ( à 50 ou 60000 t/mn, on le rappelle). Ces paliers sont des "paliers fluides", c'st à dire qu'il existe un certain jeu de fonctionnement qui, lors de la rotation, crée un "coin d'huile" sur lequel l'axe flotte littéralement. C'est la seule solution permettant déviter sa destruction rapide par friction entre l'arbre et le palier.
Quand on arrête le moteur, la circulation d'huile cesse, et le coin d'huile disparaît. L'arbre se trouve donc en contact avec le palier. C'est acceptable s'il tourne au ralenti (la lubrification est assurée classiquement par le film d'huile adérant aux pièces). si cela se prosuit à haut régime, cela élimine rapidement le lubrifiant, et on touren métal sur métal. Pas bon, ça fait des copeaux, ou tout au moins de la limaille.

L'huile qui lubrifie le turbo sert aussi à son refroidissement. La canalisation a un diamètre important, et le débit l'est tout autant, contribuant à évacuer les calories. Si on supprime cette circulation avant le refroidissement (refroidissement relatif, on va descendre de 600° à 200° C), la température de l'huile qui subsiste dans les environs en ayant cessé de circuler s'élève brutalement bien au delà de ses limites d'utilisation : elle va se carboniser en partie, on appelle cela la cockéfaction, qui forme des particules dures et abrasives qu'on va retrouver dans les filtres et la circulation d'huile. L'huile elle-même perd de ses qualités initiales.

Il suffit de faire subir ce traitement un petit nombre de fois pour détériorer rapidement un turbo. Cet équipement nécessite des soins constants, sans aucune exception dans son maniement. si on suit cela, il peut durer très longtemps sans problème.

A la lecture de ce qui précède, on concluera sans peine que cela peut convenir à un propriétaire soigneux, mais en aucun cas à un club (opinion de dirigeant de club, partagée par de nombreux mécaniciens)

[Olivier Pegon]

Pour l'explication technique de l'utilité du turbo en opposition au moteur atmosphérique, la chose est simple...

Nos moteurs 100LL marchent grâce à un mélange, la mixture, air/essence.
Ce qui nous intéresse dans l'air c'est l'oxygène (le comburant) qui va permettre de brûler l'essence (le carburant).

Au sol, en condittion ISA soit 1013,25 hPa, ton avion est réglé et mixturé pour être avec un rapport air/essence d'environ 15:1.
C'est un mélange un peu plus riche que les conditions dites stoechiométriques où la combustion dans les cylindres apporterait la plus grande énergie.
D'ailleurs on "fuit" cette proportion car cela dégage trop de chaleur et risque de provoquer des détonations, soit un allumage du mélange avant que le cylindre soit en position haute dans sa course.
De plus l'excès de température va fatiguer le moteur.
On règle donc par défaut un peu plus riche. L'essence inutilisée va "refroidir" les cylindres.

Donc quand on monte en alititude, la pression athmosphérique baisse.
Si 1013 hPa au niveau de la mer, cela donne 700 hPa au FL100.
Soit 30% d'air, et donc d'oxygène en moins...

On a donc un mélange beaucoup trop riche en essence par rapport à l'oxygène disponible.
Plus tu montes et plus ton moteur perd des tours... jusqu'à pouvoir s'étouffer de ce trop plein d'essence qui ne peut pas brûler.

Donc on appauvrit le mélange en retirant de la mixture l'essence inutile.
On recherche traquillement le pic EGT qui correspond à la proportion stoechiométrique soit environ 12:1.
Puis on rajoute un peu d'essence pour revenir vers 14/15:1.
Cela se traduit par la baisse de l'EGT d'environ 50°F à 100°F comme il est classique de le faire.
Certain continuent à légèrement appauvrir pour passer en "Low Peak of Lean" soit encore enlever de l'essence pour que le moteur consomme moins. Certains moteurs seulement l'acceptent sans problème.

Sinon que se passet'il maintenant...
On a la meilleure puissance possible avec 30% de carburant en moins...
Donc une production d'énergie inférieure à celle disponible dans les basses couches.
On continue de monter...
Re belote, trop riche donc on appauvrit...
Jusqu'au moment où on a plus assez d'énergie produite pour tenir l'avion en palier...
Car on enlève de l'essence au mélange à cause du manque d'air...

Au FL125 tu as moins de 600 hPa soit 40% d'oxygène en moins et grosso-modo 40% d'essence en moins pour donner de l'énergie par la combustion.
Imagine toi à 1000 ft et voler à 25% de la puissance au lieu de 65%.
C'est une vue schématique et pas totalement juste mais la réflexion est la bonne.
Tu auras du mal à tenir le palier... quant à monter...

Maintenant que fait le turbo...
Il compresse l'air ambiant et le délivre à pression presque constante pendant ta montée.
Tu n'as donc pas besoin d'appauvrir le mélange puisque tu as suffisament d'air et donc d'oxgène...
Voilà pourquoi les moteurs turbo ont des altitudes de rétablissement largement supérieurs aux moteurs athmosphériques.
Jusqu'à une certaine altitude où lui non plus ne sait plus fournir assez d'air au mélange...

D'ailleurs les turbines et les réacteurs sont de gros turbos aussi...

C'est pour cela qu'il ont des altitudes de fonctionnement toutes autres... jusqu'à la limite de la statosphère pour certains.

Encore plus haut, il faut passer au statoréacteur... puis les fusées qui emportent leur oxygène.

Espérant avoir pu aider...

[malko05]

Sur les photos d'André, on voit les paliers sur lesquels tourne l'arbre du turbo ( à 50 ou 60000 t/mn, on le rappelle). Ces paliers sont des "paliers fluides", c'st à dire qu'il existe un certain jeu de fonctionnement qui, lors de la rotation, crée un "coin d'huile" sur lequel l'axe flotte littéralement. C'est la seule solution permettant déviter sa destruction rapide par friction entre l'arbre et le palier.

Je me permet juste d'ajouter à cette trés bonne explication ceci :

"palier fluide" = palier hydrostatique   et
"coin d'huile" = film d'huile

voili

Ca me rappelle mes cours de méca !!

[Plouchart Guy]

Une autre façon de présenter l'intérêt d'un compresseur (turbo en général ou mécanique sur les vieux gros moteurs à pistons) est de considérer que le moteur est une grosse pompe à air et que , à richesse maintenue constante , la puissance sera directement fonction du débit massique de cet air , ce dernier étant lui même fonction notamment de l'altitude . Donc , plus on monte sans compresseur , plus la "pompe" voit son débit diminuer et donc la puissance.
Le compresseur (turbo) permet donc de retarder jusqu'à une certaine altitude cette diminution de puissance en permettant artificiellement de maintenir le débit d'air.
Une autre fonction , est d'augmenter la puissance au décollage en comprimant l'air à une pression supérieure au QFE
Pour mémoire , les compresseurs des derniers gros moteurs à pistons permettaient de doubler la pression admission au décollage voire plus (2 fois le QFE).
Je ne pense pas que les turbos d'avions légers  permettent  ces surpressions au décollage mais j'ai peu volé avec ce type de moteur pour pouvoir affirmer .

[Raymond]

Je ne pense pas que les turbos d'avions légers  permettent  ces surpressions au décollage mais j'ai peu volé avec ce type de moteur pour pouvoir affirmer .

Euh quand mon club s'était renseigné pour le Dr 400 mazout, j'avais appris que le turbo poussait à 2.35 bar...
Rapide réflexion apres l'obligatoire "Woua, dis donc ca doit tirer sur le moulin", en y refléchissant bien, le turbo d'un moteur d'avion n'est pas soumi aux memes contraintes qu'un moteur de voiture donc les cycles de charges et de décharges sont incessants. En avion, on cale le moteur à 75% de puissance tout le long du trajet et le turbo tourne a charge constante.

Quand a l'arret avant la mise au ralenti du turbo, il est certain que le moteur ne va pas aimer mais avec une bonne formation des pilotes du club et éventuellment des sécurité électronique, on doit pouvoir limiter les déconvenues et enfin voir un moteur digne du XXI ème (quoique le turbo date du début du XXème siècle).

[vermot]

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La règle de base avec un moteur turbo est de ne jamais l'arrêter quand le turbo tourne au delà de son régime de ralenti, ni tant qu'il n'a pas repris une température normal
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Avant d'arrêter un moteur turbo, il faut obligatoirement le laisser tourner au ralenti pendant un certain temps (de 30 secondes à 2 minutes) en suivant les indications du manuel de vol.
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A la lecture de ce qui précède, on concluera sans peine que cela peut convenir à un propriétaire soigneux, mais en aucun cas à un club (opinion de dirigeant de club, partagée par de nombreux mécaniciens)

Avec mon avion, je respecte scrupuleusement le manuel de vol, à savoir:

Volet de capot ouverts, 1100 t/min pendant 3 minutes chrono.

Mais souvent avec 1100 tours, pendant le roulage (qui doit se faire lentement) pour arriver au parking, les trois minutes sont écoulées.
Si par hasard, je dois remettre des gaz à 1500/1700 tours pour monter et rouler sur un parking en herbe par exemple, je redéclenche le chrono pour 3 minutes.

[pfiquet]

Je m'étonne de ce qu'aucun d'entre vous ne mentionne la mise en route car si la chute de pression d'huile à chaud fait mal, la montée en régime sans huile ne fait pas de bien non plus.

C'est très bien d'attendre 3 minutes avant de couper parce qu'on est remonté à 1500 rpm pendant quelques secondes, mais à froid, monter un tant soit peu en regime avant que les paliers de turbo soient bien lubrifiés est catastrophique.

J'espère que vos moteurs sont équipés d'un limiteur qui vous empêche ce genre de pratique.

[vermot]

Limiteur sur mon moteur.
Mais ça n'empêche pas de prendre toutes les précautions qui commencent par le brassage de l'hélice en hivers et toujours le temps de monter en températures.

[susu]

Pour les 3 à 5 minutes de refroidissement à l'arrêt, il est préférable de les décompter à partir de la réduction en approche à moins de 30" PA, plutôt que depuis le temps du roulage au ralenti : en effet le turbo est au plus froid lors de l'atterrissage et se rechauffe ensuite lors du roulage du fait de la mauvaise ventilation au sol même volets de capots ouverts. Donc dans la plupart des cas on peut couper dès l'arrivée au parking : que ceux qui en doutent et dont les avions sont équippés de JPI, qu'ils regardent les enregistrements des valeurs de tempé turbine.

Pour le démarrage, il est relativement rare de demander plus de 30" à l'admission avant quelques minutes ... donc pas de problème le turbo n'est pas sollicité.

Enfin il a été mentionné dans un post précedant que les "turbo réacteurs" et "turbo fan" étaient de "gros turbos" : en fait non, ce sont des moteurs "atmosphériques" comme les moteurs à piston sans turbo : leur pression d'admission est égale à la pression de l'air ambiant, donc ils perdent de leur puissance à fur et à mesure de leur montée en altitude ...

Hope this helps !