Dimensionner un turbo par sa cartographie

Une cartographie compresseur porte le débit massique en abscisse, le rapport de pression en ordonnée, et des îlots de rendement fermés au milieu. Dimensionner un turbo, c’est trouver le point où votre moteur va réellement tourner et regarder où il tombe sur la cartographie de celui que vous envisagez.

Le calculateur ci-dessous calcule le point. Il ne nomme aucun turbo, et c’est délibéré : apparier une roue demande sa cartographie réelle, et il n’y a pas de façon honnête de l’avoir sans les données du fabricant. Un calculateur qui vous rend une référence qu’il ne peut pas justifier vaut moins qu’un calculateur qui vous rend une coordonnée.

Les deux axes

Le débit massique, en livres par minute, est ce que le moteur avale :

débit d'air = RV × cylindrée × (régime ÷ 2) × densité de charge

La même expression que sur la page puissance, parce que c’est la même question. Deux ajustements : quelques pour cent pour les fuites aux segments et le recyclage de la dump valve, et rien pour l’échangeur — un échangeur change la densité, pas la masse.

Le rapport de pression est la pression absolue d’admission divisée par l’ambiante. Notez absolue et notez ambiante :

RP = (ambiante + suralimentation) ÷ ambiante

15 psi au niveau de la mer donnent un rapport d’environ 2,0. Les mêmes 15 psi à 1 500 m donnent environ 2,2, parce que le compresseur part d’un air plus rare et doit pousser plus loin. L’altitude ne coûte pas grand-chose à la puissance d’un turbo, mais elle fait travailler le compresseur davantage pour la même valeur au manomètre.

La tuyauterie compte

Le compresseur ne produit pas la pression d’admission — il produit la pression d’admission plus ce que l’échangeur et les durites reprennent en chemin. Deux ou trois psi sont ordinaires, davantage sur un faisceau restrictif. Le compresseur travaille donc à un rapport plus élevé que ce que suggère le manomètre, ce qu’il vaut mieux savoir avant de décider qu’une roue tient confortablement dans sa cartographie.

Lire où le point tombe

Dans un îlot à 70 %, c’est ce qu’on cherche. Le rendement n’est pas une abstraction ici : tout ce que le compresseur gaspille ressort en chaleur dans la charge, et l’air chaud est peu dense. Un compresseur à 60 % au lieu de 75 % vous rend un air qui exige un bien meilleur échangeur pour valoir la même chose.

Le bord gauche, c’est le pompage. Trop de rapport de pression pour trop peu de débit et l’air décroche des aubes et repart en arrière — le bruit de battement à charge partielle, et cela détruit les butées. Une roue trop grosse pour le moteur vit là à bas régime.

Le bord droit, c’est l’engorgement. La roue est à sa limite de débit ; monter en régime n’apporte plus rien et le rendement s’est déjà effondré. Une roue trop petite s’arrête là en haut.

La règle empirique, et ce qu’elle vaut

Environ 9,5 à 10 chevaux par livre d’air par minute à l’essence. Elle tombe directement de la richesse et d’une CSE typique, et elle sert vraiment à vérifier le débit annoncé d’un compresseur contre un objectif de puissance.

Elle ne sait rien de votre moteur, en revanche. Elle ne peut pas dire si le débit arrive à 4 000 tr/min ou à 7 000, ce qui est toute la question quand on choisit entre deux roues au même débit.

Le calculateur affiche les deux chiffres, et ils ne coïncideront pas exactement — sur le 2,0 à 15 psi par défaut, la règle lit environ 15 % de trop. Ce n’est une erreur ni de l’un ni de l’autre. La règle suppose une richesse et un rendement proches de 12,5:1 et 0,50 de CSE ; le modèle est réglé pour un moteur suralimenté à 11,8:1 et 0,58, donc plus riche et moins efficace exprès, et il fait donc moins de puissance du même air. L’écart entre les deux est exactement ce que vos choix de carburation vous coûtent, et cela vaut la peine de le voir plutôt que de le moyenner.