Compresseurs Roots, Comprex, Lysholm et G : fonctionnement et caractéristiques

Résumé

Ce document présente quatre types de compresseurs utilisés notamment sur les moteurs automobiles : le Roots, le Comprex, le Lysholm et le compresseur G de Volkswagen. Il décrit leur principe de fonctionnement, leurs avantages et leurs limites. Un élève y trouvera de quoi comparer ces technologies de suralimentation.

Points clés

Le compresseur Roots est un compresseur à lobes dont les rotors tournent en sens inverse sans se toucher, ce qui limite l'usure.
Le compresseur Roots promeut l'air sans le comprimer réellement, et l'air produit est très chaud.
Le Comprex transfère l'énergie des gaz d'échappement à l'admission par des ondes de pression dans un tambour.
Le Comprex fonctionne très bien sur les moteurs diesel mais présente une complexité mécanique, un bruit élevé et des coûts élevés.
Le compresseur Lysholm, à rotors hélicoïdaux, est entraîné par courroie et peut tourner jusqu'à 12 000 tr/min.
L'embrayage électromagnétique et la valve de dérivation, pilotés par l'ECU, permettent de désactiver le Lysholm quand il n'est pas nécessaire.
Le compresseur G de Volkswagen a cessé d'être utilisé dans les années 90 à cause de problèmes de lubrification et d'étanchéité.

Testez-vous

Le compresseur Roots et ses caractéristiques

Le compresseur Roots (ou compresseur scroll) est le type le plus populaire de compresseur dit "à lobes". Dans ce système, une paire de rotors en forme de "huit" est connectée à des engrenages qui tournent à la même vitesse, mais dans des directions opposées, permettant de pomper l'air ensemble. Ce compresseur ne comprime pas l'air directement ; son rôle est de le promouvoir (le déplacer). Les rotors ne se touchent jamais, ce qui évite l'usure. Cependant, les performances du compresseur Roots ne sont pas très élevées et s'aggravent à mesure que la vitesse du moteur augmente. Sa capacité d'approvisionnement ne dépasse 50 % que dans une gamme très limitée, et l'air comprimé produit est extrêmement chaud. Les rotors peuvent posséder deux ou trois lobes.

Le compresseur Comprex

Le Comprex profite des avantages du turbocompresseur et du compresseur volumétrique pour créer une machine initialement plus efficace, bien qu'elle présente aussi des inconvénients. Le transfert d'énergie entre l'échappement et l'admission d'air s'effectue à travers des "ondes de pression" générées entre les parois radiales minces d'un tambour, qui tourne grâce à une connexion directe sur le vilebrequin. Il combine donc le fonctionnement d'un turbocompresseur en profitant de la puissance des gaz d'échappement, tandis que l'entraînement du rotor ne nécessite qu'une très petite quantité de puissance moteur pour maintenir le processus d'ondes de pression. Ce type de compresseur fonctionne très bien sur les moteurs diesel, mais il présente des inconvénients tels que :

La complexité mécanique ;
Un fonctionnement bruyant ;
Des coûts de fabrication élevés.

Le compresseur Lysholm

Le compresseur Lysholm est composé de deux pièces en rotation hélicoïdale qui s'emboîtent. L'air pénètre entre ces deux parties ; la diminution du volume lors de la rotation emprisonne l'air et augmente sa pression. Le compresseur Lysholm est généralement entraîné par le vilebrequin via une courroie. La performance de ce compresseur est d'environ 80 %. Il peut tourner jusqu'à 12 000 tr/min pour assurer une poussée suffisante et augmenter le couple sur tout le programme de régime.

Fonctionnement et contrôle du Lysholm

Le fonctionnement du compresseur est commandé par un embrayage électromagnétique (similaire à celui utilisé pour la climatisation), géré par l'unité de contrôle (ECU). Cette dernière gère également l'ouverture ou la fermeture de la valve de dérivation (bypass). Lorsque la vanne est ouverte, le compresseur est mis hors service s'il n'est pas nécessaire, laissant le moteur en aspiration normale. Lorsque les besoins exigent l'action du compresseur, celui-ci est engagé et fournit assez de pression dès que la vanne se ferme, permettant d'obtenir une accélération immédiate.

Le compresseur G (Volkswagen)

Les compresseurs utilisés par Volkswagen, appelés compresseur centrifuge ou chargeur "G", possèdent une forme interne semblable à cette lettre. Les pièces logées à l'intérieur se déplacent de manière excentrique (sans rotation). Il se caractérise par un élément mobile disposé excentriquement avec une structure en spirale des deux côtés (la spirale mobile) qui, en collaboration avec les carters fixes (capots), crée des chambres à spirale de volume variable. Ce modèle a cessé d'être utilisé dans les années 90 en raison de ses problèmes de lubrification et d'étanchéité.

Questions fréquentes

Pourquoi le compresseur Roots n'est-il pas très performant ?

Ses performances ne sont pas très élevées et s'aggravent quand le régime moteur augmente. Sa capacité d'approvisionnement ne dépasse 50 % que dans une gamme très limitée.

Pourquoi le compresseur G a-t-il été abandonné ?

Il a cessé d'être utilisé dans les années 90 en raison de ses problèmes de lubrification et d'étanchéité.

Comment fonctionne le compresseur Lysholm ?

Deux pièces hélicoïdales en rotation s'emboîtent ; la diminution du volume emprisonne l'air et augmente sa pression. Il est généralement entraîné par le vilebrequin via une courroie.