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KeWLKaT 12/03/2007 02h20

Turbocharging 101
 
Merci Jalmir pour le post:

Turbocharging 101

La question la plus commune posée par les internautes novice sur des forum de turbo est probablement :
"Quelle taille de turbo ai-je besoin???"
Et la réponse la plus commune à cette question est :
"Utilise le bouton de RECHERCHE"

Choisir la taille de turbo pour matcher votre moteur n'est pas si difficile. Vous devez d'abord trouver quelques informations au sujet de votre moteur, décidez combien de boost vous voulez employer, et puis vérifier l'information avec la map de compression d'un turbo. Il y a un peu de maths impliquées, mais c'est facile (surtout quand on a les formules bien expliquée!).

Premièrement vous devez savoir le "CFM" (cubic feet per minute) de votre moteur en aspiration naturelle ou N/A (c'est-à-dire, sans turbo ou suralimentation).

Vous devez premièrement trouver le CID (Cubic Inch Displacement) du moteur ...

Il y a 2 moyens, prendre le CC (centimètres cube) et le convertir en pouce cubes ou prendre la formule complète qui est de calculer le bore et le stroke, mais puisque les deux formules donnent des résultats TRÈS similaires, nous allons dons utiliser la formule des CC puisque c'est un nombre pratiquement omniprésent sur les infos d'un moteur.



1CC = .06102 CID

la formule est donc :

CC x 0.06102 = CID

Pour le Beta c'est

1975 x 0.06102 = 120.51 CID


L'autre formule pour ceux qui la veulent :

Bore x Bore x .7854 x Stroke x Nombre de Cylindre = Cubic Inch Displacement (CID)


Maintenant que nous avons le CID nous pouvont passer à la formule suivante, trouver le CFM :


Volume d'air (CFM) = (RPM x CID) / 3456


Donc, pour calculer le volume d'air aspiré par le moteur (CFM) vous devez multiplier votre peak RPM avec le déplacement en pouce cubes de votre moteur (CID) ensuite, vous devez diviser ce nombre par 3456.


Pour notre moteur, le Beta :


(6500 x 120.51) / 3456 = (783315) / 3456 = 226.653 CFM



Un moteur Beta a donc besoin de 226.653 Pieds cubes d'air par minute à 6500 tours par minutes en aspiration naturelle. Maintenant nous savons les besoins de volume d'air N/A, mais afin de lire une map de compression, nous devrons figurer le flux d'air en livres par minute (lb/min) requis par notre moteur sous la poussée. Pour notre exemple, employons une pression de 10psi.

En ce moment il est important de parler de la différence entre la pression absolue (psia) et la pression indiquée. Le niveau de poussée que vous lisez sur votre gauge de boost s'appelle vraiment psig ou Pound per Square Inch Gauge. La pression absolue est 14.7 + psig. Le 14.7 vient de la pression d'air au niveau de la mer. Ainsi 10psig = 24.7psia.

Nous pouvons trouver les conditions de notre moteur en appliquant nos nombres à la loi idéale de gaz. La loi idéale de gaz relie le volume, la pression, la température et la masse d'air. Elle est :

PV = nRT

P = pression absolue,
V = volume CFM,
n est relié à la masse,
R est une constante
et T est la température de l'air en unité de mesure Rankine.

Simplifions la loi idéale de gaz pour trouver le flux d'air requis de notre moteur dans lb/min avec le boost a 10psi. Nous devrons savoir la température d'air comprimé sortant du turbo. Supposons qu'intercoolé la température d'air aspiré environ de 130F. Les voitures Turbo qui n'ont pas un intercooler peuvent voir les températures de l'air aspiré grimper autour de 250F. Pour obtenir la température en Rankine, il faut simplement additionner 460 à la température de l'air en fahrenheit.



n(lb/min) = ((14.7 + psig) x V cfm x 29) / (10.73 x T deg) R

Donc avec les chiffres d'un Beta on obtient ;

n(lb/min) = ((14.7 + 10) x 226.653 x 29) / 10.73 x (130 + 460)R

n(lb/min) = (24.7 x 226.653 x 29) / 10.73 x 590R

n(lb/min) = 162351.5439 / 6330.7

n(lb/min) = 25.6451lb/min




Nous trouvons donc qu'idéalement, notre Beta aura besoin de 25.64lb/min d'air avec un boost de 10psi à 6500RPM. Je dis idéalement parce que cela suppose que notre moteur a une efficacité volumétrique de 100%. Nous supposerons que nos moteurs ont une efficacité volumétrique environ de 85%. Maintenant nous pouvons corriger notre flux d'air.

25.6451 x .85 = 21.798lb/min

D'ailleurs, en général, je dis bien en général, la puissance en HP peut être trouvées par la formule qui suit :

HP = lb/min x 10 = 21.789 x 10 = 217.89HP

Maintenant que nous connaissons notre flux d'air requis en lb/min, nous devons trouver quelque chose appelée un rapport de pression. C'est le rapport entre l'admission de la pression et la pression à la sortie du compresseur. La pression d'admission est habituellement 14.7psi. (pression barométrique standard au niveau de la mer) la pression de sortie est 14.7psi + boost. Prendre le rapport des deux et vous obtenez :



Ratio de pression = (14.7 + boost) / 14.7

Pour notre projet virtuel nous avons décidé booster a 10psi ...

Ratio de pression = (14.7 + 10) / 14.7 = 24.7 / 14.7 = 1.68



Nous avons maintenant toute l'information avec laquelle nous pouvons lire une map de compression. Les cartes montrent l'efficacité et les courbes de RPM pour le compresseur. Afin de lire les cartes, trouver simplement le rapport de pression sur l'axe des Y et suivre sur la map jusqu'au point de rencontre du flux d'air du moteur (lb/min ... 21.798 dans notre cas).

Il est possible que le flow map que vous avez ne soit pas en lb/min., dans ce cas voici les formules de conversions pour les autres mesure (CFM et m3/sec.)

1 m3/s = 2118.88 cfm

1 m3/s = 146.414 lb/min

10 lb/min = 144.718 cfm

10 lb/min = 0.0683 m3/s


Il est souhaitable de faire joindre nos donées bien au milieu du graphique, bien que quelque chose jusqu'a aussi bas que 60% fonctionne.

Exemple de "Compressor flow maps" (on voit que le Garrett GT28rs @ 62trim est beaucoup plus efficace que le 14b de Mitsu, donc le Garrett produira plus de HP)

http://img148.imageshack.us/img148/1...bcfman2.th.jpg
http://img161.imageshack.us/img161/8...mcfmnk5.th.jpg




Nous avons parlé beaucoup au sujet du côté de compresseur du turbo, maintenant se tournons vers le côté de la turbine. Nous avons pouvons trouver un turbo qui fonctionneras bien avec les infos de notre moteur, mais es-ce qu'il va "spooler" ? Cela dépend du "area ratio" ou A/R, du turbine housing, et de la taille de turbine. Une plus grande roue de turbine soopleras plus lentement qu'une petite. Une plus grande turbine fera plus de puissance, mais le boost arriveras plus tard, peut-être quand la course sera terminé?




A/R

L'autre chose à considérer est le A/R. Elle détermine quand la turbine spool. Le turbine housing A/R est la section du turbine housing divisé par la distance du centre de cette section au centre de la roue. Ca fait plus de sens si on regarde le graphique.


http://img99.imageshack.us/img99/9820/ar001hk7.jpg


Si vous prenez par exemple, le secteur A1 et le divisent par R1, vous aura trouvé le A/R du turbine housing. Chaque section transversale et rayon ont les mêmes proportions ainsi le A/R sera trouvé en employant n'importe quels section/rayon.
Les A/R des turbine housing sont habituellement .58, .69, .81, .96 et 1.00. La turbine vas "spooler" plus tôt avec un .58 A/R, et plus tard avec un 1.00 A/R. Le retard sera un problème si le A/R trop grand, mais s'il est trop petit, le turbo manquera de d'air et ne sera rien de plus qu'une restriction.

Le Trim

Le trim pour une roue de compresseur ou de turbine est le rapport carré du diamètre plus petit divisé par le diamètre plus grand, multiplié par 100. Les roues de turbocompresseur ont un grand et de faible diamètre. Sur le compresseur, le diamètre est l'inducteur et le grand diamètre est l'exducer. C'est l'inverse pour la roue de turbine.



Trim du Compresseur = ((inducteur x inducteur) x 100) / (exducer x exducer)

Trim de la turbine = ((exducer x exducer) x 100) / (inducteur x inducteur)




Pour des roues de compresseur, donné une taille constante d'exducer, plus le trim est grand, plus la roue coule mieux. Cela signifie également que la roue a une efficacité légèrement inférieure. Pour les roues de turbine, donné un inducteur constant, un plus grand trim signifie que la turbine a un meilleur flow avec moins de backpressure. Ca signifie également que moins d'énergie est récupérée de l'échappement du moteur ralentissant le temps spool.

J'espère que ce n'est pas trop complexe et que cela pourra vous aider a trouver votre bon turbo et aussi vous donner des idées pour des setup turbo!



Chiffres et formules a retenir ;


CC x 0.06102 = CID
CID / 0.06102 = CC

m3/s x 2118.88 = CFM
CFM / 2118.88 = m3/s

lb/min x 14.4718 = CFM
CFM / 14.4718 = lb/min

lb/min x 0.00683 = m3/s
m3/s / 0.00683 = lb/min

CFM = (RPM x CID) / 3456

intercooled (lb/min) = ((14.7 + boost) x CFM x 29) / 10.73 x (130 + 460)R

non intercooled (lb/min) = ((14.7 + boost) x CFM x 29) / 10.73 x (250 + 460)R

Ratio de pression = (14.7 + boost) / 14.7



Beta stats ;

CID = 120.51
CFM = 226.653 @ 6500RPM (N/A)
Specific PSI with corresponding Air Flow;
10psi = 21.798lb/min // 315.456GFM (85% d'efficacité de flow)
12psi = 23.563lb/min // 340.999CFM (85% d'efficacité de flow)
15psi = 26.211lb/min // 379.320CFM (85% d'efficacité de flow)
20psi = 30.623lb/min // 443.170CFM (85% d'efficacité de flow)



source : www.junkyardturbos.com

Jalmir 13/03/2007 00h31

De rien! :cool:

maxmotors 18/06/2007 13h57

sa devrai pas etree sticky se topic ...??? :confused: :p

Jalmir 18/06/2007 14h00

lolll

bonne idée! :D

YamR1 24/07/2007 20h51

J'imagine que c'est le genre de calcule qui empeche de faire sauter ton moteur a cause que le p'tit gars voulait le plus gros turbo sur son pauvre p'tit char

destroyers 25/07/2007 10h39

exact ces calcul quand on les connais son facile a comprendre et aide a ne pas avoir l'aire fou sur une piste quand tu explose ton block du a un mauvais turbo

Jalmir 11/11/2007 13h55

informations et formules ajouté! :)

electronix 12/11/2007 22h07

Question : jvais ou pour trouver toutes ces informations-là... Jdois pas chercher à la bonne place parce que je ne trouve rien par rapport a cubic feet per minute et a Cubic Inch Displacement...

T'aurais pas un site clef pour ces infos là...

( J'ai p-e l'air nounoune mais au moins jvx comprendre tous ces calculs là!!! )

KeWLKaT 12/11/2007 22h47

ce sont des mesures en système impérial ;)

electronix 12/11/2007 23h41

ouin... sa maide pas ben ben :S ou je trouve sa?!

KeWLKaT 13/11/2007 00h10

Tu veux savoir quoi au juste? Ce que les mesures veulent dire ens système métrique?

Jalmir 13/11/2007 01h45

j'ai mit toutes les formules de conversion dans le post, normalement tu devrais juste faire un tit calcul pour transférer les infos ;)

CC x 0.06102 = CID
CID / 0.06102 = CC

m3/s x 2118.88 = CFM
CFM / 2118.88 = m3/s

lb/min x 14.4718 = CFM
CFM / 14.4718 = lb/min

lb/min x 0.683 = m3/s
m3/s / 0.683 = lb/min

sinon tu peux faire ta paresseuse et Félix va te calculer ce que tas besoin! lolll ;)

Freddy Krueger 13/11/2007 12h00

Citation:

Envoyé par Jalmir (Message 8761)
sinon tu peux faire ta paresseuse et Félix va te calculer ce que tas besoin! lolll ;)

WOW!! KeWLKaT got owned by Jalmir! :D :D :D

P.s.: :D :D :rofl: :rofl: :rofl: :rofl: :rofl: :rofl:
http://i156.photobucket.com/albums/t...g-fu_Kitty.jpg

Pase 13/11/2007 13h01

lol.. cette photo là me fait trop marer!! lol

electronix 13/11/2007 23h29

hahahahaha!!!!! putin trop marrant!!!! tk jvoulais pas calculer sa parce que je veux mettre un turbo jessaie juste de comprendre les calculs...

va falloir que jaie un prof priver pour mexpliquer sa en live parce que devant un ordi cest compliquer un peu :P héhé


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