Qu'est-ce qu'un rapport A / R?

J'ai entendu le terme rapport A / R aujourd'hui en regardant une vidéo sur les turbocompresseurs.

• Que signifie le terme rapport A / R?
• Cela s'applique-t-il uniquement aux turbos? Sinon, à quoi d'autre s'applique-t-il?
• Comment est-il calculé?
• Pourquoi c'est important?

Que signifie le terme rapport A / R?

Dans presque toutes les applications automobiles que vous êtes susceptible de voir, les turbos sont une section de turbine à écoulement radial en forme d'escargot attachée à une section de compresseur similaire. Comme nous le voyons dans cette illustration de l' article sur les principes fondamentaux du turbocompresseur :

Comment est-il calculé?

Le rapport entre la section et le rayon est une conséquence de notre désir de transformer l'énergie linéaire (les gaz d'échappement sortant du collecteur) en énergie radiale (nous devons faire tourner ces petites roues). Nous avons besoin de quelque chose qui ressemble fortement à un entonnoir qui a été étiré et tordu en spirale.

Par exemple, regardez l'entrée d'échappement: il s'agit d'un raccord relativement grand qui accepte tous les gaz d'échappement. À mesure que la tuyauterie s'enroule là où la roue de turbine attend, le rayon de chaque tour diminue. Afin de préserver un écoulement régulier, l'aire de la section transversale de cette tuyauterie diminue également à un taux proportionnel à la diminution de l'aire. Le résultat est un rapport A / R constant.

Cela s'applique-t-il uniquement aux turbos? Sinon, à quoi d'autre s'applique-t-il?

Tout ventilateur, compresseur, turbine ou pompe à écoulement radial est susceptible de présenter une forme similaire et, par conséquent, aura également un rapport A / R constant.

Pourquoi c'est important?

C'est là que les choses s'amusent: je deviens M. Wizard et nous pouvons faire de la science.

Pour cette expérience, vous aurez besoin de trois choses:

1. La paille la plus fine que vous puissiez encore souffler.
2. Une paille à boire normale.
3. Une section de tuyau d'arrosage sur laquelle vous êtes prêt à mettre vos lèvres.

Tout d'abord, soufflez à travers l'agitateur. Sentez le flux d'air sortir de l'autre côté. Cela ressemble à un faisceau laser de pression atmosphérique, non? Vous pouvez le concentrer directement sur la cible, en soufflant de petites choses comme des grains de sel comme un fou.

Essayez maintenant la paille à boire. Cela ne ressemble pas à un laser. Vous pouvez toujours souffler du sel, mais ce n'est pas aussi concentré.

Essayez de souffler aussi fort que possible. De grands gros tas de sel qui volent sans difficulté, non? Essayez à nouveau l'agitateur. Soufflez aussi fort que possible. Remarquez comment l'énergie qui sort semble atteindre un pic tôt même si vos yeux sont sur le point de sortir de votre tête?

Essayez maintenant le tuyau d'arrosage. C'est ennuyeux, non? On dirait que rien de spécial ne sort de l'autre bout. Vous pouvez souffler super fort sans difficulté mais aussi sans grandes récompenses.

Dans cette petite expérience, nous utilisons vous et votre paille de choix pour remplacer la section turbine du turbo et les grains de sel comme la turbine elle-même. Les objectifs du côté turbine du turbo sont les suivants:

1. Faites bouger cette roue de turbine dès que possible (nous voulons augmenter à bas régime). L'agitateur à petite surface illustre cela: il est facile de souffler à travers cela presque sans effort.
2. Continuez à faire tourner cette turbine à mesure que l'énergie des gaz d'échappement augmente. L'agitateur montre qu'une petite zone s'épuise rapidement. La paille de plus grande surface fait mieux.
3. Évitez de restreindre le débit de gaz, d'agir comme un goulot d'étranglement d'échappement et de restreindre la puissance globale. Le tuyau d'arrosage est à peine une restriction du tout. L'agitateur fait sortir vos globes oculaires.

En règle générale, un petit rapport A / R est utilisé pour optimiser le faible décalage et le boost bas de gamme tout en sacrifiant le boost haut de gamme. Celles-ci sont courantes sur les tramways aujourd'hui. Un rapport A / R plus grand est utilisé pour optimiser le pic, le boost haut de gamme et est idéal pour une utilisation sur la piste.

Le rapport A / R est le rapport de l'aire de la section transversale de la zone où les gaz s'écoulent et du rayon de cet endroit par rapport au centre du turbocompresseur. Habituellement, le rapport A / R est constant le long des canaux où les gaz s'écoulent.

En termes plus simples

Les lettres A / R font référence à la zone et au rayon.

Si le rayon du turbocompresseur est plus grand en un point donné, la section transversale de ce point doit être plus grande, pour maintenir un rapport A / R constant.

Inversement, si le rayon du turbocompresseur est plus petit en un point donné, la section transversale en ce point doit être plus petite, pour maintenir un rapport A / R constant.

Des rapports A / R plus petits optimisent le turbocompresseur pour une réponse rapide, mais il réduit la puissance élevée du régime. Les rapports A / R plus grands ont plus de boost à haut régime, mais ils ont plus de "turbo lag" (retard de boost).

Les turbocompresseurs ont deux rapports A / R, un pour le côté turbine (côté échappement) et un pour le côté roue (côté admission).

Si l'intention du turbocompresseur est de fournir une efficacité supplémentaire ou un couple final plus bas, un rapport A / R inférieur est préférable. Le moteur sera très réactif aux changements de gaz, avec peu de décalage perceptible.

Si l'intention du turbocompresseur est de fournir une puissance maximale pour la course, un rapport A / R élevé est préférable. Il présentera moins de contre-pression du côté de l'échappement et fournira plus de suralimentation sans régime excessif de la turbine. Il y aura cependant un décalage plus sensible.