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Nicolas-350plus

[TECHNIQUE]Echangeur

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Pour en savoir un peu plus...:

L'inconvénient majeur de comprimer l'air dans un volume clos est que celui-ci s'échauffe. Tout le monde en a déja fait l'experience avec une pompe à vélo, rapidement le bout de la pompe se met à chauffer, du à l'air comprimé à l'interieur.
Plus l'air est chaud, plus il se dilate et plus il lui faut de place. Cela fait penser aux différences de pression des pneus à froid et à chaud...
Dans un moteur, l'air compressé peut atteintre 160°, l'idée de l'intercooler est donc de refroidir l'air après sa compression par le turbo. Ainsi, pour une pression égale, il y aura encore un peu plus d'air dans le cylindre, donc d'oxygène (20% de l'air).

Explications:
L’air capté dans l’admission traverse le filtre à air pour ensuite rejoindre le compresseur du turbo (partie du turbo en alliage), c’est là qu’il est compressé (jusqu'à une pression de turbo voulue) et envoyé dans l’échangeur. Lorsque l’air est compressé il deviens chaud, (pas du a la chaleur du turbo) mais du au fait que de l’air compressé prends irrémédiablement de la température.
L’échangeur (air/air) de la wrx utilise l’air froid capté par la prise d’air sur le capot et envoyé à travers les fentes de l’échangeur pour refroidir l’air compressé donc chauffé à l’intérieur de l’échangeur.
L’air refroidi regagne alors en densité lors de son entrée dans le papillon d’admission à l’entrée de la pieuvre, pour ensuite rejoindre la chambre à combustion ou se trouve l’essence pulvérisée sous haute pression (3 bars d’origine).
La ça explose, diffuse de l’énergie donc de la chaleur qui part dans le collecteur d’échappement (après avoir repoussé le piston vers le fond de la chambre) via le up pipe et donc le turbo (coté turbine en fonte).
Comme les gaz d’échappement sont envoyés dans le turbo, ils font tourner la turbine qui est reliée à la turbine du compresseur (voir le post de Dadam sur le turbo) ce qui créé le boost…
Les gaz d’échappement sont ensuite évacués dans la down pipe via le silencieux arrière.
Plus l’air qui rentre dans le moteur est froid, plus le moteur gagne en puissance car la densité de l’air augmente avec plus d’oxygène et plus d’essence. Mais ne confondez pas ces températures avec celles de l’admission d’air car son incidence est moindre au regard de montées en température après le turbo… pour exemple, un air de 20° en entrée de compresseur se retrouve à 130° après avoir été comprimé à 0,5b (soit 6 fois plus), ceci étant relatif en fonction de différents facteurs, entre autre sur les rendements du turbo (voir les flows maps).
Ceci étant, la recherche d’admission d’air la plus froide possible ne doit pas être négligée, mais là on sort un peu du sujet…

Il existe trois emplacements privilégiés pour installer un echangueur :
TMIC
FMIC
VMIC

Arrow d'origine, sous le capot, c'est le TMIC (Top Mount Intercooler)

avantages :
- c'est le meilleur emplacement entre le turbo et la pieuvre d'admission, la distance parcourue par l'air est minime

inconvénients :
- la capacité de refroidissement est limitée
- à hautes vitesses, le rendement est moins bon, voir sur certains modeles on peu constater un effet inversé d'air qui ne rentre plus dans la prise d'air capot... pale


Arrow en frontal derriere le par-choc avant, c'est le FMIC (Front Mount Intercooler)

avantages :
- c'est le meilleur emplacement pour refroidir beaucoup d'air

inconvénients :
- la longueur des tubes qui provoque du lag (le temps de remplissage est augmenté)
- par conscéquence, le turbo charge plus tard


Arrow en frontal en haut en V avec le radiateur, c'est le V-Mount(V-Mount Intercooler)

avantages :
- moins de lag que le fmic

inconvénients :
- le prix

Il y a deux types de conceptions différentes d’échangeurs :

bar&plate sur la gauche, tube&fin sur la droite


ArrowTube and fin :
Avantages :
- moins cher
- plus léger

inconvénients :
- un peu moins efficace que bar and plate
- peu être de moins bonne qualité en fonction de son origine de fabrication
- plus dur de modifier sa dimension
- certains utilisent la matière plastique et possèdent des soudures aléatoires…


ArrowBar and plate :
Avantages :
- 35% d’efficacité supplémentaire
- généralement considéré comme étant le meilleur produit
- plus facile de modifier sa taille

inconvénients :
- poids
- prix
- Quelques limitations de tailles



Autre facteur à prendre en compte, les pertes de charge (Pressure drop) :
En effet, la pression lue par un mano de boost correspond à la pression dans la pieuvre d’admission (si bien sur le capteur est branché sur la pieuvre). Ce n’est pas la même que la pression produite par le turbo. Pour qu’un fluide comme l’air se déplace, il faut qu’il y ai une différence de pression d’une extrémité à l’autre. Conciderez une paille, apportez la à vos lèvres, pour deplacer l’air à l’interieur, soit vous soufflez, soit vous aspirez… De la même façon, la pression en sortie de turbo sera toujours superieure à celle dans l’admission, car il faut une difference de pression pour que l’air se déplace.
La difference de pression requise pour déplacer l’air du turbo vers le collecteur d’admission est un indicateur de la restriction hydrolique de l’echangeur, des durites et du corps de l’accelerateur.
Imaginons que vous êtes en train de déplacer 255g/s d’air à travers l’echangeur d’origine, les durites, le corps de l’accelerateur et il y a 0,26b de difference pour déplacer cet air. Si votre mano de boost lit 1,03b, cela veut dire que votre turbo pousse à 1.30b.
Maintenant vous achetez un turbo bien costaud et vous montez des culasses de F1 pour hurler dans les tours... Vous deplacez 450 g d’air par seconde. Pour 1,03b de pression dans le collecteur d’admission, il faut que le turbo pousse à 1.59b, parce que la difference de pression requise pour avoir autant de débit d’air est de 0,5b et non pas 0,26 comme précedament. Plus de débit avec le même équipement veut donc dire plus de difference de pression.
Donc en favorisant le deplacement de l’air, on réduit le difference de pression requise pour le déplacer, on peut gagner ainsi un paquet de degrés en moins dans les chambre à combustion tout en étant à la même pression de turbo…

Pour les musclés du cerveau en anglais… faites un petit tour ici :
http://www.gnttype.org/techarea/turbo/intercooler.html

Je tiens à vous rappeler quand même que le fait de poser un FMIC fait perdre l'homologation et risque de poser pb en cas d'accident!

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